Классификация органоидов клетки

Введение в цитологию и клеточная теория

Цитология представляет собой фундаментальную биологическую и медицинскую дисциплину, предметом изучения которой являются особенности строения, функционирования и развития клеток. В современной науке клетка признана абсолютно минимальной и элементарной структурной единицей, формирующей любой живой организм.

Понимание клеточной организации базируется на классической клеточной теории, сформулированной М. Шлейденом и Т. Шванном, а позднее дополненной Р. Вирховом. Данная концепция включает несколько ключевых постулатов:

• Абсолютно все живые организмы, за исключением вирусов, сформированы из клеток, а также продуктов их специфической жизнедеятельности.
• Клеточные структуры гомологичны. Это означает, что они обладают принципиальным морфологическим и функциональным сходством, которое обусловлено их эволюционной общностью происхождения.
• Процесс образования новых клеточных единиц реализуется исключительно посредством деления уже существующих материнских клеток. Любые теории самозарождения полностью исключаются.
• Общая физиологическая активность любого многоклеточного организма не является простой суммой, а представляет собой сложный результат интеграции и активности всех взаимодействующих между собой клеток.

Кроме того, каждой клетке присущи три фундаментальных свойства: способность к самосохранению собственной структуры как в пространстве, так и во времени; способность к самовоспроизведению для поддержания популяции; и способность к строгой саморегуляции всех протекающих внутри жизненных и метаболических процессов.

Главные системы клетки

Независимо от сложности строения, внутреннее пространство клетки строго упорядочено. Всю клеточную архитектуру можно глобально разделить на три взаимодействующие системы:

1. Поверхностный аппарат клетки (ПАК). Данная структура выполняет важнейшую барьерную функцию, надежно отграничивая внутреннее содержимое от окружающей внешней среды. ПАК также обеспечивает двустороннюю связь и обмен веществ.
2. Цитоплазма. Представляет собой сложную коллоидную систему, заполняющую внутриклеточное пространство. В ней располагаются органоиды и протекают основные метаболические реакции.
3. Ядерный аппарат. Центральная информационная база клетки. Его главная задача заключается в надежном хранении, точном воспроизведении и последующей передаче наследственной информации дочерним структурам.

Классификация клеток по наличию ядра и органоидов

Наличие тех или иных органоидов напрямую зависит от глобального типа клеточной организации. В биологии выделяют три основных типа:

У прокариот функции отсутствующих мембранных органоидов берут на себя мезосомы — специализированные складки (впячивания) клеточной мембраны. Именно на них происходят процессы расщепления органических веществ и синтез молекул АТФ, обеспечивающих клетку энергией. Снаружи прокариотическая клетка защищена плотной гликопротеиновой клеточной стенкой, основу которой составляет биополимер муреин.

Мезокариоты представляют собой уникальный эволюционный мостик между растительным и животным мирами. Классический представитель — эвглена зеленая. Она отличается миксотрофным типом питания: при наличии света способна к фотосинтезу, а в темноте переходит на осмотическое поглощение питательных веществ.

Цитологические основы наследственности

В эукариотических клетках, обладающих полным набором органоидов и оформленным ядром, носителями наследственной информации выступают хромосомы. По своему химическому составу они представляют собой сложный нуклеопротеидный комплекс, состоящий из молекул ДНК и ассоциированных с ней белков (как гистоновых, так и негистоновых).

Для того чтобы гигантская молекула ДНК поместилась в микроскопическом ядре, этот комплекс претерпевает пять последовательных уровней компактизации (упаковки). В результате внутри интерфазного ядра формируются зоны с разной плотностью:

• Гетерохроматин — плотные, сильно спирализованные участки.
• Эухроматин — менее плотные, деспирализованные участки.

В большинстве случаев хромосомы неразличимы вне периода деления, однако существуют исключения. В некоторых специализированных клетках интерфазные хромосомы можно визуализировать даже в обычный световой микроскоп. К таким уникальным структурам относятся гигантские политенные хромосомы, а также специфические хромосомы типа «ламповых щеток».

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Уровни компактизации нуклеопротеидного комплекса (от нуклеосомы до хромосомы)
• Строение и функции поверхностного аппарата клетки (ПАК)
• Химический состав хромосом: роль гистоновых и негистоновых белков
• Особенности политенных хромосом и хромосом типа «ламповых щеток»
• Миксотрофный тип питания на примере эвглены зеленой

Другие темы раздела «Дополнительные темы»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.