Клетка это в биологии: Недопустимое название | Наука | Fandom

Содержание

Урок 4. цитология – наука о клетке. клеточная теория. немембранные органоиды клетки — Биология — 10 класс

Клетки чрезвычайно разнообразны. Они могут различаться по структуре, форме и функциям.

В природе можно обнаружить свободноживущие клетки – это самостоятельные организмы. Их жизнедеятельность зависит не только от того, как работают внутриклеточные структуры, органоиды, но и от окружающей среды. Они сами вынуждены добывать себе пищу, перемещаться, размножаться, то есть действовать как маленькие, но вполне самостоятельные особи. Таких свободолюбивых одноклеточных очень много, им можно встретить во всех царствах живой природы. Они населяют все среды жизни на нашей планете. Это амеба, инфузория туфелька, хламидомонада, дрожжи и кишечная палочка.

А вот в многоклеточном организме клетка является его частью, из клеток образуются ткани и органы.

Размеры клеток могут быть очень разными – от одной десятой микрона и до 15 сантиметров – таков размер яйца страуса, представляющего собой одну клетку, а вес этой клетки – полтора килограмма.

Обычно у многоклеточных организмов разные клетки выполняют различные функции. Клетки, сходные по строению, расположенные рядом, объединенные межклеточным веществом и предназначенные для выполнения определённых функций в организме, образуют ткани.

Жизнь многоклеточного организма зависит от того, насколько слаженно работают клетки, входящие в его состав. Поэтому клетки не конкурируют между собой, напротив, кооперация и специализация их функций позволяет организму выжить в тех ситуациях, в которых одиночные клетки не выживают. У сложных многоклеточных организмов – растений, животных и человека – клетки организованы в ткани, ткани – в органы, органы – в системы органов. И каждая из этих систем работает на то, чтобы обеспечить существование целому организму.

Несмотря на все разнообразие форм и размеров, клетки разных типов схожи между собой. Такие процессы, как дыхание, биосинтез и другие обменные процессы, идут в клетках независимо от того, являются ли они одноклеточными организмами или входят в состав многоклеточного существа. Каждая клетка поглощает пищу, извлекает из неё энергию, избавляется от отходов обмена веществ, поддерживает постоянство своего химического состава и воспроизводит саму себя, то есть осуществляет все процессы, от которых зависит её жизнь.

Всё это позволяет рассматривать клетку как особую единицу живой материи, как элементарную живую систему. Все живые существа от инфузории до слона или кита – самого крупного на сегодняшний день млекопитающего – состоят из клеток. Разница лишь в том, что инфузории – самостоятельные биосистемы, состоящие из одной клетки, а клетки кита организованы и взаимосвязаны как части большого 190-тонного целого. Состояние всего организма зависит от того, как функционируют его части, то есть клетки.

Урок биологии 5 класс. «Жизнедеятельность растительной клетки»

Конспект урока по биологии 5 класс

Тема: Жизнедеятельность растительной клетки

Цель урока:
Познакомить учащихся с процессами жизнедеятельности растительной клетки.
Задачи:
Обучающие:
• сформировать знания о жизнедеятельности клетки – движении цитоплазмы, рост, деление, дыхание, питание.
• способствовать раскрытию взаимосвязей между строением и функциями клетки.
Развивающие:
• развивать понимание, что растительная клетка живая;
• продолжать работу по формированию научного материалистического мировоззрения.
Воспитательные:
• создавать условия для учения с увлечением;
• воспитывать наблюдательность и любознательность;
• способствовать формированию познавательного интереса к изучаемой теме и предмету.
Целевые установки на достижение результата:
личностные: формировать устойчивый познавательный интерес;
метапредметные: устанавливать причинно-следственные связи;
предметные: характеризовать особенности строения и процессов жизнедеятельности биологических объектов (клеток, организмов).
Тип урока: комбинированный.
Формы организации работы: фронтальная, индивидуальная, парная
Методы и приемы работы: опрос, беседа, демонстрация, репродуктивный, частично-поисковый.
Оборудование: презентация «Жизнедеятельность клетки» текст и рисунки учебника, рабочая тетрадь по биологии «Биология. Растения. Бактерии. Грибы», 5 класс, В.В. Пасечник.
Необходимое техническое оборудование: ПК, проекционное оборудование

 Этапы урока:

1 этап: организационный момент. Создание доброжелательной атмосферы, проверка готовности рабочего места учащихся.

2 этап: мотивация, актуализация знаний.

3 этап: целеполагание. Постановка цели – используя знания о клетке, доказать, что клетка обладает признаками живого организма.

4 этап: изучение нового материала. Процессы жизнедеятельности клетки (дыхание, питание, обмен веществ, размножение, рост.)

5 этап: Закрепление материала, ответы на вопросы.

6 этап: информация о домашнем задании Рефлексия.

Ход урока

1. Организационный момент
2. Подготовка к восприятию нового материала (Актуализация знаний).
Фронтальная беседа.
На доске цитата «Чтобы переваривать знания, надо поглощать их с аппетитом» Анатоль Франс( сл )
(нужно учиться с удовольствием, тогда будет все понятно и легко)
Сегодня мы с вами совершим путешествие и погрузимся в тайный мир растительной клетки. Для любого путешественника необходимо: журнал наблюдений (тетради на печатной основе) лежит на парте, письменные принадлежности и хорошее настроение.
А чтобы наш урок (наше путешествие) было интересным и познавательным, между нами должно царить взаимопонимание и сотрудничество.( 2 мин)

— Как вы понимаете термин жизнь?(это совокупность явлений происходящих в организме) сл
— Ребята, а из чего состоят все живые организмы, в том числе и растения?( из клеток)
Прежде, чем мы вспомним строение растительной клетки, дайте определение, что такое клетка.( это наименьшая структурно- функиональная система живого организма)
— Как можно рассмотреть клетку? ( с помощью микроскопа)
Настраиваем микроскоп на рассмотрение препарата кожицы лука.
— Как мы будем это делать последовательно? (5)
Задание карточка№ 1:
Закончите предложение……. Проверим ваши знания. На парте у вас карточки ( 2 мин)
Сл эталон для проверки
Задание карточка № 2 укажите органоиды клетки (1 мин)
Итак, как же устроена клетка?
Строение растительной клетки (сл ) как эталон ученик у доски ( 1 мин)
На планете Земля можно встретить огромное разнообразие живых организмов. Все они разделены на 4 Царства
— Какие? (бактерии, грибы, растения, животные).
Из каких веществ состоят живые организмы, в том числе и клетка? (органических и неорганических). Проверка домашнего задания. (5мин)
3. Целеполагание
Мы вспомнили строение клетки, её химический состав, а теперь настала очередь погрузиться в тайну жизни клетки
Так какие процессы, характеризующие жизнь? Сл
 ( прикрепляет на доске таблички с надписями – дышат, питаются, растут, делятся).
Сегодня, мы попробуем доказать, что данные процессы характерны и для клетки.
Попробуйте сформулировать тему урока «Жизнедеятельность клетки» (запись в тетрадь темы урока) .сл
Цель нашего урока — используя знания о клетке, доказать, что клетка обладает признаками живого организма.
4. Изучение нового материала
В клетках происходят все необходимые жизненные процессы. Одно из видимых проявлений жизнедеятельности клетки – это движение цитоплазмы. Сл видео В клетках зелёных растений можно увидеть, что хлоропласты плавно перемещаются увлекаемые круговым током цитоплазмы вдоль клеточной оболочки. Вещества передвигаются внутри одной клетки, а также из клетки в клетку, из одной части растения в другую. Поступление веществ в клетку из внешней среды и прохождение их из клетки в клетку зависит от проницаемости оболочек и цитоплазмы.
Сл Мы знаем что оболочка и цитоплазма легко пропускает воду и газы ( кислород и углекислый). Избирательное поглощение свойственно только живым клеткам. Значит, движение цитоплазмы способствует перемещению в клетках питательных веществ и воздуха. Основными веществами входящими в состав цитоплазмы являются белки, жиры, углеводы и вода. Вода играет важную роль в построении сложных веществ. Цитоплазма это вязкая жидкость способная к движению. Чем активнее жизнедеятельность клетки, тем больше скорость движе¬ния цитоплазмы. Если цитоплазму убить кипячением она становится проницаемой для любых веществ.
Цитоплазма одной живой клетки обычно не изолиро¬вана от цитоплазмы других живых клеток, расположен¬ных рядом. Нити цитоплазмы соединяют соседние клет¬ки, проходя через поры в клеточных оболочках.
Между оболочками соседних клеток находится особое межклеточное вещество. Сл Если межклеточное вещест¬во разрушается, клетки разъединяются. Так происходит при варке клубней картофеля. В спелых плодах арбузов и томатов, рассыпчатых яблоках клетки также легко разъединяются.
Нередко живые растущие клетки всех органов расте¬ния меняют форму. Их оболочки округляются и местами отходят друг от друга. В этих участках межклеточное ве¬щество разрушается. Возникают межклетники, запол-ненные воздухом.
Что еще необходимо клетке для нормальной жизнедеятельности? (дыхание) Сл
Клетка дышит поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Дыхание – важнейший физиологический процесс в результате которого происходит выделение энергии, необходимой для жизнедеятельности растительного организма. ( эталон на доску №2)
Предположите, как клетки питаются?
Непрерывно вещества, необходимые для жизнедеятельности клеток, поступают в них сквозь клеточную оболочку в виде растворов из других клеток и их межклетников. Клетка питается поглощением веществ из внешней среды и превращением их в вещества своего тела. Сл ( эталон №3)
По способу получения органических веществ, т. е. по способу питания, все живые организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов.
Автотрофы могут сами синтезировать необходимые им органические вещества. К автотрофам относятся зеленые растения. Гетеротрофы не могут сами синтезировать нужные органические вещества . Поэтому они поглощают необходимые им соединения из окружающей среды.

 Клетка питается, то есть поглощает вещества из внешней среды и превращает их в вещества своего тела. Клетка дышит, поглощая кислород и выделяя углекислый газ Вещества поступившие в живую клетку не остаются постоянными, они изменяются при этом взаимодействуя друг с другом, соединяются и вновь распадаются. Многие продукты распада клетка выделяет во внешнюю среду. Это называется обмен веществ – главное проявление жизнедеятельности организма. Сл (эталон №4)

Еще одно проявление жизнедеятельности клетки это способность к делению. Сл Из одной исходной материнской клетки появляются 2 дочерние. Каждая из них растет и достигает размера материнской и может снова делиться. В результате деления и роста клеток расте¬ния растут. Деление это сложный процесс состоящий из нескольких этаповСл

Эапы деления: 

1 этап — Делению клетки предшествует деление ее ядра (учебник). Перед делением клетки ядро увеличивается и в нем становятся хорошо заметны тельца, обычно цилиндри¬ческой формы —хромосомы (от греческих слов «хро¬ма» — цвет и «сома» — тело). Они передают наследст¬венные признаки от клетки к клетке.

2 этап — В результате сложного процесса каждая хромосома как бы копирует себя. Образуются две одинаковые части и выстраиваются на э Слкваторе клетки.

3 этап — В ходе деления части хромосомы расходятся к раз¬ным полюсам клетки. В ядрах каждой из двух новых клеток их оказывается столько же, сколько было в мате¬ринской клетке.

4 этап – В цитоплазме возникает перегородка и все содержимое также равномерно рас¬пределяется между двумя новыми клетками. Эталон №5 сл Каждая клетка имеет свое ядро. Каждое растение содержит в клетках определенное количество хромосом. У томата их 24, у картофеля 48, у кукурузы – 20, у земляники – 56, у рака – 116, у человека – 46. Как видно, число хромосом не зависит от уровня организации. Какой из процессов жизнедеятельности мы не рассмотрели? (рост) Это увеличение объема, массы и размера клетки. Молодые клетки содержат много вакуолей, в которых накапливаются питательные вещества, постепенно вакуоль увеличивается до одной большой вакуоли. Рост растительной клетки происходит за счет увеличения вакуоли

 

6. Закрепление
«Сказка о житие – бытие растительной клетки» Сл
Часть веществ построит клетку,
(Так растет листок иль ветка)
Часть – отложится в запас…….
Что не нужно в тот же час
Удаляется из клетки.
Коли пища поступает,
Клетка быстро подрастает.
Наступает миг деленья,
Это не одно мгновенье.
Длится рост и размножение
Столько, сколь живет растение.
— Является ли одна клетка живым организмом?(Клетка обладает всеми свойствами живых организмов, поэтому КЛЕТКА – ЖИВАЯ. )
— Как перемещаются вещества из одной клетки в другую?
-За счет чего происходит рост клетки?
-Какие клетки приступают к делению?
-Что происходит с ядром при делении?
-Что образуется после деления?
Задание №3
Составьте схему деления клеток. У вас лежат разрезанные карточки (Задание 3) из которых необходимо её составить. Проверка с проговариванием этапов деления . сл
Задание №4 сл
Для каждой части клетки подберите нужные характеристики
Пластиды Обеспечивает рост, размножение, жизнедеятельность клетки
Оболочка Накапливает питательные вещества и продукты обмена
Цитоплазма Содержит вещества придающие растению окраску
Ядро Обеспечивает связь ,между всеми частями клетки способна к движению
вакуоль Предохраняет клетку от внешних воздействий, служит опорой и придает форму
Ну, вот мы и побывали в гостях у клетки – единице всего живого на Земле.
Рефлексия.
Оценивание работы.
-Все ли вам было понятно в течение урока?
-Какая часть урока показалась самой интересной
-Какая часть урока вызвала затруднение?
-Какое у вас настроение после урока??
5. Домашнее задание сл
Сегодня на уроке мы с вами рассмотрели все процессы жизнедеятельности. Так вот вашим домашним заданием будет: закончить конспект, наклеить схему деления, зарисовать рост клетки. Выучить п. 5, ответить на вопросы в конце параграфа.

Реферат по биологии на тему: Клетка читать

Главная>Рефераты по биологии

Клетка

Клетка – это элементарная живая система и основная форма организации живой материи. А также, клетка является одним из основных структурных, воспроизводящих и функциональных элементов живого. Клетка способна усваивать пищу, существовать и расти, делится на идентичные клетки. Как элементарные структуры, клетки действуют как самостоятельные организмы. Особенности клеточной системы в том, что именно с неё и начинается жизнь.

Наука, занимающаяся исследованием структуры, химического состава и функций клетки, называется цитологией. Впервые термин «клетка» был введен в обиход в середине XVII века Робертом Гуком. При рассмотрении среза пробки под микроскопом он заметил, что она состоит из ячеек, то есть клеток. С появление хороших микроскопов в начале XIX века представления о клеточном механизме стали общепризнанными. Немецкий ученый Роберт Вирхов сделал важное открытие, заметив, что клетка может возникнуть из предшествующей, то есть материнской клетки.

Современная клеточная теория опирается на следующие положения:

  1. Клетка- это основная единица всех живых организмов, а также это наименьшая единица живого.
  2. Клетки одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по строению и химическому составу.
  3. Клетки размножаются путем деления исходной клетки.
  4. В сложных многоклеточных организмах клетки могут образовывать ткани, из которых состоят органы.

По своему строению и функциям в живых организмах все клетки подразделяются на:

— Прокариоты, то есть доядерные клетки. Это мелкие клетки, в которых нет оформленного ядра и ядерной оболочки.

— Эукариоты, то есть клетки с настоящим ядром. Это крупные клетки, в которых ДНК в форме хромосом заключена в ядре и большинстве рабочих структур. Все эукариоты имеют одинаковое строение: ядро с оболочкой.

По строению клетка подразделяется на цитоплазму, клеточную или плазматическую мембрану и клеточное ядро, в котором находится генетический материал клетки. В составе клеток обнаруживаются многие химические элементы из Периодической таблицы Менделеева. К ним относятся магний, никель, железо, сера, фосфор, хлор и т.д.

Каждая клетка является микроносителем жизни с генетической информацией. Клетке присущи практически все признаки живого. Например, обмен веществ, рост, размножение, передача наследственных признаков, способность двигаться, реагирование на внешнюю среду. В природе существуют одноклеточные организмы, как животного, так и растительного происхождения (амебы, инфузории, водоросли и т.д.) К многоклеточным организмам относится большинство растений и животных.

см. также:
Все рефераты по биологии

КЛЕТКА | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

КЛЕТКА, элементарная единица живого. Клетка отграничена от других клеток или от внешней среды специальной мембраной и имеет ядро или его эквивалент, в котором сосредоточена основная часть химической информации, контролирующей наследственность. Изучением строения клетки занимается цитология, функционированием – физиология. Наука, изучающая состоящие из клеток ткани, называется гистологией.

Существуют одноклеточные организмы, тело которых целиком состоит из одной клетки. К этой группе относятся бактерии и протисты (простейшие животные и одноклеточные водоросли). Иногда их также называют бесклеточными, но термин одноклеточные употребляется чаще. Настоящие многоклеточные животные (Metazoa) и растения (Metaphyta) содержат множество клеток.

Абсолютное большинство тканей состоит из клеток, однако имеются и некоторые исключения. Тело слизевиков (миксомицетов), например, состоит из однородной, не разделенной на клетки субстанции с многочисленными ядрами. Сходным образом организованы и некоторые животные ткани, в частности сердечная мышца. Вегетативное тело (таллом) грибов образовано микроскопическими нитями – гифами, нередко сегментированными; каждая такая нить может считаться эквивалентом клетки, хотя и нетипичной формы.

Некоторые не участвующие в метаболизме структуры тела, в частности раковины, жемчужины или минеральная основа костей, образованы не клетками, а продуктами их секреции. Другие, например древесина, кора, рога, волосы и наружный слой кожи, – не секреторного происхождения, а образованы из мертвых клеток.

Мелкие организмы, такие, как коловратки, состоят всего из нескольких сотен клеток. Для сравнения: в человеческом организме насчитывается ок. 1014 клеток, в нем каждую секунду погибают и замещаются новыми 3 млн. эритроцитов, и это всего одна десятимиллионная часть от общего количества клеток тела.

Обычно размеры растительных и животных клеток колеблются в пределах от 5 до 20 мкм в поперечнике. Типичная бактериальная клетка значительно меньше – ок. 2 мкм, а наименьшая из известных – 0,2 мкм.

Некоторые свободноживущие клетки, например такие простейшие, как фораминиферы, могут достигать нескольких сантиметров; они всегда имеют много ядер. Клетки тонких растительных волокон достигают в длину одного метра, а отростки нервных клеток достигают у крупных животных нескольких метров. При такой длине объем этих клеток небольшой, а поверхность очень велика.

Самые крупные клетки – это неоплодотворенные яйца птиц, заполненные желтком. Наибольшее яйцо (и, следовательно, наибольшая клетка) принадлежало вымершей громадной птице – эпиорнису (Aepyornis). Предположительно его желток весил ок. 3,5 кг. Самое крупное яйцо у ныне живущих видов принадлежит страусу, его желток весит ок. 0,5 кг.
См. также ЯЙЦО.

Как правило, клетки крупных животных и растений лишь немногим больше клеток мелких организмов. Слон больше мыши не потому, что его клетки крупнее, а в основном потому, что самих клеток значительно больше. Существуют группы животных, например коловратки и нематоды, у которых количество клеток в организме остается постоянным. Таким образом, хотя крупные виды нематод имеют большее количество клеток, чем мелкие, основное различие в размерах обусловлено в этом случае все же большими размерами клеток.

В пределах данного типа клеток их размеры обычно зависят от плоидности, т.е. от числа наборов хромосом, присутствующих в ядре. Тетраплоидные клетки (с четырьмя наборами хромосом) в 2 раза больше по объему, чем диплоидные клетки (с двойным набором хромосом). Плоидность растения можно увеличить путем введения в него растительного препарата колхицина. Поскольку подвергнутые такому воздействию растения имеют более крупные клетки, они и сами крупнее. Однако это явление можно наблюдать только на полиплоидах недавнего происхождения. У эволюционно древних полиплоидных растений размеры клеток подвержены «обратной регуляции» в сторону нормальных величин несмотря на увеличение числа хромосом.

СТРУКТУРА КЛЕТКИ

Одно время клетка рассматривалась как более или менее гомогенная капелька органического вещества, которую называли протоплазмой или живой субстанцией. Этот термин устарел после того, как выяснилось, что клетка состоит из множества четко обособленных структур, получивших название клеточных органелл («маленьких органов»).

Химический состав.

Обычно 70–80 % массы клетки составляет вода, в которой растворены разнообразные соли и низкомолекулярные органические соединения. Наиболее характерные компоненты клетки – белки и нуклеиновые кислоты. Некоторые белки являются структурными компонентами клетки, другие – ферментами, т.е. катализаторами, определяющими скорость и направление протекающих в клетках химических реакций. Нуклеиновые кислоты служат носителями наследственной информации, которая реализуется в процессе внутриклеточного синтеза белков.
См. также НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

Часто клетки содержат некоторое количество запасных веществ, служащих пищевым резервом. Растительные клетки в основном запасают крахмал – полимерную форму углеводов. В клетках печени и мышц запасается другой углеводный полимер – гликоген. К часто запасаемым продуктам относится также жир, хотя некоторые жиры выполняют иную функцию, а именно служат важнейшими структурными компонентами. Белки в клетках (за исключением клеток семян) обычно не запасаются.

Описать типичный состав клетки не представляется возможным прежде всего потому, что существуют большие различия в количестве запасаемых продуктов и воды. В клетках печени содержится, например, 70% воды, 17% белков, 5% жиров, 2% углеводов и 0,1% нуклеиновых кислот; оставшиеся 6% приходятся на соли и низкомолекулярные органические соединения, в частности аминокислоты. Растительные клетки обычно содержат меньше белков, значительно больше углеводов и несколько больше воды; исключение составляют клетки, находящиеся в состоянии покоя. Покоящаяся клетка пшеничного зерна, являющегося источником питательных веществ для зародыша, содержит ок. 12% белков (в основном это запасаемый белок), 2% жиров и 72% углеводов. Количество воды достигает нормального уровня (70–80%) только в начале прорастания зерна.

Главные части клетки.

Некоторые клетки, в основном растительные и бактериальные, имеют наружную клеточную стенку. У высших растений она состоит из целлюлозы. Стенка окружает собственно клетку, защищая ее от механических воздействий. Клетки, в особенности бактериальные, могут также секретировать слизистые вещества, образуя тем самым вокруг себя капсулу, которая, как и клеточная стенка, выполняет защитную функцию.

Именно с разрушением клеточных стенок связана гибель многих бактерий под действием пенициллина. Дело в том, что внутри бактериальной клетки концентрация солей и низкомолекулярных соединений очень высока, а потому в отсутствие укрепляющей стенки вызванный осмотическим давлением приток воды в клетку может привести к ее разрыву. Пенициллин, препятствующий во время роста клетки формированию ее стенки, как раз и приводит к разрыву (лизису) клетки.

Клеточные стенки и капсулы не участвуют в метаболизме, и часто их удается отделить, не убивая клетку. Таким образом, их можно считать наружными вспомогательными частями клетки. У клеток животных клеточные стенки и капсулы, как правило, отсутствуют.

Собственно клетка состоит из трех основных частей. Под клеточной стенкой, если она имеется, находится клеточная мембрана. Мембрана окружает гетерогенный материал, называемый цитоплазмой. В цитоплазму погружено круглое или овальное ядро. Ниже мы рассмотрим более подробно структуру и функции этих частей клетки.

КЛЕТОЧНАЯ МЕМБРАНА

Клеточная мембрана – очень важная часть клетки. Она удерживает вместе все клеточные компоненты и разграничивает внутреннюю и наружную среду. Кроме того, модифицированные складки клеточной мембраны образуют многие органеллы клетки.

Клеточная мембрана представляет собой двойной слой молекул (бимолекулярный слой, или бислой). В основном это молекулы фосфолипидов и других близких к ним веществ. Липидные молекулы имеют двойственную природу, проявляющуюся в том, как они ведут себя по отношению к воде. Головы молекул гидрофильные, т.е. обладают сродством к воде, а их углеводородные хвосты гидрофобны. Поэтому при смешивании с водой липиды образуют на ее поверхности пленку, аналогичную пленке масла; при этом все их молекулы ориентированы одинаково: головы молекул – в воде, а углеводородные хвосты – над ее поверхностью.

В клеточной мембране два таких слоя, и в каждом из них головы молекул обращены наружу, а хвосты – внутрь мембраны, один к другому, не соприкасаясь таким образом с водой. Толщина такой мембраны ок. 7 нм. Кроме основных липидных компонентов, она содержит крупные белковые молекулы, которые способны «плавать» в липидном бислое и расположены так, что одна их сторона обращена внутрь клетки, а другая соприкасается с внешней средой. Некоторые белки находятся только на наружной или только на внутренней поверхности мембраны или лишь частично погружены в липидный бислой.

Основная функция клеточной мембраны заключается в регуляции переноса веществ в клетку и из клетки. Поскольку мембрана физически в какой-то мере похожа на масло, вещества, растворимые в масле или в органических растворителях, например эфир, легко проходят сквозь нее. То же относится и к таким газам, как кислород и диоксид углерода. В то же время мембрана практически непроницаема для большинства водорастворимых веществ, в частности для сахаров и солей. Благодаря этим свойствам она способна поддерживать внутри клетки химическую среду, отличающуюся от наружной. Например, в крови концентрация ионов натрия высокая, а ионов калия – низкая, тогда как во внутриклеточной жидкости эти ионы присутствуют в обратном соотношении. Аналогичная ситуация характерна и для многих других химических соединений.

Очевидно, что клетка тем не менее не может быть полностью изолирована от окружающей среды, так как должна получать вещества, необходимые для метаболизма, и избавляться от его конечных продуктов. К тому же липидный бислой не является полностью непроницаемым даже для водорастворимых веществ, а пронизывающие его т.н. «каналообразующие» белки создают поры, или каналы, которые могут открываться и закрываться (в зависимости от изменения конформации белка) и в открытом состоянии проводят определенные иона (Na+, K+, Ca2+) по градиенту концентрации. Следовательно, разница концентраций внутри клетки и снаружи не может поддерживаться исключительно за счет малой проницаемости мембраны. На самом деле в ней имеются белки, выполняющие функцию молекулярного «насоса»: они транспортируют некоторые вещества как внутрь клетки, так и из нее, работая против градиента концентрации. В результате, когда концентрация, например, аминокислот внутри клетки высокая, а снаружи низкая, аминокислоты могут тем не менее поступать из внешней среды во внутреннюю. Такой перенос называется активным транспортом, и на него затрачивается энергия, поставляемая метаболизмом. Мембранные насосы высокоспецифичны: каждый из них способен транспортировать либо только ионы определенного металла, либо аминокислоту, либо сахар. Специфичны также и мембранные ионные каналы.

Такая избирательная проницаемость физиологически очень важна, и ее отсутствие – первое свидетельство гибели клетки. Это легко проиллюстрировать на примере свеклы. Если живой корень свеклы погрузить в холодную воду, то он сохраняет свой пигмент; если же свеклу кипятить, то клетки погибают, становятся легко проницаемыми и теряют пигмент, который и окрашивает воду в красный цвет.

Крупные молекулы типа белковых клетка может «заглатывать». Под влиянием некоторых белков, если они присутствуют в жидкости, окружающей клетку, в клеточной мембране возникает впячивание, которое затем смыкается, образуя пузырек – небольшую вакуоль, содержащую воду и белковые молекулы; после этого мембрана вокруг вакуоли разрывается, и содержимое попадает внутрь клетки. Такой процесс называется пиноцитозом (буквально «питье клетки»), или эндоцитозом.

Более крупные частички, например частички пищи, могут поглощаться аналогичным образом в ходе т.н. фагоцитоза. Как правило, вакуоль, образующаяся при фагоцитозе, крупнее, и пища переваривается ферментами лизосом внутри вакуоли до разрыва окружающей ее мембраны. Такой тип питания характерен для простейших, например для амеб, поедающих бактерий. Однако способность к фагоцитозу свойственна и клеткам кишечника низших животных, и фагоцитам – одному из видов белых кровяных клеток (лейкоцитов) позвоночных. В последнем случае смысл этого процесса заключается не в питании самих фагоцитов, а в разрушении ими бактерий, вирусов и другого инородного материала, вредного для организма.

Функции вакуолей могут быть и другими. Например, простейшие, живущие в пресной воде, испытывают постоянный осмотический приток воды, так как концентрация солей внутри клетки гораздо выше, чем снаружи. Они способны выделять воду в специальную экскретирующую (сократительную) вакуоль, которая периодически выталкивает свое содержимое наружу.

В растительных клетках часто имеется одна большая центральная вакуоль, занимающая почти всю клетку; цитоплазма при этом образует лишь очень тонкий слой между клеточной стенкой и вакуолью. Одна из функций такой вакуоли – накопление воды, позволяющее клетке быстро увеличиваться в размерах. Эта способность особенно необходима в период, когда растительные ткани растут и образуют волокнистые структуры.

В тканях в местах плотного соединения клеток их мембраны содержат многочисленные поры, образованные пронизывающими мембрану белками – т.н. коннексонами. Поры прилежащих клеток располагаются друг против друга, так что низкомолекулярные вещества могут перегодить из клетки в клетку – эта химическая система коммуникации координирует их жизнедеятельность. Один из примеров такой координации – наблюдаемое во многих тканях более или менее синхронное деление соседних клеток.

ЦИТОПЛАЗМА

В цитоплазме имеются внутренние мембраны, сходные с наружной и образующие органеллы различного типа. Эти мембраны можно рассматривать как складки наружной мембраны; иногда внутренние мембраны составляют единое целое с наружной, но часто внутренняя складка отшнуровывается, и контакт с наружной мембраной прерывается. Однако даже в случае сохранения контакта внутренняя и наружная мембраны не всегда химически идентичны. В особенности различается состав мембранных белков в разных клеточных органеллах.

Эндоплазматический ретикулум.

Состоящая из канальцев и пузырьков сеть внутренних мембран тянется от поверхности клетки до ядра. Эта сеть называется эндоплазматическим ретикулумом. Часто отмечалось, что канальцы открываются на поверхности клетки, и эндоплазматический ретикулум, таким образом, играет роль микроциркуляторного аппарата, через который внешняя среда может непосредственно взаимодействовать со всем содержимым клетки. Такое взаимодействие было обнаружено в некоторых клетках, в частности в мышечных, но пока не ясно, является ли оно универсальным. Во всяком случае транспорт ряда веществ по этим канальцам из одной части клетки в другую действительно происходит.

Крошечные тельца, называемые рибосомами, покрывают поверхность эндоплазматического ретикулума, особенно вблизи ядра. Диаметр рибосом ок. 15 нм, они состоят наполовину из белков, наполовину из рибонуклеиновых кислот. Их основная функция – синтез белков; к их поверхности прикрепляются матричная (информационная) РНК и аминокислоты, связанные с транспортными РНК. Участки ретикулума, покрытые рибосомами, называют шероховатым эндоплазматическим ретикулумом, а лишенные их – гладким. Кроме рибосом, на эндоплазматическом ретикулуме адсорбированы или иным образом к нему присоединены различные ферменты, в том числе системы ферментов, обеспечивающих использование кислорода для образования стеролов и для обезвреживания некоторых ядов. В неблагоприятных условиях эндоплазматический ретикулум быстро дегенерирует, и поэтому его состояние служит чувствительным индикатором здоровья клетки.

Аппарат Гольджи.

Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи) – это специализированная часть эндоплазматического ретикулума, состоящая из собранных в стопки плоских мембранных мешочков. Он участвует в секреции клеткой белков (в нем происходит упаковка секретируемых белков в гранулы) и поэтому особенно развит в клетках, выполняющих секреторную функцию. К важным функциям аппарата Гольджи относится также присоединение углеводных групп к белкам и использование этих белков для построения клеточной мембраны и мембраны лизосом. У некоторых водорослей в аппарате Гольджи осуществляется синтез волокон целлюлозы.

Лизосомы

– это маленькие, окруженные одинарной мембраной пузырьки. Они отпочковываются от аппарата Гольджи и, возможно, от эндоплазматического ретикулума. Лизосомы содержат разнообразные ферменты, которые расщепляют крупные молекулы, в частности белковые. Из-за своего разрушительного действия эти ферменты как бы «заперты» в лизосомах и высвобождаются только по мере надобности. Так, при внутриклеточном пищеварении ферменты выделяются из лизосом в пищеварительные вакуоли. Лизосомы бывают необходимы и для разрушения клеток; например, во время превращения головастика во взрослую лягушку высвобождение лизосомных ферментов обеспечивает разрушение клеток хвоста. В данном случае это нормально и полезно для организма, но иногда такое разрушение клеток носит патологический характер. Например, при вдыхании асбестовой пыли она может проникнуть в клетки легких, и тогда происходит разрыв лизосом, разрушение клеток и развивается легочное заболевание.

Митохондрии и хлоропласты.

Митохондрии – относительно крупные мешковидные образования с довольно сложной структурой. Они состоят из матрикса, окруженного внутренней мембраной, межмембранного пространства и наружной мембраны. Внутренняя мембрана сложена в складки, называемые кристами. На кристах размещаются скопления белков. Многие из них – ферменты, катализирующие окисление продуктов распада углеводов; другие катализируют реакции синтеза и окисления жиров. Вспомогательные ферменты, участвующие в этих процессах, растворены в матриксе митохондрий.

В митохондриях протекает окисление органических веществ, сопряженное с синтезом аденозинтрифосфата (АТФ). Распад АТФ с образованием аденозиндифосфата (АДФ) сопровождается выделением энергии, которая расходуется на различные процессы жизнедеятельности, например на синтез белков и нуклеиновых кислот, транспорт веществ внутрь клетки и из нее, передачу нервных импульсов или мышечное сокращение. Митохондрии, таким образом, являются энергетическими станциями, перерабатывающими «топливо» – жиры и углеводы – в такую форму энергии, которая может быть использована клеткой, а следовательно, и организмом в целом.

Растительные клетки тоже содержат митохондрии, но основной источник энергии для yих клеток – свет. Световая энергия используется этими клетками для образования АТФ и синтеза углеводов из диоксида углерода и воды. (См. также ФОТОСИНТЕЗ.) Хлорофилл – пигмент, аккумулирующий световую энергию, – находится в хлоропластах. Хлоропласты, подобно митохондриям, имеют внутреннюю и наружную мембраны. Из выростов внутренней мембраны в процессе развития хлоропластов возникают т.н. тилакоидные мембраны; последние образуют уплощенные мешочки, собранные в стопки наподобие столбика монет; эти стопки, называемые гранами, содержат хлорофилл. Кроме хлорофилла, в хлоропластах имеются и все другие компоненты, необходимые для фотосинтеза.

Некоторые специализированные хлоропласты не осуществляют фотосинтез, а несут другие функции, например обеспечивают запасание крахмала или пигментов.

Относительная автономия.

В некоторых отношениях митохондрии и хлоропласты ведут себя как автономные организмы. Например, так же, как и сами клетки, которые возникают только из клеток, митохондрии и хлоропласты образуются только из предсуществующих митохондрий и хлоропластов. Это было продемонстрировано в опытах на растительных клетках, у которых образование хлоропластов подавляли антибиотиком стрептомицином, и на клетках дрожжей, где образование митохондрий подавляли другими препаратами. После таких воздействий клетки уже никогда не восстанавливали отсутствующие органеллы. Причина в том, что митохондрии и хлоропласты содержат определенное количество собственного генетического материала (ДНК), который кодирует часть их структуры. Если эта ДНК утрачивается, что и происходит при подавлении образования органелл, то структура не может быть воссоздана. Оба типа органелл имеют свою собственную белок-синтезирующую систему (рибосомы и транспортные РНК), которая несколько отличается от основной белок-синтезирующей системы клетки; известно, например, что белок-синтезирующая система органелл может быть подавлена с помощью антибиотиков, тогда как на основную систему они не действуют.

ДНК органелл ответственна за основную часть внехромосомной, или цитоплазматической, наследственности. Внехромосомная наследственность не подчиняется менделевским законам, так как при делении клетки ДНК органелл передается дочерним клеткам иным путем, нежели хромосомы. Изучение мутаций, которые происходят в ДНК органелл и ДНК хромосом, показало, что ДНК органелл отвечает лишь за малую часть структуры органелл; большинство их белков закодированы в генах, расположенных в хромосомах.

Частичная генетическая автономия рассматриваемых органелл и особенности их белок-синтезирующих систем послужили основой для предположения, что митохондрии и хлоропласты произошли от симбиотических бактерий, которые поселились в клетках 1–2 млрд. лет назад. Современным примером такого симбиоза могут служить мелкие фотосинтезирующие водjросли, которые живут внутри клеток некоторых кораллов и моллюсков. Водоросли обеспечивают своих хозяев кислородом, а от них получают питательные вещества.

Фибриллярные структуры.

Цитоплазма клетки представляет собой вязкую жидкость, поэтому можно ожидать, что из-за поверхностного натяжения клетка должна иметь сферическую форму, за исключением тех случаев, когда клетки плотно упакованы. Однако обычно этого не наблюдается. Многие простейшие имеют плотные покровы или оболочки, которые придают клетке определенную, несферическую форму. Тем не менее даже без оболочки клетки могут поддерживать несферическую форму из-за того, что цитоплазма структурируется с помощью многочисленных, довольно жестких, параллельно расположенных волокон. Последние образованы полыми микротрубочками, которые состоят из белковых единиц, организованных в виде спирали.

Некоторые простейшие образуют псевдоподии – длинные тонкие цитоплазматические выросты, которыми они захватывают пищу. Псевдоподии сохраняют свою форму благодаря жесткости микротрубочек. Если гидростатическое давление возрастает примерно до 100 атмосфер, микротрубочки распадаются и клетка приобретает форму капли. Когда же давление возвращается к норме, вновь идет сборка микротрубочек и клетка образует псевдоподии. Сходным образом на изменение давления реагируют и многие другие клетки, что подверждает участие микротрубочек в сохранении формы клетки. Сборка и распад микротрубочек, необходимые для того, чтобы клетка могла быстро менять форму, происходят и в отсутствие изменений давления.

Из микротрубочек формируются также фибриллярные структуры, служащие органами движения клетки. У некоторых клеток имеются бичевидные выросты, называемые жгутиками, или же реснички – их биение обеспечивает движение клетки в воде. Если клетка неподвижна, эти структуры гонят воду, частицы пищи и другие частицы к клетке или от клетки. Жгутики относительно крупные, и обычно клетка имеет только один, изредка несколько жгутиков. Реснички гораздо мельче и покрывают всю поверхность клетки. Хотя эти структуры свойственны главным образом простейшим, они могут присутствовать и у высокоорганизованных форм. В человеческом организме ресничками выстланы все дыхательные пути. Попадающие в них небольшие частички обычно улавливаются слизью на клеточной поверхности, и реснички продвигают их вместе со слизью наружу, защищая таким образом легкие. Мужские половые клетки большинства животных и некоторых низших растений движутся с помощью жгутика.

Существуют и другие типы клеточного движения. Один из них – амебоидное движение. Амеба, а также некоторые клетки многоклеточных организмов «перетекают» с места на место, т.е. движутся за счет тока содержимого клетки. Постоянный ток вещества существует и внутри растительных клеток, однако он не влечет за собой передвижения клетки в целом. Наиболее изученный тип клеточного движения – сокращение мышечных клеток; оно осуществляется путем скольжения фибрилл (белковых нитей) относительно друг друга, что приводит к укорочению клетки.

ЯДРО

Ядро окружено двойной мембраной. Очень узкое (порядка 40 нм) пространство между двумя мембранами называется перинуклеарным. Мембраны ядра переходят в мембраны эндоплазматического ретикулума, а перинуклеарное пространство открывается в ретикулярное. Обычно ядерная мембрана имеет очень узкие поры. По-видимому, через них осуществляется перенос крупных молекул, таких, как информационная РНК, которая синтезируется на ДНК, а затем поступает в цитоплазму.

Основная часть генетического материала находится в хромосомах клеточного ядра. Хромосомы состоят из длинных цепей двуспиральной ДНК, к которой прикрепляются основные (т.е. обладающие щелочными свойствами) белки. Иногда в хромосомах имеется несколько идентичных цепей ДНК, лежащих рядом друг с другом, – такие хромосомы называются политенными (многонитчатыми). Число хромосом у разных видов неодинаково. Диплоидные клетки тела человека содержат 46 хромосом, или 23 пары.

В неделящейся клетке хромосомы прикреплены в одной или нескольких точках к ядерной мембране. В обычном неспирализованном состоянии хромосомы настолько тонки, что не видны в световой микроскоп. На определенных локусах (участках) одной или нескольких хромосом формируется присутствующее в ядрах большинства клеток плотное тельце – т.н. ядрышко. В ядрышках происходит синтез и накопление РНК, используемой для построения рибосом, а также некоторых других типов РНК.

ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ

Хотя все клетки появляются путем деления предшествующей клетки, не все они продолжают делиться. Например, нервные клетки мозга, однажды возникнув, уже не делятся. Их количество постепенно уменьшается; поврежденные ткани мозга не способны восстанавливаться путем регенерации. Если же клетки продолжают делиться, то им свойствен клеточный цикл, состоящий из двух основных стадий: интерфазы и митоза.

Сама интерфаза состоит из трех фаз: G1, S и G2. Ниже указана их продолжительность, типичная для растительных и животных клеток.

G1 (4–8 ч). Это фаза начинается сразу после рождения клетки. На протяжении фазы G1 клетка, за исключением хромосом (которые не изменяются), увеличивает свою массу. Если клетка в дальнейшем не делится, то остается в этой фазе.

S (6–9 ч). Масса клетки продолжает увеличиваться, и происходит удвоение (дупликация) хромосомной ДНК. Тем не менее хромосомы остаются одинарными по структуре, хотя и удвоенными по массе, так как две копии каждой хромосомы (хроматиды) все еще соединены друг с другом по всей длине.

G2. Масса клетки продолжает увеличиваться до тех пор, пока она приблизительно вдвое не превысит начальную, а затем наступает митоз.

МИТОЗ

После того как хромосомы удвоились, каждая из дочерних клеток должна получить полный набор хромосом. Простое деление клетки не может этого обеспечить – такой результат достигается посредством процесса, называемого митозом. Если не вдаваться в детали, то началом этого процесса следует считать выстраивание хромосом в экваториальной плоскости клетки. Затем каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды, которые начинают расходиться в противоположных направлениях, становясь самостоятельными хромосомами. В итоге на двух концах клетки располагается по полному набору хромосом. Далее клетка делится на две, и каждая дочерняя клетка получает полный набор хромосом.

Ниже приводится описание митоза в типичной животной клетке. Его принято разделять на четыре стадии.

I. Профаза. Особая клеточная структура – центриоль – удваивается (иногда это удвоение происходит в S-периоде интерфазы), и две центриоли начинают расходиться к противоположным полюсам ядра. Ядерная мембрана разрушается; одновременно специальные белки объединяются (агрегируют), формируя микротрубочки в виде нитей. Центриоли, расположенные теперь на противоположных полюсах клетки, оказывают организующее воздействие на микротрубочки, которые в результате выстраиваются радиально, образуя структуру, напоминающую по внешнему виду цветок астры («звезда»). Другие нити из микротрубочек протягиваются от одной центриоли к другой, образуя т.н. веретено деления. В это время хромосомы находятся в спирализованном состоянии, напоминая пружину. Они хорошо видны в световом микроскопе, особенно после окрашивания. В профазе хромосомы расщепляются, но хроматиды все еще остаются скрепленными попарно в зоне центромеры – хромосомной органеллы, сходной по функциям с центриолью. Центромеры тоже оказывают организующее воздействие на нити веретена, которые теперь тянутся от центриоли к центромере и от нее к другой центриоли.

II. Метафаза. Хромосомы, до этого момента расположенные беспорядочно, начинают двигаться, как бы влекомые нитями веретена, прикрепленными к их центромерам, и постепенно выстраиваются в одной плоскости в определенном положении и на равном расстоянии от обоих полюсов. Лежащие в одной плоскости центромеры вместе с хромосомами образуют т.н. экваториальную пластинку. Центромеры, соединяющие пары хроматид, делятся, после чего сестринские хромосомы полностью разъединяются.

III. Анафаза. Хромосомы каждой пары движутся в противоположных направлениях к полюсам, их как бы тащат нити веретена. При этом образуются нити и между центромерами парных хромосом.

IV. Телофаза. Как только хромосомы приближаются к противоположным полюсам, сама клетка начинает делиться вдоль плоскости, в которой находилась экваториальная пластинка. В итоге образуются две клетки. Нити веретена разрушаются, хромосомы раскручиваются и становятся невидимыми, вокруг них формируется ядерная мембрана. Клетки возвращаются в фазу G1 интерфазы. Весь процесс митоза занимает около часа.

Детали митоза несколько варьируют в разных типах клеток. В типичной растительной клетке образуется веретено, но отсутствуют центриоли. У грибов митоз происходит внутри ядра, без предшествующего распада ядерной мембраны.

Деление самой клетки, называемое цитокинезом, не имеет жесткой связи с митозом. Иногда один или несколько митозов проходят без клеточного деления; в результате образуются многоядерные клетки, часто встречающиеся у водорослей. Если из яйцеклетки морского ежа удалить путем микроманипуляций ядро, то веретено после этого продолжает формироваться и яйцеклетка продолжает делиться. Это показывает, что наличие хромосом не является необходимым условием для деления клетки.

Размножение с помощью митоза называют бесполым размножением, вегетативным размножением или клонированием. Его наиболее важный аспект – генетический: при таком размножении не происходит расхождения наследственных факторов у потомства. Образующиеся дочерние клетки генетически в точности такие же, как и материнская. Митоз – это единственный способ самовоспроизведения у видов, не имеющих полового размножения, например у многих одноклеточных. Тем не менее даже у видов с половым размножением клетки тела делятся посредством митоза и происходят от одной клетки – оплодотворенного яйца, а потому все они генетически идентичны. Высшие растения могут размножаться бесполым путем (с помощью митоза) саженцами и усами (известный пример – клубника).

МЕЙОЗ

Половое размножение организмов осуществляется с помощью специализированных клеток, т.н. гамет, – яйцеклетки (яйца) и спермия (сперматозоида). Гаметы, сливаясь, образуют одну клетку – зиготу. Каждая гамета гаплоидна, т.е. имеет по одному набору хромосом. Внутри набора все хромосомы разные, однако каждой хромосоме яйцеклетки соответствует одна из хромосом спермия. Зигота, таким образом, содержит уже пару таких соответствующих друг другу хромосом, которые называют гомологичными. Гомологичные хромосомы сходны, поскольку имеют одни и те же гены или их варианты (аллели), определяющие специфические признаки. Например, одна из парных хромосом может иметь ген, кодирующий группу крови А, а другая – его вариант, кодирующий группу крови В. Хромосомы зиготы, происходящие из яйцеклетки, являются материнскими, а происходящие из спермия – отцовскими.

В результате многократных митотических делений из образовавшейся зиготы возникает либо многоклеточный организм, либо многочисленные свободноживущие клетки, как это происходит у обладающих половым размножением простейших и у одноклеточных водорослей.

При образовании гамет диплоидный набор хромосом, имевшийся у зиготы, должен наполовину уменьшиться (редуцироваться). Если бы этого не происходило, то в каждом поколении слияние гамет приводило бы к удвоению набора хромосом. Редукция до гаплоидного числа хромосом происходит в результате редукционного деления – т.н. мейоза, который представляет собой вариант митоза.

Расщепление и рекомбинация.

Особенность мейоза состоит в том, что при клеточном делении экваториальную пластинку образуют пары гомологичных хромосом, а не удвоенные индивидуальные хромосомы, как при митозе. Парные хромосомы, каждая из которых осталась одинарной, расходятся к противоположным полюсам клетки, клетка делится, и в результате дочерние клетки получают половинный, по сравнению с зиготой, набор хромосом.

Для примера предположим, что гаплоидный набор состоит из двух хромосом. В зиготе (и соответственно во всех клетках организма, продуцирующего гаметы) присутствуют материнские хромосомы А и В и отцовские А’ и В’. Во время мейоза они могут разделиться следующим образом:

Наиболее важен в этом примере тот факт, что при расхождении хромосом вовсе не обязательно образуется исходный материнский и отцовский набор, а возможна рекомбинация генов, как в гаметах АВ’ и А’В в приведенной схеме.

Теперь предположим, что пара хромосом АА’ содержит два аллеля – a и b – гена, определяющего группы крови А и В. Сходным образом пара хромосом ВВ’ содержит аллели m и n другого гена, определяющего группы крови M и N. Разделение этих аллелей может идти следующим образом:

Очевидно, что получившиеся гаметы могут содержать любую из следующих комбинаций аллелей двух генов: am, bn, bm или an.

Если имеется большее число хромосом, то пары аллелей будут расщепляться независимо по тому же принципу. Это означает, что одни и те же зиготы могут продуцировать гаметы с различными комбинациями аллелей генов и давать начало разным генотипам в потомстве.

Мейотическое деление.

Оба приведенных примера иллюстрируют принцип мейоза. На самом деле мейоз – значительно более сложный процесс, так как включает два последовательных деления. Главное в мейозе то, что хромосомы удваиваются только один раз, тогда как клетка делится дважды, в результате чего происходит редукция числа хромосом и диплоидный набор превращается в гаплоидный.

Во время профазы первого деления гомологичные хромосомы конъюгируют, т. е. сближаются попарно. В результате этого очень точного процесса каждый ген оказывается напротив своего гомолога на другой хромосоме. Обе хромосомы затем удваиваются, но хроматиды остаются связанными одна с другой общей центромерой.

В метафазе четыре соединенные хроматиды выстраиваются, образуя экваториальную пластинку, как если бы они были одной удвоенной хромосомой. В противоположность тому, что происходит при митозе, центромеры не делятся. В результате каждая дочерняя клетка получает пару хроматид, все еще связанных цетромерой. Во время второго деления хромосомы, уже индивидуальные, опять выстраиваются, образуя, как и в митозе, экваториальную пластинку, но их удвоения при этом делении не происходит. Затем центромеры делятся, и каждая дочерняя клетка получает одну хроматиду.

Деление цитоплазмы.

В результате двух мейотических делений диплоидной клетки образуются четыре клетки. При образовании мужских половых клеток получается четыре спермия примерно одинаковых размеров. При образовании же яйцеклеток деление цитоплазмы происходит очень неравномерно: одна клетка остается крупной, тогда как остальные три настолько малы, что их почти целиком занимает ядро. Эти мелкие клетки, т.н. полярные тельца, служат лишь для размещения избытка хромосом, образовавшихся в результате мейоза. Основная часть цитоплазмы, необходимой для зиготы, остается в одной клетке – яйцеклетке.

Конъюгация и кроссинговер.

Во время конъюгации хроматиды гомологичных хромосом могут разрываться и затем соединяться в новом порядке, обмениваясь участками следующим образом:

Этот обмен участками гомологичных хромосом называется кроссинговером (перекрестом). Как показано выше, кроссинговер ведет к возникновению новых комбинаций аллелей сцепленных генов. Так, если исходные хромосомы имели комбинации АВ и ab, то после кроссинговера они будут содержать Ab и aB. Этот механизм появления новых генных комбинаций дополняет эффект независимой сортировки хромосом, происходящей в ходе мейоза. Различие состоит в том, что кроссинговер разделяет гены одной и той же хромосомы, тогда как независимая сортировка разделяет только гены разных хромосом.

ЧЕРЕДОВАНИЕ ПОКОЛЕНИЙ

В принципе, и гаплоидные, и диплоидные клетки способны размножаться посредством митоза и давать начало взрослым особям. Однако у большинства животных, включая человека, только диплоидные клетки, возникшие в результате деления зиготы, формируют взрослую особь. У наземных растений такую функцию выполняют и гаплоидные, и диплоидные клетки. Поскольку при этом гаплоидное поколение чередуется с диплоидным, данное явление получило название чередования поколений. У мхов и мохообразных (Bryophyta) доминантным является гаплоидное поколение, хотя диплоидное тоже довольно хорошо развито и обычно паразитирует на гаплоидном. У высших наземных растений (Tracheophyta) диплоидное поколение доминирует, а гаплоидное очень редуцировано и представлено пыльцой и семяпочками.

ПРИМИТИВНЫЕ КЛЕТКИ: ПРОКАРИОТЫ

Все изложенное выше относится к клеткам растений, животных, простейших и одноклеточных водорослей, в совокупности называемых эукариотами. Эукариоты эволюционировали из более простой формы – прокариотов, которые в настоящее время представлены бактериями, включая архебактерий и цианобактерий (последних раньше называли синезелеными водорослями). В сравнении с клетками эукариотов прокариотические клетки мельче и имеют меньше клеточных органелл. У них есть клеточная мембрана, но отсутствует эндоплазматический ретикулум, а рибосомы свободно плавают в цитоплазме. Митохондрии отсутствуют, но окислительные ферменты обычно прикреплены к клеточной мембране, которая таким образом становится эквивалентом митохондрий. Прокариоты лишены также хлоропластов, а хлорофилл, если он имеется, присутствует в виде очень мелких гранул.

Прокариоты не имеют окруженного мембраной ядра, хотя место расположения ДНК можно выявить по его оптической плотности. Эквивалентом хромосомы служит цепочка ДНК, обычно кольцевая, с намного меньшим количеством прикрепленных белков. Цепочка ДНК в одной точке прикрепляется к клеточной мембране. Митоз у прокариотов отсутствует. Его заменяет следующий процесс: ДНК удваивается, после чего клеточная мембрана начинает расти между соседними точками прикрепления двух копий молекулы ДНК, которые в результате этого постепенно расходятся. В конечном итоге клетка делится между точками прикрепления молекул ДНК, образуя две клетки, каждая со своей копией ДНК.

ДИФФЕРЕНЦИРОВКА КЛЕТКИ

Многоклеточные растения и животные эволюционировали из одноклеточных организмов, клетки которых после деления оставались вместе, образуя колонию. Изначально все клетки были идентичными, но дальнейшая эволюция породила дифференцировку. В первую очередь дифференцировались соматические клетки (т.е. клетки тела) и половые клетки. Далее дифференцировка усложнялась – возникало все больше различных клеточных типов. Онтогенез – индивидуальное развитие многоклеточного организма – повторяет в общих чертах этот эволюционный процесс (филогенез).

Физиологически клетки дифференцируются отчасти за счет усиления той или иной особенности, общей для всех клеток. Например, в мышечных клетках усиливается сократительная функция, что может быть результатом совершенствования механизма, осуществляющего амебоидное или иного типа движение в менее специализированных клетках. Аналогичный пример – тонкостенные клетки корня с их отростками, т.н. корневыми волосками, которые служат для всасывания солей и воды; в той или иной степени эта функция присуща любым клеткам. Иногда специализация связана с приобретением новых структур и функций – примером может служить развитие локомоторного органа (жгутика) у сперматозоидов.

Дифференцировка на клеточном или тканевом уровне изучена довольно подробно. Мы знаем, например, что иногда она протекает автономно, т.е. один тип клетки может превращаться в другой независимо от того, к какому типу клеток относятся соседние. Однако часто наблюдается т.н. эмбриональная индукция – явление, при котором один тип ткани стимулирует клетки другого типа дифференцироваться в заданном направлении.

В общем случае дифференцировка необратима, т.е. высокодифференцированные клетки не могут превращаться в клетки другого типа. Тем не менее это не всегда так, в особенности у растительных клеток.

Различия в структуре и функциях в конечном счете определяются тем, какие типы белков синтезируются в клетке. Поскольку синтезом белков управляют гены, а набор генов во всех клетках тела одинаков, дифференцировка должна зависеть от активации или инактивации тех или иных генов в различных типах клеток. Регуляция активности генов происходит на уровне транскрипции, т.е. образования информационной РНК с использованием ДНК в качестве матрицы. Только транскрибированные гены производят белки. Синтезируемые белки могут блокировать транскрипцию, но иногда и активируют ее. Кроме того, поскольку белки являются продуктами генов, одни гены могут контролировать транскрипцию других генов. В регуляции транскрипции участвуют также гормоны, в частности стероидные. Очень активные гены могут многократно дуплицироваться (удваиваться) для производства большего количества информационной РНК.

Развитие злокачественных образований часто рассматривалось как особый случай клеточной дифференцировки. Однако появление злокачественных клеток является результатом изменения структуры ДНК (мутации), а не процессов транскрипции и трансляции в белок нормальной ДНК. См. также РАК.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ

Световой микроскоп.

В изучении клеточной формы и структуры первым инструментом был световой микроскоп. Его разрешающая способность ограничена размерами, сравнимыми с длиной световой волны (0,4–0,7 мкм для видимого света). Однако многие элементы клеточной структуры значительно меньше по размерам.

Другая трудность состоит в том, что большинство клеточных компонентов прозрачны и коэффициент преломления у них почти такой же, как у воды. Для улучшения видимости часто используют красители, имеющие разное сродство к различным клеточным компонентам. Окрашивание применяют также для изучения химии клетки. Например, некоторые красители связываются преимущественно с нуклеиновыми кислотами и тем самым выявляют их локализацию в клетке. Небольшая часть красителей – их называют прижизненными – может быть использована для окраски живых клеток, но обычно клетки должны быть предварительно зафиксированы (с помощью веществ, коагулирующих белок) и только после этого могут быть окрашены. См. ГИСТОЛОГИЯ.

Перед проведением исследования клетки или кусочки ткани обычно заливают в парафин или пластик и затем режут на очень тонкие срезы с помощью микротома. Такой метод широко используется в клинических лабораториях для выявления опухолевых клеток. Помимо обычной световой микроскопии разработаны и другие оптические методы изучения клетки: флуоресцентная микроскопия, фазово-контрастная микроскопия, спектроскопия и рентгеноструктурный анализ.

Электронный микроскоп.

Электронный микроскоп имеет разрешающую способность ок. 1–2 нм. Этого достаточно для изучения крупных белковых молекул. Обычно необходимо окрашивание и контрастирование объекта солями металлов или металлами. По этой причине, а также потому, что объекты исследуются в вакууме, с помощью электронного микроскопа можно изучать только убитые клетки.

Авторадиография.

Если добавить в среду радиоактивный изотоп, поглощаемый клетками в процессе метаболизма, то его внутриклеточную локализацию можно затем выявить с помощью авторадиографии. При использовании этого метода тонкие срезы клеток помещают на пленку. Пленка темнеет под теми местами, где находятся радиоактивные изотопы.

Центрифугирование.

Для биохимического изучения клеточных компонентов клетки необходимо разрушить – механически, химически или ультразвуком. Высвобожденные компоненты оказываются в жидкости во взвешенном состоянии и могут быть выделены и очищены с помощью центрифугирования (чаще всего – в градиенте плотности). Обычно такие очищенные компоненты сохраняют высокую биохимическую активность.

Клеточные культуры.

Некоторые ткани удается разделить на отдельные клетки так, что клетки при этом остаются живыми и часто способны к размножению. Этот факт окончательно подтверждает представление о клетке как единице живого. Губку, примитивный многоклеточный организм, можно разделить на клетки путем протирания сквозь сито. Через некоторое время эти клетки вновь соединяются и образуют губку. Эмбриональные ткани животных можно заставить диссоциировать с помощью ферментов или другими способами, ослабляющими связи между клетками.

Американский эмбриолог Р.Гаррисон (1879–1959) первым показал, что эмбриональные и даже некоторые зрелые клетки могут расти и размножаться вне тела в подходящей среде. Эта техника, называемая культивированием клеток, была доведена до совершенства французским биологом А.Каррелем (1873–1959). Растительные клетки тоже можно выращивать в культуре, однако по сравнению с животными клетками они образуют большие скопления и прочнее прикрепляются друг к другу, поэтому в процессе роста культуры образуются ткани, а не отдельные клетки. В клеточной культуре из отдельной клетки можно вырастить целое взрослое растение, например морковь.

Микрохирургия.

С помощью микроманипулятора отдельные части клетки можно удалять, добавлять или каким-то образом видоизменять. Крупную клетку амебы удается разделить на три основных компонента – клеточную мембрану, цитоплазму и ядро, а затем эти компоненты можно вновь собрать и получить живую клетку. Таким путем могут быть получены искусственные клетки, состоящие из компонентов разных видов амеб.

Если принять во внимание, что некоторые клеточные компоненты представляется возможным синтезировать искусственно, то опыты по сборке искусственных клеток могут оказаться первым шагом на пути к созданию в лабораторных условиях новых форм жизни. Поскольку каждый организм развивается из одной единственной клетки, метод получения искусственных клеток в принципе позволяет конструировать организмы заданного типа, если при этом использовать компоненты, несколько отличающиеся от тех, которые имеются у ныне существующих клеток. В действительности, однако, полного синтеза всех клеточных компонентов не требуется. Структура большинства, если не всех компонентов клетки, определяется нуклеиновыми кислотами. Таким образом, проблема создания новых организмов сводится к синтезу новых типов нуклеиновых кислот и замене ими природных нуклеиновых кислот в определенных клетках.

Слияние клеток.

Другой тип искусственных клеток может быть получен в результате слияния клеток одного или разных видов. Чтобы добиться слияния, клетки подвергают воздействию вирусных ферментов; при этом наружные поверхности двух клеток склеиваются вместе, а мембрана между ними разрушается, и образуется клетка, в которой два набора хромосом заключены в одном ядре. Можно слить клетки разных типов или на разных стадиях деления. Используя этот метод, удалось получить гибридные клетки мыши и цыпленка, человека и мыши, человека и жабы. Такие клетки являются гибридными лишь изначально, а после многочисленных клеточных делений теряют большинство хромосом либо одного, либо другого вида. Конечный продукт становится, например, по существу клеткой мыши, где человеческие гены отсутствуют или имеются лишь в незначительном количестве. Особый интерес представляет слияние нормальных и злокачественных клеток. В некоторых случаях гибриды становятся злокачественными, в других нет, т.е. оба свойства могут проявляться и как доминантные, и как рецессивные. Этот результат не является неожиданным, так как злокачественность может вызываться различными факторами и имеет сложный механизм.

основа жизни на Земле – тема научной статьи по биологическим наукам читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

№ 11 (65)

ноябрь, 2019 г.

ФИЗИОЛОГИЯ

КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ, ЦИТОЛОГИЯ, ГИСТОЛОГИЯ

КЛЕТКА — ОСНОВА ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Гусейнова Назакет Таги кызы

канд. биол. наук, доц. кафедры генетики и эволюционного учения Бакинского государственного университета,

Азербайджан, г. Баку

Мамедова Рена Фирудин кызы

д-р филос. по биологии, ст. преподаватель кафедры генетики и эволюционного учения

Бакинского государственного университета, Азербайджан, г. Баку Е-mail: A [email protected] т

THE CELL IS THE BASIS OF LIFE ON EARTH

Nazaket Huseynova

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Genetics and evolutionary teachings

of Baku State University Azerbaijan, Baku

Rena Mamedova

Doctor of Philosophy in Biology, Art. Lecturer, Department of Genetics and evolutionary teachings

of Baku State University Azerbaijan, Baku

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены основные структурные и функциональные составляющие животной и растительной клетки как элементарной единицы всего живого и важная роль при передаче генетического материала из поколения в поколение. Коротко описана клеточная теория и неклеточные формы жизни, а также типы клеточной организации. Описания бактериальной, животной и растительной клеток и ядра клетки сопровождаются красочными рисунками с подробным описанием составляющих элементов. Также отмечается важная роль в жизнедеятельности организмов апоптоза — естественной, запрограммированной гибели клеток.

ABSTRACT

This article discusses the basic structural and functional components of an animal and plant cell, as an elementary unit of all living things and an important role in the transfer of genetic material from generation to generation. Cell theory and non-cellular life forms are briefly described, as well as types of cellular organization. Descriptions of bacterial, animal and plant cells and the cell nucleus are accompanied by colorful drawings with a detailed description of the constituent elements. An important role in the life of organisms apoptosis is also noted — the natural, programmed cell death.

Ключевые слова: клетка, клеточная теория, ядро клетки, хромосомы, белки, апоптоз.

Keywords: cell, cellular theory, cell nucleus, chromosomes, proteins, apoptosis.

Введение

Клетка — это основная структурная и функциональная единица всех живых организмов, живая элементарная единица, способная к самовоспроизведению. Живые организмы могут состоять из од-

ной клетки (бактерии, одноклеточные водоросли и одноклеточные животные) или многих клеток.

Тело взрослого человека образуют около ста триллионов клеток. Форма клеток различна и обусловлена их функцией — от круглой (эритроциты) до

Библиографическое описание: Гусейнова Н.Т., Мамедова Р.Ф. Клетка — основа жизни на земле // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2019. № 11(65). URL: http://7universum.com/ru/nature/ archive/item/8094

древообразной (нервные клетки). Размеры клеток также различны — от 0,1-0,25 мкм (у некоторых бактерий) до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе). Тело человека образовано клетками различных типов, характерным образом организующихся в ткани, которые формируют органы, заполняют пространство между ними или покрывают снаружи. Клетки окружены межклеточным веществом, обеспечивающим их механическую поддержку и осуществляющим транспорт химических веществ. Самые короткожи-вущие из них (1-2 дня) — это клетки кишечного эпителия. Ежедневно погибает около 70 миллиардов этих клеток. Примером других короткоживущих клеток являются эритроциты — их ежедневно погибает около 2 миллиардов [3].

Однако есть и такие клетки (например, нейроны, клетки волокон скелетных мышц), продолжительность жизни которых соответствует жизни организма. Нервные клетки мозга, однажды возникнув, уже не делятся, и до конца жизни человека они способны поддерживать необходимые связи в нервной системе. Интересно то, что при нашем рождении в мозгу уже существует около 14 миллиардов клеток. И это количество не увеличивается до самой смерти, а, наоборот, постепенно уменьшается, т. е. поврежденные ткани мозга неспособны восстанавливаться путем регенерации. После того как человеку исполняется 25 лет, ежедневно происходит сокращение количества клеток мозга на 100 тысяч [1].

Несмотря на свои малые размеры, клетка представляет собой сложнейшую биологическую систему, жизнедеятельность которой поддерживается благодаря разнообразным биохимическим процессам, которые происходят под строгим генетическим контролем. Генетический контроль развития и функционирования клетки осуществляют материальные носители информации — гены. Они сосредоточены главным образом в ядре клетки, но некоторая их часть находится в других клеточных органоидах (митохондриях, пластидах, центриолях).

Строение и функционирование генетических структур клеток на микроскопическом уровне, их количественную и качественную изменчивость изучает одно из направлений генетики, называемое ци-тогенетикой.

Представление о клетке как об элементарной структурно-функциональной единице всех живых организмов сложилось в результате цепи изобретений и открытий, сделанных в ХУ1-ХХ веках:

1590 г. — Янсен изобрел микроскоп, в котором большое увеличение достигалось соединением в тубусе двух линз;

1965 г. — в Кембридже (Англия) установлена первая промышленно изготовленная модель электронного микроскопа.

Естественно, между этими двумя датами происходило множество событий, в результате которых были усовершенствованы микроскопы (основное средство изучения клеток), а также исследования и открытия в области генетики и, в частности, цитологии.

ноябрь, 2019 г.

Клеточная теория и неклеточные формы жизни

Результатом длительного исследования строения клеток различных организмов стало создание клеточной теории, у истоков которой в ее современном виде стояли немецкий ботаник М.Я. Шлейден (1804-1881) и зоолог Т. Шванн (1810-1882). В настоящее время эта теория содержит три главных положения:

• только клетка обеспечивает жизнь в ее структурно-функциональном и генетическом отношении;

• единственным способом возникновения жизни на Земле является деление ранее существующих клеток;

• клетки являются структурно -функциональными единицами многоклеточных организмов [2].

Отсюда следует, что клетка — это элементарная единица живого, вне клетки нет жизни, так как в клетке сохраняется и реализуется биологическая информация (даже у вирусов). Современная биология подтверждает, что все клетки одинаковым образом хранят биологическую информацию, передают генетический материал из поколения в поколение, хранят и переносят информацию, регулируют обмен веществ и т. д. Вместе с тем многоклеточный организм обладает свойствами, которые нельзя рассматривать как простую сумму свойств и качеств отдельных клеток.

Таким образом, клетка является обособленной и организационно наименьшей структурой, для которой характерна вся совокупность свойств жизни и которая в соответствующих условиях окружающей среды способна поддерживать в себе эти свойства и передавать их следующим поколениям.

Все многообразие живых существ можно разделить на две резко отличающиеся группы: неклеточные и клеточные формы жизни. Первая группа представляет собой вирусы, способные проникать в определенные живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Подобно всем другим организмам вирусы обладают собственным генетическим аппаратом, кодирующим синтез вирусных частиц, которые собираются из биохимических предшественников, находящихся в клетке-хозяине, используя биосинтетическую и энергетическую системы этой клетки [8].

Вирусы резко отличаются от всех других форм жизни. По строению и организации они представляют собой нуклеопротеидные частицы, по способу репродукции являются внутриклеточными паразитами. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне.

Типы клеточной организации

Клеточная структура присуща основной массе живых существ на Земле. Все эти организмы представлены клетками двух типов: прокариотическими и эукариотическими клетками. К прокариотическим клеткам относят бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты — доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану.

Вместо ядра у них находится так называемый нук-леотид — ДНК-содержащая зона клетки прокариот (рис. 1.).

Строение бактериальной клетки:

1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — клеточная стенка; 3 — слизистая капсула; 4 — цитоплазма; 5 -хромосомная ДНК; 6 — рибосомы; 7 — мезосома; 8 -фотосинтетические мембраны; 9 — включения; 10 -жгутики; 11 — пили.

Прокариотическая ДНК не содержит гистоно-вых белков, но связана с небольшим количеством негистоновых белков. Этот комплекс ДНК и неги-стоновых белков и образует нуклеотид, который обычно располагается в центре клетки. Мезосомы -это складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания. Клеточная стенка придает бактериям определенную форму и упругость. Капсулы и слизистые слои — это слизистые или клейкие выделения бактерий. Капсула представляет собой относительно толстое и компактное образование, а

ноябрь, 2019 г.

слизистый слой намного рыхлее. И капсулы, и слизистые слои служат дополнительной защитой для клеток. Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков, которые по своей структуре напоминают одну из микротрубочек эукариотиче-ского жгута. Пили, или фимбрии — это тонкие выросты на клеточной стенке некоторых грамотрица-тельных бактерий. Их число варьирует у разных видов от одной до нескольких сотен. Рибосомы -органоиды клетки, участвующие в синтезе белка. У прокариот они несколько мельче эукариотических [6].

Эукариотические клетки представлены двумя подтипами: клетками одноклеточных организмов, которые структурно и физиологически являются самостоятельными организмами, и клетками многоклеточных организмов. Последние разделяют на растительные и животные клетки. На рисунке 2 представлены составы животной и растительной клетки.

Рисунок 1. Схема строения бактериальной клетки

Рисунок 2. Животная и растительная клетка

В клетке можно выделить 4 группы структурных компонентов: 1) мембранная система; 2) клеточные органоиды; 3) цитоплазматический матрикс; 4) клеточные включения. В свою очередь, мембранную систему составляют: 1) клеточная плазматическая мембрана; 2) цитоплазматическая сеть и 3) пластичный комплекс Гольджи. Клеточная мембрана отделяет цитоплазму клетки от наружной среды или клеточной стенки (у растений) и выполняет три основные функции: отграничивающую, барьерную и транспортную. Она играет важную роль в обмене веществ между клеткой и внешней средой, в движении клеток и в сцеплении друг с другом. Цитоплазму всех эукариотических клеток пронизывает сложная система мембран, получившая название цито-плазматической сети. Пластичный комплекс Голь-джи обычно локализуется вблизи клеточного ядра и состоит из многочисленных групп цистерн, которые ограничены мембранами, имеющими гладкую поверхность. Одной из основных функций комплекса Гольджи является транспорт веществ и химическая

модификация поступающих в него веществ. Другой важной функцией этого комплекса является формирование лизосом [2].

Клеточные органоиды и ядро клетки

Клеточные органоиды (клеточные органеллы) -это постоянные дифференцированные клеточные структуры, имеющие определенные функции и строение. К клеточным органоидам относят ядро, центриоли, митохондрии, рибосомы, лизосомы, пе-роксисомы, пластиды, жгутики и реснички.

Ядро — важнейшая составная часть клетки. Это наиболее крупный органоид клетки, составляющий 10-20 % ее объема. Оно может находиться в состоянии покоя или деления (мейоза). Ядро управляет всеми процессами жизнедеятельности клетки. Эти процессы сложны и многообразны: клетка должна поддерживать форму, получать извне вещества для пластического и энергетического обмена, синтезировать органические вещества

Клеточное ядро имеет шаровидную или вытянутую форму. Основная функция ядра — хранение

№ 11 (65)

ноябрь, 2019 г.

наследственной информации или генетического материала. Ядро состоит из ядерной оболочки и расположенных под ней нуклеоплазмы, ядрышка и хроматина (рис. 3). Как видно из рисунка, ядерная оболочка пронизана порами диаметром 80-90 нм, количество которых в типичной животной клетке составляет 3-4 тыс. пор. Содержимое клеточного ядра называется нуклеоплазмой, или кариоплазмой. Нук-леоплазма отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой. Ядерная оболочка образована двумя мембранами — наружной и внутренней. Химический состав ядерной оболочки достаточно сложен, основными химическими компонентами ядерных оболочек являются липиды (13-35%) и белки (50-75%) [4].

Гетерок ромдтнн

Рисунок 3. Строение ядра клетки

Ядра клеток могут содержать одно и более ядрышек. Ядрышки состоят из рибонуклеопротеидов, из которых в дальнейшем образуются субъединицы рибосом. Здесь происходит синтез рРНК (рибосо-мальной РНК).

Хроматин следует считать главным компонентом ядра. В нем заключена наследственная информация, которая передается при каждом делении клетки, а также реализуется в процессе жизнедеятельности самой клетки. Хроматин ядра клетки состоит их хроматиновых нитей. Каждая хроматино-вая нить соответствует одной хромосоме, которая образуется из нее путем спирализации.

Из многочисленных свойств и функций ядерной оболочки следует подчеркнуть ее роль как барьера, отделяющего содержимое ядра от цитоплазмы и активно регулирующего транспорт макромолекул между ядром и цитоплазмой. Другой важной функцией ядерной оболочки следует считать ее участие в создании внутриядерной структуры.

Строение и химический состав хромосом.

Хромосомы — это самовоспроизводящиеся органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства клеток и организмов. Основная функция хромосом -хранение, воспроизведение и передача генетической информации при размножении клеток и организмов. Хромосомы эукариотических клеток состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нук-

леопротеиновый комплекс. Белки составляют значительную часть состава хромосом (65%). Все хромосомные белки разделяют на гистоновые и негисто-новые [7].

Гистоновые белки, или гистоны — это белки, богатые остатками аргинина и лизина, определяющими их щелочные свойства. Гистоны присутствуют в ядрах в виде комплекса с ДНК. Они выполняют две важные функции — структурную и регуляторную. Структурная функция заключается в том, что они обеспечивают пространственную организацию ДНК в хромосомах и играют важную роль в ее упаковке. Регуляторная функция гистоновых белков состоит в регуляции синтеза нуклеиновых кислот (как ДНК, так и РНК).

Негистоновые белки представлены большим количеством молекул, которые разделяют более чем 100 функций. Среди этих белков есть ферменты, ответственные за репарацию, репликацию, транскрипцию и модификации ДНК. Помимо ДНК и белков в составе хромосом обнаружены небольшие количества РНК, липидов, полисахаридов и ионы металлов.

Морфологию хромосом изучают во время митоза методом микроскопии. В этот период хромосомы максимально спирализованы. В первой половине митоза хромосомы состоят из двух одинаковых по форме структурных и функциональных элементов, называемых хроматидами, которые соединены между собой в области первичной перетяжки. В месте первичной перетяжки расположена центромера — особым образом организованный участок хромосомы, общий для обоих сестринских хроматид.

Рисунок 4. Составные части материнской и дочерней центриоли

Во второй половине митоза происходит деление центромеры и отделение хроматид друг от друга. Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы, распределяющиеся между дочерними клетками. Для каждой хромосомы положение центромеры строго постоянно.

В некоторых растительных клетках и всех животных клетках находится характерно окрашивае-

мая часть цитоплазмы, которую называют центросомой или клеточным центром. В состав центросомы входит пара центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу (рис. 4). Стенка центри-оли образована 27 микротрубочками, сгруппированными в 9 триплетов. Пару центриолей иногда называют диплосомой. В каждой диплосоме одна цен-триоль зрелая, материнская, другая — незрелая, дочерняя, является уменьшенной копией материнской

[5].

Митохондрии — это органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией. Форма и размеры митохондрий очень разнообразны. Обычный диаметр митохондрий от 0,2 до 1 мкм, длина достигает 10-12 мкм. Число митохондрий в различных клетках варьирует в широких пределах — от 1 до 107. Митохондрия имеет две мембраны — наружную и внутреннюю, между которыми расположено межмембранное пространство.

Основная функция митохондрии — синтез АТФ, т. е. образование энергии — около 95% в животной клетке и чуть меньше — в растительной, специфических белках и стероидных гормонах.

Рибосома — органоид клетки, осуществляющий биосинтез белка. Представляет собой рибонуклео-протеиновую частицу диаметром 20-30 нм. В прока-риотической клетке около 10 тыс. рибосом, а в эука-риотической — 50 тыс. Рибосомы состоят из двух субчастиц — большой и малой. В цитоплазме клетки рибосома связывается с мРНК и осуществляет синтез белка.

Лизосома — органоид клеток животных и грибов, осуществляющий внутриклеточное пищеварение. Местом формирования лизосом является комплекс Гольджи. Внутри лизосом содержится более 20 различных ферментов. В клетке обычно находятся десятки лизосом.

Пластиды — это органоиды эукариотической растительной клетки. Каждая пластида ограничена двумя элементарными мембранами. Пластиды разнообразны по форме, размерам, строению и функции. По различной окраске различают хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Обычно в клетке встречается только один из перечисленных пластид. Каждая клетка содержит несколько десятков хлоро-пластов, в каждом из которых находится 10-60 копий ДНК.

Жгутик — органелла движения ряда простейших. В клетке бывает 1 -4 жгутика, а редко и более. Жгутик эукариотической клетки — это вырост толщиной около 0,25 мкм и длиной 150 мкм, покрытый плазматической мембраной. Как и другие органел-лы, жгутик имеет сложную структуру. Движутся жгутики, в отличие от ресничек, волнообразно. Ресничка — органелла движения или рецепции у клеток животных и некоторых растений. Движутся реснички обычно маятникообразно.

Цитоплазма клетки состоит из цитоплазматиче-ского матрикса и органоидов. Цитоплазматический матрикс заполняет пространство между клеточной мембраной, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Химический состав цито-

ноябрь, 2019 г.

плазматического матрикса разнообразен и зависит от выполняемых клеткой функций, а также образует внутреннюю среду клетки и объединяет все внутриклеточные структуры, обеспечивая их взаимодействие.

Клеточные включения — это компоненты цитоплазмы, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена, и конечных его продуктов. Особый вид клеточных включений -остаточные тельца — продукты деятельности лизосом [4; 8].

Естественная гибель клетки (апоптоз).

Апоптоз — регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции.

К сожалению, до сих пор процесс естественной гибели клеток до конца не изучен. Известно, что в клетке из-за блокирования ферментов прекращается синтез белка, а нет белка — нет и жизни. Морфологически апоптоз характеризуется разрушением ядра и цитоплазмы. «Осколки» погибшей клетки поглощаются и перерабатываются специальными клетками иммунной системы — фагоцитами. Но ведь клетки могут погибнуть и под воздействием случайных факторов (механических, химических и любых других). Случайная гибель клеток (а также ткани, органа) в биологии называется некрозом. Важно то, что естественная клеточная гибель (апоптоз) в отличие от некроза не вызывает воспаления в окружающих тканях [5].

В организме запрограммированная клеточная гибель выполняет функцию, противоположную митозу (делению клетки), и, тем самым, регулирует общее число клеток в организме. Апоптоз играет важную роль в защите организма при вирусных инфекциях. В частности, иммунодефицит при ВИЧ -инфекции определяется нарушениями в контроле апоптоза.

Заключение

В этой статье рассмотрена лишь обобщенная информация о строении растительных и животных клеток. На Земле много живых организмов, но только одна Жизнь: один генетический код, схожее клеточное строение, несколько десятков общих генов. Клетка имеет сложную внутреннюю организацию и специфическое взаимодействие органелл в процессе жизнедеятельности, является элементарной единицей полноценной живой системы. Клетка — это наименьшая самовоспроизводящаяся единица жизни, на уровне клетки протекают рост и развитие, размножение клеток, обмен веществ и энергии. Она является морфологической и физиологической структурой, элементарной единицей растительных и животных организмов. В многоклеточном организме протекающие процессы складываются из совокупности координированных функций его клеток. Без клетки, вне клетки и с разрушением клетки жизнь прекращается. Клетка — это Жизнь!

№ 11 (65)

UNIVERSUM:

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

• 7universum.com

ноябрь, 2019 г.

Список литературы:

1. Ахундова Э.М., Салаева С.Д. Генетика: вопросы и ответы. — Баку, 2019. — 381 с.

2. Гринев В.В. Генетика человека. — Минск: БГУ, 2006. — 131 с.

3. Гусейнова Н.Т. Цитология: Учебник. — Баку, 2018. — 224 с.

4. Курчанов Н.А. Генетика человека с основами общей генетики: Учебное пособие. — СПб.: СпецЛит, 2005. —

185 с.

5. Стволинская Н.С. Цитология / Н.С. Стволинская. — М.: Прометей, 2012. — 208 с.

6. Цаценко Л.В., Бойко Ю.С. Цитология. — Ростов-н/Д: Феникс, 2009. — 186 с.

7. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. — М.: Академкнига, 2004. — 495 с.

8. Ченцов Ю.С. Общая цитология: Учебник. — М.: МГУ, 1984. — 442 с.

Введение в клеточную биологию :: Теория и практика :: Клеточная теория

Гомология – соответствие, сходство органов по основным, коренным свойствам, когда они имеют единый план строения и развиваются из одинаковых зачатков, но при этом могут иметь как морфологические, так и функциональные различия.
Так, гомологичными являются рука человека, крыло птицы и ласт кита.
Гомологичны луковицы тюльпана и клубень картофеля и то, и другое – видоизмененные побеги. При всем разнообразии подобны друг другу и едины по происхождению и клетки разных тканей и организмов, как животных, так и грибных и растительных.

Природа создала неисчислимое множество разнообразных организмов, ухитрившись построить их из одного и того же набора материалов и стандартных деталей на основе нескольких оптимальных принципов.

Живая клетка состоит из ограниченного набора химических элементов. Шесть из них – углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера – составляют 90 % ее общей массы. Соединение, которое в наибольшем количестве содержат все живые клетки – это вода, на ее долю приходится около 70% массы клетки, большинство внутриклеточных реакций протекает в водной среде.

Все клетки используют всего лишь четыре основных типа молекул – это простые сахара, жирные кислоты, аминокислоты и нуклеотиды. Из малых молекул строятся макромолекулы – полисахариды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Все клетки используют в качестве наследственного материала ДНК и имеют единый генетический код.

В прокариотических и эукариотических клетках протекают сходные процессы, обеспечивающие транспорт веществ в клетку и из нее, синтез белка и ДНК, энергетику клетки. При всем разнообразии прокариотических и эукариотических клеток они обнаруживают единый генетический код и удивительное сходство в строении, объясняемое сходством общеклеточных функций.

Все эукариотические клетки и растительные, и животные, и грибные имеют хорошо развитую систему внутренних мембран, которые делят внутреннее пространство клеток на отделы – компартменты, Они содержат стандартный набор клеточных органоидов – ядро, ЭПС, рибосомы, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии.

Все это свидетельствует о гомологичности клеток, живущих на Земле организмов, и общности их происхождения. Гомологичностью клеток объясняется и явление тотипотентности или потенциальной возможности развития клетки в разных направлениях, из которых в действительности реализуется только одно.

На этом свойстве основывается вегетативное размножение, строятся биотехнологические схемы клонирования растений и животных, когда из соматической клетки можно вырастить полноценный живой организм со всеми органами.

Михаил Гельфанд: «Биология — это наука не о танковых прорывах, а о позиционных боях»

Михаил Гельфанд, руководитель магистерской программы «Биотехнологии» Сколтеха, замдиректора Института проблем передачи информации РАН, в интервью «ПостНауке» поделился своими мыслями о самых интересных направлениях исследований в биологии, западном опыте и современных научных центрах в России. Sk.ru приводит выдержки из этого материала

Я веду исследования в учебно-научном центре «Биоинформатика» Института проблем передачи информации РАН. В моей лаборатории мы занимаемся компьютерным анализом генома, изучаем бактериальные сообщества и эволюцию бактериальных геномов.

Оказывается, что мы можем многое рассказать о бактерии, зная только ее геном. Например, если есть белок с неизвестной функцией, очень трудно понять экспериментально, что он делает. Еще хуже, когда есть функция, но непонятно, какой белок ее выполняет. Выяснить это экспериментальными методами бывает очень сложно, но если у вас есть конкретное предсказание, сделанное с помощью компьютерного анализа, то его можно проверить напрямую. И эти подходы получаются очень эффективными.

Михаил Гельфанд. Фото: Sk.ru

Другое направление исследований — эволюция бактериальных геномов. Мы изучаем фундаментальные вопросы. Например, пытаемся понять, что такое вид бактерий. Нам примерно понятно, что такое вид млекопитающих, но совершенно непонятно, что такое вид бактерий. О млекопитающих мы можем сказать, что человек и шимпанзе — более близкие родственники, чем человек и мартышка, а кит с бегемотом — более близкие родственники, чем бегемот и корова.

Дело в том, что большая часть генома у млекопитающих наследуется от предков напрямую, а с бактериями все не так: у них часто гены переносятся из одного вида в другой. Тут возникает интересный вопрос о том, можно ли эволюцию бактерий представлять филогенетическим деревом. Без понимания эволюции бактерий невозможно придумать стратегию борьбы с ними. Не понимая, что бактерии очень быстро эволюционируют, человечество неправильно использовало антибиотики. Теперь мы имеем дело с бактериями, которые устойчивы к существующим антибиотикам.

Кроме того, мы изучаем бактериальные сообщества. При этом рассматривается не один конкретный геном, а геномы всех имеющихся в сообществе бактерий. Если же выйти за рамки бактериальной геномики, то ведется большая работа по изучению того, как устроена ДНК в человеческих клетках. В этой области много интересных задач, которые в конечном счете сводятся к вопросу о том, почему геном во всех клетках одинаковый, а ткани разные и как в ходе развития получаются разные типы клеток. Ответ заключается в том, что в разных клетках работают разные гены. И то, какие гены работают в клетке, определяет ее индивидуальность. Еще более трудный вопрос — почему структура и функциональное состояние ДНК меняются, хотя ее последовательность остается прежней. В геномике бактерий у нас есть некая научная программа, и мы ей следуем с большим или меньшим успехом. А в науке о структуре и функции ДНК эукариот (организмов, клетки которых имеют ядро) наши работы в значительной степени получаются оппортунистическими — все зависит от экспериментаторов, которые приносят интересные данные.

О достижениях в биологии

Современная биология — не про открытия и достижения. Нобелевские премии по физиологии или медицине на глазах теряют смысл, потому что из большого количества людей, которые делают одно и то же, комитет все чаще выбирает случайного человека. В других науках такого нет. Это происходит потому, что современная биология — коллективная наука. Прогресс в ней непрерывный и постепенный. Очень редко бывают очевидные прорывы. Но есть красивые примеры. Например, CRISPR/Cas-системы — это действительно новая крутая вещь. Авторам, конечно, дадут Нобелевскую премию. И возникнет тот же самый вопрос: кому давать? Ведь первая гипотеза о том, как это должно быть устроено, возникла в результате анализа геномов у Евгения Кунина и его коллег. Потом разные группы микробиологов показали, как это работает у живых бактерий. А другие ученые придумали, как применять эти системы в генной инженерии. Понять, кто главный молодец, невозможно.

«Интересная ситуация зреет в Сколковском институте науки и технологий: биологическому направлению Сколтеха удалось собрать очень сильных людей, и, если это заработает как надо, то будет очень хорошо»

Биология — это не наука о танковых прорывах, а наука о позиционных боях. Поэтому вопрос о достижениях сложный. Или они есть всегда, или их нет никогда — зависит от того, как посмотреть. Я думаю, что доля понимаемого в биологии все время уменьшается за счет того, что непропорционально быстро увеличивается доля вещей, про которые мы понимаем, что они есть, но совершенно не понимаем, как они работают. Есть известная апория про то, что Ахиллес никогда не догонит черепаху. Здесь то же самое, только черепаха бежит быстрее Ахиллеса.

Об исследованиях индивидуальных клеток

Сейчас интересно наблюдать за тремя направлениями исследований в биологии: анализ индивидуальных клеток и различий между ними; соотношение шума и функции; и последнее — тот же самый вопрос, но в эволюционном преломлении. За индивидуальными клетками интересно наблюдать с точки зрения эмбриологии. Если мы наблюдаем за клетками во время эмбрионального развития, когда они уже начинают приобретать отличия, мы можем проследить, как клетки постепенно понимают, какие функции будут выполнять.

Вторая область — это рак. Известно, что опухоли крайне неоднородны. Есть масса работ, в которых сравнивали раковые и нормальные клетки одной и той же ткани и смотрели, что поменялось. Но в них рассматривалась средняя раковая клетка, а клетки очень разные. Они постепенно набирают геномные поломки, становятся все более и более злокачественными, бесконечно делятся, потом какие-то из них приобретают способность «уплыть», прикрепиться в другом месте и там начать делиться, давая метастазы. Если смотреть на геномы индивидуальных клеток, можно восстановить эволюцию рака (рак — эволюционная болезнь) и увидеть сильнейшее соревнование между клетками опухоли. С точки зрения рака индивидуальные клетки — это особи, а мы для них — внешняя среда. Исследования показывают, что клетки, у которых есть потенциал стать источником метастазов, могут присутствовать практически с самого начала, они не являются молодыми. Это фундаментальная вещь, которую надо понимать при выборе стратегии химиотерапии.

Третья область для исследования индивидуальных клеток — это иммунология, а конкретнее — индивидуальность лимфоцитов. Четвертая — исследование индивидуальности нейронов, которое проводят в рамках нейронауки. Там есть очень красивая штука. Наивно можно было бы предположить, что у нейронов одной области мозга была одна клетка-предшественник, которая потом делилась и из которой эта область выросла. В таком случае генеалогическое дерево нейронов должно бы хорошо коррелировать с их географической близостью в мозге, но оказывается, что ничего подобного. Можно определить геномы отдельных нейронов и проследить историю соматических мутаций при делении клеток. Мы увидим, что, даже если область мозга локальна и однородна, она образована клетками из очень разных линий, которые разошлись, еще когда эти клетки вообще не были нейронами.

Если подумать, то окажется, что инженерно это очень правильно, ведь если каждая область мозга является потомком одной клетки, то при повреждении этой клетки в эмбрионе эта область мозга не разовьется совсем. А если область образована потомками большого числа разных клеток, которые приобрели функциональную идентичность уже в относительно поздней стадии, то подобного не случится.

«Доля понимаемого в биологии все время уменьшается за счет того, что непропорционально быстро увеличивается доля вещей, про которые мы понимаем, что они есть, но совершенно не понимаем, как они работают»

Об исследованиях древнего генома

Очень интересные исследования касаются древней ДНК, потому что они развивают наше понимание истории. Стандартный вопрос: кем были носители индоевропейского языка?

Мы знаем археологические культуры примерно того времени, но теперь можно посмотреть на геномы этих людей, увидеть варианты генов, характерные для разных археологических культур, и проследить, как люди двигались по Евразии. С другой стороны, мы можем проследить отношения современных людей и неандертальцев, мы теперь знаем, что была еще одна независимая ветвь — денисовцы, и в геномах жителей Индонезии, Новой Гвинеи, Австралии есть большие денисовские куски. Мы можем посмотреть на процесс одомашнивания скота. Все это интересно не только с точки зрения биологии, но и в перспективе понимания истории и культуры.

О научных центрах в России

Проблема России в том, что были великая советская физика и великая советская математика — потрясающие школы мирового значения. Иногда говорят, что эти науки возникли из военной области, но это не так, хотя она позволяла им существовать.

А великая советская биология не имела такой крыши, поэтому с 1948 года ее не существовало. Были лишь отдельные очень хорошие ученые, и, в общем, так оно и осталось на десятилетия. Когда ученые начали массово уезжать за границу, ситуация усугубилась. Это плохая новость. А хорошая новость в том, что тем не менее сейчас все-таки есть несколько лабораторий, в которых делают науку вполне мирового уровня.

Фото: Sk.ru

Чтобы наблюдать за наукой, надо смотреть не на уровне центров, а за конкретными людьми. Территориально сильные люди могут находиться в разных местах. Интересная ситуация зреет в Сколковском институте науки и технологий: именно биологическому направлению Сколтеха удалось собрать очень сильных людей, и если это заработает как надо, то будет очень хорошо. Успешные лаборатории есть в Санкт-Петербурге и Новосибирске, а дальше — Красноярск, Уфа, Томск, Казань.

О западном опыте

Я большой сторонник того, чтобы в России строили науку по западным принципам — с конкурсной системой, экспертизой. Но при этом есть два аспекта. Первый, совсем банальный: не может быть замечательно построенной системы науки в стране, которая целиком не функционирует как должно. Второй аспект заключается в том, что надо перенимать принципы, а не механизмы, потому что механизмы всякий раз должны быть разные. У российской науки, например, есть колоссальная, исторически сложившаяся и очень неправильная пропасть между исследованиями и образованием. Были исследовательские и учебные институты. За редкими исключениями вроде новосибирского Академгородка, это были два разных мира. Любая попытка строить современную науку и образование должна учитывать и преодолевать этот исторический фон. Должна быть очень хорошая стратегия и далекий горизонт планирования, и это то, чего совсем не хватает.

До некоторой степени надежду внушает Сколтех, потому что это новое образование в чистом поле. Есть надежда, что многие из проблем там не заведутся, а от странностей, которые в нем возникли в самом начале, удастся избавиться.

Есть Высшая школа экономики, в которой очень сильный математический факультет — по-видимому, лучший в России сейчас. Там есть и интересный факультет компьютерных наук. Открывается физфак, то есть происходит экспансия в область естественных наук, что очень хорошо, потому что она будет задавать некоторую планку. Ведь естественные науки хороши тем, что там понятны критерии качества.

О будущем выпускников Сколтеха

Наша цель — подготовить таких выпускников, которые смогут присоединиться к лабораториям мирового уровня. Кроме того, они смогут работать в биотехнологических и фармацевтических компаниях. Мы стараемся сделать так, чтобы уровень профессиональной подготовки это позволял. И третье направление, где они могут работать, — это современное здравоохранение. Современная медицина все больше требует понимания биологии, в частности эволюционной биологии. Вообще говоря, где появляется современная, технологичная, высокодетализированная медицина, там должна быть очень мощная биологическая основа — и у врачей, и у людей, которые с врачами работают.

«CRISPR/Cas-системы — это действительно новая крутая вещь. Авторам, конечно, дадут Нобелевскую премию»

Наконец, в некоторых странах бывают фармацевтические стартапы. Многие лекарства придумываются не большими фармкомпаниями, а людьми из университетов. Они развивают лекарство или технологию до какого-то продвинутого состояния, а потом продают большой фармкомпании. Это довольно стандартная бизнес-модель, но в России она по очевидным причинам не работает. 

Клеточная биология | Изучайте науку в Scitable

Клеточная биология — это исследование клеточной структуры и функций, и оно вращается вокруг концепции, согласно которой клетка является фундаментальной единицей жизни. Сосредоточение внимания на клетке позволяет детально понять ткани и организмы, из которых состоят клетки. У некоторых организмов есть только одна клетка, в то время как другие организованы в кооперативные группы с огромным количеством клеток. В целом клеточная биология фокусируется на структуре и функциях клетки, от самых общих свойств, присущих всем клеткам, до уникальных, очень сложных функций, присущих специализированным клеткам.

Отправной точкой для этой дисциплины можно считать 1830-е годы. Хотя ученые веками использовали микроскопы, они не всегда понимали, на что смотрят. За первым наблюдением Роберта Гука в 1665 году стенок растительных клеток в срезах пробки вскоре последовали первые описания Антони ван Левенгук живых клеток с явно движущимися частями. В 1830-х годах два ученых, которые были коллегами — Шлейден, изучавший клетки растений, и Шванн, впервые изучавший клетки животных, — дали первое четко сформулированное определение клетки.В их определении говорилось, что все живые существа, как простые, так и сложные, состоят из одной или нескольких клеток, а клетка является структурной и функциональной единицей жизни — концепция, которая стала известна как теория клеток.

По мере того, как микроскопы и методы окрашивания совершенствовались в девятнадцатом и двадцатом веках, ученые могли видеть все больше и больше внутренних деталей внутри клеток. Микроскопы ван Левенгука, вероятно, увеличивали образцы в несколько сотен раз. Сегодня мощные электронные микроскопы могут увеличивать образцы более чем в миллион раз и выявлять формы органелл в масштабе микрометра и ниже.С помощью конфокальной микроскопии можно комбинировать серию изображений, что позволяет исследователям создавать подробные трехмерные изображения клеток. Эти улучшенные методы визуализации помогли нам лучше понять удивительную сложность клеток и структур, которые они образуют.

В клеточной биологии есть несколько основных подполей. Один из них — это изучение клеточной энергии и биохимических механизмов, поддерживающих клеточный метаболизм. Поскольку клетки сами по себе являются машинами, внимание к клеточной энергии совпадает с поиском вопросов о том, как энергия впервые возникла в изначальных первичных клетках миллиарды лет назад.Другое подразделение клеточной биологии касается генетики клетки и ее тесной взаимосвязи с белками, контролирующими высвобождение генетической информации из ядра в цитоплазму клетки. Еще одно подполе сосредоточено на структуре компонентов клетки, известных как субклеточные компартменты. Многие биологические дисциплины пересекаются с дополнительным подполем клеточной биологии, который связан с клеточной коммуникацией и передачей сигналов, концентрируясь на сообщениях, которые клетки передают и получают от других клеток и самих себя.И, наконец, есть подполе, в первую очередь связанное с клеточным циклом, чередование фаз, начинающихся и заканчивающихся делением клетки и ориентированное на различные периоды роста и репликации ДНК. Многие клеточные биологи останавливаются на пересечении двух или более из этих подполей, поскольку наша способность анализировать клетки более сложными способами расширяется.

В соответствии с постоянно растущим количеством междисциплинарных исследований недавнее появление системной биологии повлияло на многие биологические дисциплины; это методология, которая поощряет анализ живых систем в контексте других систем.В области клеточной биологии системная биология позволила задавать и отвечать на более сложные вопросы, такие как взаимоотношения между регуляторными сетями генов, эволюционные отношения между геномами и взаимодействия между внутриклеточными сигнальными сетями. В конечном счете, чем шире объективы наших открытий в клеточной биологии, тем больше вероятность, что мы сможем расшифровать сложности всех живых систем, больших и малых.

Изображение любезно предоставлено Авророй М. Неделку.

Что такое ячейка? | Британское общество клеточной биологии

Клетка — это основная единица жизни, какой мы ее знаем.Это самая маленькая единица, способная к независимому воспроизведению. Роберт Гук предложил название «клетка» в 1665 году от латинского Cella, означающего кладовую или камеру, после того, как использовал очень ранний микроскоп, чтобы посмотреть на кусок пробки.

Также говорят, что он думал, что прямоугольные покои похожи на кельи в некоторых монастырях.

Физически клетки всегда имеют граничную мембрану, как в полиэтиленовом пакете, внутри которого находится содержимое. Внутри ограниченного мембраной пространства находится замечательный блок химической обработки.

С точки зрения клеточной структуры биологи делят организмы на две группы: бактерии (прокариоты) и всех других животных и растений (эукариоты).

В бактериях химические реакции происходят практически в любом месте клетки. Бактерии содержат генетическую информацию в форме ДНК, но она не заключена в мешочек, называемый ядром.

  • Основная часть этого изображения показывает клетку меристемы кончика корня из корня гороха. Окрашивание в черный цвет (осмий) показывает ядерную оболочку, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и вакуоли.

    (любезно предоставлено Крисом Хоузом, Исследовательская школа биологии и молекулярных наук, Оксфордский университет Брукса, Оксфорд, Великобритания)

У высших животных и растений определенные функции выполняют специализированные структуры. В совокупности они называются органеллами и включают структуры, которые содержат конструкцию и рабочие планы клетки (ядро), области производства белка (рибосомы), единицы преобразования энергии (митохондрии), а также области, модифицирующие белок и производящие жир (эндоплазматический ретикулум).

Дополнительно в растениях есть поглотители и преобразователи световой энергии (хлоропласты). Хлоропласты почти уникальны по своей способности преобразовывать энергию солнечного света в углеводы.

Клетки также содержат сложную транспортную сеть из нитей и волокон (цитоскелет) и жидкости (цитозоль).

На внешней поверхности клетки может быть липкий материал, называемый внеклеточным матриксом. Это оказывается очень важным для клеток, которые он окружает. Некоторые животные клетки производят кости и хрящи.Клетки растений и животных имеют много общих черт, но клетки растений также имеют отчетливую жесткую клеточную стенку. Многие клетки растений также имеют большие заполненные жидкостью мешочки, называемые вакуолями, а некоторые из них содержат утолщения, которые придают растениям жесткость и уникальную прочность древесины.

Эффективность клетки такова, что основная простая базовая структура и функция сохраняются в процессе эволюции и распространения с тех пор, как клетки начали формироваться около 3,5 миллиардов лет назад.

Емкость и производительность ячеек поистине поразительны.У бактерий, например, все инструкции исходят из единой замкнутой петли ДНК. Каждая клетка может делиться за 20 минут и при подходящих условиях может продолжать делиться с образованием 5 миллиардов клеток за одиннадцать часов. Клетки этого типа производят около 400 различных белков, которые производятся ферментативными химическими реакциями, протекающими со скоростью 100 раз в секунду. Вот почему такие болезни, как менингит и пищевое отравление, могут так быстро атаковать человека.

Не существует такой вещи, как типичная клетка, но большинство клеток имеют общие химические и структурные особенности.

Это очень важно с точки зрения клеточной и молекулярной биологии. Это означает, что биологи могут работать с клеткой мыши и быть достаточно уверенными в том, что те же процессы будут происходить в аналогичной клетке у льва, человека или плодовой мухи. Это возможно, потому что считается, что все клетки произошли от общего предка.

Появилось много различных типов клеток растений и животных. У человека существует около 200 различных типов, но внутри клеток имеется только около 20 различных структур или органелл.

Многие клетки выполняют специализированные функции; это то, что их отличает. Специализация клеток почти всегда зависит от преувеличения общих свойств клеток. Клетки, выстилающие кишечник, например, имеют расширенные клеточные стенки, которые увеличивают площадь поверхности, доступную для поглощения пищи.

Нервные клетки могут быть очень длинными и простираются, например, у человека от основания позвоночника до стопы.

Клетки сердечной мышцы вырабатывают много энергии, и это осуществляется за счет большого количества митохондрий, обнаруженных в этих клетках.Однако на молекулярном уровне все клетки похожи друг на друга.

Клетки сильно различаются по своему относительному размеру, хотя похожие клетки, как правило, имеют одинаковый размер. К сожалению, большинство клеток невозможно увидеть без микроскопа.

Яйца лягушек и птиц большие, но они состоят из клетки и очень большого продовольственного магазина, соединенных вместе. В отношении относительного размера было высказано предположение, что разница между размером бактериальной клетки и яйца лягушки будет разницей между размером человека и лягушачьего яйца в полмили в диаметре!

Ячейки — замечательные структуры, и в дополнение к уже упомянутым фактам они могут общаться друг с другом, получая и отклоняя сообщения.

ЧТО ДУМАЕТСЯ:
Можно вырастить совершенно новое растение моркови из одной клетки, взятой из корня одной моркови. Это клонирование. С некоторыми растениями это относительно легко сделать; у животных это оказывается затруднительным. Однако вскоре появится возможность выращивать замещающие ткани и органы в лабораториях. Хотя клонирование полных людей было запрещено, возможно, в будущем ваш врач может заказать для вас выращивание замещающего легкого.Как вы думаете, это разумный путь для развития биологии?

Как общество может отреагировать на рост органов? Как вы думаете, курение могло бы увеличиться, если бы курильщики все же смогли получить замену легких в более позднем возрасте?

Если бы легкие были доступны, в каком порядке вы бы поставили легкие на замену следующим группам: шахтерам и карьерам с годами пыли в легких, молодым людям, страдающим муковисцидозом, или курильщикам?

Считаете ли вы, что выращивание органов в лаборатории предпочтительнее выращивания их у животного для трансплантации человеку?

Biology4Kids.com: Структура ячейки


Все живые организмы на Земле разделены на клеток и . Основная концепция теории клеток состоит в том, что клетки являются основной структурной единицей для всех организмов. Клетки — это небольшие отсеки, в которых находится биологическое оборудование, необходимое для поддержания жизни и благополучия организма. Живые существа могут быть одноклеточными или очень сложными, например, человек.

Есть более мелкие части, которые составляют клетки, такие как макромолекулы и органеллы .Белок является примером макромолекулы, а митохондрия — примером органеллы. Клетки также могут соединяться, образуя более крупные структуры. Они могут группироваться вместе, образуя тканей желудка и, в конечном итоге, всю пищеварительную систему . Однако точно так же, как атомы являются основной единицей при изучении материи, клетки являются основной единицей для биологии и организмов.

У более крупных организмов основная цель клетки — организовать .Ячейки содержат множество элементов, и каждый тип ячейки имеет свое назначение . Распределяя обязанности между различными группами клеток, организму легче выживать и расти.

Если бы вы были сделаны только из одной клетки, вы были бы очень ограничены. Вы не найдете отдельных клеток размером с корову. Когда клетки становятся слишком большими, у них возникают проблемы с функционированием. Кроме того, если бы у вас была всего одна клетка, у вас не было бы нервной системы, никаких мышц для движения, и об использовании Интернета не могло бы быть и речи.Триллионы клеток в вашем теле делают возможным ваш образ жизни.

Есть много типов клеток. На уроке биологии вы обычно будете работать с клетками, похожими на растения, и клетками животного происхождения, . Мы говорим «животный», потому что клеткой животного типа может быть что угодно, от крошечного микроорганизма до нервной клетки в вашем мозгу. На уроках биологии часто берут микроскоп и изучают одноклеточные микробы из воды пруда. Вы можете увидеть гидру, амебу или эвглену.

Клетки растений легче идентифицировать, потому что они имеют защитную структуру, называемую клеточной стенкой, сделанной из целлюлозы. У растений есть стена; животные нет. У растений также есть органеллы, такие как зеленый хлоропласт или большие заполненные водой вакуоли. Хлоропласты являются ключевой структурой в процессе фотосинтеза .

Клетки уникальны для каждого типа организма. Если вы посмотрите на очень простые организмы, вы обнаружите клетки, у которых нет определенного ядра (прокариоты), и другие клетки, которые имеют сотни ядер (, многоядерные, ).

У человека есть сотни различных типов клеток. У вас есть красные кровяные тельца, которые используются для переноса кислорода (O 2 ) по телу, а также другие клетки, характерные для вашей сердечной мышцы. Несмотря на то, что клетки могут быть самыми разными, в основном они представляют собой компартменты, окруженные мембранами определенного типа.

Внутри клетки (Канадский музей природы, видео)



Полезные ссылки

Энциклопедия.com:
http://www.encyclopedia.com/topic/centriole.aspx
Википедия:
http://en.wikipedia.org/wiki/Centriole
Encyclopædia Britannica (Cell Division) :
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/101396/cell/37458/Cell-division

Определение и примеры клеток

— Биологический онлайн-словарь

Определение клетки

Клетка — это мембраносвязанная структура, которая встречается как функционально независимая единица жизни (например, в одноклеточных организмах, например.грамм. бактерии, простейшие и т. д.), или как структурная или фундаментальная единица в биологической ткани, специализированная для выполнения определенной функции в многоклеточных организмах (например, растениях и животных).

Определение клетки

В биологии клетка ([sɛl], множественное число: клетки) определяется как структурная, функциональная и биологическая единица всех организмов. Это автономная самовоспроизводящаяся единица, которая может существовать как функционально независимая единица жизни (как в случае одноклеточного организма) или как субъединица в многоклеточном организме (например, у растений и животных), которая выполняет особая функция в тканях и органах.

Этимология: Термин «клетка» произошел от латинского «целла», «целюла», что означает «маленькая комната».

ПРОЧИТАЙТЕ: Биологические клетки — Введение (Учебное пособие)

Типы клеток

Типы клеток могут быть разными. Например, на основании наличия четко определенного ядра клетка может быть эукариотической, или прокариотической. Клетки также можно классифицировать по количеству клеток, составляющих организм, т.е.е. «Одноклеточный», «многоклеточный» или «бесклеточный».

Прокариотическая клетка против эукариотической клетки

Эукариотическая клетка (слева) и прокариотическая клетка (справа). (Предоставлено: Science Primer Национального центра биотехнологической информации, изображение в открытом доступе)

Клетки можно разделить на два основных типа: прокариотических клеток (например, бактериальные клетки) и эукариотических клеток (например, клетки растений или животных. ). Основное различие между ними — четко определенное ядро, окруженное мембранной ядерной оболочкой, присутствующей только в эукариотических клетках.Помимо ядра, в эукариотических клетках есть и другие органеллы. Эти органеллы — митохондрии, пластиды, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Эти органеллы отсутствуют в прокариотических клетках. Несмотря на эти различия, прокариотические и эукариотические клетки имеют ряд общих черт: генетическая информация хранится в генах, белки служат их основным структурным материалом, рибосомы используются для синтеза белков, аденозинтрифосфат является основным источником метаболической энергии для поддержания различных клеточные процессы и клеточная мембрана, которая контролирует поток веществ в клетку и из нее.

Одноклеточные, многоклеточные и бесклеточные

Клетки можно использовать в качестве основы для описания организмов как одноклеточных или многоклеточных. Одноклеточные организмы — это те, которые имеют только одну клетку, то есть одноклеточные. Примеры — прокариоты и простейшие. Многоклеточные организмы — это те, которые обладают более чем одной клеткой. Примеры — растения и животные. Клетки многоклеточного организма могут иметь общие черты и функции.

Эти клетки, которые действуют как единое целое, составляют ткань . Основными типами тканей у животных являются эпителиальные ткани (или эпителий), нервная ткань, соединительная ткань, мышечная ткань и сосудистая ткань. У растений различные типы тканей — это эмбриональные или меристематические ткани (такие как апикальная меристема и камбий), постоянные ткани (например, эпидермис, пробка, трихома) и репродуктивные ткани (т.е. спорогенные ткани). Постоянные ткани могут быть дополнительно классифицированы на основных (например,грамм. паренхима, колленхима, склеренхима) и комплекс (например, ткани флоэмы и ксилемы). Ткани, которые работают в унисон для выполнения определенного набора функций, образуют биологический орган . И наоборот, термин « бесклеточный» относится к ткани, которая не состоит из клеток или не разделена на клетки. Примером бесклеточной ткани являются гифы некоторых грибов.

Структура клетки

Клетка представляет собой мембраносвязанную структуру, содержащую цитоплазму и цитоплазматические структуры.Клеточная мембрана состоит из двух слоев фосфолипидов со встроенными белками. Он отделяет содержимое клетки от внешней среды, а также регулирует то, что входит и выходит из клетки. Другой интересной особенностью клеточной мембраны является присутствие поверхностных молекул (например, гликопротеинов, гликолипидов и т. Д.), Которые действуют как «сигнатуры» клетки. У каждой клетки есть своя «подпись» или «маркер», которые, как считается, работают при распознавании клеток или в своего рода системе клеточной идентификации.Другие клетки имеют дополнительные защитные клеточные слои поверх клеточной мембраны, например клеточная стенка растений, водорослей, грибов и некоторых прокариот.

Жидкий компонент цитоплазмы, окружающей органеллы и другие нерастворимые цитоплазматические структуры в интактной клетке, где происходят самые разные клеточные процессы, называется цитозолем. Цитозоль состоит из воды, ионов (например, калия, натрия, хлорида, бикарбоната, магния и кальция) и различных биомолекул, таких как нуклеиновые кислоты, белки, липиды и углеводы.Ионов калия в цитозоле больше, чем в окружающей внеклеточной жидкости. Именно в цитозоле происходят многие метаболические реакции, например осморегуляция, генерация потенциала действия и передача сигналов клетками.

В эукариотических клетках клеточные органеллы представляют собой «маленькие органы» внутри клетки. Эти органеллы выполняют особые функции. Эукариотические клетки, которые осуществляют фотосинтез (например, клетки растений), будут иметь многочисленные пластиды, особенно хлоропласты (тип пластид, содержащий зеленые пигменты).Наличие хлоропластов — один из способов отличить растительную клетку от животной. Другие органеллы, которые можно найти как в клетках растений, так и в клетках животных, — это ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Ядро — это большая органелла, содержащая генетический материал (ДНК), организованный в хромосомы. Митохондрии считаются источником эукариотических клеток. Это потому, что это органелла, которая поставляет энергию, вырабатывая аденозинтрифосфат (АТФ) посредством клеточного дыхания.Эндоплазматический ретикулум представляет собой взаимосвязанную сеть уплощенных мешочков или канальцев, участвующих в синтезе липидов, углеводном обмене, детоксикации лекарств и прикреплении рецепторов к белкам клеточной мембраны. Он также участвует во внутриклеточном транспорте, таком как транспортировка продуктов (грубого эндоплазматического ретикулума) к другим частям клетки, таким как аппарат Гольджи. Аппарат Гольджи состоит из мембраносвязанных стопок. Он участвует в гликозилировании, упаковке молекул для секреции, транспортировке липидов внутри клетки и возникновении лизосом.

Другие цитоплазматические структуры не рассматриваются в других источниках как «органеллы», потому что они связаны только одной мембраной в отличие от вышеупомянутых органелл, которые являются двухмембранными. Например, лизосомы и вакуоли в некоторых источниках рассматриваются не как органеллы, а как цитоплазматические структуры на основании вышеизложенного. Лизосомы представляют собой одинарные мембраны, содержащие различные пищеварительные ферменты, и, таким образом, участвуют во внутриклеточном пищеварении. Вакуоли, в свою очередь, представляют собой мембраносвязанные везикулы, участвующие во внутриклеточной секреции, экскреции, хранении и пищеварении.Точно так же рибосомы представляют собой не органеллы, а цитоплазматические структуры.

Прокариотическая клетка лишена типичных мембраносвязанных органелл, присутствующих в эукариотической клетке. Тем не менее, он может обладать некоторыми органеллярными структурами , такими как карбоксисома (отсек белок-оболочка для фиксации углерода у некоторых бактерий), хлоросома (светособирающий комплекс зеленых серных бактерий) и магнитосома . (содержится в магнитотактических бактериях) и тилакоид (в некоторых цианобактериях).У него также есть нуклеосома, которая представляет собой не двухмембранную структуру, а область в прокариотической клетке, содержащую ядерный материал.

Митохондрии и пластиды имеют свою собственную ДНК (называемую внеядерной ДНК, чтобы отличить ее от ДНК, обнаруженной внутри ядра). Эти органеллы полуавтономны. Из-за этого предполагается, что они произошли от эндосимбиотических бактерий (согласно теории эндосимбиотиков).

Клеточный цикл

Клеточный цикл относится к последовательности роста и деления клетки.По сути, клеточный цикл включает дублирование ДНК посредством репликации ДНК, и это приводит к делению родительской клетки с образованием двух дочерних клеток. Эти процессы необходимы для роста, репликации и деления клеток. У эукариот клеточный цикл состоит из серии биологических событий, а именно фазы покоя , , интерфазы , деления клетки , . Во время фазы покоя ячейка находится в неактивном, нецикличном состоянии. Интерфаза — это та фаза клеточного цикла, на которой клетка затем увеличивается в размерах, ее ДНК реплицируется и делает копию ДНК клетки, чтобы подготовиться к следующему делению клетки.Промежуточная фаза состоит из трех стадий: G1 , S фаза и G2. Заключительный этап — деление клеток.

Деление клеток

Деление клеток — это процесс, в котором родительская клетка делится, давая начало двум или более дочерним клеткам . Это жизненно важный клеточный процесс, поскольку он способствует росту, восстановлению и размножению. У эукариот деление клеток может происходить в форме митоза или мейоза.В митозе в результате образуются две генетически идентичные клетки. В мейозе результатом являются четыре генетически неидентичные клетки.

Рост и метаболизм клеток

Клетки после деления будут расти. Рост клетки обеспечивается метаболизмом. Метаболизм можно разделить на две категории: катаболизм и анаболизм. Катаболизм включает серию деструктивных химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы, обычно высвобождая при этом энергию. Анаболизм включает последовательность химических реакций, которые создают или синтезируют молекулы из более мелких единиц, обычно требуя ввода энергии (АТФ) в процессе. Таким образом, биомолекулы, такие как нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды, производятся, хранятся и разлагаются внутри клетки. Например, местом биосинтеза ДНК и мРНК является ядро. Белки, в свою очередь, синтезируются рибосомами. Синтез липидов происходит в эндоплазматическом ретикулуме.

Подвижность

Некоторые клетки имеют специализированные структуры, участвующие в движении.Жгутики, например, представляют собой длинные, тонкие, нитевидные, напоминающие хлыст отростки, которые позволяют перемещаться за счет толчка. Некоторые жгутики используются не для движения, а для передачи ощущений и сигналов, например палочка фоторецепторных клеток глаза, обонятельных рецепторных нейронов носа, киноцилии в улитке уха. Реснички — это волосовидные выступы на поверхности некоторых клеток. Реснички обычно бывают двух видов: подвижные реснички (для передвижения) и неподвижные реснички (для сенсорных). Примерами тканевых клеток с ресничками являются эпителий, выстилающий легкие, который уносит жидкости или частицы.Примерами организмов, у которых есть реснички, являются простейшие, которые используют их для передвижения.

Исследования

Клеточная биология (или цитология) — это научное исследование клеток. Роберт Гук был назван первым, кто открыл клетки в 1665 году. Маттиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн были первыми, кто сформулировал теорию клеток в 1839 году.

Связанные термины

См. Также

Ссылки и дополнительная литература

  1. казилек. (2009, 27 сентября).Детали ячеек | Спросите биолога. Получено с веб-сайта Asu.edu: https://askabiologist.asu.edu/cell-parts
  2. Домашний справочник по генетике. (2019). Что такое клетка? Получено с веб-сайта Genetics Home Reference: https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/cell
  3. КЛЕТКИ II: КЛЕТОЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ. (2019). Получено с веб-сайта Estrellamountain.edu: https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookCELL2.html
  4. ЗАМЕТКИ КЛЕТКИ И ОРГАНЕЛЛЫ. (2019). Получено с Edu.pe.веб-сайт ca: http://www.edu.pe.ca/gray/class_pages/rcfleming/cells/notes.htm
  5. Структура и функции клеток. (2019). Получено с веб-сайта Msu.edu: https://msu.edu/~potters6/te801/Biology/biounits/cellstructure&function.htm

© Biology Online. Контент предоставлен и модерируется редакторами Biology Online.

Следующий

Клеточная биология | О Bioscience

Ссылки по теме
http: //www.ascb.org / educationresources /

Американское общество клеточной биологии

http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/cell_bio.html

Клеточная биология: клеточные структуры и функции

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/

Что такое клетка? Национальный центр биотехнологической информации

http://scorescience.humboldt.k12.ca.us/fast/teachers/Internauts/teacherpage.htm

Страница учителя Cell City

Клеточная биология — это академическая дисциплина, изучающая основную единицу живых существ, клетки.Клетки представляют собой наименьшую независимо функционирующую единицу в структуре организма и обычно состоят из ядра, окруженного цитоплазмой и окруженного мембраной. Клеточная биология изучает на микроскопическом и молекулярном уровнях физиологические свойства, структуру, органеллы (например, ядра и митохондрии), взаимодействия, жизненный цикл, деление и смерть этих основных единиц организмов. Исследования клеточной биологии охватывают как большое разнообразие одноклеточных организмов, таких как бактерии, так и многие специализированные клетки многоклеточных организмов, таких как животные и растения.

Область клеточной биологии традиционно фокусируется на вопросах, касающихся того, как различные органеллы работают и работают вместе, как регулируются эти клеточные процессы и как различные клетки внутри организма взаимодействуют друг с другом. Понимание состава клеток и того, как они работают, является фундаментальным для всех биологических и медицинских наук. Изучение сходства и различий между типами клеток особенно важно для областей клеточной и молекулярной биологии, потому что принципы, извлеченные из изучения одного типа клеток, могут быть обобщены на другие типы клеток.Исследования в области клеточной биологии тесно связаны с генетикой, биохимией, молекулярной биологией и биологией развития.

Структуры и функции клетки часто сравнивают с аналогичной деятельностью в типичном городе. Митохондрии — это энергетические растения клетки, хлоропласты растений — это солнечные электростанции, хромосомы содержат оригинальные чертежи города, эндоплазматический ретикулум представляет собой систему дорог, аппарат Гольджи — почтовое отделение, а ядро ​​- мэрия. Однако белки участвуют практически во всех функциях клеточного города — другими словами, они являются кирпичиками и древесиной, посыльными, копировальными машинами, переработчиками отходов и многим другим.Каждая клетка обычно содержит сотни различных видов белков, которые действуют вместе, чтобы формировать поведение клетки. Важной частью клеточной биологии является исследование молекулярных механизмов, с помощью которых белки перемещаются в разные места внутри клеток или секретируются из клеток.

Большинство белков синтезируется рибосомами в цитоплазме. Этот процесс также известен как биосинтез белка или трансляция белка . Некоторые белки, например те, которые должны быть включены в мембраны (мембранные белки), транспортируются в эндоплазматический ретикулум (ER) во время синтеза и далее обрабатываются в аппарате Гольджи.Из Гольджи мембранные белки могут перемещаться к плазматической мембране или в другие субклеточные компартменты, либо они могут секретироваться из клетки. Через эти компартменты происходит регулярное движение белков. Резидентные белки ER и Гольджи связываются с другими белками, но остаются в своих соответствующих компартментах. Другие белки проходят через ЭПР и Гольджи к плазматической мембране.

Большая часть генетической информации в клетке находится в ядре и в хромосомах (митохондрии также несут некоторую собственную ДНК).Изучение микроскопически видимых стадий деления клеток во время митоза и мейоза обычно считается частью клеточной биологии, в то время как фактическая субмикроскопическая активность репликации ДНК и синтеза белка считается частью молекулярной биологии.

Поддисциплины клеточной биологии

Активный и пассивный транспорт

Это движение молекул внутрь и из клеток.

Клеточная адгезия

Так удерживаются вместе клетки и ткани.

Отделение клеток

Это исследование того, как клетки размножаются.

Сигнализация ячейки

Это регуляция клеточного поведения с помощью молекулярных сигналов извне клетки.

Клеточный метаболизм

Это процессы, связанные с созданием и расходованием энергии.

Связанные дисциплины

Биохимия

Это исследование химических процессов и превращений в живых организмах.

Биология развития

Это исследование процессов, посредством которых организмы растут и развиваются.

Генетика

Это наука о генах, наследственности и изменчивости организмов.

Молекулярная биология

Это исследование взаимодействий молекул между различными системами клетки, включая взаимосвязь ДНК, РНК и синтеза белка, а также то, как эти взаимодействия регулируются.

Структурная биология

Это исследование архитектуры и формы биологических макромолекул, в частности белков и нуклеиновых кислот, и того, что заставляет их иметь те структуры, которые они имеют.

Что такое клеточная биология?

Клеточная биология — это раздел биологии, изучающий основную единицу жизни — клетку. Он касается всех аспектов клетки, включая анатомию клетки, деление клетки (митоз и мейоз) и клеточные процессы, включая клеточное дыхание и гибель клеток. Клеточная биология не является отдельной дисциплиной, но тесно связана с другими областями биологии, такими как генетика, молекулярная биология и биохимия.

Ключевые выводы

  • Как следует из названия, клеточная биология занимается изучением клетки, основной единицы жизни.
  • Есть два типа клеток: прокариотические и эукариотические клетки. Прокариоты не имеют определенного ядра, в отличие от эукариот.
  • Изобретение микроскопа сыграло решающую роль в способности ученых правильно изучать клетки.
  • Ряд профессий, таких как клинический исследователь, врач или фармаколог, открыты для тех, кто изучал клеточную биологию.
  • В клеточной биологии произошло много важных событий. От описания Гук пробковой клетки в 1655 году до индуцированного развития плюрипотентных стволовых клеток, клеточная биология продолжает увлекать ученых.

Основываясь на одном из основных принципов биологии, теории клеток, изучение клеток было бы невозможным без изобретения микроскопа. С помощью современных микроскопов, таких как растровый электронный микроскоп и просвечивающий электронный микроскоп, клеточные биологи могут получать подробные изображения мельчайших клеточных структур и органелл.

Что такое клетки?

Все организмы содержат клетки.
Viaframe / Corbis / Getty Images Plus

Все живые организмы состоят из клеток.Некоторые организмы состоят из триллионов клеток. Есть два основных типа клеток: эукариотические и прокариотические клетки. Эукариотические клетки имеют определенное ядро, в то время как прокариотическое ядро ​​не определено и не содержится в мембране. Хотя все организмы состоят из клеток, эти клетки различаются между организмами. Некоторые из этих различных характеристик включают клеточную структуру, размер, форму и содержание органелл. Например, клетки животных, бактериальные клетки и клетки растений имеют сходство, но они также заметно отличаются.Клетки имеют разные способы размножения. Некоторые из этих методов включают бинарное деление, митоз и мейоз. Клетки содержат генетический материал (ДНК) организмов, который обеспечивает инструкции для всей клеточной активности.

Почему клетки движутся?

Движение клеток необходимо для выполнения ряда клеточных функций. Некоторые из этих функций включают деление клеток, определение формы клеток, борьбу с инфекционными агентами и восстановление тканей. Внутреннее движение клетки необходимо для транспортировки веществ в клетку и из клетки, а также для перемещения органелл во время деления клетки.

Карьера в области клеточной биологии

Обучение в области клеточной биологии может привести к различным карьерным путям. Многие клеточные биологи — ученые-исследователи, которые работают в промышленных или академических лабораториях. Другие возможности включают:

  • Специалист по культуре клеток
  • Аудитор клинического качества
  • Клинический исследователь
  • Инспектор по продуктам питания и лекарствам
  • Промышленный гигиенист
  • Врач
  • Медицинский иллюстратор
  • Медицинский писатель
  • Патолог
  • Фармаколог
  • Физиолог
  • Профессор
  • Специалист по контролю качества
  • Технический писатель
  • Ветеринар

Значительные события в клеточной биологии

На протяжении всей истории было несколько значительных событий, которые привели к развитию области клеточной биологии в том виде, в котором она существует сегодня.Ниже приведены некоторые из этих важных событий:

  • 1655 — Роберт Гук дает первое описание клетки пробкового дерева.
  • 1674 — Левенгук рассматривает простейшие.
  • 1683 — Левенгук изучает бактерии.
  • 1831 — Роберт Браун первым определил ядро ​​как важный компонент клетки.
  • 1838 — Шлейден и Шванн вводят то, что впоследствии стало теорией клетки.
  • 1857 — Колликер описывает митохондрии.
  • 1869 — Miescher впервые выделяет ДНК.
  • 1882 — Кок идентифицирует бактерии.
  • 1898 — Гольджи открывает аппарат Гольджи.
  • 1931 — Ruska создает первый просвечивающий электронный микроскоп.
  • 1953 — Уотсон и Крик предлагают структуру двойной спирали ДНК.
  • 1965 — Выпуск первого промышленного сканирующего электронного микроскопа.
  • 1997 — Клонирована первая овца.
  • 1998 — Мыши клонированы.
  • 2003 — Завершена предварительная версия последовательности ДНК генома человека.
  • 2006 — Клетки кожи взрослых мышей перепрограммированы в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПС).
  • 2010 — Нейроны, сердечная мышца и клетки крови, созданные непосредственно из перепрограммированных взрослых клеток.

Типы ячеек

Человеческое тело состоит из множества различных типов клеток. Эти клетки различаются по структуре и функциям и подходят для той роли, которую они выполняют в организме. Примеры клеток в организме включают: стволовые клетки, половые клетки, клетки крови, жировые клетки и раковые клетки.

Клеточная биология — органеллы, циклы и деление, сигналы и методы

Органеллы, циклы и деление, сигналы и методы

В качестве суб-дисциплины биологии клеточной биологии является
занимается изучением структуры и функций клеток.Таким образом, это
может объяснить структуру разных типов ячеек, типов ячеек
компоненты, метаболические процессы клетки, жизненный цикл клетки и передача сигналов
пути, чтобы назвать несколько.

Здесь мы рассмотрим некоторые из основных областей клеточного
биология, включая некоторые из используемых инструментов.


Теория клеток — основной принцип в биологии
его сформулировали Тодор Шванн, Матиас Шлейден и Рудольф Вирхов.

Согласно теории клеток:

  • Все живые существа
    (организмы) состоят из клеток
  • Клетка является основной единицей
    жизни
  • Живые клетки происходят из
    существующие / живые клетки

Недавно теория была изменена, чтобы включить
следующие идеи:

  • Поток энергии имеет место
    внутри ячеек
  • Передается информация о наследственности
    из одной ячейки в другую
  • Все ячейки имеют одинаковые
    основной химический состав

Клеточная биология — Клетка


Клетка — это основная единица жизни.Это просто
означает, что клетка — самая маленькая единица живого существа. Хотя некоторые организмы
состоят только из одной клетки (бактерии, дрожжи и т. д.), другие же
многоклеточные организмы, состоящие из множества
клетки.

Хотя есть явная разница между одноклеточными и многоклеточными
организмов, некоторые организмы могут перейти от одноклеточных организмов к
многоклеточные организмы при определенных условиях.

Хорошим примером этого является
слизистая плесень, которая имеет тенденцию переходить в многоклеточный организм при стрессе
условия.Однако их просто описывают как частично
многоклеточный. Следовательно, клетка является основным строительным блоком любого организма.

В многоклеточном организме клетки специализированы, что означает, что они имеют
дифференцированный для выполнения данных функций.

Ниже приведены примеры специализированных
клетки:

сперматозоиды — сперматозоиды служат для оплодотворения женской яйцеклетки
сформировать зародыш.

Красные кровяные тельца — Красные клетки содержат
молекула белка, известная как гемоглобин, и служит для транспортировки кислорода ко всем частям
тела и изгоняют углекислый газ из организма.

Белые кровяные тельца — Есть разные
типы лейкоцитов, которые служат для защиты организма от болезней, вызывающих
организмы.

— Базофилы, лимфоциты, нейтрофилы, моноциты, эозинофилы

Кардиомиоциты — это клетки сердечной мышцы, которые составляют
сердечная мышца.

Нервные клетки (нейроны) — Это клетки
нервная система, передающая информацию в разные части тела и из них
(информация передается в виде электрических и химических сигналов).См. Также Сенсорные клетки.


Любая данная ячейка будет состоять из трех основных компонентов.

К ним относятся:

Клеточная стенка

Клеточная стенка представляет собой сложную высокоорганизованную структуру, определяющую форму растительной клетки (она также встречается у бактерий, грибов, водорослей и архей).

Помимо определения формы растительных клеток, клеточная стенка выполняет несколько других функций, которые включают поддержание структурной целостности клетки, действие линии защиты от множества внешних факторов, а также размещение различных каналов и пор. и рецепторы, регулирующие различные функции клетки.Таким образом, это многофункциональная структура в клетках растений, которая также способствует росту растений.

См. Биология растений.

Клеточная мембрана

Также известная как плазматическая мембрана, клетка
мембрана — это билипидный мембранный слой (это двухмембранная структура)
который также состоит из белков и углеводов. Эта текучая структура
окружает ячейку, таким образом, содержащую ее содержимое.

Это также
селективно проницаемый, что означает, что он позволяет использовать только определенные материалы
(питательные вещества и минералы и т. д.), которые проходят через клетку.Клетка
мембрана также защищает клетку и обеспечивает стабильность.

Ядро

Ядро можно охарактеризовать как самое большое
органелла клетки. Само ядро ​​окружено двойной мембраной.
(ядерная оболочка) и содержит генетическую информацию (гены), что делает его
центр управления ячейкой. Таким образом, он контролирует метаболизм клеток.
и размножение.

Цитоплазма

Цитоплазма представляет собой жидкий матрикс (желеобразный)
находится внутри клетки (вне ядра).Различные виды
органеллы и минералы (соли) взвешены в этом постоянно текущем потоке.
жидкость. Цитоплазма не только содержит все клеточные органеллы, но и помогает
сохранить форму клетки.

Клеточные органеллы могут быть описаны как клеточные
субъединицы, специализирующиеся на выполнении определенных функций внутри клетки. Есть
различные типы органелл в клетках, которые выполняют заданные функции.

The
Ниже приведены некоторые органеллы, которые можно найти в клетке (за исключением
клеточная мембрана, цитозоль и ядро, упомянутые выше):

Митохондрии — Митохондрии представляют собой органеллы в форме стержней
и сайты синтеза АТФ.Митохондрии также окружены двойным
мембрана (внутренняя мембрана сильно загнута, образуя кристы).

Это
органеллу обычно называют генератором энергии, поскольку она преобразует
кислород и питательные вещества превращаются в химическую энергию, известную как АТФ (аденозинтрифосфат)
который обеспечивает энергию, необходимую для различных видов деятельности клетки.

Апарт
митохондрия также участвует в процессе синтеза АТФ.
самоуничтожение клетки в процессе, известном как апоптоз.

Рибосомы — обнаружены в цитоплазме и на поверхности шероховатой эндоплазмы
reticulum рибосомы состоят из РНК и белков. Их можно описать как
«клеточные фабрики», учитывая, что они несут ответственность за синтез
белковых молекул.

Лизосомы — Это мешковидные структуры, окруженные
мембрана (одинарная мембрана). Лизосомы содержат пищеварительные ферменты, которые
отвечает за расщепление белков, липидов и нуклеиновых кислот.Кроме того,
лизосомы также участвуют в удалении молекул отходов, а также
рециклинг молекулярных субъединиц.

Тело Гольджи — Это уплощенные структуры в ячейке
отвечает за временное хранение белка в клетке.

Вакуоли — Вакуоли также заключены в мембрану и служат для хранения
такие материалы, как еда, вода, минералы и отходы среди прочего.

Некоторые другие
органеллы включают:


Клеточный цикл относится к последовательности в активно
делящиеся клетки, где клетки проходят несколько стадий, прежде чем в конечном итоге
разделение.

Стадии клеточного цикла включают:

  • Две фазы перерыва (G1 и G2)
  • Фаза S (синтез)
  • Фаза M

В GI происходят метаболические изменения.
подготовка клетки к процессу деления. В данной точке, известной как
точка ограничения, клетка совершает деление клетки и переходит к следующему
фаза.

S — S-фаза включает синтез ДНК. это
на этом этапе репликация генетического материала начинается с каждого из
хромосома, имеющая двух хроматических сестер.

G2 — На этом этапе происходит обмен веществ.
изменения, которые собирают необходимые цитоплазматические материалы для митоза
процесс и расщепление материнской клетки.

M — Фаза M — это место, где происходит ядерное подразделение
с последующим делением клетки.

У большинства животных клетки могут делиться митозом или
мейоз. Хотя эти два процесса приводят к производству новых клеток, они
разные и производят разные дочерние клетки.


Митоз

Митоз — это тип деления клеток, которое происходит
во всех соматических клетках. Это типы клеток, из которых состоит тело
ткани (кроме гамет / половых клеток). Следовательно, первостепенная роль митоза
рост и замена изношенных клеток.

По сути, митоз приводит к образованию диплоидных клеток
от одной клетки. Здесь копируется хромосома с последующим разделением
копии на разных сторонах ячейки, прежде чем ячейка в конечном итоге разделится на
два.В конце концов, каждая из новых клеток имеет копию хромосомы.

Подробнее о хромосомах.

Митоз имеет 5 основных фаз, которые включают:

Интерфаза — Здесь цепь ДНК реплицируется / копируется в
производят так называемую двухвалентную хромосому (состоящую из двух хроматид или
Нити ДНК, которые являются точными копиями друг друга). На межфазной стадии
новая нить прикрепляется к исходной в точке, известной как центромера.

Профаза — Это вторая стадия митоза.Здесь двухвалентный
хромосомы, образующиеся во время интерфазной конденсации, образуют плотные упаковки.

Метафаза — Это третья стадия, на которой каждая хромосома выстраивается в линию.
в центре клетки. Мембрана ядра уже начала растворяться
с каждым из митотических веретен, прикрепляющихся к каждому из
хроматиды. Здесь кажется, что хроматиды растягиваются в сторону
любой полюс клетки.

Анафаза — Во время анафазы, четвертой стадии митоза, хроматиды
прикрепленные к веретенам разделены (хроматиды разделены
со своих копий) и тянули к обеим сторонам камеры.Это приводит к двум
группы одновалентных хромосом.

Телофаза — В конце анафазы начинается другая стадия, когда ядерная
мембраны начинают формироваться вокруг двух сформированных групп хромосом. В
волокна веретена, прикрепленные к хроматидам, разбираются. Здесь
хромосомы также конденсируются.

В конце концов, цитоплазма делится / расщепляется с клеткой
мембрана формируется на каждой из двух дочерних клеток. Этот процесс известен как
цитокинез. Каждая из новых ячеек
имеет 46 моновалентных хромосом и генетическую информацию, идентичную
Другой.

При митозе важно, чтобы
генетическая информация копируется при формировании новых клеток. Это потому, что хромосомы
иметь всю информацию о функциях клетки.

Успешно
копирование информации в новые ячейки гарантирует, что новая ячейка функционирует
правильно. В случае возникновения проблемы новая ячейка не сможет
чтобы выполнять свою функцию так, как должно быть. Это приведет к осложнениям
в зависимости от функции клетки.


Мейоз

В отличие от митоза, мейоз производит гаплоидные клетки.

Диплоид — Две новые дочерние клетки из исходной клетки с такими же
количество хромосом.

Гаплоид — При мейозе (редуктивный тип деления клеток) возникающий
в клетках будет меньше хромосом.

Стадии

Мейоз также отличается от митоза тем, что
Есть две фазы деления клеток.Это мейоз I и мейоз II.

Профаза 1 — Здесь пара и обмен гомологичных хромосом
ДНК образуют рекомбинантные хромосомы. Этот этап заканчивается волокнами веретена.
начинает формироваться, чтобы прикрепиться к хромосомам.

Метафаза 1 — Двухвалентные хромосомы образуют двойной ряд
прикрепив к веретену волокна.

Анафаза 1 — Гомологичные хромосомы (в каждом биваленте)
разделяются и переходят к противоположным полюсам ячейки.

Телофаза 1 — При разделении хромосом
ядерная мембрана начинает формироваться вокруг двух групп хромосом. Этот
за ним следует цитокинез, при котором клетка расщепляется с образованием двух новых клеток. Это
снова последовал мейоз II. Мейоз II следует тому же процессу, что и мейоз I.
Однако это уменьшает вдвое количество хромосом.

* Мейоз — важный процесс, который приводит к
генетическое разнообразие.

В чем разница между мейозом и митозом?


Все ячейки происходят из одной ячейки (одна
оплодотворенная яйцеклетка).При клеточной дифференцировке клетки становятся специализированными как тело.
развивается. Помимо единственной исходной клетки (оплодотворенной яйцеклетки), стволовая
ячейки также неспециализированные. Однако при определенных условиях они могут
дифференцируются, чтобы стать специализированными клетками, которые выполняют определенные функции.

Хотя дифференцированные соматические клетки отличаются тем, что они выполняют
разные функции, они содержат один и тот же геном. Однако разные типы
клеток экспрессируют только некоторые из этих генов, что приводит к морфологическим и физиологическим различиям между
их.

Клеточная биология — передача сигналов / передача сигналов


В клетках передача сигналов включает
передача молекулярных сигналов. Это особенно заметно снаружи.
клетка в ее внутреннюю часть для соответствующего клеточного ответа. Сигналы (биохимические
изменения) могут происходить либо из среды, в которой находится клетка, либо из других
клетки, которые вызывают изменения.

Клетки имеют рецепторы на поверхности клетки,
который получает сигнал, требующий ответа. Чтобы ответ состоялся,
сигнал должен передаваться через клеточную мембрану.

Некоторые из распространенных внутриклеточных мессенджеров
включают:

  • цАМФ,
  • цГМФ,
  • оксид азота,
  • липиды
  • ионы Ca2 +

Передача клеточных сигналов очень важна, учитывая, что это
помогает контролировать и поддерживать нормальные физиологические процессы в организме.
Различные процессы передачи сигналов приведут к различным ответам, включая клеточные
дифференциация, разрастание клеток, а также метаболизм среди прочего.

Методы клеточной биологии


Клеточная биология в основном занимается изучением структуры и функций клеток (морфологических и физиологических).По этой причине необходимо использовать ряд методов.

Некоторые из основных методов клеточной биологии включают:

  • Культура тканей / культура клеток
  • Микроскопическая визуализация
  • Окрашивание

Клетки и ткани можно культивировать с использованием
сложные медиа. С клетками и тканями более сложных организмов культура
СМИ должны быть более сложными, чтобы обеспечивать ту же среду, что и
среда, из которой была получена клетка / ткань.

Что касается ткани, то
процесс культивирования также позволяет получать отдельные клетки из ткани
под вопросом для дополнительных исследований.

Для процесса культивирования необходимо следующее:

  • Твердая среда — Агаровая среда
  • Среда для выращивания — Это
    содержит питательные вещества, такие как аминокислоты, витамины, соли, глюкоза и рост
    факторы среди прочего.

Культивирование клеток является важным методом
что он позволяет использовать только образец (клетки или ткань), чтобы узнать больше
о клетках без необходимости использовать организм в целом. Это также
дает ученым прекрасную возможность изучать клетки при различных
условия.

См. Также: Культура клеток

Микроскопы использовались с 1670-х годов для наблюдения
клетки. Сегодня микроскопы стали незаменимым инструментом в клеточной биологии. Сегодня существует гораздо больше методов микроскопии, которые позволили лучше рассмотреть клетки.

В последние годы мир микроскопии
опытные достижения в технологиях визуализации, позволяющие увеличивать количество
информации для микроскопического анализа.

Некоторые из наиболее распространенных методов, используемых в клетках
biology включают:

Окрашивание идет рука об руку с микроскопией.Хотя окрашивание может рассматриваться как важная часть микроскопии, окрашивание
сам по себе очень полезен в клеточной биологии. Это позволяет увеличить контраст
что, в свою очередь, позволяет ученым ясно видеть различные части клетки.

Хотя окрашивание очень полезно, когда дело доходит до просмотра образца под
микроскоп, его нельзя использовать, когда ученый хочет наблюдать живые клетки.

Заключение


Клеточная биология — важная дисциплина, имеющая
позволяет просматривать и изучать клетки уже несколько десятилетий.Стало особенно
важно дифференцировать и определять разные типы клеток, клетки
процессы, а также понимание различных болезней и недугов, связанных
с неисправной ячейкой.

С развитием различных методов клеточной биологии,
становится легче узнать больше о клетках и клеточных процессах для
эффективное вмешательство при необходимости.


Подробнее о клетках:

Эукариоты — клеточная структура и различия

Прокариоты — клеточная структура и различия

Протисты — открытие Kingdon Protista в микроскопии

Диатомовые водоросли — Классификация и характеристики грибов

908 Микроскоп, тип Aspergillus

Водоросли — размножение, идентификация и классификация

Простейшие — анатомия, классификация, жизненный цикл и микроскопия

Бактерии — морфология, типы, среда обитания, изучение анаэробов, определение характеристик, примеры, археи

Археи и классификация

Каковы функции липидов, белков и липосахаридов на клеточной мембране?

Узнайте о пассивной диффузии против активного транспорта

Взгляните на апоптоз

Узнайте о серотипах и антигенах

Дополнительная информация о одноклеточных организмах — обсуждение бактерий, простейших, грибов, водорослей и архей — здесь

и развитие многоклеточных организмов Процессы и взаимодействия

Связанные и интересные статьи:

Окрашивание по Граму — цель, процедура и подготовка

Окрашивание эндоспор — понимание определений, методов и процедур

Окрашивание капсул — определения, методы и процедуры по микробиологической информации

Информация по цитохимии.

Ознакомьтесь с экспериментами с микроскопом для начинающих.

И более продвинутые микроскопические эксперименты, такие как трихомы и микроскопия, паразиты под микроскопом, костная ткань под микроскопом, культура ткани

В чем разница между клеткой растения и клеткой животного?

В чем разница между микробиологией и биохимией?

Возвращение из клеточной биологии в MicroscopeMaster Research Home

Ссылки

Хаусман, Джеффри М.Купер, Роберт Э. (2000).
«Сигнальные молекулы и их рецепторы».

Карл-Герман Нойман и Джафаргхоли Имани,
Ашвани Кумар (2009) Подразделение клеток, рост клеток, дифференциация клеток.

Лодиш, Харви (2013). Молекулярная клеточная биология.

Шай Шахам (2006) Методы клеточной биологии.

Ссылки

http://www.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *