Общее строение клетки

Сливаясь с  эндоцитозными пузырьками, лизосомы образуют пищеварительную вакуоль (вторичная лизосома), где происходит расщепление органических веществ до составляющих их мономеров. Последние через мембрану пищеварительной вакуоли поступают в цитоплазму клетки. Именно так происходит, например, обезвреживание бактерий в клетках крови — нейтрофилах.

      Вторичные лизосомы, в которых закончился процесс переваривания, практически не содержат ферментов. В них находятся лишь непереваренные остатки, т. е. негидролизуемый материал, который либо выводится за пределы клетки, либо накапливается в цитоплазме.

      Расщепление лизосомами чужеродного, поступившего путем эндоцитоза материала называется гетерофагией. Лизосомы участвуют также в разрушении материалов клетки, например запасных питательных веществ, а также макромолекул и целых органелл, утративших функциональную активность (аутофагия). При патологических изменениях в клетке или ее старении мембраны лизосом могут разрушаться: ферменты выходят в цитоплазму, и осуществляется самопереваривание клетки — автолиз. Иногда с помощью лизосом уничтожаются целые комплексы клеток и органы. Например, когда головастик превращается в лягушку, лизосомы, находящиеся в клетках хвоста, переваривают его: хвост исчезает, а образовавшиеся во время этого процесса вещества всасываются и используются другими клетками тела.

• Вакуоли — крупные мембранные пузырьки или полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком. Вакуоли образуются в клетках растений и грибов из пузыревидных расширений эндоплазматического ретикулума или из пузырьков комплекса Гольджи. В меристематических клетках растений вначале возникает много мелких вакуолей. Увеличиваясь, они сливаются в центральную вакуоль, которая занимает до 70—90% объема клетки и может быть пронизана тяжами цитоплазмы.

 

Вакуоль в растительной клетке: 1 — вакуоль; 2 —  цитопяаз-матические тяжи; 3 — ядро; 4 — хлоропласты.  
 
 
 
 
 
 
 

     Содержимое вакуолей —клеточный сок. Он представляет собой водный раствор различных неорганических и органических веществ. Большинство из них являются продуктами метаболизма протопласта, которые могут появляться и исчезать в различные периоды жизни клетки. Химический состав и концентрация клеточного сока очень изменчивы и зависят от вида растений, органа, ткани и состояния клетки. В клеточном соке содержатся соли, сахара (прежде всего сахароза, глюкоза, фруктоза), органические кислоты (яблочная, лимонная, щавелевая, уксусная и др.), аминокислоты, белки. Эти вещества являются промежуточными продуктами метаболизма, временно выведенными из обмена веществ клетки в вакуоль. Они являются запасными веществами клетки. В вакуолях также часто накапливаются конечные продукты жизнедеятельности клеток (отходы). Таким веществом для клеток растений является щавелевокислый кальций, который откладывается в вакуолях в виде кристаллов различной формы.

   Функции вакуолей следующие:

1. Вакуоли играют главную роль в поглощении воды растительными клетками. Вода путем осмоса через ее мембрану поступает в вакуоль, клеточный сок которой является более концентрированным, чем цитоплазма, и оказывает давление на цитоплазму, а следовательно, и на оболочку клетки. В результате в клетке развивается тургорное давление, определяющее относительную жесткость растительных клеток и обусловливающее растяжение клеток во время их роста.
2. В запасающих тканях растений вместо одной центральной часто бывает несколько вакуолей, в которых скапливаются запасные питательные вещества (жиры, белки). Сократительные (пульсирующие) вакуоли служат для осмотической регуляции, прежде всего, у пресноводных простейших, так как в их клетки путем осмоса непрерывно поступает вода из окружающего гипотонического раствора (концентрация веществ в речной или озерной воде значительно ниже, чем концентрация веществ в клетках простейших). Сократительные вакуоли поглощают избыток воды и затем выводят ее наружу путем сокращений.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Немембранные  органеллы. 

• Клеточный центр. В клетках большинства  животных, а также некоторых грибов, водорослей, мхов и папоротников имеются  центриоли. Расположены они обычно в центре клетки, что и определило их название.

 

 

     Центриоли  представляют собой полые цилиндры длиной не более 0,5 мкм. Они располагаются парами перпендикулярно одна к другой. Каждая центриоль построена из девяти триплетов микротрубочек.

    Основная  функция центриолей — организация  микротрубочек веретена деления  клетки.

    Центриолям  по структуре идентичны базальные  тельца, которые всегда обнаруживаются  в основании жгутиков и ресничек. По всей вероятности, базальные  тельца образуются путем удвоения  центриолей. Базальные тельца, как  и центриоли, являются центрами  организации микротрубочек, входящих в состав жгутиков и ресничек.

    Жгутики  и реснички — органеллы движения  у клеток многих видов живых  существ. Они представляют собой  подвижные цитоплазм этические  отростки, служащие либо для передвижения  всего организма (многие бактерии, простейшие, ресничные черви) или репродуктивных клеток (сперматозоидов, зооспор), либо для транспорта частиц и жидкостей (например, реснички мерцательных клеток слизистой оболочки носовых полостей и трахеи, яйцеводов и т. д.).

    Жгутики эукариотических клеток по всей длине содержат 20 микротрубочек: 9 периферических дуплетов и 2 центральные одиночные. У основания жгутика в цитоплазме располагается базальное тельце.

    Жгутики  имеют длину около 100 мкм и  более. Короткие жгутики (10—20 мкм), которых бывает много на одной клетке, называются ресничками.

    Скольжение  микротрубочек, входящих в состав  жгутиков или ресничек, вызывает  их биение, что обеспечивает перемещение  клетки либо продвижение частиц. 
 
 
 
 
 

• Рибосомы  — это мельчайшие сферические гранулы диаметром 15—35 нм, являющиеся местом синтеза белка из аминокислот. Они обнаружены в клетках всех организмов, в том числе прокариотических. В отличие от других органелл цитоплазмы (пластид, митохондрий, клеточного центра и др.) рибосомы представлены в клетке огромным числом: за клеточный цикл их образуется около 10 млн. штук.

В состав рибосом  входит множество молекул различных  белков и несколько молекул рРНК. Полная работающая рибосома состоит  из двух неравных субъединиц (рис. 1.15). Малая субъединица имеет палочковидную форму с несколькими выступами. Большая субьединица похожа на полусферу с тремя торчащими выступами. При объединении в рибосому малая субъединица ложится одним концом на один из выступов большой субъединицы. В состав малой субъединицы входит одна молекула РНК, в состав большой — три. 

Схема строения рибосомы: 1 — малая субъединица; 2 — иРНК; 3 — тРИК; 4 — аминокислота; 5 — большая субьединица; б — мембрана эндоплазматической сети; 7 — синтезируемая полипептидная цепь.  

    В цитоплазме десятки тысяч рибосом расположены свободно (поодиночке или группами) или прикреплены к нитям микротрабекулярной системы, наружной поверхности мембраны ядра и эндоплазматической сети. Они имеются также в митохондриях и хлоропластах.

     В  процессе синтеза белка рибосома защищает синтезируемый белок от разрушающего действия клеточных ферментов. Механизм защитного действия заключается в том, что часть вновь синтезируемого белка находится в каналоподобной структуре большой субъединицы. 

 
 
 
 
 
 

      
 
 
 
 
 
 
 
 

Отличие растительной клетки от животной. 

     Растительная клетка имеет существенные  отличия от животной клетки. Растительная  клетка как и животная, окружена  цитоплазматической мембраной, но  кроме неё ограничена толстой  клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, которой нет у животных клеток.

    Накапливающие клеточный сок  вакуоли есть как в растительных, так и в животных клетках,  но в животных клетках они  выражены слабо.

    Преобладание синтетических процессов  над процессами освобождения  энергии — это одна из наиболее характерных особенностей обмена веществ растений. Первичный синтез углеводов из неорганических веществ осуществляется в пластидах. Так, в животных клетках, в отличие от растительных, отсутствуют следующие пластиды: хлоропласты (отвечают за реакцию фотосинтеза), лейкопласты (отвечают за накопление крахмала) и хромопласты (придают окраску плодам и цветам растений)

    

   Таким  образом, выделяют следующие основные  отличия растительной клетки  от животной:

1. В растительной клетке присутствует прочная и толстая клеточная стенка из целлюлозы
2. В растительной клетке развита сеть вакуолей, в животной клетке она развита слабо
3. Растительная клетка содержит особые органоиды — пластиды (а именно, хлоропласты, лейкопласты и хромопласты), а животная клетка их не содержит.

 

	Растительная  клетка	Животная  клетка
Размер  (ширина)	10 – 100 мкм	10 – 30 мкм
Форма	Однообразная  – кубическая или плазматическая.	Форма разнообразная
Клеточная  стенка	Характерно  наличие толстой целлюлозной  клеточной стенки,  углеводный компонент клеточной оболочки сильно выражен и представлен целлюлозной клеточной оболочной.	Имеют, как правило  тонкую клеточную стенку, углеводный компонент относительно тонок (толщина 10 – 20 нм), представлен олигосахаридными группами гликопротеинов и гликолипидов и называется гликокаликсом.
Клеточный  центр	У низших растений.	Во всех клетках
Центриоли	нет	есть
Положение  ядра	Ядра у высокодифференцированных растительных клеток, как правило, оттеснены  клеточным соком к периферии  и лежат пристеночно.	У животных клеток они чаще всего занимают центральное  положение.
Пластиды	Характерны  для клеток фотосинтезирующих организмов (растения фотосинтезирующие – организмы). В зависимости от окраски различают  три основных типа: хлоропласты, хромопласты  и лейкопласты.	нет
Вакуоли	Крупные полости, заполненные клеточным соком — водным раствором  различных веществ, являющихся запасными  или конечными продуктами. Осмотические резервуары клетки	Сократительные, пищеварительные, выделительные вакуоли. Обычно мелкие
Включения	Запасные питательные  вещества в виде зерен крахмала, белка, капель масла; вакуоли с клеточным соком; кристаллы солей	Запасные питательные  вещества в виде зерен и капель (белки, жиры, углевод гликоген); конечные продукты обмена, кристаллы солей; пигменты
Способ  деления	Цитокинез путем  образования посередине клетки фрагмопласта.	Деление путем  образования перетяжки.
Главный резервный питательный углевод	Крахмал	Гликоген
Способ  питания	Автотрофный (фототрофный, хемотрофный)	Гетеротрофный
Способность к фотосинтезу	есть	нет
Синтез  АТФ	В хлоропластах, митохондриях	В митохондриях

 

    Главным отличием растительной клетки от животной является способ питания.

    Растительные клетки - автотрофы, они способны сами синтезировать органические вещества, необходимые для их жизнедеятельности, для этого им нужен только свет.

   Животные же клетки - гетеротрофы; необходимые им для жизни вещества они получают с пищей. Правда, среди животных наблюдаются и исключения. Например, зеленые жгутиконосцы: днем они способны к фотосинтезу, но в темноте питаются готовыми органическими веществами.

• Растительная клетка, в отличие от животной, имеет клеточную стенку и не может, вследствие этого, менять свою форму. Животная клетка может растягиваться и видоизменяться, т.к. клеточной стенки нет.
• Различия наблюдаются и в способе деления: при делении растительной клетки в ней образуется перегородка; животная клетка делится с образованием перетяжки.
• Клетки растений содержат в себе пластиды: хлоропласты, лейкопласты, хромопласты. Клетки животных не содержат таких пластид. Кстати, именно благодаря пластидам, несущим в себе хлорофилл, и происходит фотосинтез в растительных клетках.
• В клетках как растений, так и животных есть вакуоли. Но у растений это малочисленные крупные полости, а у животных многочисленные и мелкие. Вакуоли растений запасают питательные вещества, тогда как вакуоли животных несут пищеварительную и сократительную функции.
• Синтез аденозинтрифосфорной кислоты, необходимой для получения энергии, у растений происходит в митохондриях и пластидах, у животных же лишь в пластидах.
• Все виды клеток имеют особый вид запасного углевода. У растительных клеток это крахмал, у животных - гликоген. Крахмал и гликоген отличаются по химическому составу и строению.
• У животной клетки есть центриоли, у растительной клетки их нет.
• Питательные вещества растительной клетки хранятся в клеточном соке, заполняющем вакуоли; питательные вещества животной клетки располагаются в цитоплазме и имеют вид клеточных включений.