Вопрос 15. Эукариотические и прокариотические клетки

/. Характеристика прокариотических клеток

2. Характеристика эукариотических клеток

3. Основные формы эукариотических клеток

1. Основные характеристики прокариотических клеток состоят в следующем:

• средняя их величина составляет 5 мкм;

• у них нет внутренних мембран, кроме выпячиваний внутрен­них мембран и плазматической мембраны;

• пласты отсутствуют;

• вместо клеточного ядра имеется его эквивалент (нуклеоид), лишенный оболочки и состоящий из одной-единственной мо-

лекулы ДНК. Бактерии могут содержать ДНК в форме кро­шечных плазмид, сходных с внеядерными ДНК эукариот.

В прокариотических клетках, способных к фотосинтезу (сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии), имеются различно структурированные крупные выпячивания мембра­ны — тилакоиды, по своей функции соответствующие пласти­дам эукариот. Эти же тилакоиды (или в бесцветных клетках — более мелкие выпячивания мембраны, а иногда даже сама плазматическая мембрана) в функциональном отношении за­меняют митохондрии.

Другие сложно дифференцированные выпячивания мембраны называют мезосомами; их функция неясна. Только некоторые органеллы прокариотической клетки гомологичны соответст­вующим органеллам эукариот. Для прокариот характерно на­личие муреинового мешка — механически прочного элемента клеточной стенки.

2. Средняя величина эукариотической клетки — около 13 мкм (большие колебания в размерах). Клетка разделена внутренни­ми мембранами на различные компартменты (реакционные пространства).

От протоплазмы (цитоплазмы) оболочкой из двух мембран от­граничены три вида органелл (пласты):

• клеточное ядро;

• митохондрии;

• пластиды (последние только у растений).

Пластиды служат главным образом для фотосинтеза, а мито­хондрии — для выработки энергии. Все пласты содержат ДНК в качестве носителя генетической информации.

Цитоплазма содержит различные органеллы, большей частью видимые только с помощью электронного микроскопа, в том числе рибосомы, которые имеются также в пластидах и мито­хондриях. Все органеллы лежат в матриксе (это та часть цито­плазмы, которая даже в электронном микроскопе представля­ется гомогенной).

3. Существуют три основные формы эукариотических клеток.

• растительные клетки;

• клетки грибов;

• животные клетки.

Таблица 3 Основные формы эукариотических клеток
Клеточные структуры	Растительные клетки	Клетки грибов	Животные клетки
Клеточная стенка	Из целлюлозы	В основном из хитина	Отсутствует
Центральная вакуоль	Есть	Есть	Нет
Пластиды	Имеются	Отсутствуют	Отсутствуют
Типичный резервный углевод	Крахмал	Гликоген	Гликоген
Центриоль	Бывает редко	Бывает редко	Есть

Вопрос 16. Цитоплазма. Рибосомы и плазм иды

1. Состав цитоплазмы

2. Строение матрикса цитоплазмы

3. Характеристика рибосом

4. Плазмиды

Цитоплазмой называется живое содержимое клетки без пластов или эквивалента ядра. Цитоплазма представляет собой вязко-упругий тиксотропный гель. Вязко-упругие свойства и тиксотропность возможны только тогда, когда молекулы образуют сплошную сеть, которая может разрушаться и возникать вновь. Разрушение молекулярной сети приводит к проявлению жид­костных свойств, а ее восстановление — свойств, характерных для твердых тел.

Элементами, способными сплетаться в сеть, в цитоплазме слу­жат длинные нитевидные микрофиламенты из белка актина. Вероятно, они удерживаются вместе с помощью какого-то дру­гого белка. При отщеплении молекул этого белка сеть распада­ется (состояние золя). После этого микрофиламенты могут дви­гаться, и таким образом возникает течение протоплазмы, кото­рое можно обнаружить в большинстве клеток.

2. Матрикс цитоплазмы представляет собой гомогенную (при ис­следовании в электронном микроскопе) субстанцию между микрофиламентами, которая состоит:

• из воды;

• множества растворенных неорганических и органических ве­ществ, в частности ферментов и других белков.

Функции матрикса цитоплазмы заключаются в следующем:

• служит средой для диффузии многих промежуточных продук­тов обмена;

• в нем протекают важнейшие метаболические процессы, на­пример гликолиз и пентозофосфатный цикл.

Понятие "цитозоль" означает неосаждаемую при ультрацен­трифугировании фракцию гомогената, которая содержит мат­рикс цитоплазмы и очень легкие структуры, такие, как микро­филаменты. Оно применимо также к соответствующей фрак­ции интактных клеток, хотя в клетке матрикс — не золь, а как и остальная цитоплазма, вязко-эластичный тиксотропный гель.

3. Рибосомы осуществляют биосинтез белка, реализуя генетиче­скую информацию. Каждая клетка обладает десятками тысяч или миллионами этих крошечных, размером 20—30 нм, округ­лых рибонуклепротеидных частиц. Рибосома состоит из двух неодинаковых субчастиц. Они образуются отдельно и объеди­няются на и-РНК, что происходит по эксцентрически распо­ложенному каналу между субчастицами, доставляющему ин­формацию для биосинтеза белка. При этом несколько рибосом могут быть связаны нитевидной молекулой и-РНК в полисому (полирибосому), наподобие нитки жемчуга.

Более крупные рибосомы находятся в цитоплазме эукариоти­ческих клеток. Они могут быть вместе с и-РНК связаны с эн-доплазматическим ретикулом. Их субчастицы синтезируются в клеточном ядре.

Прокариотические клетки обладают более мелкими рибосома­ми. Рибосомы чрезвычайно богаты магнием.

4. Плазмиды — это находящиеся вне генома очень короткие двой­ные спирали ДНК, замкнутые в кольцо (длиной от нескольких до 100 тыс. пар оснований), с одним или несколькими генами, а иногда и без них. Они реплицируются ч большинстве случаев независимо от остального генетического материала и часто пе­реходят из одной клетки в другую.

В настоящее время они обнаружены у бактерий и дрожжей, а также в митохондриях эукариотических клеток. Некоторые бактериальные плазмиды могут включаться в геном и снова отделяться от него.