Книга: Анатомия на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям

Клетка

Клетка

Знакомство с организмом человека мы начнем с клетки. Клетки — это своеобразные «кирпичики» из которых состоят живые и растительные организмы. Есть организмы, которые состоят всего из одной клетки, например — бактерии. Клетки могут быть разными — животными или растительными, нервными или мышечными и т. д., но несмотря на имеющиеся различия, строение всех клеток схоже.

Все клетки имеют оболочку — клеточную мембрану, цитоплазму (полужидкую клеточную среду) и ядро.

Клеточная мембрана не просто ограничивает клетку от внешней среды, обеспечивая ее целостность, но и регулирует обмен между клеткой и окружающей средой, пропуская через имеющиеся в ней поры в клетку и из клетки определенные вещества. Обратите внимание — определенные! Проницаемость клеточной мембраны избирательна. Одни вещества проходят через нее, а другие — нет. Таким образом, можно сказать, что кроме структурной (механической) функции — отделения клетки от внешней среды, мембрана также выполняет транспортную и барьерную функции. Вообще-то функций у клеточных мембран больше, но в рамках нашего курса достаточно знать три эти.

Схема строения животной клетки

! Вспомните из курса ботаники, что растительные клетки отличаются от животных наличием дополнительной клеточной оболочки (стенки).

В полужидкой цитоплазме находятся обязательные клеточные компоненты, которые называются «органеллами», а также непостоянные компоненты, называющиеся «включениями». Давайте познакомимся с ними поближе.

Главный обязательный компонент любой клетки — это клеточное ядро, в котором хранится информация о клетке, необходимая для образования новых клеток путем деления. Клеточное ядро может иметь различную форму — от сферической до веретенообразной. Ядро обеспечивает наследственность, иначе говоря отвечает за то, чтобы дочерние клетки были похожими на родительские. Информация хранится в хромосомах, образованных из молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и различных белков. Хромосомы имеют вид длинных тонких нитей, которые распределяются по всему объему ядра. В ядрах соматических (или неполовых) клеток тела у всех организмов, принадлежащих к одному биологическому виду, содержится одинаковое количество хромосом, которое называется «набором хромосом». Схожие хромосомы группируются попарно. В соматических клетках человека 46 хромосом или 23 пары. А вот в ядрах половых клеток хромосом содержится вдвое меньше, чем в соматических клетках — по одной из пары. Соединяясь вместе, две половые клетки (мужская и женская), образуют одну клетку с полным набором хромосом. Из этой клетки развивается новый организм. Поскольку половина хромосом получена ребенком от отца, а половина от матери, ребенок одновременно похож и на отца, и на мать. О делении клеток мы еще поговорим позже.

От цитоплазмы ядро отделяет ядерная оболочка, состоящая из двух разделенных промежутком мембран. В них, как и в клеточной мембране, есть поры, через которые происходит обмен веществами между ядром и цитоплазмой. Ядро имеет свою «цитоплазму», которая называется «нуклеоплазмой» или «кариоплазмой». В отличие от цитоплазмы, основу которой составляет вода, кариоплазма представляет собой коллоидный раствор белков и потому отличается высокими плотностью и вязкостью.

Строение клеточного ядра

Кроме хромосом в клеточном ядре содержатся так называемые «ядрышки» — образования не имеющие собственной оболочки. Их может быть от 1 до 7. Ядрышки состоят из молекул белков и рибонуклеиновой кислоты (РНК). В ядрышках синтезируются органеллы, которые называются «рибосомами».

Рибосома

Рибосомы — сферические образования, не имеющие своей мембраны. Рибосомы выполняют очень важную функцию синтеза белков из аминокислот, причем делают это не абы как, а согласно информации, записанной в матрице — молекуле РНК.

Итак, клеточное ядро хранит информацию, необходимую для воспроизведения новых клеток и, вместе с рибосомами, обеспечивает этот процесс «строительным материалом» — белками.

Какие еще органеллы находятся в цитоплазме?

Митохондрии — это своеобразные энергетические станции клетки. Обычно в клетке содержится около 2-х тысяч митохондрий, общий объем которых составляет до четверти общего объема клетки. Митохондрии имеют сферическую или эллипсоидную форму. Мембран у митохондрии две — гладкая внешняя и складчатая внутренняя, которая образует множество поперечных перегородок, называемых «кристами».

Строение митохондрии

Органические вещества, проникающие в клетку извне, подвергаются в митохондриях окислению. При этом образуются молекулы вещества, называемого «аденозинтрифосфатом» (сокращенно — АТФ). Молекулы АТФ представляют собой подобие накапливающих энергию аккумуляторов. Когда организму нужна энергия, они распадаются и выделяют ее.

Аппарат Гольджи, названный в честь итальянского ученого Камилло Гольджи, открывшего его в 1898 году, представляет собой «сортировочный центр» — систему мембранных структур, цистерн и пузырьков, в которых накапливаются вещества, синтезированные внутри клетки. Вещества сортируются, некоторые из них изменяются, нужные остаются, а ненужные выводятся за пределы клетки.

Аппарат Гольдджи

Кроме этого, в аппарате Гольджи синтезируются лизосомы, имеющие мембрану органеллы, похожие на пузырьки, в которых содержится много ферментов. Ферменты разлагают молекулы сложных органических веществ на более простые, иначе говоря — лизосомы занимаются «перевариванием» сложных веществ.

Структура Лизосомы

Две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу и образующие так называемый «клеточный центр» представляют собой цилиндрическое образование, состоящее из девяти пучков микроскопических трубочек. Центриоли участвуют в делении клетки.

В клетке есть своя транспортная система — это эндоплазматическая сеть или эндоплазматический ретикулум, которая представляет собой сложное сплетение каналов и полостей. Объем этой сети в среднем составляет от 30 до 50 % клеточного объема. На наружной поверхности эндоплазматической сети располагаются рибосомы, которые, как мы уже знаем, синтезируют белок.

Центриоли

Эндоплазматическая сеть

Самыми простыми по строению органеллами являются вакуоли — ограниченные мембраной пузырьки, заполненные газом или жидкостью. В животных клетках вакуоли занимают не более 5 % от общего объема клетки, а в растительных клетках могут занимать до 90 %. Если в растительных клетках чаще всего бывает одна крупная расположенная в центре вакуоль, то в животных клетках мы можем видеть несколько мелких вакуолей, которые располагаются на периферии. Вакуоли выполняют различные функции — подобно лизосомам разлагают сложные молекулы на простые, участвуют в выведении веществ за пределы клетки, накапливают нужные вещества и т. д.

Мы закончили знакомство с клеткой, точнее — с животной клеткой. Давайте закрепим полученные знания. Возьмите лист бумаги и ручку или карандаш и попробуйте без помощи учебника нарисовать клетку со всем ее содержимым. Не старайтесь добиться полного сходства с приведенными в книге рисунками. Дело не в сходстве, а в том, чтобы вы ничего не забыли бы нарисовать. Когда закончите рисунок, перечислите функции каждого нарисованного элемента.