КЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ: ТИПЫ И КОМПОНЕНТЫ КЛЕТОК - БИОЛОГИЯ - 2025

Говорить о клеточном уровне организации - значит говорить о структурной и внутренней организации основной единицы живых организмов: клетки. Клетка способна выполнять все характерные для живого существа процессы, на которые не способна ни одна из ее изолированных частей.

После атомов, молекул и органических соединений клетки представляют собой один из основных уровней организации в многоклеточных организмах и фундаментальный уровень организации в макро и одноклеточных микроорганизмах.

Структура животной клетки (Источник: Mel23, через Wikimedia Commons)

Многоклеточные организмы, такие как животные и растения, организованы таким образом, что их клетки сгруппированы вместе и образуют ткани; эти ткани, когда они связаны, дают начало органам разных типов, а эти органы, в свою очередь, составляют то, что мы знаем как системы или аппараты. , которые составляют все тело.

В 1839 году зоолог Теодор Шванн и ботаник Матиас Шлейден параллельно описали клетки животных и растений. Эти ученые первыми предложили клеточную теорию: все живые существа состоят из клеток.

Согласно эволюционным теориям, все живые организмы произошли от общего предка, обладавшего схемой универсального механизма всей земной жизни, и различные последовательные события в эволюционной истории привели к диверсификации видов в том виде, в каком мы их знаем.

Типы клеток и их компоненты

Клетки представляют собой небольшие «контейнеры», окруженные мембраной, внутри которой находится водный раствор, известный как цитозоль или цитоплазма. Они чрезвычайно разнообразны не только по размеру, но и по образу жизни, размножению, питанию, покрову, функциям и т. Д.

Хотя их основные свойства очень похожи, в природе существует два типа клеток: прокариоты и эукариоты. Примерами прокариотических организмов являются бактерии и археи, а эукариотические клетки составляют фундаментальную единицу животных, растений и грибов.

Прокариотические клетки

Прокариотические клетки, хотя и различаются по размеру, обычно меньше, чем эукариоты, а прокариоты обычно являются одноклеточными организмами, то есть они одноклеточные.

Прокариотические клетки имеют плазматическую мембрану, состоящую из двойного слоя липидов и белков, которая действует как полупроницаемый барьер для различных молекул и является единственной мембранной системой, которой они обладают, поскольку у них нет внутренних органелл.

Средняя прокариотическая клетка (Источник: Мариана Руис Вильярреал, LadyofHats через Wikimedia Commons)

У некоторых есть газовая вакуоль, которая позволяет им плавать в водной среде. У них есть рибосомы, которые участвуют в синтезе белка, и тельца включения для хранения углерода и других веществ.

В области, известной как «нуклеоид», находится генетический материал в виде дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Все прокариоты имеют, помимо мембраны, которая окружает цитоплазму, клеточную стенку, которая придает им форму и придает им устойчивость к осмотическому лизису. Клеточная стенка обычно состоит из молекулы под названием пептидогликан, которая позволяет отличить одну группу бактерий от другой.

Вокруг этой стены может быть «капсула» или чаша, которая помогает прилипать к поверхностям. У них могут быть некоторые «придатки», такие как волосы, фимбрии и жгутики, для фиксации, конъюгации и движения соответственно.

Эукариотические клетки

Несмотря на небольшую разницу между ними, животные и растения состоят из эукариотических клеток. Отличительной особенностью этих клеток является наличие ядра, которое включает в себя генетический материал и другие мембранные органеллы, встроенные в цитоплазму.

Структура растительной клетки (Источник: Mortadelo2005, через Wikimedia Commons

Эти клетки, более крупные и сложные, чем прокариоты, могут существовать как одноклеточные или многоклеточные организмы (даже с более сложной организацией).

В отличие от клеток животных, у растительных клеток всегда есть клеточная стенка, окружающая плазматическую мембрану.

Любая эукариотическая клетка состоит из общих специализированных структур:

-Core

-Митохондрии

-Хлоропласты (преобразование световой энергии в химическую энергию в растительных клетках)

-Внутренняя мембранная система: гладкая и шероховатая эндоплазматическая сеть и комплекс Гольджи

-Цитоплазма

-Цитоскелет

-Лизосомы

-Эндосомы (в клетках животных и грибов)

-Пероксисомы

-Глиоксисомы (в клетках растений)

-Вакуоли (хранят воду и минералы в клетках растений)

Органеллы, распространенные среди растений и животных

Ядро

Это место, где генетическая (наследственная) информация клетки хранится в виде ДНК, намотанной на хромосомы. Это органелла, окруженная мембраной, известной как ядерная оболочка.

Через структуры, известные как «ядерные поры», которые присутствуют в ядерной оболочке, ядро ​​обменивается различными классами молекул с цитоплазмой.

Внутри находятся многочисленные белки, отвечающие за «чтение» и «транскрипцию» информации, закодированной в генах, содержащихся в ДНК.

Митохондрии

Это одна из самых заметных органелл после ядра. Они напоминают прокариотную клетку, поскольку имеют двойную мембранную систему, собственный геном и морфологию, аналогичную бактериальной, из которой возникла теория эндосимбионтов.

Это органеллы, специализирующиеся на генерации химической энергии в форме АТФ посредством окислительного фосфорилирования. Этот процесс также известен как клеточное дыхание, поскольку митохондрии потребляют кислород и выделяют углекислый газ.

Эндоплазматическая сеть (гладкая и грубая)

Он является продолжением внешней ядерной мембраны и состоит из системы мембранных «мешочков» и трубок, которые распределены по большей части цитоплазмы. Это главное место для синтеза новых мембран.

К грубой эндоплазматической сети прикреплены рибосомы, которые участвуют в трансляции и синтезе белков.

Комплекс Гольджи или аппарат

Это перепончатая органелла, состоящая из куч и сплющенных мешочков. Он расположен рядом с ядром и отвечает за модификацию, упаковку и транспорт белков и липидов из эндоплазматического ретикулума.

Он является частью секреторного транспорта и коммуникационного пути благодаря своей способности отправлять маленькие пузырьки с различными макромолекулами в разные компартменты.

Цитозоль или цитоплазма

Это водный гель, в который погружены клеточные органеллы, окруженные плазматической мембраной. Он богат различными классами больших и малых молекул, и в нем происходят бесчисленные химические реакции, которые делают возможным продолжение клеточной жизни.

цитоскелета

Цитоскелет - это внутренний структурный каркас, состоящий из нитевидных белков разной толщины, которые отвечают за внутреннюю организацию клетки, а также за ее внешние характеристики, особенно с точки зрения гибкости и деформируемости. Это особенно важно в процессах деления клеток.

Лизосомы и пероксисомы

Это органеллы, окруженные единой мембраной, которые рассредоточены по всему цитозолю. Первые богаты пищеварительными ферментами и отвечают за разложение и «переработку» различных веществ внутреннего или внешнего происхождения.

Пероксисомы отвечают за «детоксикацию» клеток посредством серии окислительных реакций, катализируемых оксидазами и каталазами внутри них. Они несут ответственность за расщепление липидов и других токсичных веществ.

Ссылки

1. Наборс, М. (2004). Введение в ботанику (1-е изд.). Pearson Education.
2. Хикман, С.П., Робертс, Л.С., и Ларсон, А. (1994). Комплексные принципы зоологии (9-е изд.). Компании McGraw-Hill.
3. Brachet, J. (1970). Живая клетка. В «Живой клетке» (2-е изд., Стр. 418). WH Freeman and Company.
4. Соломон, Э., Берг, Л., и Мартин, Д. (1999). Биология (5-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: издательство Saunders College.
5. Альбертс, Б., Деннис, Б., Хопкин, К., Джонсон, А., Льюис, Дж., Рафф, М., … Уолтер, П. (2004). Эссенциальная клеточная биология. Абингдон: Garland Science, Taylor & Francis Group.
6. Прескотт Л., Харли Дж. И Кляйн Д. (2002). Микробиология (5-е изд.). Компании McGraw-Hill.