Строение эукариотической клетки. Цитоплазма
1. Цитоплазма
Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки. Она пронизана густой сетью белковых волокон, составляющих цитоскелет, содержит органоиды и мембранную вакуолярную систему. Взаимодействие между ними осуществляется через полужидкую составляющую цитоплазмы – цитозоль. Цитозоль – это своеобразная коллоидная система с упорядоченной субмикроскопической структурой. Цитозоль содержит 75–80% воды, 10–12% белков и аминокислот, 4–6% углеводов, 2–3% липидов и 1% неорганических и других веществ. Все эти вещества образуют полужидкую слизистую бесцветную массу, не смешивающуюся с водой. Она занимает в среднем около 54% общего объема типичной клетки.
Цитоплазма – основная по массе часть клетки. Она представляет собой соединение коллоидных растворов белков и других органических веществ с истинными растворами различных солей.
В цитоплазме различают:
цитоплазматический матрикс (гиалоплазма) – жидкое содержимое клетки;
клеточные органоиды – постоянные, обязательные структуры клетки, обладающие определенным химическим составом, строением и выполняющие строго специфические функции;
клеточные включения – непостоянные структуры различной химической природы (белки, углеводы, соли и т.д.), которые могут возникать на определенных стадиях жизни клетки, когда в них имеется потребность. Включения, содержащие ненужные клетке вещества, могут либо удаляться из клетки, либо накапливаться в ней. К включениям относятся и запасные питательные вещества: капли жира, соли органических и неорганических кислот, в растительных клетках – крахмал, эфирные масла, в животных – гликоген и другие вещества;
систему микрофиламентов и микротрубочек, формирующих цитоскелет клетки.
Функции гиалоплазмы следующие:
Является внутренней средой клетки, в которой происходят многие химические процессы.
Объединяет все клеточные структуры и обеспечивает химическое взаимодействие между ними.
Определяет местоположение органелл в клетке.
Обеспечивает внутриклеточный транспорт веществ и перемещение органелл (например, движение хлоропластов в растительных клетках).
Является основным вместилищем и зоной перемещения молекул АТФ.
Определяет форму клетки.
2. Цитоскелет
Все эукариотические клетки имеют внутренний скелет - цитоскелет, определяющий форму клеток, их способность двигаться и перемещать органеллы из одной части клетки в другую.
Рис 1. Цитоскелет
Цитоскелет образован сетью белковых волокон, наиболее важные среди них - это актиновые нити и микротрубочки, которые, очевидно, возникли на очень ранних этапах эволюции, так как встречаются у всех эукариот практически в неизменном виде. И те, и другие участвуют в механизмах клеточных движений, например, актиновые нити (филаменты) обеспечивают мышечное сокращение, а микротрубочки являются основными структурными и силовыми элементами, обусловливающими движение ресничек и жгутиков - длинных выростов на поверхности некоторых клеток, биения которых напоминают удары бича.
Актиновые нити и микротрубочки существенны также для внутренних перемещений, которые имеют место в цитоплазме эукариотических клеток. Так, микротрубочки в форме митотического веретена - важнейшая часть аппарата, обеспечивающего правильное распределение ДНК в процессе деления эукариотических клеток. Без микротрубочек эукариотические клетки просто не могли бы воспроизводиться, поскольку движение путем простой диффузии было бы либо слишком медленным, либо слишком неупорядоченным. Существует предположение, что большинство органелл эукариотических клеток прямо или косвенно прикреплены к цитоскелету и могут перемещаться только вдоль его направляющих элементов. Выраженность элементов цитоскелета (постоянного компонента клетки) может значительно меняться в течение клеточного цикла — от полного исчезновения одного компонента (например, цитоплазматических трубочек во время деления клетки) до появления новых структур (веретена деления).