Клетка

(cellula, cytus), основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Может существовать как отд. Организм (бактерии, простейшие, нек-рые водоросли и грибы) или в составе тканей многоклеточных животных, растений, грибов. Лишь вирусы представляют собой неклеточные формы жизни. Содержимое К.- протоплазма. В каждой К. Имеется генетич. Аппарат, к-рый в К. Эукариот заключён в ядре, отделённом мембранами от цитоплазмы, а в К. Прокариот, лишённых оформленного ядра, в нуклеоиде. К. Эукариот способны к самовоспроизведению путём митоза. Половые К. Образуются в результате мейоза. Размеры К. Варьируют от 0,1-0,25 мкм (нек-рые бактерии) до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе). Диам. Большинства эукариотных К.

Лежит в пределах 10- 100 мкм. Многообразные функции К. Выполняются специализир. Внутриклеточными структурами - органоидами (часто неточно наз. Органеллами). Универсальные органоиды эукариотных К. В ядре - хромосомы, в цитоплазме - рибосомы, митохондрии, эндоплазматич. Сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, клеточная мембрана. Во многих К. Присутствуют также мембранные структуры, способствующие поддержанию формы К.,- микротрубочки, микрофибриллы и разл. Включения. Важнейшие химич. Компоненты К.- белки, включая ферменты,- содержатся как в К., так и в жидких средах организма, но синтезируются они только в К. Характерная особенность К.- пространств, организация химич. Процессов (компартментализация, или компартментация). Напр., процесс клеточного дыхания у эукариот происходит только на мембранах митохондрий, синтез белка - на рибосомах.

Концентрирование ферментов, упорядоченное их расположение в структурах ускоряет реакции, организует их сопряжение (принцип конвейера), разделяет разнородные процессы. Микрогетерогенность, присущая строению К., позволяет синтезировать разл. Вещества из одних и тех же предшественников в одно время в миниатюрном общем объёме. Принцип компактности, присущий всему метаболизму К., особенно выражен в структуре ДНК. 6 X 10 г ДНК яйцеклетки человека кодируют свойства всех его белков. Внутри К. Непрерывно поддерживается определ. Концентрация ионов, отличная от их концентрации в окружающей К. Среде. Образуя впячивания клеточной мембраны, к-рые затем замыкаются и отделяются внутрь К. В виде пузырьков, К. Способны захватывать из среды капельки с крупными молекулами, включая белки (пиноцитоз) или даже вирусы и небольшие К.

(фагоцитоз). К. Растений поверх клеточной мембраны, как правило, покрыты твёрдой клеточной оболочкой (может отсутствовать у половых К.). Оболочки имеют поры, через к-рые с помощью выростов цитоплазмы соседние К. Связаны друг с другом. У К., прекративших свой рост, оболочки часто пропитываются лигнином, кремнезёмом или др. Веществами и становятся более прочными, что определяет механич. Свойства растения. К. Нек-рых растит, тканей отличаются особенно прочными стенками, сохраняющими свои скелетные функции и после гибели К. Дифференцированные растит. К. Имеют неск. Или одну центр, вакуоль, занимающую обычно большую часть объёма К. И содержащую раствор разл. Солей, углеводов, органич. К-т, алкалоидов, аминокислот, белков, а также запас воды.

В цитоплазме растит. К. Имеются специальные органоиды - пластиды. Комплекс Гольджи в растит. К. Представлен рассеянными по цитоплазме диктиосомами. Все К. Эукариот имеют сходный набор органоидов, сходно регулируют метаболизм, запасают и расходуют энергию, сходно с прокариотами используют генетич. Код для синтеза белков. У эукариотных и прокариотных К. Принципиально сходно функционирует и клеточная мембрана. Общие признаки К. Свидетельствуют о единстве их происхождения. Однако разные К. Организма сильно различаются по размерам и форме, числу тех или иных органоидов, набору ферментов, что обусловлено, с одной стороны, кооперированием К. В многоклеточном организме, с другой .- выполнением мн. Функпий организма различно специализированными К.

Различия в структуре и функциях одноклеточных организмов в значит, степени связаны с их приспособлениями к среде обитания. Довод в пользу единого происхождения К. Прокариот и эукариот - принципиальное сходство генетич. Аппарата. Но у разл. Одноклеточных могли быть разные прокариотные предки. Согласно гипотезе симбиогенеза, одни прокариоты преобразовались внутри К.-хозяина в митохондрии, другие - в хлоропласты и стали самовоспроизводиться как органоиды. Рассматривается и др. Гипотеза- о постепенном развитии собственных структур прокариотной К. В процессе её превращения в эукариотную. У всех К. Одного организма геном не отличается по объёму потенциальной информации от генома оплодотворённой яйцеклетки. Это доказывают опыты с пересадкой ядра узкоспециализированной К.

В цитоплазму энуклеированной яйцеклетки, после чего может развиться нормальный организм. Различия в свойствах К. Многоклеточного организма обусловлены неодинаковой активностью генов, что обусловливает разл. Дифференцировку К., в результате к-рой одни К. Становятся возбудимыми (нервные), другие приобретают сократимые белки, образующие миофибриллы (мышечные), третьи начинают синтезировать пищеварит. Ферменты или гормоны (железистые) и т. Д. Многие К. Полифункциональны, напр. К. Печени синтезируют разл. Белки плазмы крови и жёлчь, накапливают гликоген и превращают его в глюкозу, окисляют чужеродные вещества (в т. Ч. И мн. Лекарства). Во всех К. Активны гены общеклеточных функций, т. О., сходных признаков в разных К. Значительно больше, чем признаков специальных.

К. Близкого происхождения и сходных функций образуют ткани (см. Гистогенез). Регулирующие факторы внутри К.- метаболиты К., ионы, к-рые действуют или на гены, приводя к изменению кол-ва фермента, или на сам фермент, изменяя его активность. Регуляция может осуществляться по принципу обратной связи, когда продукт реакции определяет её интенсивность. В результате такой саморегуляции поддерживается оптимальный уровень мн. Жизненно важных внутриклеточных процессов, иногда даже при значит, изменениях во внеклеточной среде. Регулирующие факторы вне К.- влияния К. Друг на друга в пределах прямых контактов или изменение активности К. Нервными или гормональными сигналами - необходимы для поддержания индивидуальности К. В условиях изоляции в культуре К.

Утрачивают мн. Черты специализации. В основе самовоспроизведения эука-риотных К. Лежит митоз. В организме человека ок. 10" К. В нек-рых тканях число К. Постоянно в течение всей жизни организма. В этих тканях делятся относительно малодифференцированные К., резерв к-рых самоподдерживается, а одна из дочерних К. Дифференцируется. У человека, напр., ежедневно погибает ок. 70 млрд. К. Кишечного эпителия и 2 млрд. Эритроцитов. Во мн. Др. Тканях в клеточный цикл входят вполне дифференцированные К., и в этих случаях митоз часто не завершается делением К., а ограничивается удвоением хромосом (см. Полиплоидия) или вообще не начинается и К. Выходит из цикла после удвоения хроматид (см. Политения). Нек-рые ядра не входят в цикл в течение всей жизни дифференцированной К.

(напр., нейроны, волокна скелетных мышц), и тогда продолжительность жизни К. Соответствует жизни организма. Минимальная продолжительность жизни К. Человека 1-2 дня (К. Кишечного эпителия). Во всех К. Происходит интенсивное обновление веществ и структур. Огромное кол-во К. В каждой ткани, объединённых метаболическими и регуляторными процессами, их постоянное внутреннее обновление обеспечивают надёжность работы органов многоклеточного организма. Наука о К.-цитология. Историю учения о К. (см. Клеточная Теория). Комбинированная схема строения эу кариотпче с к о й клетки. А - клетка животного происхождения. В - растительная клетка. 1 - ядро с хроматином и ядрышком. 2 - клеточная (плазматическая) мембрана. 3 - клеточная оболочка. 4-плазмодесмы.

5 - гранулярная эндоплазматическая сеть. 6 - гладкая (агранулярная)эндоплазматическая сеть. 7 - пиноцитозная вакуоль. 8 - комплекс Гольджи. 9 - лизосома. 10 - жировые включения в гладкой эндоплазматической сети. 11 - центриоль и микротрубочки центра сферы. 12 - митохондрии. 13 - полирибосомы гиалоплазмы. 14 - вакуоли. 15 - хлоропласты..