8. Величина и форма клеток, факторы их обуславливающие.

Величина клеток варьирует в очень широких пределах. Некоторые шаровидные бактерии имеют ничтожные размеры: от 0,2 до 0,5 микрона в диаметре. Их едва можно увидеть в обычный микроскоп.

Другая крайность - это клетки, видимые простым глазом. Например, яйцо птицы — это, в сущности, одна клетка. Яйцо страуса достигает в длину 17,5 см; это самая крупная клетка. Как правило, однако, размеры клеток колеблются в значительно более узких пределах — от 3 до 30 микронов. Форма клеток также очень разнообразна.

Теоретически капля вязкой протоплазмы всегда принимает сферическую форму, однако под влиянием множества факторов эта форма может подвергнуться значительным изменениям. В растениях, например, клетки окружены твердой неживой клеточной стенкой, придающей протоплазме строго определенную форму. Обычно эта форма не округлая, а многоугольная, так что под микроскопом растительные клетки имеют вид квадратов или прямоугольников. Животные клетки обычно не окружены такой твердой стенкой, но из-за соприкосновения с окружающими клетками, а также вследствие тех или иных особенностей функции форма их также очень разнообразна.

Следует отметить, что именно величина и размеры клетки являются важным диагностическим критерием для морфологов и гистологов, так как именно они смотрят под микроскопом ткани, полученные из организма человека в ходе оперативных вмешательств, пункций и биопсий. Это делается для того, чтобы по атипии формы узнать раковую клетку среди нормальных здоровых клеток. Таким образом можно уже на ранних стадиях выявить злокачественный рост, а также просто составить прогноз для пациента.

9. Классификация цитоплазматических органелл.

Органеллы — постоянно присутствующие и обязательные для всех клеток микроструктуры, выполняющие жизненно важные функции.

Классификация органелл.

Различают мембранные и немембранные органеллы. Мембранные органеллы представлены цитоплазматической сетью (эндоплазматическим ретикулумом), пластинчатым комплексом (аппаратом Гольджи), митохондриями, лизосомами, пероксисомами. К немембранным органеллам относят рибосомы (полирибосомы), клеточный центр и элементы цитоскелета (микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты).

Структурно-химическая характеристика мембран клеток.

К клеточным мембранам относятся плазмолемма, кариолемма, мембраны митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, лизосом, пероксисом. Общей чертой всех мембран клетки является то, что они представляют собой тонкие 6—10 нм) пласты липопротеидной природы (липиды в комплексе с белками) (рис. 5). Основными химическими компонентами клеточных мембран являются липиды (40 %) и белки (60 %); кроме того, во многих мембранах обнаружены углеводы (5—10 %).

10. Клеточная поверхность и ее функции.

Химический состав плазмолеммы. Основу плазмолеммы составляет липопротеиновый комплекс. Она имеет толщину около 10 нм и, таким образом,

является самой толстой из клеточных мембран.

Снаружи от плазмолеммы располагается надмембранный слой — гликокаликс (glycocalyx). Толщина этого слоя около 3—4 нм, он обнаружен практически у всех животных клеток, но степень его выраженности различна.

Гликокаликс представляет собой ассоциированный с плазмолеммой гликопротеиновый комплекс, в состав которого входят различные углеводы.

Углеводы образуют длинные, ветвящиеся цепочки полисахаридов, связанные с белками и липидами, входящими в состав плазмолеммы.

В гликокаликсе могут располагаться белки, не связанные непосредственно с билипидным слоем. Как правило, это белки-ферменты, участвующие во внеклеточном расщеплении различных веществ, таких как углеводы,

белки, жиры и др.

Функции плазмолеммы. Эта мембрана выполняет ряд важнейших

клеточных функций, ведущими из которых являются функция разграничения

цитоплазмы с внешней средой, функции рецепции и транспорта

различных веществ как внутрь клетки, так и из нее.

Рецепторные функции связаны с локализацией на плазмолемме

специальных структур, участвующих в специфическом «узнавании» химических и

физических факторов. Клеточная поверхность обладает большим набором

компонентов — рецепторов, определяющих возможность специфических

реакций с различными агентами. Рецепторами на поверхности клетки

могут служить гликопротеиды и гликолипиды мембран (см. рис. 5). Считается,

что такие чувствительные к отдельным веществам участки могут быть

разбросаны по всей поверхности клетки или собраны в небольшие зоны.

Существуют рецепторы к биологически активным веществам — гормонам,

медиаторам, к специфическим антигенам разных клеток или к

определенным белкам и др.

С плазмолеммой связана локализация специфических рецепторов,

отвечающих за такие важные процессы, как взаимное распознавание клеток,

развитие иммунитета, рецепторов, реагирующих на физические факторы.

Так, в плазмолемме светочувствительных клеток животных расположена

специальная система фоторецепторных белков (родопсин), с помощью

которых световой сигнал превращается в химический, что в свою очередь

приводит к генерации электрического импульса.

Выполняя транспортную функцию, плазмолемма обеспечивает

пассивный перенос ряда веществ, например воды, ряда ионов и некоторых

низкомолекулярных соединений. Другие вещества проникают через мембрану

путем активного переноса против градиента концентрации с затратой энергии за счет расщепления АТФ. Так транспортируются многие органические молекулы (сахара, аминокислоты и др.). Эти процессы могут быть

сопряжены с транспортом ионов, в них участвуют белки-переносчики.

Крупные молекулы биополимеров практически не проникают сквозь

плазмолемму. В ряде случаев макромолекулы и даже их агрегаты, а часто и

крупные частицы попадают внутрь клетки в результате процесса эндоцито-

за (рис. 6). Эндоцитоз формально разделяют на фагоцитоз (захват и

поглощение клеткой крупных частиц, например бактерий или фрагментов

других клеток) и пиноцитоз (захват отдельных молекул и макромолекулярных

соединений).

Плазмолемма принимает участие в выведении веществ из клетки (эк-

зоцитоз). В этом случае внутриклеточные продукты (белки, мукополисаха-

риды, липопротеиды и др.), заключенные в вакуоли или пузырьки и

отграниченные от гиалоплазмы мембраной, подходят к плазмолемме. В местах

контактов плазмолемма и мембрана вакуоли сливаются, и содержимое

вакуоли поступает в окружающую среду.

Процесс эндоцитоза и экзоцитоза осуществляется при участии

связанной с плазмолеммой системы фибриллярных компонентов цитоплазмы, таких как микротрубочки и сократимые микрофиламенты. Последние,

соединяясь с определенными участками плазмолеммы, могут, изменяя свою длину, втягивать мембрану внутрь клетки, что приводит к отделению от плазмолеммы эндоцитозных вакуолей. Часто, непосредственно примыкая к ней, микрофиламенты образуют сплошной, так называемый кортикальный слой.

Плазмолемма многих клеток животных может образовывать выросты

различной структуры. У ряда клеток такие выросты включают в свой состав

специальные компоненты цитоплазмы (микротрубочки, фибриллы), что

приводит к развитию немембранных органелл — ресничек, жгутиков и др.

Наиболее часто встречаются на поверхности многих животных клеток

микроворсинки. Это выросты цитоплазмы, ограниченные плазмолеммой, имеющие форму цилиндра с закругленной вершиной. Микроворсинки характерны для клеток эпителия, но обнаруживаются и у клеток других тканей. Диаметр микроворсинок около 100 нм. Число и длина их различны у разных типов клеток. Возрастание числа микроворсинок приводит к резкому увеличению площади клеточной поверхности. Это особенно важно для клеток, участвующих во всасывании. Так, в кишечном эпителии на 1 мм поверхности насчитывается до 2 • 10^8 микроворсинок.