ЖИВОТНАЯ КЛЕТКА: ЧАСТИ, ФУНКЦИИ, ОРГАНЕЛЛЫ [С ИЛЛЮСТРАЦИЯМИ] - БИОЛОГИЯ - 2025

Клеток животных является типом эукариотической клетки , что все животные в биосфере состоит из, как крошечных тех , которые мы не можем видеть и простейших, так как они являются микроскопическими, как киты и слоны, которые являются колоссальными млекопитающими.

Тот факт, что клетки животных являются эукариотическими клетками, подразумевает, что у них есть внутриклеточные органеллы, которые отделены от остальных цитозольных компонентов благодаря наличию липидных мембран, и, кроме того, это означает, что их генетический материал заключен в специализированную структуру, известную как ядро.

Схема животной клетки и ее частей (Источник: Алехандро Порто через Wikimedia Commons) Клетки животных представляют собой большое разнообразие органелл, погруженных во внутреннюю часть клетки. Некоторые из этих структур также присутствуют в его аналоге: растительной клетке. Однако некоторые из них уникальны для животных, например центриоли.

Этот класс клеток очень разнообразен с точки зрения формы и функций, что легко увидеть при наблюдении и детализации любой ткани животного происхождения под микроскопом. Подсчитано, что существует в среднем 200 различных типов клеток животных.

Характеристики животной клетки

- Так же, как это верно для клеток растений, бактерий и других клеточных организмов, клетки животных представляют для животных основные структурные блоки , составляющие их тела.

- Это эукариотические клетки , то есть их наследственный материал заключен в мембрану внутри цитозоля.

- Это гетеротрофные клетки , что означает, что они должны получать энергию для выполнения своих функций из окружающей их среды.

- Они отличаются от клеток растений и многих бактерий тем, что у них нет жесткой клеточной стенки, которая защищает их от сильно меняющихся условий окружающей среды.

- Подобно некоторым «низшим» растениям, клетки животных имеют структуры, называемые « центросомами », состоящие из пары « центриолей », которые участвуют в делении клеток и организации микротрубочек цитоскелета.

Вот анимация клетки человека и животного, на которой легко видно ядро:

Органеллы животной клетки и их функции

Если бы читатель наблюдал за животной клеткой через микроскоп, с первого взгляда, присутствие структуры, которая отделяет некоторый объем от окружающей среды, вероятно, бросится в глаза.

Внутри этой структуры можно увидеть вид жидкости, в которой находится более плотная и непрозрачная сфера. Таким образом, плазматическая мембрана , цитозоль и ядро клетки , возможно, являются наиболее очевидными структурами.

Увеличение под микроскопом 430 раз. Вы можете увидеть ядро ​​с генетическим материалом и различными органеллами, такими как эндоплазматический ретикулум. Jlipuma1 Необходимо будет увеличить увеличение объектива микроскопа и обратить особое внимание на то, что наблюдается, чтобы проверить наличие многих других органелл, встроенных в цитозоль рассматриваемой клетки.

Если бы вам пришлось составить список различных органелл, составляющих цитозоль «средней» животной клетки, такой как гипотетическая клетка, на которую читатель смотрит под микроскопом, это выглядело бы примерно так:

- Плазма и органелларная мембрана

- Цитозоль и цитоскелет

- Ядро

- ядрышко

- Эндоплазматический ретикулум

- Аппарат Гольджи

- лизосомы

- Пероксисомы

- Центросомы

- Митохондрии

- Реснички и жгутики

Клетка или плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана указана в правом нижнем углу.

Мембраны, без сомнения, являются одной из самых важных структур не только для существования клеток животных, но также для клеток растений, бактерий и архей.

Плазматическая мембрана выполняет трансцендентную функцию отделения клеточного содержимого от окружающей среды, служа, в свою очередь, барьером избирательной проницаемости, так как она связана с определенными белками, которые опосредуют переход веществ от одной стороны клетки к другой. сам.

Органелларные мембраны

Мембраны, окружающие внутренние органеллы (органеллярные мембраны), позволяют разделить различные компартменты, из которых состоят клетки, включая ядро, что позволяет каким-то образом «оптимизировать» ресурсы и разделить внутренние задачи.

Состав и структура

Строение плазматической мембраны. Указывается внеклеточная среда, а нижняя часть - внутриклеточная среда.

Все биологические мембраны, включая мембраны клеток животных, состоят из липидных бислоев, которые организованы таким образом, что жирные кислоты липидных молекул обращены друг к другу в «центре» бислоя, а головки полярные «смотрят» в сторону окружающей их водной среды (внутри- и внеклеточно).

Структурные и молекулярные характеристики липидов, из которых состоят мембраны клеток животных, во многом зависят от типа рассматриваемой клетки, а также от типа органелл.

И плазматическая мембрана животной клетки, и мембраны, окружающие ее органеллы, связаны с белками, которые выполняют разные функции. Они могут быть цельными (те, которые пересекают мембрану и прочно с ней связаны) или периферийными (которые связаны с одной из двух сторон мембраны и не пересекают ее).

Цитозоль и цитоскелет

Цитозоль представляет собой полужелевую среду, в которую упорядоченно встроены все внутренние компоненты клетки. Его состав относительно стабилен и характеризуется наличием воды и всех питательных веществ и сигнальных молекул, которые необходимы животной клетке для выживания.

Цитоскелет, с другой стороны, представляет собой сложную сеть белковых нитей, которая распределена и простирается по всему цитозолю.

Часть его функции - придать каждой клетке ее характерную форму, организовать ее внутренние компоненты в определенной области цитозоля и позволить клетке выполнять скоординированные движения. Он также участвует во многих внутриклеточных процессах передачи сигналов и коммуникации, жизненно важных для всех клеток.

Цитозольные нити

Цитоскелет: сеть нитчатых белков. Алиса Авелино Этот архитектурный каркас внутри клетки состоит из трех типов нитевидных белков, известных как промежуточные филаменты , микротрубочки и актиновые филаменты ; каждый со специфическими свойствами и функциями.

Промежуточные нити цитозоля могут быть нескольких типов: кератиновые нити, виментиновые нити и относящиеся к виментину и нейрофиламентам. По своей сути они известны как ядерные пластинки.

Микротрубочки состоят из белка, называемого тубулином, а у животных они образованы из структур, известных как центросомы ; в то время как актиновые филаменты состоят из белка, в честь которого они были названы, и представляют собой тонкие и гибкие структуры.

центросомах

Они являются основными центрами организации микротрубочек. Они расположены на периферии ядра при делении клетки и состоят из центриолей, соединенных под прямым углом, каждая из которых состоит из девяти триплетов микротрубочек, расположенных цилиндрически.

ядро

Ядро клетки (Источник: BruceBlaus. При использовании этого изображения во внешних источниках его можно цитировать как: Blausen.com staff (2014). «Медицинская галерея Blausen Medical 2014». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. via Wikimedia Commons) Это органелла, которая отличает прокариотические клетки от эукариот. Его основная функция - содержать внутри генетический материал (ДНК), тем самым контролируя практически все клеточные функции.

Внутри него происходят сложные процессы, такие как репликация ДНК во время деления клеток, транскрипция генов и важная часть обработки образующихся информационных РНК, которые экспортируются в цитозоль для трансляции в белки или для выполнения своих регуляторных функций. ,

Ядро окружено двойной мембраной, известной как ядерная оболочка , которая, как и плазматическая мембрана, представляет собой барьер селективной проницаемости, поскольку препятствует свободному прохождению молекул в обе стороны друг от друга.

Связь ядра с остальной частью цитозоля и его компонентами происходит через структуры ядерной оболочки, называемые комплексами ядерных пор , которые способны распознавать определенные сигналы или метки в молекулах, которые импортируются или экспортируются через их внутри.

Между двумя мембранами ядерной оболочки есть пространство, которое было названо перинуклеарным пространством, и важно отметить, что внешняя часть ядерной оболочки продолжается мембраной эндоплазматического ретикулума, соединяя перинуклеарное пространство с просветом последней органеллы. ,

Внутренняя часть ядра удивительно организована, что возможно благодаря существованию белков, которые функционируют как «нуклеоскелет», обеспечивающий ему некоторую структурную поддержку. Кроме того, хромосомы, в которых организована ядерная ДНК, расположены в определенных областях органеллы.

Ядрышка

Ядрышко или ядрышко вверху

Ядрышко находится внутри ядра и является местом, где происходят транскрипция и процессинг рибосомных РНК, а также сборка рибосом, которые являются структурами, ответственными за трансляцию информационных РНК в белковые последовательности.

Это не ядерная органелла, то есть она не окружена мембраной, она просто состоит из областей хромосом, в которых кодируются рибосомные гены, и белкового аппарата, отвечающего за их транскрипцию и ферментативный процессинг (в основном РНК-полимеразы). ,

Эндоплазматический ретикулум

Это своего рода «сеть» мешков или цистерн и канальцев, окруженная мембраной, которая является продолжением внешней мембраны ядерной оболочки. Некоторые авторы считают, что это самая крупная органелла большинства клеток, поскольку в некоторых случаях она может составлять до 10% клетки.

Если посмотреть под микроскопом, можно увидеть, что есть грубая эндоплазматическая сеть, а другая - гладкая. В то время как шероховатый эндоплазматический ретикулум имеет сотни рибосом, встроенных в его внешнюю поверхность (которые отвечают за трансляцию мембранных белков), гладкая часть связана с метаболизмом липидов.

Гладкий и шероховатый эндоплазматический ретикулум (Источник: OpenStax через Wikimedia Commons) Функция этой органеллы связана с обработкой и распределением клеточных белков, особенно тех, которые связаны с липидными мембранами, другими словами, она участвует в первая станция секреторного маршрута.

Это также один из основных сайтов гликозилирования белка, который представляет собой добавление углеводных фрагментов к определенным участкам пептидной цепи белка.

аппарат Гольджи

Комплекс или аппарат Гольджи - это еще одна органелла, специализирующаяся на обработке и распределении белков из эндоплазматического ретикулума до их конечных пунктов назначения, которыми могут быть лизосомы, секреторные везикулы или плазматическая мембрана.

Внутри него также происходит синтез гликолипидов и гликозилирование белков.

Следовательно, это комплекс, состоящий из уплощенных «мешков» или цистерн, покрытых мембраной, которые связаны с большим количеством транспортных пузырьков, которые отделяются от самих себя.

Он имеет полярность, поэтому распознаются цис-грань (ориентированная на эндоплазматический ретикулум) и транс-грань (где выходят везикулы).

Лизосомы

Лизосома разрушает материалы, попадающие в клетку, и перерабатывает внутриклеточные материалы. Шаг 1. Материал, который попадает в пищевую вакуоль через плазматическую мембрану. Шаг 2-Лизосома в активном гидролитическом ферменте появляется по мере того, как пищевая вакуоль удаляется от плазматической мембраны. Шаг 3-Слияние лизосом с пищевой вакуолью и гидролитическими ферментами. Шаг 4. Гидролитические ферменты переваривают частицы пищи. Jordan hawes. Это органеллы, окруженные мембраной и отвечающие за разложение различных типов крупных органических молекул, таких как белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты, для которых у них есть специальные ферменты гидролазы.

Они действуют как система «очистки» клетки и являются центром переработки устаревших компонентов, включая дефектные или ненужные цитозольные органеллы.

Они имеют вид сферических вакуолей и относительно плотны по содержанию, но их форма и размер варьируются от клетки к клетке.

Пероксисом

Графическое изображение пероксисомы.
Источник: Rock 'n Roll Эти маленькие органеллы участвуют во многих реакциях энергетического метаболизма животных; Они содержат до 50 различных типов ферментов и участвуют в:

- Производство перекиси водорода и устранение свободных радикалов

- Разложение жирных кислот, аминокислот и других органических кислот

- Биосинтез липидов (особенно холестерина и долихола)

- Синтез желчных кислот, полученных из холестерина

- Синтез плазмалогенов (необходимых для ткани сердца и мозга) и др.

Митохондрии

Митохондрии

Митохондрии являются основными органеллами, производящими энергию в форме АТФ, в клетках животных с аэробным метаболизмом. Они морфологически похожи на бактерии и имеют собственный геном, поэтому размножаются независимо от клетки.

Эти органеллы выполняют «интегративную» функцию в промежуточном метаболизме различных метаболических путей, особенно в отношении окислительного фосфорилирования, окисления жирных кислот, цикла Кребса, цикла мочевины, кетогенеза и глюконеогенеза.

Реснички и жгутики

Многие клетки животных имеют реснички или жгутики, которые придают им способность двигаться, например, сперматозоиды, жгутиковые паразиты, такие как трипаносоматиды, или волосковые клетки, присутствующие в респираторном эпителии.

Реснички и жгутики по существу состоят из более или менее стабильных структур микротрубочек и выступают из цитозоля к плазматической мембране.

Реснички короче, похожи на волоски, а жгутики, как следует из их названия, длиннее и тоньше, специализируясь на движении клеток.

Примеры клеток животных

В природе существует множество примеров животных клеток, среди которых:

- Нейроны, примером большого нейрона является аксон гигантского кальмара, который может достигать 1 метра в длину и 1 миллиметр в ширину.

Нервная клетка (Источник: Пользователь: Dhp1080 через Wikimedia Commons)

- Яйца, которые мы потребляем, например, являются хорошим примером самых крупных клеток, особенно если рассматривать страусиное яйцо.

- Клетки кожи, которые составляют разные слои дермы.

- Все одноклеточные животные, например жгутиковые простейшие, вызывающие у человека многочисленные заболевания.

- Сперматозоиды животных, имеющих половое размножение, имеющие голову и хвост и имеющие направленные движения.

- Эритроциты, то есть клетки без ядра, или остальные клетки крови, такие как белые кровяные тельца. На следующем изображении вы видите эритроциты на слайде:

Типы клеток животных

У животных существует большое клеточное разнообразие. Далее мы упомянем наиболее актуальные типы:

Кровяные клетки

В крови мы обнаруживаем два типа специализированных клеток. Красные кровяные тельца или эритроциты отвечают за транспортировку кислорода к различным органам тела. Одна из наиболее важных характеристик эритроцитов заключается в том, что при созревании ядро ​​клетки исчезает.

Внутри красных кровяных телец находится гемоглобин - молекула, способная связывать кислород и транспортировать его. Эритроциты имеют форму диска. Они бывают круглыми и плоскими. Его клеточная мембрана достаточно гибкая, чтобы позволить этим клеткам проходить через узкие кровеносные сосуды.

Второй тип клеток - это белые кровяные тельца или лейкоциты. Его функция совершенно другая. Они участвуют в защите от инфекций, болезней и микробов. Они являются важным компонентом иммунной системы.

Мышечные клетки

Мышцы состоят из трех типов клеток: скелетных, гладких и сердечных. Эти клетки позволяют животным двигаться. Как следует из названия, скелетные мышцы прикреплены к костям и участвуют в их движениях. Клетки этих структур характеризуются тем, что они длинны, как волокна, и имеют более одного ядра (полинуклеарные).

Они состоят из двух типов белков: актина и миозина. Оба могут быть визуализированы под микроскопом как «полосы». Из-за этих характеристик их также называют поперечно-полосатыми мышечными клетками.

Митохондрии - важная органелла в мышечных клетках, и их очень много. Примерно сотнями.

В свою очередь, гладкие мышцы составляют стенки органов. По сравнению с клетками скелетных мышц они меньше по размеру и имеют одно ядро.

Наконец, сердечные клетки находятся в сердце. Они отвечают за удары. У них одно или несколько ядер и разветвленная структура.

Эпителиальные клетки

Эпителиальные клетки покрывают внешние поверхности тела и поверхности органов. Эти клетки плоские и, как правило, неправильной формы. Типичные структуры у животных, такие как когти, волосы и ногти, состоят из скоплений эпителиальных клеток. Они делятся на три типа: чешуйчатые, столбчатые и кубические.

- Первый тип, чешуйчатый, защищает организм от проникновения микробов, создавая на коже несколько слоев. Они также присутствуют в кровеносных сосудах и пищеводе.

- Колонновидность присутствует в желудке, кишечнике, глотке и гортани.

- Кубик содержится в щитовидной железе и в почках.

Нервные клетки

Нервные клетки или нейроны являются фундаментальной единицей нервной системы. Его функция - передача нервного импульса. Эти клетки имеют особенность общения друг с другом. Можно выделить три типа нейронов: сенсорные, ассоциативные и двигательные нейроны.

Нейроны обычно состоят из дендритов, структур, которые придают этому типу клеток древовидный вид. Тело клетки - это область нейрона, где находятся клеточные органеллы.

Аксоны - это отростки, которые проходят по всему телу. Они могут достигать довольно большой длины: от сантиметров до метров. Набор аксонов различных нейронов составляют нервы.

Различия между клетками животных и клетками растений

Есть определенные ключевые аспекты, которые отличают животную клетку от растения. Основные различия связаны с наличием клеточных стенок, вакуолей, хлоропластов и центриолей.

Клеточная стенка

Структура клеточной стенки

Одним из наиболее заметных различий между двумя эукариотическими клетками является наличие клеточной стенки у растений, которой нет у животных. Основной компонент клеточной стенки - целлюлоза.

Однако клеточная стенка не уникальна для растений. Он также содержится в грибах и бактериях, хотя химический состав варьируется между группами.

Напротив, клетки животных ограничены клеточной мембраной. Эта характеристика делает клетки животных намного более гибкими, чем клетки растений. На самом деле клетки животных могут принимать разные формы, тогда как клетки растений являются жесткими.

Вакуоли

Вакуоли - это своего рода мешки, наполненные водой, солями, мусором или пигментами. В клетках животных вакуоли обычно довольно многочисленны и имеют небольшие размеры.

В клетках растений есть только одна большая вакуоль. Этот «мешочек» определяет тургор клеток. Наполненный водой, растение выглядит пухлым. Когда вакуоль опорожняется, растение теряет жесткость и увядает.

Хлоропласты

Хлоропласты - это мембранные органеллы, присутствующие только в растениях. Хлоропласты содержат пигмент под названием хлорофилл. Эта молекула улавливает свет и отвечает за зеленый цвет растений.

В хлоропластах происходит ключевой процесс у растений: фотосинтез. Благодаря этой органелле растение может принимать солнечный свет и посредством биохимических реакций преобразовывать его в органические молекулы, которые служат для него пищей.

У животных этой органеллы нет. Для питания им необходим внешний источник углерода, содержащийся в пище. Следовательно, растения - автотрофы, а животные - гетеротрофы. Считается, что хлоропласты, как и митохондрии, происходят от эндосимбиотиков.

Центриоли

Центриоли в клетках растений отсутствуют. Эти структуры имеют бочкообразную форму и участвуют в процессах деления клеток. Из центриолей рождаются микротрубочки, отвечающие за распределение хромосом в дочерних клетках.

Ссылки

1. Альбертс, Б., Брей, Д., Хопкин, К., Джонсон, А.Д., Льюис, Дж., Рафф, М.,… и Уолтер, П. (2013). Существенная клеточная биология. Наука о гирляндах.
2. Купер, Г. М., Хаусман, Р. Е., и Хаусман, Р. Е. (2000). Клетка: молекулярный подход (Том 10). Вашингтон, округ Колумбия: Пресса ASM.
3. Gartner, LP, и Hiatt, JL (2006). Цветной учебник гистологии, электронная книга. Elsevier Health Sciences.
4. Хикман, С.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, В.К., и Гаррисон, К. (2001). Интегрированные принципы зоологии (Том 15). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
5. Вильянуэва-младший (1970). Живая клетка.