Клітина – складна високовпорядкована система

структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів, оточена мембраною. Елементарна (найпростіша) жива

система, яка (на відміну від вірусів) здатна самостійно відтворюватися. Вона володіє всіма властивостями живої системи: здійснює обмін речовин і енергії, росте, розмножується і передає по спадку свої ознаки, реагує на роздратування і здатна рухатись. Вона може жити окремо – ізольовані клітини багатоклітинних організмів продовжують жити і розмножуватись у поживному середовищі.
Всі клітини здатні до використання і перетворення енергії. Ця властивість має важливе значення, так як вона дає можливість зберігати постійність внутрішнього середовища клітини і цілісність структури. За рахунок перетворення енергії забезпечується здійснення різноманітних механічних, електричних, хімічних і осмотичних процесів, що пов’язані з життєдіяльністю організму.

1.1).
Клітина| відокремлена від навколишнього середовища плазматичною мембраною або плазмалемою.

Всередині клітина заповнена цитоплазмою, у якій розташовані різні органоїди і клітинні включення, а також генетичний матеріал у вигляді молекули ДНК. Кожний із органоїдів клітини виконує свою особливу функцію, а в сукупності всі вони визначають життєдіяльність клітини в цілому.

Рис. 1. 1. Прокаріотичні і еукаріотичні
клітини.

мембраного ядра, мітохондрій, хлоропластів і системи внутрішніх мембран. Прокаріотичним клітинам

не властиво міотичне ділення.
Прокаріоти були першими клітинами, що виникли в процесі біологічної еволюції більше 3 млрд. років тому. Їх розділяють на дві групи: архебактерії і еубактерії або дійсні бактерії. Архебактерії по ряду фізико-біологічних властивостей різко відрізняються від еубактерій. Деякі архібактерії (галобактерії) володіють особливим типом фотосинтезу, при якому світло поглинається бактеріородопсином. Бактеріородопсин – світлочутливий білок, що виробляється деякими бактеріями. До архебактерій відносяться бактерії, що зустрічаються в гарячих кислих джерелах – термоацидофіли (для їх росту неохідна висока температура 80-90°С і кисле середовище, РН-2), галофіли (бактерії, для життєдіяльності яких необхідні високі концентрації солей).

Мітоз – ділення ядра еукаріотичної клітини із збереженням числа хромосом.

Рис. 1.2. Будова типової клітини прокаріот: капсула, клітинна стінка, плазмолема, цитоплазма, рибосоми, плазміда, пили, жгутик, нуклеоїд (дволанцюжкова молекула ДНК – основна частина генетичного матеріалу клітини ).

ніж прокаріотичні. Об’єм більшості їх у 1000-10000 разів більше, ніж

бактерій. Пропорційно більше у еукаріотичних клітинах різних внутрішньоклітинних макромолекул. Клітина людини містить приблизно у 800 разів більше ДНК, ніж бактеріальна.
Для збереження необхідного співвідношення площини поверхні і об’єму у більшості еукаріотичних клітин поверхня збільшена різного роду вигинами, складками і іншими
ускладненнями форми поверхні.

мембран. Мембрани оточують ядро, мітохондрії, хлоропласти, матеріал, що призначений для

виведення з клітини, лізосоми, пероксісоми. Мембрани утворюють лабіринт ендоплазматичного ретикулуму і апарат Гольджі. (Ендоплазматичний ретикулум або ендоплазматична мережа – розгалужена система з оточених мембраною сплощених порожнин, пухирців і канальцев). Апарат Гольджі в основному призначений для виведення речовин, синтезованих в ендоплазматичному ретикулумі. Апарат Гольджі це система плоских порожнистих міхурців з трубочками по краях (неактивними лізосомами).
Головна особливість еукаріотичної клітини полягає у наявності ядра. Ядро відокремлено від цитоплазми подвійною мембраною – ядерною оболонкою, між двома мембранами лежить перинуклеарний простір (рис. 1.4).
 

Рис. 1.4. Схематичне зображення поперечного перерізу типового клітинного ядра: 1 - хроматин (комплекс молекул ДНК та специфічних білків, що складає хромосоми) ; 2 – зовнішня ядерна мембрана; 3 – внутрішня ядерна мембрана; 4 – шероховатий ендоплазматичний ретикулум; 5 – рибосоми; 6 – ядришко; 7 – перинуклеарний простір; 8 – ядерна пора.

ділення. Зовнішня мембрана ядерної оболонки часто переходить, не перериваючись, у

мембрани ендоплазматичного ретикулуму. Цитоплазматична сторона ядра часто покрита рибосомами, що підкреслює взаємозв’язок між ядерною оболонкою і ендоплазматичним ретикулумом. В ядерних мембранах є пори; в стінках цих пор внутрішня мембрана, не перериваючись, переходить у зовнішню. У рослинних клітинах пор відносно небагато, і вони розсіяні по поверхні ядра хаотично. Але, наприклад, в клітинах яйця амфібії, ці пори (вони мають форму восьмикутника) багаточ исельні і розподілені досить регулярно.
Можна думати, що крізь пори легко проходять навіть великі молекули. Проте при великому збільшенні на мікрофотографіях видно, що ядерні пори, особливо у клітинах тварин, це не просто отвір у мембрані; часто вони бувають “запечатані” електронно-густим матеріалом. Різниця у значенні PH між вмістом ядра і цитоплазми також заставляє вважати , що перехід матеріалів через мембрану здійснюється не так легко, як можна було очікувати.
В ядрі знаходиться майже вся ДНК еукаріотичної клітини. В середині ядра знаходиться ядришко, яке забарвлюється більш інтенсивно завдяки високому вмісту в ньому рибонуклеїнової кислоти (РНК). Ядришко служить “фабрикою” РНК; там же здійснюється перші етапи синтезу рибосом. У решти частини ядра міститься хроматин, названий так за його здібність забарвлюватись характерним чином. Хроматин складається, в основному, з ДНК і ряду специфічних білків.

всьому ядру, а безпосередньо перед діленням збирається у дискретні гранулярні

тільця – хромосоми. Еукаріотичні клітини даного типу містять строго певне число хромосом, наприклад, у соматичних клітинах людини є 46 хромосом. Після реплікації дочірні хромосоми, що утворились, розходяться і попадають у дочірні клітини в результаті складної послідовності подій – митозу.
Досить помітне місце у цитоплазмі еукаріотичних клітин займають мітохондрії. Мітохондрії – майже універсальний компонент еукаріотичних клітин, тоді як хлоропласти зустрічаються лише у клітинах, які здатні до фотосинтезу, тобто у клітинах рослин.
Мітохондрії багато в чому схожі на вільноживучі прокаріотичні організми. Вони містять ДНК і розмножуються діленням. Мітохондрії відповідальні за дихання. Ні в яких інших частинах клітини цей процес не відбувається. Механізм цього дихання має явну схожість у мітохондрій і бактерій. По своїм розмірам мітохондрії мало відрізняються від бактеріальних клітин.
Мітохондрії виконують у клітині функцію “силових установок”, що постачають енергію. В них містяться велике число ферментів, які разом каталізують окислення органічних поживних речовин клітини молекулярним киснем до двуокісі вуглецю і води. В процесі окислення виділяється велика кількість енергії, яка використовується для утворення аденозинтрифосфата (АТФ) – головної молекули , що запасає енергію у клітині. Утворенні в мітохондріях молекули АТФ дифундують у всі частини клітини, де використовуються для виконання роботи.