Главная страница
qrcode

Цитология. Клетка это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурируемая система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, участвующих в единой совокупности энергетических и метаболических процессов,


Скачать 127.5 Kb.
НазваниеЦитология. Клетка это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурируемая система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, участвующих в единой совокупности энергетических и метаболических процессов,
Дата02.09.2020
Размер127.5 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файла1_Tsitologia.doc
ТипДокументы
#90005
Каталог

ЦИТОЛОГИЯ.

Клетка - это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурируемая система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, участвующих в единой совокупности энергетических и метаболических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

Все клетки делятся на прокариотические и эукариотические

Прокариотические клетки не имеют ядерной оболочки, не содержат ядра и органелл. Вся генетическая информация у них хранится в замкнутой в кольцо двойной цепи ДНК. Прокариотические клетки окружены жесткой клеточной стенкой. Они лишены митотического аппарата. К прокариотам относятся некоторые бактерии и водоросли.

Все остальные клетки являются эукариотическими. В организме взрослого человека различают более чем 200 типов клеток. Все они существенно различаются как строением, так и функциями. однако все эти типы клеток имеют общие черты строения. эукариотическая клетка состоит из таких компонентов:

Клеточная оболочка.

Цитоплазма.

Ядро.

Каждый из этих трех компонентов клетки состоит из нескольких частей.

Клеточная оболочка образована тремя частями: снаружи располагается гликокаликс, затем идет цитоплазматическая мембрана (плазмолемма), а под ней находится подмембранный слой опорно-сократительных структур (кортикальный слой).

Цитоплазма также состоит из трех частей: гиалоплазмы, органелл и включений.

Ядро построено из четырех компонентов: ядерной оболочки (кариолеммы), ядрышка, хроматина, ядерного сока (кариоплазмы).

ПЛАЗМОЛЕММА.

Это поверхностная периферическая структура, ограничивающая клетку снаружи, обеспечивающая ее непосредственную связь с внешней средой. Кроме плазмолеммы, в эукариотических клетках содержатся многочисленные и разнообразные внутриклеточные мембраны, разделяющие внутреннее содержимое клетки на реакционные отсеки- компартменты и водящие в состав многих органелл. Все они объединены общим названием - биологические мебраны.

Основными химическими компонентами клеточных мембран являются белки (60%), липиды (40%) и углеводы (10%)

Плазмолемма имеет толщину 10 нм и, т.о. является самой толстой из клеточных мембран.

В мембранах встречаются липиды 3-х классов: фосфолипиды, сфинголипиды, холестерин. Основным являются фосфолипиды.

Молекула фосфолипида состоит из аполярного гидрофобного двойного хвоста, состоящего из жирных кислот и полярной гидрофильной головки, поэтому в водной фазе они могут спонтанно образовывать бислой, создающий относительно непроницаемый барьер для водорастворимых молекул. В билипиный слой на различную глубину погружаются белки (интегральные, полуинтегральные, примембранные), которые имеют глобулярную структуру.

Интегральные белки пронизывают весь билипидный слой. Их гидрофильные аминокислоты взаимодействуют с головками липидов, а гидрофобные - с цепями жирных кислот.

Полуинтегральные белки проникают только до половины липидного бислоя.

Примембранные (поверхностные) белки расположены или снаружи, или изнутри липидного бислоя; они непрочно связаны с поверхностью мембраны и чаще находятся вне липидного бислоя.

Мембранные белки выполняют различные функции, среди них можно выделить белки-ферменты, белки-рецепторы, транспортные и структурные белки.

Гликокаликс. К некоторым липидным и белковым молекулам на внешней поверхности присоединяются углеводные компоненты, образуя надмембранный комплекс – гликокаликс, состоящий из гликолипидов и гликопротеидов. Толщина этого слоя 3-4 нм. Он обнаруживается практически во всех животных клетках, но степень его выраженности различна.

Функции гликокаликса: 1) рецепторная (процессы межклеточного узнавания), 2) межклеточные взаимодействия, 3) ориентация белков в мембране, 4) пристеночное пищеварение.

Подмембранный слой образован опорно-сократительными структурами. В его состав входят актиновые филаменты, а также кератиновые филаменты, микротрубочки.

Функции подмембранного слоя: поддержание формы клетки, участие в эндо- и экзоцитозе, движении, секреции, связывает клеточную поверхность с компонентами цитоплазмы, поддерживает их упорядоченное расположение.

Описанная модель строения биологических мембран назывется жидкомозаичной квазикристаллической (мембрана имеет кристаллоподобную структуру, однако, белки в ней не закреплены, а подвижны благодаря текучести мембраны)

Функции.

Разграничительная - отделяют клетку от внешней среды, ядро от цитоплазмы,
содержимое органелл от их микросреды и т.д.

Барьерно-защитная: защищают внутреннюю среду клетки от действия вредных
внешних факторов.

Рецепторная. Рецепторный аппарат имеет гликопротеиновую и белковую природу.
Распознает внешние сигналы. С рецепторной функцией связана деятельность различных
регуляторных систем, формирование иммунного ответа.

Транспортная: транспорт веществ в клетку - эндоцитоз. Из клетки - экзоцитоз.

Участие в межклеточных взаимодействиях: формирование межклеточных контактов, дистантные взаимодействия между клетками.

МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (КОНТАКТЫ).

|Плазмолемма участвует в образовании специальных структур – межклеточных контактов или соединений, обеспечивающих межклеточные взаимодействия. Различают несколько видов таких структур: простые и сложные.

Простое межклеточное соединение – сближение плазмолемм соседних клеток на расстояние 15-20 нм, при котором происходит взаимодействие слоев гликокаликса соседних клеток.

Сложные межклеточные контакты подразделяются на:

1. запирающие (изолирующие),

2. сцепляющие (заякоривающие),

3. коммуникационные (объединяющие).

К запирающим относится плотный контакт (запирающая зона). В этом соединении принимают участие специальные интегральные белки, расположенные на поверхности соседних клеток, образующие ячеистую сетку, которая в виде пояска окружает весь периметр клетки, соединяясь с такой же сетью на поверхности соседних клеток. Эта область непроницаема для макромолекул и ионов. Она запирает (отграничивает) межклеточные щели от внешней среды. Например, в однослойных эпителиях.

К сцепляющим соединениям относятся адгезивный поясок, десмосомы и фокальные контакты. Общим для них является то, что к участкам плазматических мембран со стороны цитоплазмы клеток подходят фибриллярные элементы цитоскелета, которые как бы заякориваются на их поверхности.

Адгезивный (сцепляющий) поясок образуется за счет связи клеток друг с другом посредством интегральных белков, к которым со стороны цитоплазмы примыкают примембранные белки (основной – винкулин). С этими белками связываются пучки актиновых микрофиламентов, при сокращении которых происходит изменение рельефа всего эпителиального пласта (встречаются в однослойных эпителиях).

Десмосомы – парные структуры, в которых со стороны цитоплазмы к мембране прилежит слой белков – десмоплакинов. В этом слое заякореваются пучки промежуточных филаментов. С внешней стороны плазмолеммы соседних клеток в области десмосом соединяются посредством трансмембранных белков десмоглеинов (пример – эпидермис). Функция данного вида соединений – механический контакт.

Фокальный контакт – связывание клетки не с соседней клеткой, а с элементами внеклеточного субстрата. Характерно для фибробластов – клеток соединительной ткани.

Коммуникационные соединения представлены щелевыми контактами и синапсами.

Щелевое соединение (нексус) – область, где плазмолеммы разделены промежутком в 2-3 нм. Со стороны цитоплазмы никаких специальных структур не обнаруживается, но в структуре плазмолемм соседних клеток располагаются специальные белковые комплексы (коннексоны), образующие как бы каналы из одной клетки в другую. Функциональная роль данного вида контакта заключается в переносе ионов и мелких молекул от клетки к клетке. Встречается во всех группах тканей.

Синапсы – контакты, встречающиеся в специализированных участках как между нейронами, так и между нейронами и другими элементами, входящими в состав рецептора или эффектора. Эти соединения обеспечивают передачу возбуждения или торможения.

ГИАЛОПЛАЗМА

Гиалоплазма - матрикс клетки, ее внутренняя среда. В электронном микроскопе - это гомогенное или тонкозернистое вещество с низкой электронной плотностью. Гиалоплазма может менять свое агрегатное состояние: переходить из золя в гель и обратно. При этом может изменяться форма клетки, ее подвижность и обмен веществ. В ней находятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, ферменты, липиды и др. вещества.

Функции:

Объединение всех клеточных структур и их взаимодействие между собой.

Через нее осуществляется транспорт различных веществ.

Основное вместилище АТФ.

Место отложения включений.

ОРГАНЕЛЛЫ.

Органеллы – постоянные компоненты для всех клеток, выполняющие жизненно важные функции. По функциональному признаку органеллы делятся на 2 группы:

Органеллы общего значения (содержатся во всех клетках) Органеллы общего значения делятся на: 1) мембранные и 2) немембранные.

К мембранным органеллам относятся: митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы,

К немембранным органеллам относят: центриоли, рибосомы, элементы цитоскелета: микрофиламенты, микрофибриллы, микротрубочки.

Органеллы специального значения (в тех клетках, которые выполняют
специальные функции): жгутики, реснички, микроворсинки, базальная складчатость, миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы, тигроид.

МЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ.

ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СЕТЬ (ЭПС).

Была описана К. Портером в 1945 году. В световой микроскоп не видна. Ее описание стало возможно благодаря электронному микроскопу. ЭПС - это система уплощенных мембранных мешочков - цистерн - в виде трубочек и пластинок, образующих в клетке сеть. Ширина полостей цистерн значительно варьирует в зависимости от функциональной активности клетки.

Различают гранулярную (шероховатую) и агранулярную (гладкую) ЭПС. Оба типа ЭПС находятся в непосредственной структурной взаимосвязи и функционально связаны между собой так называемой переходной или транзиторной зоной. Агранулярная ЭПС возникает и развивается за счет гранулярной.

Поверхность гранулярной ЭПС покрыта рибосомами, которые связываются с ней при помощи причального белка. В малоспециализированных клетках гЭПС представлена разрозненными цистернами. В активно синтезирующих клетках выявляются скопления ЭПС.

Функции гранулярной ЭПС:

Синтез белков (для лизосом, мембраны, синтез на «экспорт»).

Изолирует белки от содержимого гиалоплазмы.

Транспортирует белок в комплекс Гольджи.

Модификация белков (внутри канальцев ЭПС белок может фосфорилироваться превращаться в гликопротеины)

Поверхность агранулярной ЭПС не покрыта рибосомами,

Функции агранулярной ЭПС:

Синтез липидов, полисахаридов.

Синтез стероидных гормонов (в интерстициальных клетках семенников, в клетках коры надпочечников).

Образование пероксисом.

Дезактивация ядов, гормонов, биогенных аминов, лекарств за счет деятельности специальных гормонов. В клетках печени при некоторых отравлениях появляются ацидофильные зоны, сплошь заполненные аЭПС.

Депонирование ионов кальция (в мышечных волокнах и миоцитах).

КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ.

Структуру, известную теперь как аппарат Гольджи, впервые обнаружил в клетках в 1989 году Камилло Гольджи, использовавший свойства мембран сетчатого аппарата связывать соли осмия или серебра. В световой микроскоп комплекс Гольджи имеет вид нежной сеточки или корзиночки вокруг ядра, при окраске импрегнацией солями серебра.

В электронный микроскоп он представлен стопкой мембранных структур. Структурно-функциональная единица комплекса Гольджи - диктиосома. В клетке может быть 1 диктиосома или несколько, и тогда они связываются друг с другом анастомозирующими трубочками. Каждая диктиосома состоит из 5-10 уплощенных и слегка изогнутых цистерн, разделенных гиалоплазмой. В центре диктиосомы мембраны сближены до 25 нм, а на периферии имеют расширения, ампулы, ширина которых непостоянна. С цистернами связана система пузырьков (пузырьки Гольджи). В диктиосоме различают проксимальную - ЦИС-сторону, обращенную к ядру, и дистальную - ТРАНС-сторону, обращенную к поверхности клетки. С ЦИС-стороны происходит присоединение пузырьков, отделяющихся от переходной зоны ЭПС и содержащих синтезированный белок. С ТРАНС-стороны отделяются секреторные пузырьки и лизосомы. Между ЦИС- и ТРАНС-частями находится промежуточный компартмент с определенным набором ферментов, определяющих характер процессинга белков.

Функции:

Дозревание,сегрегация и накопление продуктов, синтезированных в ЭПС.

Синтез полисахаридов и превращение простых белков в гликопротеины.

Формирование секреторных гранул и выделение их из клетки.

Образование первичных лизосом.

МИТОХОНДРИИ.

Были открыты в 1890 году немецким ученым Рихардом Альтманом при помощи предложенного им метода окрашивания кислым фуксином. Термин «митохондрия» был введен в 1987 году Бенда. В световой микроскоп имеют вид нитей, палочек, зерен. Получили название как «энергетические станции» клеток.

Электронный микроскоп показал, что митохондрии ограничены двумя мембранами –внешней и внутренней, разделенных межмембранным пространством.

Внешняя мембрана отделяет митохондрию от гиалоплазмы и проницаема для многих мелких молекул.

Внутренняя мембрана образует многочисленные впячивания внутрь - кристы. В клетках разного типа величина, форма и число крист значительно варьирует. На кристах сосредоточены ферменты окислительного фосфорилирования. Каждая митохондрия наполнена тонкозернистым матриксом. В нем присутствуют все ферменты цикла Кребса, а также гранулы кальция и магния. Кроме того, в матриксе находится митохондриальная ДНК, митохондриальные рибосомы, т-РНК и ферменты активации митохондриального генома. Поскольку митохондрии имеют свой геном, то они обладают автономной системой синтеза белка и могут частично строить собственные белки мембран. В митохондрии синтезируется 13 собственных белков.

В живых клетках митохондрии могут перемещаться, делиться, сливаться друг с другом. Срок жизни митохондрий около 10 дней. Разрушаются они путем аутофагии. Наследование митохондриальной ДНК у человека происходит по материнской линии.

Функция:

Синтез АТФ. Окисление органических соединений и использование освобождающейся при распаде этих соединений энергии для синтеза молекул АТФ.

Синтез 13 митохондриальных белков

ЛИЗОСОМЫ.

Были открыты в 1949 году де Дювом. В световой микроскоп не видны, выявляются центрифугированием. Их размеры 0,2-0,4 мкм.

В электронный микроскоп - мембранные пузырьки, наполненные гидролитическими ферментами (нуклеазами, протеазами, фосфатазами и др.). Маркером лизосом является кислая фосфатаза. Размеры и электронная плотность лизосом значительно варьируют. Различают три вида лизосом:

Первичные лизосомы - пузырьки, наполненные гидролитическими ферментами, отделившиеся от ТРАНС-части комплекса Гольджи.

Вторичные лизосомы - образуются при слиянии первичных лизосом с фагоцитарными или пиноцитозными вакуолями,образуя фаголизосомы (гетерофагосомы). Аутофагосомы образуются при слиянии первичных лизосом с погибающими и старыми
органеллами, которые они разрушают.

Остаточные тельца (телолизосомы)- формируются в том случае, если процесс расщепления идет не до конца. В некоторых клетках при их старениях в телолизосомах накапливается «пигмент старения» - липофусцин (в клетках мозга, печени, в мышечных волокнах).Различные патологические изменения в тканях сопровождаются возрастанием числа клеточных лизосом.

Функции:

Внутриклеточное пищеварение

Участие в фагоцитозе.

Участие в митозе - разрушении ядерной оболочки.

Участие во внутриклеточной регенерации.

Участие в аутолизе - саморазрушении клетки после ее гибели.

ПЕРОКСИСОМЫ.

Напоминают лизосомы, но содержат до 15 ферментов, участвующих в разрушении эндогенных перекисей (пероксидазу, каталазу и др). В электронный микроскоп – овальные тельца, ограниченные мембраной. Образуются пероксисомы путем отщепления от гладкой ЭПС. Продолжительность жизни 5-6 дней.

Функции:

Органеллы утилизации кислорода (наряду с митохондриями). В результате в них образуется сильный окислитель – перекись водорода.

При помощи фермента каталазы расщепляют избыток перекиси водорода, спасая клетку от гибели.

НЕМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ.

РИБОСОМЫ.

В световой микроскоп рибосомы не видны. Состоят из большой и малой субъединиц, содержащих различные типы рибосомальных РНК и белка. Эти субъединицы могут соединяться вместе, при этом между ними располагается молекула информационной РНК. Малая субъединица изогнута в виде телефонной трубки. Она связывает РНК. Большая катализирует образование пептидных связей между аминокислотами в белковой молекуле и по форме напоминает ковш. Возможно, что в ходе рабочего цикла рибосома меняет конформацию. Различают единичные рибосомы и комплексные (полисомы). В малоспециализированных клетках рибосомы свободно располагаются в гиалоплазме и синтезируют белок для самой клетки. В специализированных клетках рибосомы связаны с мембранами ЭПС и синтезируют белок на «экспорт». С выраженностью рибосом коррелируют интенсивность базофилии цитоплазмы, т.е. способность окрашиваться основными красителями.

Функция: участвуют в синтезе белка.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦЕНТР.

Это видимая в световой микроскоп структура (на границе его разрешающей способности), но ее тонкое строение можно изучить только с помощью электронного микроскопа.

Клеточный центр (центросома) состоит из центриолей и связанных с ними микротрубочек - центросферы. Выявляются при окраске железным гематоксилином.

В интерфазной клетке присутствуют две центриоли, расположенные перпендикулярно друг к другу, образующие диплосому – структурно-функциональная единица.

Центриоль представляет собой полый цилиндр. Стенка состоит из 9 триплетов микротрубочек, расположенных по окружности и соединенных ручками. Формула центриоли: (9хЗ)+0. Микротрубочки в центральной части центриоли отсутствуют. Вокруг каждой центриоли расположен бесструктурный, или тонковолокнистый матрикс. Каждый триплет микротрубочек связан со структурами сферической формы - сателлитами. От сателлитов расходятся в стороны микротрубочки, образуя центросферу.

При подготовке клетки к митотическому делению происходит удвоение центриолей. Он заключается в том, что две центриоли расходятся и около каждой вновь образуется дочерняя центриоль.

Функции:

Являются центром организации микротрубочек веретена деления.

Индуцирует полимеризацию тубулинов новой процентриоли, возникающей при ее
дупликации.

Образование ресничек и жгутиков.

ЦИТОСКЕЛЕТ.

Трехмерная цитоплазматическая сеть волокнистых и трубчатых структур различного типа формирует цитоскелет. К элементам цитоскелета относят микротрубочки, промежуточные филаменты (микрофибриллы), микрофиламенты. Цитоскелет придает клетке определенную форму и выполняет множество других функций (например, подвижность клетки, внутриклеточный транспорт). Структуры цитоскелета очень динамичны, они могут быстро возникать в результате полимеризации их элементарных молекул и так же быстро разбираться при деполимеризации.

МИКРОТРУБОЧКИ.

Микротрубочки - это прямые длинные полые цилиндры. Стенка микротрубочек построена из 13 периферических нитей. Каждая нить образована глобулярным белком тубулином. На поперечном сечении микротрубочек видно, что их стенка состоит из 13 глобулярных субъединиц, выстроенных в виде однослойного кольца. Иногда от стенок отходят выступы, образующие связи с соседними микротрубочками (как, например, в ресничках, жгутиках). Растут микротрубочки с одного конца, путем добавления тубулиновых субъединиц. В длину могут достигать нескольких микрометров. Рост может прекратиться под влиянием колхицина или охлаждением. В этих случаях возникает деполимеризация тубулина и исчезновение микротрубочек. Клетка при этом сильно изменяет форму, сжимается и теряет способность к делению.

Функции:

Выполняют роль цитоскелета.

Участвуют в транспорте веществ и органелл в клетке.

Участвуют в образовании веретена деления и обеспечивают расхождение хромосом в митозе.

Входят в состав ресничек, жгутиков, центриолей.

МИКРОФИЛАМЕНТЫ.

Микрофиламенты - это нити, толщиной 5-7 нм. Встречаются практически во всех типах клеток. Располагаются в кортикальном слое цитоплазмы (подмембранный слой) пучками или слоями. Состоят из сократительных белков: актина, миозина, тропомиозина, α- актинина.

Функции:

Внутриклеточный сократительный аппарат, обеспечивающий амебовидные передвижения клетки и большинство внутриклеточных движений : токи цитоплазмы, движение вакуолей, митохондрий, деление клетки.

Играют большую роль в структурировании цитоплазмы, соединяясь с рядом стабилизирующих белков, образуя временные или постоянные пучки.


МИКРОФИБРИЛЛЫ.

Это белковые струткуры толщиной 10 нм. Не ветвятся, часто располагаются слоями. Их белковый состав различен в разных тканях. В эпителии в состав микрофибрилл входит кератин. В мышечных клетках (кроме миоцитов сосудов) - белок десмин. Различных клетках мезенхимногшо происхождения ( фибробласты и др) - белок виментин.

Функция: Опорно - каркасная, но они не так лабильны как микротрубочки.
ОРГАНЕЛЛЫ СПЕЦИАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ.

РЕСНИЧКИ И ЖГУТИКИ.

В световом микроскопе выглядят как тонкие выросты. Они имеются в некоторых клетках- сперматозоидах. Эпителиоцитах трахеи и бронхов, семявыносящих путей мужчины, яйцеводах женщины.

В электронный микроскоп - цилиндрический вырост цитоплазмы,покрытый плазматической мембраной. Внутри выроста расположена аксонема. Стенка аксонемы состоит из 9 пар микротрубочек, связанных «ручками». В центре аксонемы располагается пара центральных микротрубочек. Формула: (9х2)+2. В основании ресничек и жгутика в цитоплазме лежат мелкие гранулы - базальные тельца, сходные по своей структуре с центриолями. ((9хЗ)+0). Базальное тельце и аксонема структурно связаны между собой и составляют единое целое: две микротрубочки триплетов базального тельца являются микротрубочками дуплетов аксонемы. Основу микротрубочек составляет несократимый белок тубулин. Белок «ручек»- динеин - обладает АТФ-азной активностью: расщепляет АТФ,за счет энергии которой происходит смещение дуплетов микротрубочек друг по отношению к другу. Так совершаются волнообразные движения ресничек и жгутиков.

Функция: Специальные органоиды движения.

БАЗАЛЬНАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ – представляет собой складки плазмолеммы в базальной части клетки, между которым располагаются митохондрии, перпендикулярно базальной мембране. Располагается в эпителии канальцев почек, исчерченных выводных протоках слюнных желез, принимает участие в процессах всасывания.

МИКРОВОРСИНКИ - представляют собой складки плазмолеммы и цитоплазмы в апикальной части клетки, принимающий участие в процессах всасывания и пристеночного пищеварения (эпителий тонкой кишки и др.)

МИОФИБРИЛЛЫ - находятся в мышечных клетках и миосимпластах. Являются органоидами сокращения.

НЕЙРОФИБРИЛЛЫ - находятся в нейронах, состоят из нейротубул и нейрофиламентов. Их функции - опорная и транспортная.

ТОНОФИБРИЛЛЫ – располагаются в эпителиальной ткани, выполняют структурную функцию.
ВКЛЮЧЕНИЯ.

Включения цитоплазмы - необязательные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в зависимости от метаболического состояния клетки. Классификация включений:

Трофические включения - депонированные питательные вещества. К таким включениям относятся, например, включения гликогена, жира.

Секреторные включения - округлые образования различных размеров, содержащие
биологически активные вещества, образующиеся в секреторных клетках

Экскреторные включения - подлежат выведению из клетки, поскольку состоят из конечных продуктов обмена.

Пигментные включения могут быть экзогенными (каротин, пылевые частицы, красители и др.) и эндогенными (гемоглобин, гемосидерин, билирубин, меланин, липофусцин). Наличие их в цитоплазме может изменять цвет ткани, органа временно или постоянно. Нередко пигментация ткани может служить диагностическим признаком.

Специальные включения - фагоцитированные частицы, поступающие в клетку путем эндоцитоза.

СТРОНИЕ ЯДРА.

Основными функциями ядра являются хранение и передача генетической информации, а также регуляция белкового синтеза. Составными компонентами ядра являются:

ядерная оболочка (кариолемма)

ядерный сок (кариоплазма)

хроматин

ядрышко

ЯДЕРНАЯ ОБОЛОЧКА (нуклеолемма, кариолемма) построена по типу элементарной биологической мембраны. В электронный микроскоп она состоит из двух мембран – наружной и внутренней, между которыми располагается перинуклеарное пространство. В местах соединения этих мембран образуются отверстия – поры, обеспечивающие связь содержимого ядра с содержимым цитоплазмы. Количество пор непостоянно и зависит от активности клетки. Поры заполнены сложноорганизованными глобулярными и фибриллярными структурами, в совокупности формирующими так называемый комплекс поры. Он состоит из трех рядов периферических гранул, по 8 гранул в каждом ряду. Один ряд гранул располагается на уровне внутренней мембраны, второй – на уровне наружной, третий – между ними. В центре поры лежит непарная девятая гранула, от которой к периферическим гранулам идут тонкие белковые фибриллы, в совокупности образующие диафрагму. Если фибриллярные нити располагаются друг напротив друга – пора открыта, что и обеспечивает взаимодействие ядра и цитоплазмы. Основной функцией ядерной оболочки является барьерная – отграничение содержимого ядра от содержимого цитоплазмы.

ХРОМАТИН. Представляет собой зоны плотного вещества, хорошо воспринимающие различные красители, особенно основные. В состав хроматина входит ДНК в комплексе с белками. В интерфазе хроматин – это хромосомы, которые теряют в этот период свою компактную форму и разрыхляются (деконденсируются). Степень деконденсации может быть различной. Зоны полной деконденсации хромосом называются эухроматином. Он слабо воспринимает красители и практически не окрашивается. Эухроматин – рабочий активный хроматин, с участием которого в ядре в период интерфазы происходят процессы транскрипции и редупликации генетического материала. При неполном разрыхлении видны участки конденсированного хроматина, называемого гетерохроматином, который хорошо окрашивается и виден в ядре в виде базофильных глыбок. Гетерохроматин находится в состоянии покоя, выполняет функцию переноса генетического материала в дочерние клетки. Хроматин может равномерно распределять в ядре или располагаться отдельными глыбками.

Половой хроматин (тельце Барра) – дополнительная Х хромосома в соматических клетках женских особей, по которой можно определить принадлежность ткани или органа к полу (мужскому или женскому). Например, тельце Бара выявляется в большинстве нейтрофилов крови женщины, имеет вид барабанной палочки.

ЯДРЫШКО. Представляет собой наиболее плотную структуру ядра округлой формы. Их может быть в ядре несколько, что зависит от метаболической активности клетки. Хорошо окрашивается основными красителями, так как содержит большое количество РНК и выполняет функцию синтеза рибосомных РНК и субъединиц рибосом. В световом микроскопе ядрышко определяется как тонковолокнистая структура. В электронном микроскопе в нем выделяются два компонента: фибриллярный и гранулярный. Фибриллярный компонент располагается в центре ядрышка и представляет собой нитчатые структуры рибонуклеопротеидных тяжей предшественников рибосом. Гранулярный компонент занимает периферические части ядрышка и является созревающими субъединицами рибосом, окончательная сборка которых осуществляется в цитоплазме клетки. Ультраструктура ядрышка меняется в зависимости от уровня синтеза рРНК: чем он выше, тем больше гранул в нем образуется и наоборот.

СПОСОБЫ РЕПРОДУКЦИИ КЛЕТОК.

Существуют хромосомные и нехромосомные способы деления клеток. К хромосомным способам репрдукции клеток относятся митоз, мейоз (для половых) и эндомитоз.

Время существования клетки от деления до деления или от деления до смерти называется клеточным (или жизненным) циклом. В тканях существуют клетки, способные делиться постоянно, заменяя погибшие. Другие же клетки, специализирующиеся на выполнение определенных функций, теряют способность к размножению. Первые относятся к малоспециализированным или камбиальным и являются источником регенерации тканей и органов. Вторые – к высокоспециализированным, выполняющим специальные функции. Наиболее характерным способом размножения для соматических клеток является митоз. Он состоит из интерфазы – подготовки клетки к делению и собственно деления.

Интерфаза включает три периода: постмитотический (пресинтетический), синтетический и постсинтетический (или премитотический).

Постмитотический период наступает сразу же после деления клетки и характеризуется тем, что в этот период клетка работает на себя, синтезируя вещества, необходимые для ее роста. В этот период синтезируются функциональные и структурные белки, увеличивается количество РНК, восстанавливаются органоиды. Происходит и синтез ферментов, необходимых для синтетического периода интерфазы.

Синтетический период – в этот период под действием ДНК-полимеразы происходит процесс удвоения (редупликации) ДНК.

Постсинтетический период. Клетка синтезирует белки тубулины, необходимые для образования микротрубочек веретена деления; синтезирует и накапливает энергию за счет синтеза АТФ. В этот же период происходит удвоение клеточного центра.

МИТОЗ.

В митозе различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Профаза – самая длительная по времени фаза митоза. В клетке начинается спирализация хромосом, которые вначале видны в виде тонких нитей (ранняя профаза), а затем утолщаются и укорачиваются (поздняя профаза). Происходит растворение ядерной оболочки, в результате чего хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Ядрышки исчезают. Центриоли расходятся к полюсам клетки и начинается формирование веретена деления.

Метафаза характеризуется выстраиванием хромосом по экватору в виде экваториальной пластинки или материнской звезды (стадия метафазной пластинки). Заканчивается формирование веретена деления, микротрубочки которого присоединяются к центромерам хромосом. Сестринские хромосомы обособляются, между ними появляется щель и они остаются прикрепленными только в области центромер.

Анафаза – самая короткая фаза митоза. Хромосомы одновременно теряют связь друг с другом в области центромер и синхронно расходятся к полюсам клетки.

Телофаза начинается с момента остановки хромосом на полюсах клетки. Вокруг идентичных наборов хромосом восстанавливается ядерная оболочка, хромосомы деспирализуются, выявляются ядрышки, веретено деления и центриоли исчезают- кариокинез заканчивается. После этого начинается процесс цитотомии – деления цитоплазмы материнской клетки. В животных клетках перетяжка формируется с периферии клетки к центру путем впячивания плазмолеммы. У растительных клеток перетяжка образуется из центра клетки, перемещаясь к ее периферии.

ЭНДОМИТОЗ (эндорепродукция или внутренний митоз)

Возникает при нарушении или незаконченности определенных фаз митоза и приводит к образованию клеток, содержащих увеличенное количество ДНК. Например, при нарушении формирования веретена деления возникают полиплоидные клетки. Если же нарушается цитотомия, это приводит к появлению многоядерных клеток.

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ.

Клеточная теория – обобщенное представление о строении клеток как единицы живого, об их воспроизведении и роли в формировании многоклеточных организмов. Основными положениями клеточной теории являются следующие:

КЛЕТКА – НАИМЕНЬШАЯ ЕДИНИЦА ЖИВОГО. Всему живому присущи такие признаки как воспроизведение, использование и трансформация энергии, метаболизм, чувствительность, адаптация, изменчивость. Все эти признаки можно увидеть на клеточном уровне, поэтому клетка, обладающая всеми этими свойствами и является наименьшей единицей живого.

СХОДСТВО КЛЕТОК РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ ПО СТРОЕНИЮ. Клетки могут быть различной формы, но при изучении их строения выявляются признаки общего плана их организации (наличие ядра, цитоплазмы, органоидов). Однако, клетки, выполняющие определенные функции, могут содержать структуры, присущие только им и связанные с выполнением данных функций (например, миофибриллы в мышечных клетках). Поэтому, сходство в строении клеток определяется одинаковостью общеклеточных функций, связанных с поддержанием самой живой системы, в то время как различия в строении клеток обусловлены их специализацией на выполнение определенных функций.

РАЗМНОЖЕНИЕ КЛЕТОК ПУТЕМ ДЕЛЕНИЯ ИСХОДНОЙ КЛЕТКИ. Размножение клеток происходит путем деления исходной клетки, которому предшествует воспроизведение ее генетического материала. Современная наука отвергает иные пути образования клеток и увеличения их числа.

КЛЕТКИ КАК ЧАСТИ ЦЕЛОСТНОГО ОРГАНИЗМА. Многоклеточные организмы представляют собой сложные комплексы клеток, объединенных в целостные системы тканей и органов, связанных между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции. Поэтому мы говорим об организме как о целом, а о клетках – как его элементарных единицах.




перейти в каталог файлов


связь с админом