2. Клетка как структурная и функциональная единица живого. Состав и строение клетки

Современная клеточная теория включает следующие положения:

1. Все живые организмы состоят из клеток. Клетка - структурная, функциональная единица живого, основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого;

2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.

3. Размножение клеток происходит путём их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.

4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

5. Клеточное строение организмов - свидетельство того, что все живые организмы имеют единое происхождение.

Клетка - элементарная живая система - основа строения и жизнедеятельности всех животных и растений. Клетки могут существовать как самостоятельные организмы (бактерии, простейшие) или в составе тканей многоклеточных животных, растений, грибов. Размеры клеток варьируют от 0,1 - 0,25 мкм (некоторые бактерии) до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе).

Клетки обладают всей совокупностью свойств, необходимых для поддержания жизни: она осуществляет обмен веществ и энергии, растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители и способна двигаться. Она является низшей ступенью организации, обладающей всеми этими свойствами [4, стр.261]. Отдельные части клеток не могут выполнять весь комплекс жизненных функций, только совокупность структур, образующих клетку, проявляет все признаки живого. Поэтому только клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов. У многоклеточных организмов разные клетки (например, нервные, мышечные, клетки крови у животных или клетки стебля, листьев, корня у растений) выполняют разные функции и поэтому различаются по структуре, однако они тесно и слаженно взаимодействуют друг с другом [2, стр. 30].

Несмотря на большое разнообразие и существенные различия во внешнем виде и функциях, все клетки состоят из трех основных частей - цитоплазматической мембраны, контролирующей переход вещества из окружающей среды в клетку и обратно, цитоплазмы с разнообразной структурой и клеточного ядра, содержащего носитель генетической информации. Все животные и некоторые растительные клетки содержат центриоли - цилиндрические структуры диаметром около 0,15 мкм, образующие клеточные центры. Обычно растительные клетки окружены оболочкой - клеточной стенкой. Кроме того, они содержат пластиды - цитоплазматические органоиды (специализированные структуры клеток), нередко содержащие пигменты, обусловливающие их окраску.

Окружающая клетку мембрана состоит из двух слоев молекул жироподобных веществ, между которыми находятся молекулы белков. Главная функция клетки - обеспечить передвижение вполне определенных веществ в прямом и обратном направлениях к ней. В частности, мембрана поддерживает нормальную концентрацию некоторых солей внутри клетки и играет важную роль в ее жизни: при повреждении мембраны клетка сразу гибнет, в то же время без некоторых других структурных компонентов жизнь клетки может продолжаться в течение некоторого времени. Первым признаком умирания клетки являются начинающиеся изменения в проницаемости ее наружной мембраны.

Внутри клеточной плазматической мембраны находится цитоплазма, содержащая водный солевой раствор с растворимыми и взвешенными ферментами, (как в мышечных тканях) и другими веществами. В цитоплазме располагаются разнообразные органеллы - маленькие органы, окруженные своими мембранами. К органеллам, в частности, относятся митохондрии - мешковидные образования с дыхательными ферментами. В них превращается сахар и высвобождается энергия. В цитоплазме есть и небольшие тельца - рибосомы, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты (РНК), с помощью которых осуществляется синтез белка. Внутриклеточная среда достаточно вязкая, хотя 65 - 85 % массы клетки составляет вода.

Во всех жизнеспособных клетках, за исключением бактерий, содержится ядро, а в нем - хромосомы - длинные нитевидные тельца, состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты и присоединенного к ней белка.

Не все клетки многоклеточного животного или растения одинаковы. Видоизменение клеток происходит постепенно в процессе развития организма. Каждый организм развивается из одной клетки - яйца, которое начинает делиться и в конечном итоге образуется множество отличающихся друг от друга клеток - мышечные, кровяные и др. Различия клеток определяются, прежде всего, набором белков, синтезируемых данной клеткой. Так клетки желудка синтезируют пищеварительный фермент пепсин; в других клетках, например, в клетках мозга, он не образуется. Во всех клетках растений или животных имеется полная генетическая информация для построения всех белков данного вида организмов, но в клетке каждого типа синтезируются лишь те белки, которые ей нужны [6, стр. 355].