2. ЩО Е КЛЕТКА?
След възникването си живата материя претърпява еволюционни промени, което е позволило организмите да се обособят като самостоятелни функционални единици. Понятието клетка (cellula) за първи път е въведено от английският изследовател Робер Хук през 1765 година, а около 2 века по-късно (1839г.) Матиас Якоб Шлаиден и Теодор Шван създават клетъчната теория за строежа на организмите. Според тази теория клетката трябва да се разглежда, като самостоятелен организъм при едноклетъчните и като структурна единица при многоклетъчните организми. Трябва да отбележим и факта, че съществуват неклетъчни форми на живот – вирусите и прионите. Вирусите са изградени от ДНК или РНК молекула, покрита с различни белтъчни обвивки. Характерно за тях е липсата на възможност за самовъзпроизвеждане в извънклетъчна среда, т.е. те използват молекулните структури на клетката хазяйн за възпроизвеждане на собственият си генетичен материал. Наследствената информация при прионите е базирана на протеинова молекула, което затруднява тяхното изучаване.
В зависимост от особеностите на клетъчният строеж, клетъчно устроените форми на живот се разделят на две големи групи:
- Прокариоти – поради липсата на ясно обособено ядро, те се наричат доядрени. Към тази група се отнасят същинските бактерии, актиномицетите и синьозелените водорасли. Отличителна черта на прокариотната клетка са нейните относително малки размери. Отделят се от външната среда посредством цитоплазматична мембрана, чиито основни функции са свързани с избирателната пропускливост на различни вещества. Наследствената информация при първаците е концентрирана в една кръгова молекула ДНК наречена нуклеоид. Допълнително при повечето бактерии се наблюдава и втора кръгова ДНК молекула с екзогенен произход – плазмид. Характерно за плазмидите е носителството на един или няколко гена, придаващи устойчивост на бактерията към определени антибиотици. Така бактериите живеят в симбиоза с плазмидите. Клетъчното делене при бактериите се извършва посредством просто делене, при което се получават две дъщерни клетки, идентични с майчината.
- Еукариоти – при тях в цитоплазмата се наблюдава ясно обособено ядро, в което е концентрирана наследствената информация на клетката. Към тази група принадлежат едноклетъчните организми първаци и всички многоклетъчни организми. Характерно за еукариотните клетки са техните относително големи размери – около 10 пъти по-големи и до 1000 пъти по-обемни от прокариотната клетка.
Независимо от вида на разглежданият организъм – растения, животни или гъби, основната структурна и функционална единица на всички тях е клетката. Едни от най-простите организми – амебата, зелената еуглена, чехълчето са съставени само от една единствена клетка, от където идва и името им – едноклетъчни. За разлика от тях бозайническият организъм е изграден от огромен брой клетки (приблизително 3 000 000 000 000) с различна специализация и взаимодействия по между им.
В зависимост от функцията си клетката може да приема различна форма, но в повечето случаи има формата на ъгловата капка. Клетките подредени заедно, притежават много сходни функции, като така те изграждат различните тъкани и органи в животинският или разтителен организъм.
Въпреки че притежават еднаква наследствена информация, клетките при висшите организми се характеризират с различна специализация в зависимост от органите в които се намират. Така клетките на мускулите имат способността да се съкращават, клетките на панкреаса произвеждат ензими и хормони, клетките на стомаха смилателни вещества и т.н. Високата специализираност на отделните клетки спомага за правилното функциониране на всеки отделен орган, но отделните видове клетки и интимните начини на техните взаимодействия способстват съществуването на организма като едно цяло.
Въпреки огромното разнообразие на организмовият свят, клетките на почти всички висши организми са съставени от клетъчна мембрана, цитоплазма, ядро и клетъчни органели.
- Клетъчната мембрана огражда клетката и дава нейната самостоятелност. Тя притежава избирателна пропускливост за веществата от околната среда, което позволява на клетката да приема само веществата които са и нужни и да изхвърля отпадните продукти от жизнената си дейност. При растенията съществува и допълнителна структура – клетъчна стена, която изпълнява укрепваща функция.
- Цитоплазмата съставя основната част от големината на клетката. В нея се разполагат както ядрото така и клетъчните органели. Основните съсавни елементи на цитоплазмата са вода (85%), белтъчини (до 10%) и други вещества (липиди, въглехидрати, макро и микроелементи, соли и др – до 5%).
- Клетъчното ядро бихме могли да оприличим на своеобразен команден център на клетката. В него се съхранява цялата наследствена информация, разположена върху ДНК молекули. Ядрото е съставено от три главни компонента – ядрена обвивка (двойно-мембранна), ядрен сок и хроматин. Двойната ядрена мембрана обособява ядрото от цитоплазмата, като на места се събира и образува пори. Хроматинът е съставен от нуклеопротеидни нишки съставени от ДНК, РНК, хистонови и нехистонови белтъчини, полизахариди и др. В ядрото може да има 1 или повече малки ядърца, отговорни за синтезата на рибозомната РНК и хистоновите белтъчини. В ядрото се извършват жизненоважните за клетката процеси на съхраняване и презаписване на генетичната информация - репликация и транскрипция на гените.
- Клетъчните органели са компоненти на всяка клетка, които отговарят за отделните процеси развиващи се в нея. Така митохондриите и хлоропластите отговарят за енергийните нужди на клетката, рибозомите за производството на специфични белтъчини и т.н. Въз основа наличието или отсъствието на мембрана която ги отделя от цитоплазмата клетъчните органели могат да бъдат разделени на:
- Немембранни клетъчни органели (рибозоми, цитоцентър, реснички, камшичета и включения). Немембранните органели не са отделени от цитоплазмата на клетката чрез мембрани. Рибозомите представляват малки плътни овални телца, изградени от малка и голяма субединица. Отговорни са за синтезата на белтъците. Центромера (кл. център) участва в клетъчното делене като образува делителното вретено. Той е двоен органел, като всяка от двете центриоли е изградено от 9 групи по 3 тръбички разположени в кръг.
- Едномембранни клетъчни органели (ендоплазмена мрежа, лизозоми, апарат на Голджи, пероксизоми и вакуоли). В цитоплазмата има много на брой вътрешни мембрани, които отделят по-големи или по-малки пространства - малки мехурчета, цистерни, каналчета, вакуоли (големи мехурчета). Това са мембранните органели. Едномембранните органели са разграничени от цитозола с една липопротеидна мембрана, което има характерния строеж за всички биологични мембрани и съдържа двоен фосфолипиден слой и белтъци.
- Ендоплазмената мрежа е изградена от тръбовидни цистерни, ограничени с единична мембрана и мембранни мехурчета свързани с тях. Тя бива зърнеста и гладка. Зърнестата ендоплазмена мрежа от външната страна е покрита с рибозоми, които са свързани в полизома (1 молекула информационна РНК, на която по дължината са разположени няколко на брой рибозоми синтезиращи съответния белтък). В нея се синтезират белтъци, които се подготвят за "износ" от клетката. Зърнестата ендоплазмена мрежа е много добре развита в клетките, чиито функции са свързани с отделянето на големи количества белтък или собствени белтъчни нужди. Гладката ендоплазмена мрежа не е покрита с рибозоми. В нея се синтезират главно липиди и хормони.
- Лизозомите са цитоплазмен органел - малко мехурче, което е ограничено чрез мембрана от цитозола. В тях се съдържат много хидролитични ензими, които катализират разграждането на белтъците, въглехидратите и нуклеиновите киселини. Тези мембранни мехурчета са с диаметър около 0,2-0,5 микрометра.
- Комплексът на Голджи е съставен от няколко сплеснати цистерни, събрани в пачка, и много различни по големина мехучета. Той играе централна роля в секрецията на клетката. Апаратът на Голджи образува секреторни мехурчета, които внасят и изнасят вещества и съединения в и от клетката. В тези мехурчета се извършва пиноцитозата и фагоцитозата, които представляват смилане на чужди тела.
- Пероксизомите са кръгли едномембранни органели. В тях се разгражда вредния за клетката водороден пероксид (Н2О2).
- Вакуолите са големи органели, в които се складират резервни вещества или се съдържат багрила, освен това те отговарят за тургорното налягане в клетката. Локализирани са в растителната клетка.
- Двумембранни (митохондрии и пластиди). Двумембранните органели са ограничени от цитозола на клетката чрез 2 мембрани. Те са най-сложно устроените органели.
- Хлоропластите са кръгли тела. Вътрешното пространство е оградено от двете мембрани и се нарича строма. В нея има 3-ти вид мембрани - тилакоидни, които образуват грани, представляващи система от вдлъбнати тилакоидни мембрани, образуващи празнини помежду си. В хлоропластите се извършва фотодишането на клетката – фотосинтезата.
- Митохондриите са енергийните станции на клетката. Имат външна и вътрешна мембрана. Вътрешната е силно нагъната и образува кристи. Вътрешното пространство се нарича матрикс. В митохондриите се синтезира аденосинтрифосфат (АТФ), макроергично съединение в което се съхранява енергията получена от метаболитното окисление на веществата в клетката.
- Прокариоти и Еукариоти
- Коацервати и висши коацервати
- Бактерии, Вируси и Приони
- Актиномицети
- Същински бактерии
- Синьозелени водорасли
- Всички са верни
- Всички са грешни
- Клетъчна мембрана
- Цитоплазма
- Ядро
- Клетъчни органели
- Всички са верни
- Всички са грешни
- Клетъчно ядро
- Ендоплазмена мрежа
- Митохондрии
- Хлоропласти
- Рибозоми
- Клетъчно ядро
- Ендоплазмена мрежа
- Митохондрии
- Хлоропласти
- Рибозоми
- Клетъчно ядро
- Ендоплазмена мрежа
- Митохондрии
- Хлоропласти
- Рибозоми
Въпроси за самоподготовка!
В зависимост от особеностите на клетъчният строеж, клетъчно устроените форми на живот се разделят на:
Към прокариотите се отнасят:
Клетките на висшите организми са съставени от:
Немембранни клетъчни органели са:
Едномембранни клетъчни органели са:
Двумембранни клетъчни органели са:
