Будова еукаріотичної клітини. Матеріал для учнів 9 класу.

  

Клітина як жива система

Клітина - елементарна структурна, функціональна і генетична одиниця у складі організму рослин, тваринних і людини. Будучи елементарною, по відношенню до складного багатоклітинного організму, в тій же час вона володіє складною структурою, функціональною організацією і високим ступенем органічної цілісності і індивідуальності. Клітина здібна не тільки до самовідтворення, але потенційно може дати початок і новому цілому багатоклітинному організму (Б. П. Токин, 1934, 1935).
Клітина - обмежена активною мембраною, впорядкована структурована система біополімерів, які створююють ядро і цитоплазму, беруть участь в єдиній сукупності метаболічних і енергитичних процесів, що здійснюють підтримку і відтворення всієї системи в цілому.
Клітина - це структурна елементарна і функціональна одиниця живого, що складається з цитоплазми, ядра і обмежена елементарною біологічною мембранною (мал. 1).

Мал. 1. Схематичне зображення еукариотичної клітини.
Для клітини властиві всі ознаки живого: репродукція, використовування і трансформація енергії, метаболізм, чутливість, адаптація, мінливість.
Клітина - це: 1) система, яка здатня до саморегулювання, - вона працює в прискореному ритмі за рахунок ферментів, здатних розкласти до 5 млн. молекул субстрата при температурі 0° в 1 хв.; 2) система, що само відтворюється, - вона повторює себе нескінченно разів у вигляді дочірніх форм; 3) система, що самовідновлюється, - здатна виправляти різні пошкодження на генетичному рівні; 4) клітина здібна до саязиказначення, тобто в ході розвитку кожна клітина, що диференцюється, йде своїм шляхом; 5) клітина - енергетично відкрита система, вона володіє універсальним механізмом білкового синтезу, забезпечуючи перетворення речовин і енергії, що поступають в неї, в придатну для організму форму.
Всі еукаріотичні клітини обмежені мембраною (плазмолемою) і складаються з двох основних компонентів: цитоплазми і ядра.

Плазмолема

Плазмолема, або клітинна оболонка, є одним з різновидів біологічних мембран. Вона відмежовує вміст клітини від навколишнього її середовища і одночасно здійснює з ним взаємодію. Плазмолема складається з власне мембрани, надмембранного і субмембранного комплексів.
Власне мембрана утворена біліпідним шаром з вбудованими в нього білковими молекулами. У сукупності вони представляють тонкі пласти ліпопротєїдної природи (6-10 нм), в яких ліпіди складають близько 40%, а білки - близько 60%. В ній є також і вуглеводи - до 5-10%.
Молекули ліпідів (фосфоліпіди, сфінгомієлін, холестерин) в мембранах розділені на 2-і функціонально різні частини: головки і "хвости". Головки - полярні (заряджені), вони гідрофільні, а хвости - неполярні (не заряджені), тобто є гідрофобними. У сукупності вони утворюють біліпідні (двошарові) мембрани (мал. 2).

Мал. 2. Схема будови біологічної мембрани.
1 – заряджені головки ліпідних молекул; 2 – незаряджені хвости ліпідних молекул; 3 – інтегральні білкові молекули.
Серед мембранних білків розрізняють поверхневі, напівінтегральні і інтегральні. Білки мембран теж поляризовані. Полярна частина білків взаємодіє з головками ліпідів і обернута у бік водної фази (інтегральні білки). Неполярні ділянки білків як би занурені в «жирну» гідрофобну частину мембрани. По біологічній ролі білки підрозділяються на білки-ферменти, білки рецепторні і білки структурні.
Вуглеводи мембран завжди пов'язані з білками і ліпідами, утворюючи комплексні з'єднання: глікопротеїни і гліколіпіди.
Надмембранний комплекс знаходиться на зовнішній поверхні мембрани у вигляді тонкого шару глікокалікса, в якому розташовуються мембранні рецептори.
Субмембранний комплекс локалізується під мембраною, він складається з фібрілярних білків, що створюють цитоскелет.
Всі біологічні мембрани (плазмолема, мембрани органел) побудовані аналогічно і беруть участь в регуляції обміну речовин, з одного боку, між цитоплазмою і навколишнім середовищем, а з іншою, - між матриксом і вмістом мембранних органел клітини.
Функції мембран: розмежувальна, формоутворювальна, захисна (бар'єрна), рецепторна, транспортна (ендоцитоз, екзоцитоз).