Многоядерные структуры.

Для обозначения многоядерных структур используют термины синцитий и симпласт. Часто эти термины используются или как синонимы, или они имеют свою специфику применения в разных областях биологии.

Примеры синцитиев:

• покровы тела многих плоских и круглых червей,

• зародышевая соединительная ткань и костная ткань у животных.

Примеры симпластов:

• совокупность клеток в тканях и талломах растений и грибов,

• волокна поперечно-полосатой мышечной ткани.

У ряда организмов на некоторых стадиях развития образуется плазмодий – гигантская многоядерная клетка. Плазмодий возникает в том случае, если ядра делятся, а цитоплазма остается единой. Стадия плазмодия встречается у многих простейших, слизевиков, низших грибов.

46.

47. Особенности строения клеток разных систематических групп организмов.

Существует два основных морфологических типа клеток, различающиеся по организации генетического аппарата: эукариотический и прокариотический.

В свою очередь, по способу питания различают два основных подтипа эукариотических клеток: животную (гетеротрофную) и растительную (автотрофную).

Все живые организмы, объединяемые в домен Eukarya, в зависимо­сти от комплекса морфологических и физиологических различий подразделяются на четыре крупных таксономических образования — царства: животные (Animalia), растения (Plantae), грибы (Fungi) и Protista. При этом цитологические различия вносят существенный вклад в определение границ каждого из названных царств.

Первым из подобных различий является наличие или отсутствие плотных клеточны оболочек, располагающихся поверх наружной цитоплазматической мембраны и состоящих из протяженных молекул полисахаридов. Наличие клеточных оболочек характерно для растений (у них они состоят из целлюлозы) и грибов (из хитина), что наложи­ло строгие ограничения на поведение двух названных групп организ­мов и определило их неподвижный (прикрепленный) образ жизни. В противоположность этому клетки животных окружены только цитоплазматической мембраной.

Кроме того, в клетках растений присутствуют особые компартменты — пластиды, выполняющие функцию образования органиче­ских соединений из неорганических в процессе фотосинтеза и, таким образом, определяющие принадлежность данной группы организмов к автотрофам. В противоположность этому для животных и грибов характерен гетеротрофный способ извлечения энергии, у первых из них реализуемый в результате зоотрофии (поглощения и внутрикле­точного переваривания питательных веществ), а у вторых — посред­ством осмотрофного типа питания, заключающегося во всасывании питательных веществ из окружающей среды.

Названная особенность определила небольшие размеры тела гри­бов, так как поступление питательных веществ с помощью экзосмоса в клетки, находящиеся в глубине таллома, затруднительно. Вероят­но, именно поэтому грибы так и не достигли столь высокой и слож­ной организации, как у растений и животных. Третье цитологическое различие связано с наличием или отсут­ствием крупного внутриклеточного образования, носящего название «центральная вакуоль». Ее существование характерно для растений, находящихся в фазе метаболической активности, для клеток же жи­вотных и грибов подобные образования нехарактерны и могут фор­мироваться только при старении. В растительной клетке централь­ная вакуоль может занимать от 5 до 90 % ее внутреннего объема и отделена от цитоплазмы однослойной мембраной, носящей соб­ственное название «тонопласт». В структурном и функциональном отношении центральные вакуоли близки к лизосомам, так как обра­зуются в результате слияния множества пузырьков, отделяющихся от аппарата Гольджи, и содержат множество гидролитических фер­ментов.

Многообразные выполняемые центральными вакуолями функ­ции могут быть сведены к следующим: запасание питательных ве­ществ, хранение отходов, увеличение размеров клеток и регуляция тургорного давления. Основным при этом все же является накопле­ние различных метаболитов и питательных веществ, что позволяет оценивать центральную вакуоль в качестве особой «запасающей органоидовы». Кроме того, в специализированных клетках некоторых растений центральная вакуоль является местом накопления каучука (у гевеи) или опиума (у мака). В ней же возможно накопление ядови­тых веществ, освобождающихся из центральной вакуоли при по­вреждении клетки.

Для поддержания тургорного давления растущая вакуоль актив­но поглощает растворенные вещества, которые накапливаются в ней, поддерживая осмотическое давление. В частности, в центральной ва­куоли избирательно накапливаются ионы натрия, концентрация ко­торых в 4-5 раз превышает их концентрацию в цитозоле. Следует также отметить, что в большинстве случаев увеличение объема рас­тительной клетки происходит именно за счет увеличения размеров центральной вакуоли, а не цитоплазмы, что при сохранении почти постоянного количества последней снижает метаболические затраты на образование больших клеток.

Рассматривая сходство и различие в строении клеток животных, растений и грибов, следует также обратить внимание на строение за­пасных углеводов, накапливающихся в данных клетках. При этом может быть продемонстрировано некоторое сходство между клетками животных и грибов, у которых в качестве подобного углевода высту­пает гликоген (у грибов это могут быть также сахароспирты или трегаллеза), в то время как основным запасным углеводом у растений является крахмал. Указанное сходство между клетками животных и грибов дополняется также способностью к синтезу пигмента мелани­на (у растений это происходит только в мертвых клетках), а также особенностями азотного обмена, конечным продуктом которого яв­ляется мочевина, а не аспарагин или глютамин, как у растений.

Следует также указать на особенности роста и размножения кле­ток у представителей сравниваемых царств, среди которых для животных и растений характерен изодиаметрический рост клеток, связанный с их растяжением, а цитокинез данных клеток сопряжен с митозом. В противоположность этому грибы демонстрируют осо­бенный «апикальный» тип роста клеток, цитокинез которых, в свою очередь, с митозом не сопряжен.

Таким образом, клетки растений, животных и грибов характери­зуются целым рядом структурно-функциональных различий, под­черкивающих своеобразие каждого из царств. Однако на этом фоне наиболее принципиальными представляются различия в организации клеточной оболочки и типа питания, во многом опреде­лившие особенности их образа жизни и места в биосфере.

Что касается клеток протистов, то здесь также достигается большое разнообразие. Протисты – неоднородная группа организмов. Существуют определенные различия в строении клеток разных групп протистов и в типах питания. По типу питания они подразделяются на три группы: автотрофные, автогетеротрофные и гетеротрофные протисты. Автотрофные протисты синтезируют органические вещества из неорганических, используя энергию солнечного света, поэтому в их клетках содержатся хлоропласты с хлорофиллом. Хлоропласты имеют чрезвычайно разнообразную форму: они могут быть чашевидными (хлорелла), бокаловидными (хламидомонада), иметь вид спирально закрученной ленты (спирогира) и т.д. Хлоропласты могут также формироваться в клетках автогетеротрофных протистов, так как и представители этой группы могут осуществлять фотосинтез. Помимо хлоропластов, в клетках автотрофных протистов содержатся вакуоли с клеточным соком. Эти две группы организмов, как правило, имеют в составе поверхностного аппарата оболочку (углеводную или белковоуглеводную). Одноклеточные формы имеют светочувствительный глазок и сократительные вакуоли (у пресноводных форм). Гетеротрофные протисты потребляют готовые органические вещества, поэтому у них отсутствуют пластиды и светочувствительный глазок. Не имеют они и оболочки. Клетки некоторых одноклеточных и колониальных водных протистов снабжены ресничками (инфузории) или жгутиками (хламидомонада, эвглена зеленая).

 Прокариотические клетки не имеет оформленного ядра – его функции выполняет нуклеоид (структура «подобная ядру»), в состав которого входит кольцевая хромосома, а также плазмиды – мелкие кольцевые молекулы ДНК.

В прокариотической клетке отсутствуют центриоли, а также одномембранные и двумембранные органоиды – их функции выполняют мезосомы (впячивания плазмалеммы). Рибосомы, органоиды движения и оболочки прокариотических клеток имеют специфическое строение.