2.Строение типичной растительной клетки. Отличие животной и бактериальной клеток.

Любая клетка в норме состоит из трех основных компонентов: цитоплазматической мембраны, цитоплазмы и ядра.

Организмы с клеточным строением делятся на две группы: прокариотические (доядерные) организмы - бактерии и цианобактерии и эукариотические (истинно ядерные) организмы - все остальные. В основе такого деления лежат различия в строении прокариотической и эукариотической клетки.

Для прокариотической клетки характерно:

· отсутствие ядра, ограниченного мембраной;

· размещение генетического материала в одной хромосоме - одной кольцевой молекуле ДНК, расположенной в ядерной области цитоплазмы, называемой нуклеотидом;

· отсутствие мембранных органелл;

· выполнение функций отсутствующих органелл лизосомами - структурами, сформированными путем впячивания плазматической мембраны;

· наличие жесткой защитной оболочки - клеточной стенки, под которой находится цитоплазматическая мембрана;

· размножение путем простого деления надвое (амитоз); отсутствие митоза и мейоза;

· наличие рибосом, включений (гликоген, липиды и др.).

Для эукариотической клетки характерно:

· наличие ядра, окруженного ядерной мембраной;

· сосредоточение генетического материала преимущественно в хромосомах (в ядре), имеющих сложное строение;

· митотический тип деления;

· наличие большого количества различных органелл мембранного и немембранного строения;

· присутствие различных включений

3.Элементарная мембрана , ее строение , свойства и функции.

Оболочка клетки (биологическая мембрана) состоит из плазматической мембраны, надмембранного комплекса (гликокаликс или клеточная стенка) и субмембранного опорно-сократительного аппарата. Проявляя тесное функциональное единство, эти три компонента клеточной оболочки образуют поверхностный аппарат клетки.

Цитоплазматическая мембрана, или клеточная мембрана, или плазмалемма окружает клетку, отделяя внутреннее содержимое от внешней среды. Помимо этого, плазмалемма выполняет еще целый ряд очень важных функций.

Мембрана биологическая (от лат. мембрана - кожица) - белково-липидная структура молекулярных размеров (не более 10 нм толщиной), расположенная на поверхности клеток (клеточная мембрана), канальцев и пузырьков, а также внутриклеточных образований - ядер, митохондрий и т.д. Обладая избирательной проницаемостью, регулирует в клетках и их частях концентрацию солей, сахаров, аминокислот и других продуктов обмена веществ, их транспорт и обмен.

Мембрана клеточная (от лат. мембрана - кожица) - биологическая мембрана, окружающая протоплазму живой клетки. Участвует в регуляции обмена веществ между клеткой и окружающей ее средой. У некоторых клеток клеточная мембрана служит единственной структурой, служащей оболочкой (клетки крови, кожи и др.). У других клеток (в частности, у растительных) наружная оболочка, кроме клеточной мембраны, состоит еще из нескольких слоев-оболочек.

Кроме плазматической мембраны эукариотическая клетка содержит большое количество внутренних мембран, одна из функций которых - разделение клетки на отдельные участки - компартменты. Внешняя и внутренние мембраны формируют мембранную систему клетки.

Все биологические мембраны имеют сходное строение. Элементарная мембрана содержит четыре молекулярных слоя, общая толщина которых составляет 7,5 нм (1 нм = 10-6 мм).

Основная структура любой мембраны - липидный бислой, который относительно непроницаем для большинства водорастворимых молекул. Два молекулярных слоя липидов могут быть представлены фосфолипидами и гликолипидами, соотношение которых различно в клетках разных типов.

Различные молекулы белка располагаются на поверхности липидного бислоя или погружены в него на разную глубину с наружной и с внутренней стороны.

Мембранные белки обладают способностью свободно перемещаться в плоскости мембраны, обеспечивая движение веществ через нее. Мембранные транспортные белки есть во всех типах биологических мембран; они могут значительно отличаться друг от друга, обладая определенной специфичностью. Другими словами, движение различных групп веществ (неорганические ионы, аминокислоты, сахара и т.д.) осуществляется разными транспортными мембранными белками.

4.ядро

Ядро обеспечивает важнейшие метаболические и генетические функции клетки. Большинство клеток содержит одно ядро, изредка встречаются многоядерные клетки. Лишенная ядра клетка быстро погибает. Однако некоторые клетки в зрелом (дифференцированном) состоянии утрачивают ядро. Такие клетки либо живут недолго и заменяются новыми (например, эритроциты), либо поддерживают свою жизнедеятельность за счет притока метаболитов из тесно примыкающих к ним клеток - «кормилец» (например, клетки флоэмы у растений). По форме ядро может быть шаровидным, овальным, лопастным, линзовидным и т.д. Размер, форма и структура ядер изменяются в зависимости от функционального состояния клеток, быстро реагируя на изменение внешних условий. Ядро обычно перемещается по клетке пассивно с током окружающей его цитоплазмы, но иногда оно способно самостоятельно передвигаться, совершая движения амебоидного типа.

Ядро - самая крупная органелла клетки, ее важнейший регулирующий центр. Как правило, клетка имеет одно ядро, но существуют клетки двухядерные и многоядерные. В некоторых организмах могут встречаться клетки, лишенные ядер. К таким безъядерным клеткам относятся, например, эритроциты млекопитающих, тромбоциты, клетки ситовидных трубок растений и некоторые другие типы клеток. Обычно безъядерными бывают высокоспециализированные клетки, утратившие ядра на ранних стадиях развития.

Форма ядра обычно округлая или овальная. Диаметр ядра может колебаться от 5-10 мкм до 20 мкм. Снаружи ядро окружено двойной мембраной (ядерной оболочной или кариолеммой), в которой имеются ядерные поры; через эти поры осуществляется связь ядра с цитоплазмой. Так, например, поступают в ядро из цитоплазмы нуклеотиды, белки и выходят из ядра в цитоплазму молекулы РНК, рибосомные субъединицы. Ядерные поры не просто пропускают различные вещества из ядра в цитоплазму и обратно, но и регулируют это движение.

Наружная мембрана ядра связана с цитоплазматическим ретикулумом.

Внутреннее содержание ядра - кариоплазма (или нуклеоплазма, или ядерный сок). В нем находятся такие структуры, как хромосомы, ядрышки (одно или несколько), а также нуклеотиды, белки, соли, ионы и т.д.

Кариоплазма (от греч. карион - орех, ядро ореха + греч. плазма - образование, (нечто) вылепленное) - гомогенное (однородное) вещество, заполняющее пространство между структурами клеточного ядра. Кариоплазма отграничена от окружающей ее цитоплазмы ядерной оболочкой, содержит различные белки, в т.ч. ферменты ядра.

Ядрышко - структура, составленная из расположенных рядом участков нескольких различных хромосом. Эти участки представляют собой большие петли ДНК, содержащие гены рибосомальной РНК (рРНК). Такие петли называются ядрышковым организатором.

Ядрышко - мелкое сферическое или эллиптическое оптически гомогенное, наиболее плотное по структуре тельце, находящееся в клеточном ядре в единственном числе, реже в количестве 2-3, еще реже - в большем числе. На 80-85 % состоит из белка. В ядрышке высока (5 %) концентрация РНК. В процессе деления клетки ядрышко то исчезает (к концу профазы), то четко видно (в интерфазе, телофазе).

Ядрышко является центром образования рибосом, т.к. здесь осуществляется синтез рРНК и соединение этих молекул с белками, т.е. происходит формирование субъединиц рибосом, которые затем поступают в цитоплазму, где и завершается сборка рибосом.

Хромосома (от греч. хрома (хроматос) - цвет, краска + греч. сома - тело) - самовоспроизводящийся структурный элемент ядра клетки, содержащий ДНК, в которой заключена генетическая (наследственная) информация. Комплекс ДНК с основным белком - гистоном (дезоксирибонуклеопротеидом) составляет около 90 % вещества хромосомы. Содержание ДНК в хромосоме постоянно. В состав хромосомы входят также РНК, кислые белки, липиды и минеральные вещества (ионы Са++ и Mg++), а также фермент ДНК-полимераза, необходимый для репликации ДНК. Хромосома - носитель генов. Число, размер и форма хромосом (их кариотип) строго определены и специфичны для каждого вида. Половые клетки содержат одинарный (гаплоидный) набор хромосом, клетки тела, как правило, двойной (диплоидный) набор (но встречаются триплоиды и полиплоиды). Каждая хромосома состоит из пары (или нескольких пар) хромонем, в которых закодированы наследственные признаки организма. Самоудвоение и закономерное распределение хромосом по дочерним клеткам при их делении обеспечивает передачу этих признаков от поколения к поколению. Различают гомологичные (парные, соответствующие) и негомологичные хромосомы. В виде четких структур хромосомы различимы в микроскоп только при делении клеток.

Функции ядра:

· регулирует и контролирует все обменные процессы, протекающие в клетке;

· содержит хромосомы, является хранителем генетической информации;

· участвует в реализации генетической информации (т.е. в синтезе белков), именно в ядре проходит транскрипция - первый этап синтеза полипептида;

· его деление лежит в основе деления клеток.

· Расположенные в кариоплазме хромосомы являются носителями генетической информации.

Термин «хромосома», означающий «окрашенное тело», был предложен в 1888 г. Вальдейром. Хромосомы построены из хроматина. Хроматин по своей химической природе - комплекс ДНК и белков, в основном гистоновых, хотя и другие белки - негистоновые - тоже входят в этот комплекс.