Здравствуйте дорогие ученики, меня зовут , я учитель биологии и химии в 64 школе Красноармейского района г. Волгограда.
Предлагаю вашему вниманию окунуться в мир живой клетки, выяснить её строение и определить функции органелл.
Строение клетки
Типичной клетки в природе не существует, но у тысяч различных типов клеток можно выделить общие черты строения. Мы рассмотрим строение эукариотической клетки.
В основе структурной организации клетки лежит мембранный принцип строения. Это означает, что клетка в основном построена из мембран сходного строения.
Электронно-микроскопические исследования позволили установить, что любая клетка растительных и животных организмов, бактерий и простейших имеет очень тонкий внешний покров, называемый цитоплазматической мембраной, или плазмалеммой. Толщина ее около 7, 5 нм.
Она осуществляет ряд функций, необходимых для жизнедеятельности клетки:
· сохраняет её форму;
· защищает от физических и химических повреждений;
· делает возможным контакт и взаимодействие клеток в тканях и органах;
· избирательно обеспечивает транспорт пищевых веществ и выведение конечных продуктов обмена.
Столь сложным функциям соответствует и строение плазматической мембраны.
Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков. Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю её толщину или располагаются на внешней или внутренней поверхности мембраны. Двойной слой липидных молекул обращен друг к другу гидрофобными участками, а внешняя и внутренняя поверхности билипидного слоя образованы гидрофильными участками молекул. К некоторым белкам, находящимся на наружной поверхности, прикреплены углеводы. Белки и углеводы на поверхности мембран у разных клеток неодинаковы и являются своеобразными указателями типа клеток. Благодаря этому клетки, принадлежащие к одному типу, удерживаются вместе, образуя ткани. Кроме того, белковые молекулы обеспечивают избирательный транспорт сахаров, аминокислот, нуклеотидов и других веществ в клетку или из клетки.
Для переноса воды и различных ионов в клеточной мембране существуют поры, через которые в клетку пассивно поступают вода и некоторые ионы. Кроме того, существует активный перенос веществ в клетку с помощью специальных молекул, входящих в состав плазматической мембраны. Он осуществляется на основе процессов фагоцитоза и пиноцитоза.
Подробнее . . .
Наружная часть мембраны называется гликокаликсом. В его состав входят белки мембран, углеводные части гликолипидов и гликопротеидов. Гликокаликс играет важную в рецепторной функции, обеспечивает "индивидуализацию" клетки - в его составе сосредоточены рецепторы тканевой несовместимости.
Наружная клеточная мембрана выполняет много важных биологических функций. Одна из них заключается в том, что мембрана регулирует постоянный обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Молекулы проходят через мембраны благодаря трем различным процессам: простой диффузии, облегченной диффузии и активному транспорту. Пропуская воду, клеточные мембраны в то же время не пропускают большинство растворенных в ней веществ. Такие мембраны называют полупроницаемыми или избирательно проницаемыми. Диффузию воды через полупроницаемые мембраны называют осмосом. Неполярные (гидрофобные) вещества, растворимые в липидах, проникают через мембрану путем простой диффузии (в том числе и кислород). Это пример пассивного транспорта, направление которого определяется только разностью концентраций вещества по обеим сторонам мембраны. Большинство веществ, которые необходимы клетке, полярны и переносится через мембрану с помощью погруженных в нее транспортных белков-переносчиков. Различают две формы транспорта с помощью белков: облегченную диффузию и активный транспорт. Облегченная диффузия обусловлена градиентом концентрации (разностью концентраций), и молекулы движутся соответственно этому градиенту. Ни простая, ни облегченная диффузия не способны идти против градиента концентрации. Это две разновидности пассивного транспорта веществ.
Перенос растворенных веществ против градиента концентраций требует затрат энергии и называется активным транспортом. Одна из наиболее изученных систем активного транспорта – натрий - калиевый насос. Большинство клеток животных поддерживает разные градиенты концентрации, ионов натрия и калия: - внутри клетки сохраняется низкая концентрация 
и высокая ионов 
. Это необходимо для сохранения клеточного объема (осморегуляция), для поддержания электрической активности в нервных и мышечных клетках, а также для активного транспорта других веществ, например, аминокислот и сахаров. Высокие концентрации ионов калия требуются также для белкового синтеза, фотосинтеза и других важных процессов.
Различные материалы могут транспортироваться через мембрану средством других активных процессов - эндоцитоза (транспорт в клетку) и экзоцитоза (транспорт из клетки). При эндоцитозе вещества попадают в клетку, в результате впячивания плазматической мембраны, затем образующийся при этом пузырьки с содержимым отщепляются от плазматической мембраны и переносятся в цитоплазму. Аналогично происходит и выделение веществ из клетки (экзоцитоз), только мембрана образует выпячивания.
Захват плотных частиц, таких, как бактерии, называют фагоцитозом. Многие одноклеточные организмы питаются таким способом (амеба). Поглощение растворенных веществ называют пиноцитозам. Пиноцитоз встречается как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Хотя фагоцитоз и пиноцитоз на первый взгляд отличаются от мембранных транспортных систем с участием молекул-переносчиков, они имеют ту же основу. Все эти механизмы зависят от способности мембраны "узнавать" определенные молекулы.
Поверхностные структуры клеток.
На поверхности клеток одноклеточных и многоклеточных организмов образуются разнообразные структуры, обеспечивающие соединение клеток друг с другом. Некоторые из этих структур формируются на поверхности эпителиальных клеток (эпителий кишечника, извитые канальцы почек и др.), это выросты цитоплазмы - микроворсинки. На свободной поверхности эпителиальной клетки насчитываются сотни и тысячи микроворсинок, увеличивающих во много раз клеточную поверхность и количество проходящих через мембрану веществ. Кроме того, микроворсинки содержат ряд ферментов, вероятно, "участвующих в переваривании веществ, подлежащих всасыванию.
В тканях и органах многоклеточных организмов клетки прочно соединены друг с другом. Клетки многих тканей соединены между собой за счет тончайших прослоек "цементирующего" вещества, содержащего белки, углеводы. Цитоплазматическая мембрана некоторых клеток имеет складчатую поверхность, которая обусловливает вхождение выступов одной клетки в углубления другой.
Исследования оболочек растительных клеток показало наличие в них мостиков, соединяющих соседние клетки. Эти мостики называют плазмодесмами. Установлено, что наличие плазмодесм обеспечивает свободную циркуляцию жидкости, необходимой для поддержания осмотического давления (тургора), а также проникновение из клетки в клетку растворов крупных молекул.
Цитоплазма
Обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром называется цитоплазмой.
Основное вещество цитоплазмы, называемое также гиалоплазмой, или матриксом, представляет собой полужидкую среду клетки, в которой располагаются ядро и все органеллы. Под электронным микроскопом вся гиалоплазма, располагающаяся между органеллами, имеет мелкозернистую структуру. В ее состав входят различные химические соединения, в том числе и ферменты, что свидетельствует о ее роли в биохимической деятельности клетки.
Важнейшая роль гиалоплазмы заключается в том, что эта полужидкая среда объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое взаимодействие друг с другом. Через гиалоплазму происходит диффузия различных веществ, растворенных в воде, которые поступают в клетку и выводятся из нее. Сюда же поступают твердые и жидкие частицы путем фагоцитоза и пиноцитоза.
В цитоплазме находится целый ряд органелл, каждая из которых отличается особенностями строения и выполняет определенную функцию. Есть органеллы, свойственные всем клеткам, - митохондрии, клеточный центр, аппарат Гольджи, рибосомы, эндоплазматическая сеть, лизосомы. Другие органеллы встречаются только в клетках определенного типа – миофибриллы, реснички и т. д.
В цитоплазме откладываются также различные вещества – их называют включениями. Это непосредственные структуры цитоплазмы (а иногда и ядра), которые, в отличие от органелл, то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Плотные включения называются гранулами, жидкие – вакуолями. В процессе жизнедеятельности в клетках накапливаются продукты обмена веществ (пигменты, белковые гранулы в секреторных клетках) или запасные питательные вещества (глыбки гликогена, капли жира).
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) была обнаружена в цитоплазме. Портер и Кальман предложили этой системе, расположенной внутри, т. е. в эндоплазме, название "эндоплазматическая сеть".
Электронно-микроскопические исследования показали, что ЭПС состоит из сложной системы канальцев, вакуолей и цистерн, ограниченных мембранами. Мембраны эндоплазматической сети имеют типичную трехслойную структуру. Каналы, вакуоли и цистерны, образуют ветвящуюся сеть, которая пронизывает всю цитоплазму клетки. Эндоплазматическая сеть неодинаково развита в разных клетках, что связано с функциями клеток. Наиболее развита ЭПС в клетках с высоким уровнем белкового обмена.
Различают две разновидности эндоплазматической сети: шероховатая, (гранулярная) и гладкая (агранулярная). Шероховатая ЭПС отличается тем, что на наружной поверхности ее мембран располагаются мелкие гранулы, которые представляют собой рибосомы. Гладкая ЭПС не содержит рибосом. Эндоплазматическая сеть является органеллой, присущей почти всем клеткам животных и растений. Полностью эта система отсутствует только в зрелых эритроцитах, не имеющих ядра.
Наличие во всех клетках эндоплазматической сети показывает, что она выполняет важные функции. Гранулярная форма принимает участие в синтезе белка. Функции гладкой эндоплазматической сети связывают с липидным и углеводным синтезом клетки. Кроме того, она принимает участие в обезвреживании некоторых веществ, отрицательно влияющих на жизнедеятельность клетки. Обеим разновидностям ЭПС характерно первоначальное накопление синтезируемых продуктов и последующий транспорт их к различным участкам клетки, особенно к аппарату Гольджи.
Аппарат Гольджи
Аппарат (комплекс) Гольджи обнаружен итальянским исследователем Камилло Гольджи в 1898 году в нервных клетках. Электронно-микроскопические исследования помогли установить ультраструктуру комплекса Гольджи. Она включает три основных, компонента:
1. Система плоских цистерн, ограниченных гладкими мембранами. Цистерны расположены пачками по 5-8 и плотно прилегают друг к другу.
2. Система трубочек, которые отходят от цистерн. Трубочки образуют довольно сложную сеть, окружающую и соединяющую цистерны.
3. Крупные и мелкие пузырьки, замыкающие концевые отделы трубочек. Мембраны всех трех компонентов имеют такое же трехслойное строение, как и наружная клеточная мембрана и мембраны эндоплазматической сети.
В состав мембран входит тот же белково-липидный комплекс, что и в мембранах других клеточных органелл. В элементах комплекса Гольджи обнаружены ферменты, в том числе и связанные с синтезом полисахаридов и липидов.
Структуры аппарата Гольджи накапливают готовые, или почти готовые продукты жизнедеятельности клетки. Этот органоид обладает способностью обособлять и накапливать ядовитые для клетки вещества, поступающие извне. Полипептиды, образующиеся на рибосомах, поступают в каналы эндоплазматической сети, а оттуда - в аппарат Гольджи, где происходит их "созревание". Комплекс Гольджи участвует также в синтезе структурных компонентов клетки типа коллагена - компонента соединительной ткани, играет определенную роль в синтезе желтка яйцеклеток, синтезе полисахаридов и липидов.
Лизосомы
В 1955 году в клетках печени крысы были открыты особые пузырьки, которые отличались от других компонентов клетки биохимическими свойствами. Эти пузырьки были названы лизосомами. Морфологически лизосома - это маленький, ограниченный один ной мембраной мешочек диаметром 0,2-0,8мкм. Она заполнена соком с гидролитическими ферментами, которых более 40. Действуют эти ферменты подобно ферментам пищеварительной системы, они способны переваривать большинство сложных компонентов живой материи. Это своеобразный "пищеварительный орган" клетки. Лизосомы принимают активное участие в расщеплении (лизисе) веществ, поступающих в клетку путем фагоцитоза и пиноцитоза. За счет ферментов лизосом могут перевариваться при отмирании отдельные клеточные структуры, а также целые отмершие клетки.
Ферменты лизосом способны переваривать и саму клетку, но от "самопереваривания" предохраняет мембрана, ограничивающая каждую лизосому. Лизосомы обнаружены в клетках многих органов многоклеточных животных, у простейших, а в последние годы и в клетках растений.
Митохондрии
Митохондрии обнаружены и описаны в 1894 году Альтманом. Они присутствуют практически во всех типах клеток одноклеточных и многоклеточных организмов, как у животных, так и у растений и грибов. Исключение составляют немногие простейшие, живущие постоянно в анаэробных условиях и бактериальные клетки.
Митохондрии ограничены двумя мембранами (рисунок). 
Внешняя митохондриальная мембрана ограничивает ее от гиалоплазмы, с внутренней стороны этой мембраны находится другая мембрана, образующая сложные выросты, входящие в полость митохондрии и называемые кристами. Внутренняя мембрана разделяет полость митохондрии на 2 камеры: наружную (между двумя мембранами) и внутреннюю (ограниченную внутренней мембраной). Все содержимое, которым заполнена внутренняя полость, называется митохондриальным матриксом.
Строение митохондриальных мембран соответствует структуре элементарной мембраны, т. е. они состоят из двух слоев липидов с погруженными в них молекулами белков.
Основная функция митохондрий – синтез универсального источника энергии – АТФ.
Если вы хотите знать больше о митохондриях нажмите здесь.
Митохондрии имеют форму сферических, овальных, цилиндрических и даже нитевидных телец. Размеры их составляют от 0,2 до 1 мкм в диаметре и до 7 мкм в длину. Длина нитевидных форм достигает 15- 20 мкм. Количество митохондрий в разных тканях неодинаково и зависит от функциональной активности клетки: их больше там, где интенсивнее синтетические процессы (печень) или велики затраты энергии. Так, в грудной мышце у летающих птиц содержание митохондрий значительно выше, чем у нелетающих.
Еще первые цитологи предполагали, что функции митохондрий связаны: процессами окисления. Было установлено, что они состоят на 65-70% из белка, на 25-30% из липидов. РНК неизменно составляет 0,5% сухого вещества митохондрий, в митохондриях обнаружены ДНК, витамины A, B6, С, B12. Митохондрии содержат систему окислительных ферментов, которые принимают участие в процессах клеточного дыхания. На наружной мембране и в окружающей ее гиалоплазме идут процессы анаэробного окисления (гликолиз), а на внутренней мембране (на стороне, обращенной к матриксу) проходят процессы, в результате которых органические вещества расщепляются до 
и 
с участием кислорода. Освобождающаяся энергия накапливается в виде энергии АТФ. Эта энергия частично тратится на "внутренние нужды", но большая часть ее расходуется на процессы, происходящие вне митохондрий. Следовательно, митохондрии служат "электростанциями" в клетке, поставляющими энергию на ее процессы.
Митохондрии обладают полной системой синтеза белков, т. е. имея свою специфическую ДНК, митохондриальную РНК и свои рибосомы, ocyществляют биосинтез собственных белков. Однако большинство окислительных ферментов поступают в митохондрии из цитоплазмы. Кроме названных функций, они принимают участие в углеводном и азотистом обмене.
Вакуоли имеются главным образом в растительных клетках и клетках многих простейших. Обычно это округлые полости ограниченные тонкой оболочкой и наполненные жидкостью. Во время дифференцировки многих растительных клеток вакуоли сильно увеличиваю в размерах, часто сливаясь друг с другом, и образуют одну очень крупную вакуоль. Тонкая оболочка вакуолей представляет собой белково-липидную мембрану, которая позволяет не смешиваться содержимому цитоплазмы с вакуолярным соком и определяет осмотическое давление в клетке.
Сок вакуолей содержит различные минеральные и органические вещества (углеводы, белки, алкалоиды, дубильные вещества и др.). Здесь же могут накапливаться пигменты. Некоторые труднорастворимые соли образуют в вакуолях кристаллы солей щавелевой кислоты, карбоната кальция и др. Электронно-микроскопические исследования позволили установить связь между эндоплазматической сетью и вакуолями.
В пределах одной клетки вакуоли могут различаться по химическому составу вакуолярного сока, это свидетельствует об определенной специализации вакуолей. Вакуоли также являются запасниками некоторых веществ, они играют огромную роль и в поддержании осмотического давления.
Рибосомы Это сферические рибонуклеопротеидные частицы, не ограниченные мембраной, в состав которых входят белки и молекулы РНК примерно в равных весовых соотношениях. Они могут располагаться свободно в цитоплазме или прикрепляться к наружной поверхности мембран эндоплазматической сети. Каждая рибосома состоит из двух субъединиц: большой и малой. Конфигурация субъединиц весьма сложна. Малая субъединица изогнута в вида телефонной трубки, а большая напоминает ковш. В месте их контакта образуется узкая щель. Помимо цитоплазмы, рибосомы обнаружены также в клеточном ядре, митохондриях, пластидах.
В состав цитоплазматических рибосом и эукариотных клеток входят высокомолекулярная рибосомальная РНК и белок в соотношении почти 1:1. В каждой рибосоме находится по две (по одной на субъединицу), реже - три молекулы РНК. В целом в рибосомах находится 80-90% всей клеточной РНК. елки большой и малой субъединиц отличаются по аминокислотному составу и молекулярной массе.
Рибосомы - обязательный органоид любой клетки. Экспериментально было выяснено, что на рибосомах происходит синтез белков. Специальными биохимическими исследованиями было установлено, что наиболее активная роль в синтезе клеточных белков принадлежит рибосомам, связанным с мембранами эндоплазматической сети. Эти два органоида, тесно вязанные друг с другом, представляют единый аппарат синтеза (рибосомы) и транспорта (эндоплазматическая сеть) основной массы белка, вырабатываемой в клетке.
Основным местом формирования рибосом в клетке является ядрышко, образующиеся в нем рибосомы поступают затем в клеточную цитоплазму.
Клеточный центр
Центросома, или клеточный центр является цитоплазматическим органоидом, который имеется в животных клетках и клетках некоторых растений (водоросли, мхи, папоротники, отдельные семенные), а также некоторых грибов. Клеточного центра нет в клетках, покрытосеменных растений, части грибов, некоторых простейших. Основной частью клеточного центра являются центриоли. В клетке обычно 2 (иногда до 10) центриоли, окруженные дифференцированным участком плазмы, образующим центросферу, т. е. данный органоид, как и рибосомы, не ограничен мембраной. Таким клеточный центр представлен в покоящихся клетках, а в делящихся клетках его строение несколько иное, становится частью сложной структуры аппарата деления. Центросфера не является постоянным компонентом клетки, она исчезает в определенные фазы деления, а в ряде клеток ее вообще нет.
Центриоль является постоянным компонентом клеточного центра. Внутренняя часть центриоли обладает небольшой плотностью в отличие от стенки, имеющей высокую плотность. Стенка образована трубочками, расположенными параллельно друг другу, от которых отходят перпендикулярные тельца - сателлиты. Число трубочек - 9. Центриоли обычно бывают парными и расположены перпендикулярно друг другу, причем такая ориентация может сохранятся и при их расхождении для образования полюсов во время деления клетки.
Клеточный центр участвует в построении веретена деления, образовании цитоплазматических микротрубочек, а также ресничек и жгутиков.
В течение последних лет появились работы, описывающие микротрубочки, обнаруженные в самых различных клетках растений и животных. Их широкое распространение позволяет предположить, что они представляют собой постоянный структурный компонент клетки, который можно отнести к числу клеточных органоидов клетки.
Каждая микротрубочка имеет длину до 2,5 мкм и форму тонкой трубочки.
Располагаются микротрубочки в основном веществе цитоплазмы, характер их расположения неодинаков в разных клетках. Они находятся в тесном контакте не только с наружной цитоплазматической мембраной, но и с другими органоидами клетки - митохондриями, центриолями, ядром, хромосомами.
Построены микротрубочки из тубулина - глобулярного белка с молекулярной массой около 40000. Отдельные цепочки связываются друг с другом мостиками, образованными особым белком.
Микротрубочки выполняют много различных функций. Они могут обусловливать изменение формы клеток, им принадлежит опорная роль, т. е. это своеобразный внутренний скелет. Они проходят в аксонах нервных волокон, участвуют в образовании нитей веретена деления.
Микротрубочки принимают участие в построении центриолей. Другие функции микротрубочек предстоит еще выяснить.
Микрофиламенты
Это очень тонкие, длинные нитевидные структуры. В их состав входит в основном белок актин. Но кроме него входят миозин, актинин и др. Под плазматической мембраной микрофиламенты образуют сплошное сплетение, формируя цитосклет. Так как микрофиламенты являются сократимыми элементами цитоскелета, то участвуют в изменении формы клетки, во внутриклеточных перемещениях органелл, расхождении хромосом при делении клетки.
Пластиды
Это особые органоиды растительных клеток, в которых осуществляется фотосинтез, а также синтез различных веществ. Пластиды имеются в клетках всех растений, за исключением некоторых водорослей.
Существуют три основных типа пластид, различающихся по окраске: лейкопласты (бесцветные), хлоропласты (окрашенные в зеленый цвет) и хромопласты (незеленые).
Хлоропласты имеются во всех зеленых растениях и придают им зеленую окраску, т. к. заполнены хлорофиллом и связанными с ним ферментами. У высших растений хлоропласт обычно имеет овальную линзовидную форму, у низших растений эта форма разнообразна. Так, в клетках водорослей часто имеется один крупный хлоропласт, имеющий вид сети, звездчатой пластинки или спиральной ленты (хроматофор).
Химический анализ хлоропластов показывает, что они состоят из белков (35-55%), липидов (20-30%), углеводов (содержание непостоянно), хлорофилла (9%), каротиноидов (4,5%), нуклеиновых кислот (РНК - 2-4%, ДНК - 0,5%). Один из важнейших компонентов хлоропластов - хлорофилл. Это пигмент из группы каротиноидов, содержащий магний. Другие пигменты этой группы маскируются зеленой окраской хлорофилла и проявляются только осенью, когда содержание хлорофилла уменьшается. Присутствие ДНК и РНК в хлоропластах связано с наличием специальной нехромосомной или цитоплазматической наследственностью.
Снаружи хлоропласт ограничен двумя мембранами - наружной и внутренней - и заполнен матриксом, или стромой. Хлорофилл и другие пигменты, ферменты и переносчики электронов находятся в мембранах, образующих мембранную систему. Вся система состоит из множества мешочков, плоских по форме, называемых тилакоидами. Они уложены в стопки - граны, которые соединены друг с другом мостиками. В световом микроскопе граны едва различимы в виде мелких зернышек. При помощи содержащегося в тилакоидах хлорофилла зеленые растения поглощают энергию солнечного света, испускаемого в виде фотонов, и превращают ее в химическую энергию. Этот процесс носит название фотосинтеза.
Было вычислено, что каждые 200 лет весь атмосферный кислород "пропускается" через растения, т. е. каждые 200 лет весь атмосферный кислород обновляется. Без растений в атмосфере не осталось бы кислорода и жизнь нa Земле была бы практически невозможна. Первичными продуктами фотосинтеза являются растворимые сахара, которые полимеризуются и в виде крахмальных зерен или других сахаридов могут храниться в пластидах.
Лейкопласты - это бесцветные пластиды, в большинстве неопределенной формы, характерные для неокрашенных частей растений. Оболочка их состоит из двух элементарных мембран, внутренняя мембрана местами «растает в строну», образуя тилакоиды. В лейкопластах имеются ДНК, рибосомы, ферменты, участвующие в синтезе и гидролизе запасных питательных веществ. Лейкопласты, в которых синтезируется из моно - и дисахаридов и накапливается крахмал, называются амилопластами, масла - эластопластами, белки - протеопластами. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты, реже - в хромопласты.
Хромопласты обнаруживаются в клетках органов растений с желтой или красной окраской. Они образуются из протопластид и лейкопластов результате накопления в них каротиноидов или превращения хлоропластов при котором хлорофилл замещается другими пигментами. Наличие хромопластов определяет окраску многих плодов, лепестков венчиков и корнеплодов. Для эволюции многих групп растений и органов наличие хромопластов имеет большое значение, так как яркая окраска привлекает насекомых-опылителей и животных, распространяющих плоды и семена.
Ядро
Ядро - обязательный компонент абсолютного большинства клеток растений и животных. Отсутствует ядро только в некоторых высокоспециализированных клетках эукариот, продолжительность существования которых короткая (зрелые эритроциты крови человека). Бактерии и многие сине-зеленые водоросли не имеют оформленного ядра, их "ядерный материал" лишен ядрышка и не отделен от цитоплазмы выраженной ядерной мембраной.
В клетках, размножающихся путем деления, морфология ядер существенно изменяется, поэтому еще с конца прошлого века различают два состояния ядра - интерфазное (в промежутке между делениями) и делящееся ядро. В интерфазе обменные процессы в ядре, как и в клетке в целом, протекают наиболее интенсивно.
В разных клетках форма ядра значительно варьирует. Обычно ядра имеют шаровидную или эллипсовидную форму, но могут иметь и другую: бобовидную, палочковидную, даже ветвистую (в паутинных железах некоторых насекомых), подковообразную, кольцевидную и др.
В большинстве клеток содержится по одному ядру, но встречаются клетки и двуядерные (некоторые клетки печени), многоядерные (в волокнах поперечно-полосатой мышечной ткани, клетках некоторых водорослей).
Ядерная оболочка, по данным электронной микроскопии, построина двумя замкнутыми мембранами, разделенными пространством. Во многих местах ядерной оболочки образуются поры, окруженные нитчатым структурами, способными сокращаться. Сама пора заполнена плотным веществом. Это сложное образование называется комплексом поры. Оба слоя ядерной оболочки имеют такое же строение, как и остальные внутриклеточные мембраны. Комплекс поры представляет собой участок, в котором внешний и внутренний листки ядерной оболочки соединяются. На одно ядро приходится до 12000 пор, что составляет 45% поверхности ядерной оболочки, у крупных ядер яйцеклеток земноводных насчитывается до 10 млн. пор.
Большое значение для процессов жизнедеятельности клетки имеет проницаемость ядерной оболочки. Интересно, что количество пор в ядерной оболочке связано с интенсивностью обменных процессов в клетке; в активно синтезирующей белки клетке количество пор больше, чем в клетке, где синтез белка снижен. Установлено, что через ядерную оболочку проходят только молекулы и РНК, но и крупные молекулы, и частицы рибосом. Это происходит благодаря изменению формы этих молекул, образованию ростов ядерной оболочкой, а также благодаря тому, что крупные молекулы могут проникать через ядерную оболочку путем активного транспорта, т. е. с помощью специальных веществ-переносчиков. На поверхности ядерной оболочки обнаружены рибосомы, следовательно, здесь осуществляется синтез белка.
При делении ядерная оболочка распадается на мелкие пузырьки, из которых в дочерних клетках строятся оболочки их ядер.
Кариоплазма, или ядерный сок заполняет все внутреннее пространство ядра между его компонентами. В состав ядерного сока входят различные белки, в том числе нуклеопротеиды, гликопротеиды и большинство ферментов ядра.
В кариоплазме после фиксации и окраски были выявлены зоны плотного вещества, хорошо воспринимающего разные красители. Благодаря способности хорошо окрашиваться этот компонент ядра получил название хроматин. В состав хроматина входит ДНК в комплексе с белками. Такими же красителями и так же окрашиваются хромосомы, которые можно наблюдать во время деления клетки. Это натолкнуло ученых на мысль, что хромосомы после деления не разрушаются, а деспирализуются в виде нитей ДНК, сохраняя свою индивидуальность.
Ядрышко - это постоянная часть интерфазного ядра, относится оно к немембранным структурам, т. к. какой-либо мембраны, ограничивающей ядрышко от остального вещества ядра, не обнаружено.
В состав ядрышка входит РНК (3 - 5% от общего сухого веса ядрышка), большое количество белка (80-85% сухого веса), а также липиды. Основной функцией ядрышка является формирование рибосом. При делении клетки ядрышко распадается, а по окончании его формируется заново.
Таким образом, ядро является обязательным компонентом эукариотической клетки. Основное вещество ядра - ДНК, носитель наследственных задатков. Ядро снаружи покрыто сложно устроенной ядерной оболочкой. В неделящейся клетке хромосомы сохраняют свою индивидуальность в виде ДНК, нити которых при делении клетки преобразуются в хромосомы. Количество и форма хромосом строго постоянны для каждого вида. Важным компонентом ядра является ядрышко, основная функция которого – синтез РНК и формирование рибосом.
