Клетката е основна елементарна единица на сите живи суштества, затоа ги има сите својства на живите организми: високо уредена структура, примање енергија однадвор и нејзино користење за извршување на работата и одржување на редот, метаболизам, активен одговор на иритации. раст, развој, репродукција, дуплирање и пренос на биолошки информации до потомци, регенерација (реставрација на оштетените структури), адаптација на животната средина.

Германскиот научник Т. Шван во средината на 19 век ја создал клеточната теорија, чиишто главни одредби укажувале дека сите ткива и органи се состојат од клетки; клетките на растенијата и животните се фундаментално слични едни на други, сите тие се појавуваат на ист начин; активноста на организмите е збир од виталните активности на поединечните клетки. Големо влијаниена понатамошен развој клеточна теоријаи воопшто, големиот германски научник R. Virchow влијаел на теоријата на клетката. Тој не само што ги собра сите бројни различни факти, туку и убедливо покажа дека клетките се постојана структура и произлегуваат само преку репродукција.

Теоријата на клетките во модерна интерпретацијаги вклучува следните главни одредби: клетката е универзална елементарна единица на живите суштества; клетките на сите организми се фундаментално слични во нивната структура, функција и хемиски состав; клетките се репродуцираат само со делење на првобитната клетка; повеќеклеточните организми се сложени клеточни склопови кои формираат интегрални системи.

Благодарение на современи методиидентификувани се студии два главни типа на клетки: покомплексно организирани, високо диференцирани еукариотски клетки (растенија, животни и некои протозои, алги, габи и лишаи) и помалку сложено организирани прокариотски клетки (сино-зелени алги, актиномицети, бактерии, спирохети, микоплазми, рикеција, кламидија).

За разлика од прокариотската клетка, еукариотската клетка има јадро ограничено со двојна нуклеарна мембрана и голем бројмембрански органели.

ВНИМАНИЕ!

Клетката е основна структурна и функционална единица на живите организми, која врши раст, развој, метаболизам и енергија, складирање, обработка и имплементација на генетски информации. Од морфолошка гледна точка, клетката е комплексен систембиополимери, одвоени од надворешната средина со плазма мембрана (плазмолема) и составени од јадро и цитоплазма во кои се наоѓаат органели и инклузии (гранули).

Какви видови клетки постојат?

Клетките се различни по својата форма, структура, хемиски состав и природата на метаболизмот.

Сите клетки се хомологни, т.е. имаат голем број заеднички структурни карактеристики од кои зависи извршувањето на основните функции. Клетките се карактеризираат со единство на структурата, метаболизмот (метаболизмот) и хемискиот состав.

Во исто време, различни клетки исто така имаат специфични структури. Ова се должи на нивното извршување на посебни функции.

Клеточна структура

Ултрамикроскопска структура на клетките:

1 - цитолема (плазма мембрана); 2 - пиноцитозни везикули; 3 - центрозом, клеточен центар (цитоцентар); 4 - хијалоплазма; 5 - ендоплазматичен ретикулум: а - мембрана на зрнестиот ретикулум; б - рибозоми; 6 - поврзување на перинуклеарниот простор со шуплините на ендоплазматскиот ретикулум; 7 - јадро; 8 - нуклеарни пори; 9 - не-грануларен (мазен) ендоплазматичен ретикулум; 10 - јадро; 11 - внатрешен ретикуларен апарат (комплекс Голги); 12 - секреторни вакуоли; 13 - митохондрии; 14 - липозоми; 15 - три последователни фази на фагоцитоза; 16 - поврзување на клеточната мембрана (цитолема) со мембраните на ендоплазматскиот ретикулум.

Хемиски состав на клетката

Клетката содржи повеќе од 100 хемиски елементи, од кои четири сочинуваат околу 98% од масата: кислород (65-75%), јаглерод (15-18%), водород (8-10%) и азот; (1,5-3,0%). Останатите елементи се поделени во три групи: макроелементи - нивната содржина во телото надминува 0,01%); микроелементи (0,00001-0,01%) и ултрамикроелементи (помалку од 0,00001).

Макроелементите вклучуваат сулфур, фосфор, хлор, калиум, натриум, магнезиум, калциум.

Микроелементите вклучуваат железо, цинк, бакар, јод, флуор, алуминиум, бакар, манган, кобалт итн.

Ултрамикроелементите вклучуваат селен, ванадиум, силициум, никел, литиум, сребро и многу повеќе. И покрај нивната многу мала содржина, микроелементите и ултрамикроелементите играат многу важна улога. Тие главно влијаат на метаболизмот. Без нив, нормалното функционирање на секоја клетка и на организмот во целина е невозможно.

Клетката се состои од неоргански и органски материи. Меѓу неорганските најголем бројвода. Релативната количина на вода во ќелијата е помеѓу 70 и 80%. Водата е универзален растворувач; хемиски реакцииво кафез. Со учество на вода, се врши терморегулација. Супстанциите што се раствораат во вода (соли, бази, киселини, протеини, јаглени хидрати, алкохоли итн.) се нарекуваат хидрофилни. Хидрофобните супстанции (масти и супстанции слични на маснотии) не се раствораат во вода. Друго неоргански материи(соли, киселини, бази, позитивни и негативни јони) се движат од 1,0 до 1,5%.

Меѓу органските материи, доминираат протеини (10-20%), масти или липиди (1-5%), јаглени хидрати (0,2-2,0%) и нуклеински киселини (1-2%). Содржината на супстанции со ниска молекуларна тежина не надминува 0,5%.

Протеинската молекула е полимер кој се состои од голем број повторувачки единици на мономери. Протеинските мономери на аминокиселините (20 од нив) се поврзани едни со други со пептидни врски, формирајќи полипептиден ланец (примарната структура на протеинот). Се превртува во спирала, формирајќи ја, пак, секундарната структура на протеинот. Поради специфичната просторна ориентација на полипептидниот синџир, настанува терциерната структура на протеинот, што ја одредува специфичноста и биолошката активност на протеинската молекула. Неколку терциерни структури се комбинираат една со друга за да формираат кватернарна структура.

Протеините вршат суштински функции. Ензими - биолошки катализатори кои ја зголемуваат стапката на хемиски реакции во клетката стотици илјади милиони пати, се протеини. Протеините, како дел од сите клеточни структури, вршат пластична (конструктивна) функција. Движењата на клетките се вршат и со протеини. Тие обезбедуваат транспорт на супстанции во клетката, надвор од клетката и во клетката. Заштитната функција на протеините (антитела) е важна. Протеините се еден од изворите на енергија Јаглехидратите се поделени на моносахариди и полисахариди. Вторите се изградени од моносахариди, кои, како и амино киселините, се мономери. Меѓу моносахаридите во клетката, најважни се гликозата, фруктозата (содржи шест јаглеродни атоми) и пентозата (пет јаглеродни атоми). Пентозите се вклучени во нуклеински киселини. Моносахаридите се многу растворливи во вода. Полисахаридите се слабо растворливи во вода (во животинските клетки гликоген, во растителните клетки - скроб и целулоза. Јаглехидратите се извор на енергија, сложени јаглехидрати, поврзани со протеини (гликопротеини), масти (гликолипиди), учествуваат во формирањето на клеточните површини и клеточните интеракции.

Липидите вклучуваат масти и супстанции слични на масти. Молекулите на мастите се направени од глицерол и масни киселини. Супстанции слични на масти вклучуваат холестерол, некои хормони и лецитин. Липидите, кои се главните компоненти на клеточните мембрани, со тоа вршат градежна функција. Липидите се најважните извори на енергија. Значи, ако со целосна оксидација на 1 g протеини или јаглени хидрати се ослободува 17,6 kJ енергија, тогаш со целосна оксидација на 1 g масти - 38,9 kJ. Липидите вршат терморегулација и ги штитат органите (масни капсули).

ДНК и РНК

Нуклеинските киселини се полимерни молекули формирани од нуклеотидни мономери. Нуклеотидот се состои од пуринска или пиримидинска база, шеќер (пентоза) и остаток од фосфорна киселина. Во сите клетки, постојат два вида нуклеински киселини: деоксирибонуклеинска киселина (ДНК) и рибонуклеинска киселина (РНК), кои се разликуваат во составот на базите и шеќерите.

Просторна структура на нуклеинските киселини:

(според B. Alberts et al., со модификација I - RNA). II - ДНК; ленти - рбети со шеќер фосфат; A, C, G, T, U се азотни бази, решетките меѓу нив се водородни врски.

ДНК молекула

Молекулата на ДНК се состои од два полинуклеотидни синџири извиткани еден околу друг во форма на двојна спирала. Азотните основи на двата синџири се поврзани едни со други со комплементарни водородни врски. Аденин се комбинира само со тимин, а цитозин - со гванин (A - T, G - C). ДНК содржи генетски информации кои ја одредуваат специфичноста на протеините синтетизирани од клетката, односно низата аминокиселини во полипептидниот синџир. ДНК со наследување ги пренесува сите својства на клетката. ДНК се наоѓа во јадрото и митохондриите.

РНК молекула

Молекула на РНК се формира од еден полинуклеотиден синџир. Постојат три типа на РНК во клетките. Информативна, или гласничка РНК tRNA (од англискиот гласник - „посредник“), која пренесува информации за нуклеотидната низа на ДНК до рибозомите (види подолу). Трансфер на РНК (тРНК), која носи амино киселини до рибозомите. Рибозомална РНК (rRNA), која е вклучена во формирањето на рибозомите. РНК се наоѓа во јадрото, рибозомите, цитоплазмата, митохондриите и хлоропластите.

Состав на нуклеински киселини.

Ќелија

Од гледна точка на концептот на живи системи според А. Ленингер.

Живата клетка е изотермен систем на органски молекули способни за саморегулирање и саморепродукција, извлекувајќи енергија и ресурси од околината.

Во клетката се случуваат голем број последователни реакции, чија брзина е регулирана од самата клетка.

Клетката се одржува во стационарна динамична состојба, далеку од рамнотежа со животната средина.

Клетките функционираат на принцип на минимална потрошувачка на компоненти и процеси.

Тоа. Клетката е елементарен жив отворен систем способен за независно постоење, репродукција и развој. Тоа е елементарна структурна и функционална единица на сите живи организми.

Хемиски состав на клетките.

Од 110 елементи периодниот системМенделеев открил 86 постојано присутни во човечкото тело.

Од нив 25 се неопходни за нормален живот, 18 се апсолутно неопходни, а 7 се корисни. Во согласност со процентуалната содржина во клетката, хемиските елементи се поделени во три групи:

Макроелементи Главните елементи (органогени) се водород, јаглерод, кислород, азот. Нивната концентрација: 98 – 99,9%. Тие се универзални компоненти на органските клеточни соединенија.

Микроелементи - натриум, магнезиум, фосфор, сулфур, хлор, калиум, калциум, железо. Нивната концентрација е 0,1%. Ултрамикроелементи - бор, силициум, ванадиум, манган, кобалт, бакар, цинк, молибден, селен, јод, бром, флуор. Влијаат на метаболизмот. Нивното отсуство предизвикува болести (цинк -дијабетес мелитус , јод -ендемична гушавост , железо -пернициозна анемија

итн.).

Модерната медицина знае факти за негативните интеракции помеѓу витамини и минерали: Цинкот ја намалува апсорпцијата на бакар и се натпреварува со железо и калциум за апсорпција; (а недостатокот на цинк предизвикува слабеењеимунолошкиот систем

, голем број патолошки состојби на ендокрините жлезди).

Калциумот и железото ја намалуваат апсорпцијата на манган;

Витаминот Е не се комбинира добро со железото, а витаминот Ц не се комбинира добро со витамините Б.

Позитивна интеракција:

Витаминот Е и селенот, како и калциумот и витаминот К, делуваат синергистички;

Витаминот Д е неопходен за апсорпција на калциум;

Бакарот ја промовира апсорпцијата и ја зголемува ефикасноста на употребата на железо во телото.

Неоргански компоненти на клетката.Вода – најважната компонента на клетката, универзалниот медиум за дисперзија на живата материја. Активните клетки на копнените организми се состојат од 60-95% вода. Во клетките и ткивата кои мируваат (семиња, спори) има 10 - 20% вода. Водата во клетката е во две форми - слободна и врзана за клеточните колоиди. Слободната вода е растворувач и дисперзивен медиумколоиден систем протоплазма. Нејзините 95%.Врзана вода

(4 – 5%) од целата клеточна вода формира слаби водородни и хидроксилни врски со протеините.

Својства на водата:

Водата е дисперзивна фаза на колоиден систем на протоплазма.

Водата е медиум за метаболички реакции на клетките, бидејќи физиолошките процеси се случуваат во исклучиво водна средина. Обезбедува реакции на хидролиза, хидратација, оток.

Учествува во многу ензимски реакции на клетката и се формира за време на метаболизмот.

Водата е извор на водородни јони за време на фотосинтезата кај растенијата.

Биолошко значење на водата:

Повеќето биохемиски реакции се случуваат само во воден раствор, многу супстанции влегуваат и излегуваат од клетките во растворена форма. Ова ја карактеризира транспортната функција на водата.

Водата обезбедува реакции на хидролиза - разградување на протеини, масти, јаглени хидрати под влијание на водата.

Поради високата топлина на испарување, телото се лади. На пример, потење кај луѓето или транспирација кај растенијата.

Високиот топлински капацитет и топлинската спроводливост на водата придонесува за рамномерна дистрибуција на топлина во ќелијата.

Поради силите на адхезија (вода - почва) и кохезија (вода - вода), водата има својство на капиларност.

Некомпресибилноста на водата ја одредува стресната состојба на клеточните ѕидови (тургор) и хидростатичкиот скелет кај кружните црви.

Ќелија- елементарната единица на животот на Земјата. Ги има сите карактеристики на жив организам: расте, се размножува, разменува материи и енергија со околината и реагира на надворешни дразби. Започнете биолошка еволуцијаповрзани со појавата на клеточни форми на живот на Земјата. Едноклеточни организмиТие се клетки кои постојат одделно една од друга. Телото на сите повеќеклеточни организми - животни и растенија - е изградено од поголем или помал број клетки, кои се еден вид блокови кои сочинуваат сложен организам. Без разлика дали клетката е интегрална жив систем – посебен организамили претставува само дел од него, тој е обдарен со збир на карактеристики и својства заеднички за сите клетки.

Хемиски состав на клетката

Околу 60 елементи од периодниот систем на Менделеев се пронајдени во клетките, кои се наоѓаат и во нежива природа. Ова е еден од доказите за заедништвото на живата и неживата природа. Најчест кај живите организми водород, кислород, јаглеродИ азот, кои сочинуваат околу 98% од клеточната маса. Ова се должи на карактеристиките хемиски својстваводород, кислород, јаглерод и азот, како резултат на што тие се покажаа најпогодни за формирање на молекули кои вршат биолошки функции. Овие четири елементи се способни да формираат многу силни ковалентни врски со спарување на електрони кои припаѓаат на два атома. Ковалентно поврзаните јаглеродни атоми можат да формираат рамки на безброј различни органски молекули. Бидејќи јаглеродните атоми лесно формираат ковалентни врски со кислород, водород, азот, а исто така и со сулфур, органски молекулипостигне исклучителна сложеност и разновидност на структурата.

Покрај четирите главни елементи, ќелијата содржи забележливи количини (10-ти и 100-ти фракции од процент) железо, калиум, натриум, калциум, магнезиум, хлор, фосфорИ сулфур. Сите други елементи ( цинк, бакар, јод, флуор, кобалт, манганитн.) се присутни во клетката во многу мали количини и затоа се нарекуваат микроелементи.

Хемиските елементи се дел од неоргански и органски соединенија. ДО неоргански соединенијавклучуваат вода, минерални соли, јаглерод диоксид, киселини и бази. Органските соединенија се верверички, нуклеински киселини, јаглехидрати, мастите(липиди) и липоиди.

Некои протеини содржат сулфур. Составен делнуклеинските киселини е фосфор. Молекулата на хемоглобинот содржи железо, магнезиумучествува во изградбата на молекулата хлорофил. Микроелементи, и покрај крајноста ниска содржинаво живите организми, играат важна улога во животните процеси. Јоддел од хормонот тироидна жлезда-тироксин, кобалт– витамин Б 12 содржи хормон на островскиот дел на панкреасот – инсулин – цинк. Кај некои риби, бакарот го зазема местото на железото во молекулите на пигментот што го носи кислородот.

Неоргански материи

Вода

H 2 O е најчестото соединение во живите организми. Неговата содржина во различни клеткиварира доста широко: од 10% во забната глеѓ до 98% во телото на медуза, но во просек сочинува околу 80% од телесната тежина. Исклучително важната улога на водата во поддршката на виталните процеси се должи на нејзините физичко-хемиски својства. Поларитетот на молекулите и способноста да се формираат водородни врски ја прават водата добар растворувач за огромна сумасупстанции. Повеќето хемиски реакции што се случуваат во клетката може да се појават само во воден раствор. Водата е вклучена и во многу хемиски трансформации.

Вкупниот број на водородни врски помеѓу молекулите на водата варира во зависност од т °. На т ° Кога мразот се топи, приближно 15% од водородните врски се уништуваат, на t° 40°C - половина. По преминувањето во гасовита состојба, сите водородни врски се уништуваат. Ова го објаснува високиот специфичен топлински капацитет на водата. Кога температурата на надворешната средина се менува, водата апсорбира или ослободува топлина поради кинење или ново формирање на водородни врски. На овој начин, флуктуациите на температурата внатре во ќелијата излегуваат помали отколку во околината. Во основата е висока топлина на испарување ефективен механизампренос на топлина кај растенијата и животните.

Водата како растворувач учествува во појавите на осмоза, која игра важна улога во животот на клетките на телото. Осмозата е пенетрација на молекулите на растворувачот преку полупропустлива мембрана во раствор на супстанција. Полупропустливи мембрани се оние кои овозможуваат минување на молекулите на растворувачите, но не дозволуваат молекулите на растворената супстанција (или јоните) да минуваат низ. Според тоа, осмозата е еднонасочна дифузија на молекулите на водата во насока на растворот.

Минерални соли

Повеќето од неоргански во клеткитее во форма на соли во дисоцирана или цврста состојба. Концентрацијата на катјони и анјони во клетката и во нејзината околина не е иста. Клетката содржи доста К и многу Na. Во екстрацелуларната средина, на пример во крвната плазма, во морска вода, напротив, има многу натриум, а малку калиум. Раздразливоста на клетките зависи од односот на концентрациите на јони Na ​​+, K +, Ca 2+, Mg 2+. Во ткивата на повеќеклеточните животни, К е дел од повеќеклеточната супстанција која ја обезбедува кохезијата на клетките и нивниот уреден распоред. Осмотскиот притисок во клетката и неговите тампон својства. Пуферирањето е способност на клетката да ја одржува малку алкалната реакција на нејзината содржина на константно ниво. Пуферирањето внатре во клетката е обезбедено главно од јони H 2 PO 4 и HPO 4 2-. Во екстрацелуларните течности и во крвта, улогата на пуфер ја играат H 2 CO 3 и HCO 3 -. Анјоните ги врзуваат H јоните и јоните на хидроксид (OH -), поради што реакцијата во клетката на екстрацелуларните течности останува практично непроменета. Нерастворливите минерални соли (на пример, Ca фосфат) обезбедуваат сила коскеното ткиво'рбетници и школки од мекотели.

Органска клеточна материја

Верверички

Меѓу органските материи на клетката, протеините се на прво место и по количина (10 - 12% од вкупната маса на клетката) и по важност. Протеините се полимери со висока молекуларна тежина (со молекуларна тежинаод 6000 до 1 милион и повеќе), чии мономери се амино киселини. Живите организми користат 20 аминокиселини, иако ги има многу повеќе. Секоја амино киселина содржи амино група (-NH 2), која има основни својства и карбоксилна група (-COOH), која има кисели својства. Две аминокиселини се комбинираат во една молекула со воспоставување на HN-CO врска, со што се ослободува молекула на вода. Врската помеѓу амино групата на една аминокиселина и карбоксилот на друга се нарекува пептидна врска. Протеините се полипептиди кои содржат десетици и стотици амино киселини. Молекулите на различни протеини се разликуваат едни од други по молекуларна тежина, број, состав на амино киселини и низата на нивната локација во полипептидниот синџир. Затоа е јасно дека протеините се екстремно разновидни, нивниот број кај сите видови живи организми се проценува на 10 10 - 10 12;

Ланец на аминокиселински единици поврзани ковалентно со пептидни врски во одредена низа се нарекува примарна структура на протеинот. Во клетките, протеините изгледаат како спирално искривени влакна или топчиња (глобули). Ова се објаснува со фактот дека во природниот протеин полипептидниот синџир е поставен на строго дефиниран начин, во зависност од хемиска структуранеговите составни амино киселини.

Прво, полипептидниот синџир се преклопува во спирала. Привлекувањето се јавува помеѓу атомите на соседните свиоци и се формираат водородни врски, особено помеѓу NH- и Групи на CO, кој се наоѓа на соседните свиоци. Ланец од аминокиселини, извиткан во форма на спирала, ја формира секундарната структура на протеинот. Како резултат на понатамошното преклопување на спиралата, се јавува конфигурација специфична за секој протеин, наречена терциерна структура. Терциерната структура се должи на дејството на силите на кохезија помеѓу хидрофобните радикали кои се наоѓаат во некои амино киселини и ковалентни врски помеѓу SH групите на аминокиселината цистеин ( S-S-врски). Бројот на амино киселини со хидрофобни радикали и цистеин, како и редоследот на нивното распоредување во полипептидниот синџир, се специфични за секој протеин. Следствено, карактеристиките на терциерната структура на протеинот се одредуваат според неговата примарна структура. Протеинот покажува биолошка активност само во форма на терциерна структура. Затоа, заменувањето дури и на една аминокиселина во полипептидниот синџир може да доведе до промена во конфигурацијата на протеинот и до намалување или губење на неговата биолошка активност.

Во некои случаи, протеинските молекули се комбинираат едни со други и можат да ја вршат својата функција само во форма на комплекси. Така, хемоглобинот е комплекс од четири молекули и само во оваа форма е способен да го прикачи и транспортира кислородот. Врз основа на нивниот состав, протеините се поделени во две главни класи - едноставни и сложени. Едноставни протеинисе состои само од амино киселини, нуклеински киселини (нуклеотиди), липиди (липопротеини), Me (металопротеини), P (фосфопротеини).

Функциите на протеините во клетката се исклучително разновидни. Една од најважните е градежната функција: протеините се вклучени во формирањето на сите клеточни мембрани и клеточни органели, како и интрацелуларни структури. Ексклузивно важноима ензимска (каталитичка) улога на протеините. Ензимите ги забрзуваат хемиските реакции што се случуваат во клетката за 10 и 100 милиони пати. Моторна функцијаобезбедени од специјални контрактилни протеини. Овие протеини се вклучени во сите видови движења за кои се способни клетките и организмите: треперење на цилиите и тепање на флагели кај протозоите, мускулна контракција кај животните, движење на листовите кај растенијата итн. Транспортната функција на протеините е да прикачете хемиски елементи (на пример, хемоглобинот додава О) или биолошки активни супстанции (хормони) и пренесете ги во ткивата и органите на телото. Заштитната функција се изразува во форма на производство на специјални протеини, наречени антитела, како одговор на пенетрација на странски протеини или клетки во телото. Антителата се врзуваат и неутрализираат туѓи материи. Протеините играат важна улога како извор на енергија. Со целосно разделување 1гр. Се ослободуваат 17,6 kJ (~ 4,2 kcal) протеини.

Јаглехидрати

Јаглехидратите или сахаридите се органски материи со општа формула(CH 2 O) n. Повеќето јаглехидрати имаат двојно поголем број на атоми H повеќе бројО атоми, како во молекулите на водата. Затоа овие супстанции биле наречени јаглехидрати. Во жива клетка, јаглехидратите се наоѓаат во количини што не надминуваат 1-2, понекогаш 5% (во црниот дроб, во мускулите). Растителните клетки се најбогати со јаглени хидрати, каде што нивната содржина во некои случаи достигнува 90% од масата на сувата материја (семиња, клубени од компири итн.).

Јаглехидратите се едноставни и сложени. Едноставните јаглехидрати се нарекуваат моносахариди. Во зависност од бројот на атоми на јаглени хидрати во молекулата, моносахаридите се нарекуваат триози, тетрози, пентози или хексози. Од шесте јаглеродни моносахариди - хексози - најважни се гликозата, фруктозата и галактозата. Гликозата е содржана во крвта (0,1-0,12%). Пентозите рибоза и деоксирибоза се наоѓаат во нуклеинските киселини и АТП. Ако два моносахариди се комбинираат во една молекула, соединението се нарекува дисахарид. Трпезниот шеќер, добиен од трска или шеќерна репка, се состои од една молекула гликоза и една молекула фруктоза, млечен шеќер– од гликоза и галактоза.

Сложените јаглехидрати формирани од многу моносахариди се нарекуваат полисахариди. Мономерот на полисахаридите како скроб, гликоген, целулоза е гликозата. Јаглехидратите извршуваат две главни функции: изградба и енергија. Целулозата ги формира ѕидовите на растителните клетки. Комплексниот полисахарид хитин служи како главен структурна компонентаегзоскелет на членконоги. Хитин исто така врши градежна функција кај габите. Јаглехидратите ја играат улогата на главен извор на енергија во клетката. При оксидација на 1 g јаглени хидрати се ослободуваат 17,6 kJ (~ 4,2 kcal). Скробот во растенијата и гликогенот кај животните се депонираат во клетките и служат како енергетска резерва.

Нуклеински киселини

Важноста на нуклеинските киселини во клетката е многу голема. Особеностите на нивната хемиска структура обезбедуваат можност за складирање, пренесување и наследување на ќерките ќерки информации за структурата на протеинските молекули кои се синтетизираат во секое ткиво во одредена фаза. индивидуален развој. Бидејќи повеќето својства и карактеристики на клетките се должат на протеините, јасно е дека стабилноста на нуклеинските киселини е најважниот услов нормален животклетки и цели организми. Секоја промена во структурата или активноста на клетките физиолошки процесиво нив, со што влијае на животната активност. Проучувањето на структурата на нуклеинските киселини е исклучително важно за разбирање на наследувањето на особините кај организмите и моделите на функционирање и на поединечните клетки и на клеточните системи - ткива и органи.

Постојат 2 типа на нуклеински киселини - ДНК и РНК. ДНК е полимер кој се состои од два нуклеотидни спирали наредени да формираат двојна спирала. Мономерите на молекулите на ДНК се нуклеотиди кои се состојат од азотна база (аденин, тимин, гванин или цитозин), јаглени хидрати (деоксирибоза) и остаток на фосфорна киселина. Азотните бази во молекулата на ДНК се поврзани една со друга со нееднаков број H-врски и се наредени во парови: аденин (А) е секогаш против тимин (Т), гванин (G) против цитозин (C).

Нуклеотидите се поврзани едни со други не случајно, туку селективно. Способноста за селективна интеракција на аденин со тимин и гванин со цитозин се нарекува комплементарност. Комплементарната интеракција на одредени нуклеотиди се објаснува со особеностите на просторниот распоред на атомите во нивните молекули, што им овозможува да се приближат и да формираат H-врски. Во полинуклеотидниот синџир, соседните нуклеотиди се поврзани едни со други преку шеќер (деоксирибоза) и остаток на фосфорна киселина. РНК, како и ДНК, е полимер чии мономери се нуклеотиди. Азотните бази на три нуклеотиди се исти како оние што ја сочинуваат ДНК (A, G, C); четвртиот - урацил (U) - е присутен во молекулата на РНК наместо тимин. Нуклеотидите на РНК се разликуваат од ДНК нуклеотидите по структурата на јаглехидратите што ги содржат (рибоза наместо деоксирибоза).

Во синџирот на РНК, нуклеотидите се спојуваат со формирање на ковалентни врски помеѓу рибозата на еден нуклеотид и остатоците од фосфорна киселина од друг. Структурата се разликува помеѓу двоверижна РНК. Двоверижни РНК се чувари на генетските информации во голем број вируси, т.е. Тие ги извршуваат функциите на хромозомите. Едноверижна РНК пренесува информации за структурата на протеините од хромозомот до местото на нивната синтеза и учествува во синтезата на протеините.

Постојат неколку видови на едноверижна РНК. Нивните имиња се одредуваат според нивната функција или локација во ќелијата. Повеќето одЦитоплазматската РНК (до 80-90%) е рибозомална РНК (рРНК), содржана во рибозомите. Молекулите на rRNA се релативно мали и се состојат во просек од 10 нуклеотиди. Друг тип на РНК (mRNA) што носи информации за низата на амино киселини во протеините кои мора да се синтетизираат во рибозоми. Големината на овие РНК зависи од должината на ДНК регионот од кој се синтетизирани. Трансферните РНК вршат неколку функции. Тие доставуваат аминокиселини до местото на синтеза на протеини, ја „препознаваат“ (по принципот на комплементарност) тројката и РНК што одговараат на пренесената амино киселина и ја вршат точната ориентација на амино киселината на рибозомот.

Масти и липиди

Мастите се соединенија на високомолекуларни масни киселини и трихидричен алкохол глицерол. Мастите не се раствораат во вода - тие се хидрофобни. Во клетката секогаш има други сложени хидрофобни супстанции слични на масти наречени липоиди. Една од главните функции на мастите е енергијата. При разградување на 1 g масти во CO 2 и H 2 O, се ослободува голема количина на енергија - 38,9 kJ (~ 9,3 kcal). Содржината на масти во клетката се движи од 5-15% од масата на сува материја. Во клетките на живото ткиво, количината на маснотии се зголемува до 90%. Главната функција на мастите во животинскиот (и делумно растителниот) свет е складирање.

Кога 1 g маснотии целосно се оксидира (до јаглерод диоксид и вода), се ослободуваат околу 9 kcal енергија. (1 kcal = 1000 cal; калории (cal, cal) - екстра-системска единица за количината на работа и енергија, еднаква на количината на топлина потребна за загревање на 1 ml вода за 1 °C стандардно атмосферски притисок 101,325 kPa; 1 kcal = 4,19 kJ). Кога 1 g протеини или јаглени хидрати се оксидираат (во телото), се ослободуваат само околу 4 kcal/g. Од многу различни водни организми- Од едноклеточни дијатоми до ајкули, маснотиите ќе „пливаат“, намалувајќи ја просечната густина на телото. Густината на животинските масти е околу 0,91-0,95 g/cm³. Густината на коскеното ткиво на 'рбетниците е блиску до 1,7-1,8 g/cm³, а просечната густина на повеќето други ткива е блиску до 1 g/cm³. Јасно е дека ви треба доста маснотии за да го „балансирате“ тешкиот скелет.

Мастите и липидите вршат и градежна функција: тие се дел од клеточните мембрани. Поради лошата топлинска спроводливост, мастите се способни за заштитна функција. Кај некои животни (фоки, китови) се депонира во поткожното масно ткиво, формирајќи слој со дебелина до 1 m. Формирањето на некои липоиди претходи на синтезата на голем број хормони. Следствено, овие супстанции имаат и функција на регулирање на метаболичките процеси.

Клеточната биологија во општ прегледпознат на сите училишна наставна програма. Ве покануваме да се сетите на она што некогаш сте го научиле, а исто така да откриете нешто ново за тоа. Името „ќелија“ било предложено уште во 1665 година од Англичанецот Р. Хук. Сепак, дури во 19 век почна систематски да се изучува. Научниците, меѓу другото, се интересирале и за улогата на клетките во телото. Тие можат да бидат дел од разновидноста разни органии организми (јајца, бактерии, нерви, црвени крвни зрнца) или да бидат независни организми (протозои). И покрај сета нивна различност, има многу заедничко во нивните функции и структура.

Функции на клетките

Сите тие се различни по форма и често по функција. Клетките на ткивата и органите на истиот организам може многу да се разликуваат. Сепак, клеточната биологија ги нагласува функциите кои се заеднички за сите нивни сорти. Тука секогаш се случува синтеза на протеини. Овој процес е контролиран Клетката што не синтетизира протеини во суштина е мртва. Жива клетка е онаа чии компоненти постојано се менуваат. Сепак, главните класи на супстанции остануваат непроменети.

Сите процеси во клетката се вршат со користење на енергија. Тоа се исхрана, дишење, репродукција, метаболизам. Затоа жива клеткасе карактеризира со тоа што во него постојано се случува размена на енергија. Секој од нив има заедничка најважна особина - способност да складира енергија и да ја троши. Други функции вклучуваат поделба и раздразливост.

Сите живи клетки можат да одговорат на хемиски или физички промениоколината што ги опкружува. Ова својство се нарекува ексцитабилност или раздразливост. Во клетките, кога се возбудени, брзината на распаѓање на супстанциите и биосинтезата, температурата и потрошувачката на кислород се менуваат. Во оваа состојба, тие ги извршуваат функциите својствени за нив.

Клеточна структура

Неговата структура е доста сложена, иако се смета за наједноставна форма на живот во науката како што е биологијата. Клетките се наоѓаат во меѓуклеточната супстанција. Им обезбедува дишење, исхрана и механичка сила. Јадрото и цитоплазмата се главните компоненти на секоја клетка. Секој од нив е покриен со мембрана, чиј градежен елемент е молекула. Биологијата утврдила дека мембраната се состои од многу молекули. Тие се наредени во неколку слоеви. Благодарение на мембраната, супстанциите продираат селективно. Во цитоплазмата има органели - најмалите структури. Тоа се ендоплазматичен ретикулум, митохондрии, рибозоми, клеточен центар, комплекс Голџи, лизозоми. Подобро ќе разберете како изгледаат клетките со проучување на сликите претставени во оваа статија.

Мембрана

Ендоплазматичен ретикулум

Оваа органела е наречена така поради фактот што се наоѓа во централниот дел на цитоплазмата (со грчки јазикзборот „ендон“ се преведува како „внатре“). EPS - многу разгранет систем на везикули, цевки, тубули различни формии големината. Тие се ограничени со мембрани.

Постојат два типа на EPS. Првиот е грануларен, кој се состои од цистерни и тубули, чија површина е расфрлана со гранули (зрна). Вториот тип на EPS е агрануларен, односно мазен. Рибозомите се грана. Интересно е што грануларниот EPS главно се забележува во клетките на животинските ембриони, додека кај возрасните форми обично е агрануларен. Како што знаете, рибозомите се место на синтеза на протеини во цитоплазмата. Врз основа на ова, можеме да претпоставиме дека грануларниот EPS се јавува претежно во клетките каде што се јавува активна синтеза на протеини. Се верува дека агрануларната мрежа е претставена главно во оние клетки каде што се јавува активна синтеза на липиди, односно масти и разни супстанции слични на маснотии.

И двата типа на EPS не учествуваат само во синтезата на органски супстанции. Овде овие супстанции се акумулираат и исто така се транспортираат до потребните места. EPS исто така го регулира метаболизмот што се јавува помеѓу околината и клетката.

Рибозоми

Митохондриите

Енергетските органели вклучуваат митохондрии (на сликата погоре) и хлоропласти. Митохондриите се еден вид енергетска станица на секоја клетка. Во нив се извлекува енергијата хранливи материи. Митохондриите се различни по форма, но најчесто се гранули или филаменти. Нивниот број и големина не се константни. Тоа зависи од функционалната активност на одредена клетка.

Ако погледнете на електронски микрограф, ќе забележите дека митохондриите имаат две мембрани: внатрешна и надворешна. Внатрешната формира проекции (cristae) покриени со ензими. Благодарение на присуството на cristae вкупна површинамитохондриите се зголемуваат. Ова е важно за ензимската активност да продолжи активно.

Научниците открија специфични рибозоми и ДНК во митохондриите. Ова им овозможува на овие органели да се репродуцираат независно за време на клеточната делба.

Хлоропласти

Што се однесува до хлоропластите, обликот е диск или топка со двојна обвивка (внатрешна и надворешна). Внатре во оваа органела има и рибозоми, ДНК и грана - специјални мембрански формации поврзани и со внатрешната мембрана и едни со други. Хлорофилот се наоѓа токму во гран мембраните. Благодарение на него енергијата сончева светлинаАденозин трифосфат (ATP) се претвора во хемиска енергија. Во хлоропластите се користи за синтеза на јаглехидрати (создадени од вода и јаглерод диоксид).

Се согласувам, треба да ги знаете информациите презентирани погоре не само за да го положите тестот за биологија. Ќелијата е градежен материјал, од кои се состои нашето тело. Да и сите дивиот свет- комплексна колекција на клетки. Како што можете да видите, ги има многу компоненти. На прв поглед, може да изгледа дека проучувањето на структурата на клетката не е лесна задача. Меѓутоа, ако се погледне, оваа тема не е толку комплицирана. Неопходно е да се знае за да се биде добро упатен во наука како што е биологијата. Составот на клетката е една од нејзините фундаментални теми.

Како и сите живи суштества, човечкото тело се состои од клетки. Благодарение на клеточна структурана телото, неговиот раст, репродукција, реставрација се можни оштетени органии ткаенини и други форми на активност. Обликот и големината на клетките се различни и зависат од функцијата што ја вршат.

Секоја клетка има два главни дела - цитоплазмата и јадрото, цитоплазмата, пак, содржи органели - најмалите структури на клетката кои ги обезбедуваат нејзините витални функции (митохондрии, рибозоми, клеточен центар итн.). Пред клеточната делба, во јадрото се формираат посебни тела слични на нишки наречени хромозоми. Надворешноста на клетката е покриена со мембрана која одвојува една клетка од друга. Просторот помеѓу клетките е исполнет со течна меѓуклеточна супстанција. Главната функција на мембраната е тоа што обезбедува селективен влез на различни супстанции во клетката и отстранување на метаболичките производи од неа.

Клетките на човечкото тело се состојат од различни неоргански (вода, минерални соли) и органски материи (јаглехидрати, масти, протеини и нуклеински киселини).

Јаглехидратите се составени од јаглерод, водород и кислород; многу од нив се високо растворливи во вода и се главни извори на енергија за виталните процеси.

Мастите се формираат од истите хемиски елементи, како јаглехидрати; тие се нерастворливи во вода. Мастите се дел од клеточните мембрани и исто така служат најважниот изворенергија во телото.

Протеините се главниот градежен материјал на клетките. Структурата на протеините е сложена: протеинска молекула има големи димензиии е синџир кој се состои од десетици и стотици други едноставни врски-- амино киселини. Многу протеини служат како ензими кои го забрзуваат протокот на биохемиски процесиво кафез.

Нуклеинските киселини произведени во клеточното јадро, се состои од јаглерод, кислород, водород и фосфор. Постојат два вида на нуклеински киселини:

1) деоксирибонуклеинската киселина (ДНК) се наоѓа во хромозомите и го одредува составот на клеточните протеини и преносот на наследни карактеристики и својства од родителите на потомството;

2) рибонуклеинска киселина (РНК) - поврзана со формирање на протеини карактеристични за оваа клетка.

ФИЗИОЛОГИЈА НА КЛЕТКИ

Живата клетка има голем број својства: способност за метаболизирање и репродукција, раздразливост, раст и мобилност, врз основа на кои се извршуваат функциите на целиот организам.

Цитоплазмата и јадрото на клетката се состојат од супстанции кои влегуваат во телото преку органите за варење. Во текот на процесот на варење настанува хемиско разградување на сложените органски материи со формирање на поедноставни соединенија, кои преку крвта се носат до клетката. Енергијата ослободена за време на хемиското распаѓање се користи за одржување на виталната активност на клетките. За време на процесот на биосинтеза, влегувајќи во клетката едноставни материисе обработуваат во него во комплексни органски соединенија. Отпадни производи -- јаглерод диоксид, вода и други соединенија - крвта ги носи од клетката до бубрезите, белите дробови и кожата, кои ги лачат во надворешна средина. Како резултат на овој метаболизам, составот на клетките постојано се ажурира: некои супстанции се формираат во нив, други се уништуваат.

Клетката, како елементарна единица на живиот систем, има раздразливост, т.е. способност да реагира на надворешни и внатрешни влијанија.

Повеќето клетки во човечкото тело се репродуцираат со индиректна поделба. Пред поделбата, секој хромозом се комплетира со користење на супстанциите присутни во јадрото и станува двојно.

Процесот на индиректна поделба се состои од неколку фази.

1. Зголемување на волуменот на јадрото; одвојување на хромозомите на секој пар еден од друг и нивна дистрибуција низ клетката; формирање на разделно вретено од клеточниот центар.

2. Распоред на хромозомите еден спроти друг во рамнината на екваторот на клетката и прицврстување на нишки на вретеното на нив.

3. Дивергенција на спарените хромозоми од центарот до спротивните полови на клетката.

4. Формирање на две јадра од дивергирани хромозоми, појава на стегање, а потоа и септум на клеточното тело.

Како резултат на оваа поделба, се обезбедува точна дистрибуција на хромозомите - носители на наследни карактеристики и својства на организмот - помеѓу две ќерки ќерки.

Клетките можат да растат, зголемувајќи се во волумен, а некои имаат способност да се движат.