Эукариотическая клетка
Эукариоты (эвкариоты) (от греч. ευ — хорошо, полностью и κάρῠον — ядро, орех) — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят) комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — также и пластиды.
Строение эукариотической клетки
Схематическое изображение животной клетки. (При нажатии на какое-либо из названий составных частей клетки, будет осуществлён переход на соответствующую статью.)
6. Вирусы – это мельчайшие микробы (их
размеры колеблются от 12 до 500 нанометров),
не имеющие клеточного строения,
белок-синтезирующей системы, содержащие
только один тип нуклеиновой кислоты
(ДНК или РНК).
Важнейшими
отличительными особенностями вирусов
являются следующие[4]:
1. Они содержат
в своем составе только один из типов
нуклеиновых кислот: либо рибонуклеиновую
кислоту (РНК), либо дезоксирибонуклеиновую
(ДНК), - а все клеточные организмы, в том
числе и самые примитивные бактерии,
содержат и ДНК, и РНК одновременно.
2.
Не обладают собственным обменом веществ,
имеют очень ограниченное число ферментов.
Для размножения используют обмен веществ
клетки-хозяина, ее ферменты и энергию.
3.
Могут существовать только как
внутриклеточные паразиты и не размножаются
вне клеток тех организмов, в которых
паразитируют.
Вирусы состоят из
следующих основных компонентов:
1.
Сердцевина - генетический материал (ДНК
либо РНК), который несет информацию о
нескольких типах белков, необходимых
для образования нового вируса.
2.
Белковая оболочка, которую называют
капсидом (от латинского капса - ящик).
Она часто построена из идентичных
повторяющихся субъединиц - капсомеров.
Капсомеры образуют структуры с высокой
степенью симметрии.
3. Дополнительная
липопротеидная оболочка. Она образована
из плазматической мембраны клетки-хозяина
и встречается только у сравнительно
больших вирусов (грипп, герпес).
Капсид
и дополнительная оболочка несут защитные
функции, как бы оберегая нуклеиновую
кислоту. Кроме того, они способствуют
проникновению вируса в клетку. Полностью
сформированный вирус называется
вирионом.
Вирусы способны
размножаться только в клетках других
организмов. Вне клеток организмов они
не проявляют никаких признаков жизни.
Многие из них во внешней среде имеют
форму кристаллов. Размеры вирусов
колеблются в пределах от 20 до 300 нм в
диаметре[5].
Хорошо изучен вирус
табачной мозаики, имеющий палочковидную
форму и представляющий собой полый
цилиндр. Стенка цилиндра образована
молекулами белка, а в его полости
расположена спираль РНК (рис. 1). Белковая
оболочка защищает нуклеиновую кислоту
от неблагоприятных условий внешней
среды, а также препятствует проникновению
ферментов клеток к РНК и ее расщеплению.
Рис.
1. Схема строения вируса (а) и бактериофага
(б); 1— нуклеиновая кислота; 2
— белковая
оболочка; 3 — полый стержень; 4 — базальная
пластинка; 5 — отростки (нити).
Молекулы
вирусной РНК могут самовоспроизводиться.
Это означает, что вирусная РНК является
источником генетической информации и
одновременно иРНК. Поэтому в пораженной
клетке в соответствии с программой
нуклеиновой кислоты вируса на рибосомах
клетки хозяина синтезируются специфические
вирусные белки и осуществляется процесс
самосборки этих белков с нуклеиновой
кислотой в новые вирусные частицы.
Клетка при этом истощается и погибает.
При поражении некоторыми вирусами
клетки не разрушаются, а начинают
усиленно делиться, часто образуя у
животных, в том числе и человека,
злокачественные опухоли.
Поскольку
основу всего живого составляют
генетические структуры, то и вирусы
классифицируют сейчас по характеристике
их наследственного вещества - нуклеиновых
кислот. Все вирусы подразделяют на две
большие группы: ДНК-содержащие вирусы
(дезоксивирусы) и РНК-содержащие вирусы
(рибовирусы). Затем каждую из этих групп
подразделяют на вирусы с двухнитчатой
и однонитчатой нуклеиновыми кислотами.
Следующий критерий - тип симметрии
вирионов (зависит от способа укладки
капсомеров), наличие или отсутствие
внешних оболочек и т.п.
Ниже в
таблице 1 представлена современная
классификация вирусов и в качестве
примера приведены наиболее известные
вирусы.
7.Кле́точная мембра́на (или цитолемма, или плазмалемма, или плазматическая мембрана) отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды. барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.
Функции
транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке оптимального pH и концентрации ионов, которые нужны для работы клеточных ферментов. Частицы, по какой-либо причине неспособные пересечь фосфолипидный бислой (например, из-за гидрофильных свойств, так как мембрана внутри гидрофобна и не пропускает гидрофильные вещества, или из-за крупных размеров), но необходимые для клетки, могут проникнуть сквозь мембрану через специальные белки-переносчики (транспортеры) и белки-каналы или путем эндоцитоза. При пассивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии по градиенту концентрации путем диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа. Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. На мембране существуют специальные белки-насосы, в том числе АТФаза, которая активно вкачивает в клетку ионы калия (K+) и выкачивают из неё ионы натрия (Na+).
матричная — обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
механическая — обеспечивает автономность клетки, ее внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях). Большую роль в обеспечение механической функции имеют клеточные стенки, а у животных — межклеточное вещество.
энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки;
рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы). Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней.
ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами. Например, плазматические мембраны эпителиальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты.
осуществление генерации и проведения биопотенциалов. С помощью мембраны в клетке поддерживается постоянная концентрация ионов: концентрация иона К+ внутри клетки значительно выше, чем снаружи, а концентрация Na+ значительно ниже, что очень важно, так как это обеспечивает поддержание разности потенциалов на мембране и генерацию нервного импульса.
маркировка клетки — на мембране есть антигены, действующие как маркеры — «ярлыки», позволяющие опознать клетку. Это гликопротеины (то есть белки с присоединенными к ним разветвленными олигосахаридными боковыми цепями), играющие роль «антенн». Из-за бесчисленного множества конфигурации боковых цепей возможно сделать для каждого типа клеток свой особый маркер. С помощью маркеров клетки могут распознавать другие клетки и действовать согласованно с ними, например, при формировании органов и тканей. Это же позволяет иммунной системе распознавать чужеродные антигены.