4. Клеточный уровень организации жизни. Клеточная теория.

Первые прокариотические клетки появились на Земле около 3,5 млрд лет назад как следствие агрегации органических молекул и длительной эволюции (гипотеза Опарина).

Происхождение эукариотической клетки объясняют симбиотической теорией, согласно которой клеткой-хозяином был анаэроб. В его клетку проникли аэробы и, выжив, стали митохондриями, аналогично клетки цианобактерий превратились в хлоропласты и другие пластиды.

Первые исследования клеток относятся к XVIIв., когда Роберт Гук, рассматривая под микроскопом срезы пробки (1665) обнаружил, что он состоит из ячеек, названных им клетками. В дальнейшем ячеистое строение тканей наблюдали М.Мальпиги, Н.Грю. А.Левенгук впервые обнаружил живые одноклеточные организмы – бактерии (1632-1723). В 1825г. Пуркинье открыл внутреннее содержимое клетки – протоплазму, а в 1831г. – Р.Броун обнаружил ядро клетки.

В 1838г. немецкий ботаник Шлейден пришел к выводу, что ткани растений состоят из клеток, а немецкий зоолог Шванн годом позже высказал аналогичное мнение о строении организмов животных. В 1839 году они сформулировали клеточную теорию, позже дополненную Вирховым.

Основные положения современной клеточной теории:

1. Клетка – элементарная единица строения и развития всех живых организмов.

2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов имеют схожее строение, химический состав, основные проявления жизнедеятельности.

3. Каждая новая клетка образуется исключительно вследствие размножения материнской путем деления.

4. У многоклеточных организмов, которые развиваются из одной клетки – зиготы, споры и т.д. – разные типы клеток формируются благодаря их специализации в течении индивидуального развития особи и образуют ткани.

5. Из тканей состоят органы, тесно связанные между собой и подчиненные нервно-гуморальной и иммунной системам регуляции.

6. Клетка также является единицей патологических изменений. Почти все заболевания связаны с нарушением структуры и функций клеток, образующих ткани и органы.

5. Про- и эукариотическая клетки. Их организация.

Существует два типа строения клетки: прокариотическая и эукариотическая.

Прокариотическая клетка более древняя и имеет относительно простое строение. К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии, или сине-зеленые водоросли. Размер клеток прокариотов 0,5-5 мкм. Они не имеют ядерной мембраны и четко оформленных органелл (кроме рибосом). Генетический материал представлен одной кольцевой ДНК, без гистоновых белков, молекула ДНК упакована в виде петель.

Клетка окружена клеточной стенкой, состоящей в основном из углеводов и аминокислот. Клеточная стенка представляет собой две мембраны, разделенные пептидоглюкановым слоем (периплазматическое пространство). Снаружи от клеточной стенки эукариотов может находиться капсула. Плазмалемма образует впячивания в клетку – мезосомы. На них идет синтез АТФ. В цитоплазме выделяют ядерную область, рибосомы и различные включения в виде гранул (гликоген, липиды, сера и т.п.). Движение цитоплазмы не обнаружено. Органы движения – жгутики (строение их проще, чем у эукариотов). Клетки сине-зеленых водорослей в отличии от бактерий содержат хлорофилл и каротин. Распространены повсеместно, очень разнообразны. Характеризуются быстрым ростом и коротким временем генерации – могут делиться каждые 20 минут.

Эукариоты – это организмы, клетки которых имеют ядро, окруженное двойной мембраной – грибы, растения, животные. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и образованных нитками ДНК и гистоновыми белками. В цитоплазме имеется большое количество органоидов. Среди эукариотов существуют одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. Размеры клеток разлины, чаще 5-100 мкм (до яиц птиц). Далее мы рассмотрим строение клеток эукариот более подробно.