КЛІТИНА ТВАРИН: ЧАСТИНИ, ФУНКЦІЇ, ОРГАНЕЛИ [ІЗ ЗОБРАЖЕННЯМИ] - БІОЛОГІЯ

Клітин тварин є типом еукаріотичної клітини , що всі тварини в біосфері складається з, як крихітних тих , які ми не можемо бачити і найпростіших, так як вони є мікроскопічними, як кити і слони, які є колосальними ссавцями.

Той факт, що клітини тварин є еукаріотичними клітинами, означає, що вони мають внутрішньоклітинні органели, які відокремлені від решти цитозольних компонентів завдяки наявності ліпідних мембран, і, крім того, мається на увазі, що їх генетичний матеріал укладений у спеціалізовану структуру, відому як серцевина.

Діаграма клітини тварини та її частин (Джерело: Алехандро Порто через Wikimedia Commons) Клітини тварин мають широке різноманіття органел, занурених у внутрішні клітини. Деякі з цих структур також присутні в його аналозі: рослинна клітина. Однак деякі унікальні для тварин, наприклад, центріоли.

Цей клас клітини дуже різноманітний за формою та функцією, що легко помітно при спостереженні та деталізації будь-якої тканини тварин під мікроскопом. Підраховано, що в середньому існує 200 різних видів тваринних клітин.

Характеристика тваринної клітини

- Так само, як це стосується рослинних клітин, бактерій та інших клітинних організмів, клітини тварин представляють для тварин основні структурні блоки, що складають їх тіло.

- Це еукаріотичні клітини , тобто їх спадковий матеріал укладений мембраною всередині цитозолу.

- Вони є гетеротрофними клітинами , це означає, що вони повинні отримувати енергію для виконання своїх функцій з навколишнього середовища, яке їх оточує.

- Вони відрізняються від рослинних клітин і багатьох бактерій тим, що не мають жорсткої клітинної стінки, яка захищає їх від сильно коливальних умов навколишнього середовища.

- Як і деякі "нижчі" рослини, клітини тварин мають структури, які називаються " центросомами ", складені з пари " центріол ", які беруть участь у клітинному поділі та в організації цитоскелетних мікротрубочок.

Ось анімація клітини тварини людини, де ви можете легко побачити ядро:

Органели тваринного клітини та їх функції

Якщо читач міг би спостерігати за клітиною тварини за допомогою мікроскопа, на перший погляд, ймовірно, наявність структури, що обмежує кількість об'єму від навколишнього середовища, приверне його увагу.

У тому, що містить ця структура, можна оцінити вид рідини, в якій куля з більш щільним і непрозорим виглядом підвішена. Тоді це плазматична мембрана , цитозол та клітинне ядро , які, мабуть, є найбільш очевидними структурами.

Збільшення мікроскопом 430 разів. Ви можете бачити ядро з генетичним матеріалом та різними органелами, такими як ендоплазматичний ретикулум. Jlipuma1 Необхідно буде збільшити масштаб цілі мікроскопа і уважно звернути увагу на те, що спостерігається, щоб перевірити наявність багатьох інших органел, вбудованих у цитозоль відповідної клітини.

Якби вам довелося скласти список різних органел, що складають цитозол «середньої» клітини тварини, наприклад гіпотетичної клітини, яку читач розглядає під мікроскопом, це виглядало б приблизно так:

- плазма та органелярна мембрана

- Цитосол і цитоскелет

- Основна

- Нуклеол

- Ендоплазматичний ретикулум

- комплекс Гольджі

- Лізосоми

- Пероксисоми

- Центросоми

- Мітохондрії

- Вії та джгутики

Клітинна або плазмова мембрана

Плазматична мембрана вказана внизу праворуч

Мембрани, без сумніву, є однією з найважливіших структур не тільки для існування тваринних клітин, але і для рослинних клітин, бактерій та архей.

Плазматична мембрана здійснює трансцендентну функцію відділення клітинного вмісту від оточуючого його середовища, слугуючи, в свою чергу, як селективний бар'єр проникності, оскільки він асоціює специфічні білки, які опосередковують проходження речовин з однієї сторони клітини в іншу. себе.

Органелярні мембрани

Мембрани, які оточують внутрішні органели (органелярні мембрани), дозволяють розділити різні відсіки, що складають клітини, включаючи ядро, що певним чином дозволяє "оптимізувати" ресурси та розподілити внутрішні завдання.

Склад і структура

Будова плазматичної мембрани. Позаклітинне середовище вказано, а дно - внутрішньоклітинне середовище

Всі біологічні мембрани, включаючи клітини тваринного походження, складаються з ліпідних двошарових композицій, організованих таким чином, що жирні кислоти молекул ліпідів стикаються одна з одною в «центрі» двошарових, при цьому головки полярні «дивляться» на водне середовище, яке їх оточує (внутрішньо- і позаклітинно).

Структурні та молекулярні характеристики ліпідів, що складають мембрани клітин тварин, значною мірою залежать від типу клітини, про яку йдеться, а також типу органели.

І плазматична мембрана тваринного клітини, і мембрани, що оточують його органели, пов'язані з білками, які виконують різні функції. Вони можуть бути інтегральними (ті, що перетинають мембрану і сильно асоціюються з нею) або периферійними (які асоціюються з однією з двох граней мембрани і не перетинають її).

Цитосол і цитоскелет

Цитозол - це напівжелеподібне середовище, в яке організовано вбудовані всі внутрішні компоненти клітини. Його склад відносно стійкий і характеризується наявністю води та всіх поживних та сигнальних молекул, необхідних клітині тварини, щоб вижити.

Цитоскелет, з іншого боку, являє собою складну мережу білкових ниток, яка розподіляється і поширюється по всьому цитозолу.

Частина його функції полягає у наданні кожній клітині її характерної форми, організації її внутрішніх компонентів у певній області цитозолу та дозволу клітині здійснювати узгоджені рухи. Він також бере участь у численних внутрішньоклітинних процесах сигналізації та зв'язку, життєво важливих для всіх клітин.

Цитозольні нитки

Цитоскелет: мережа ниткоподібних білків. Аліса Авеліно Цей архітектурний каркас всередині клітин складається з трьох типів ниткоподібних білків, відомих як проміжні нитки , мікротрубочки та актинові нитки ; кожен із специфічними властивостями та функціями.

Проміжні нитки цитозолу можуть бути декількох типів: кератинові нитки, нитки віментину та пов'язані з віментином та нейрофіламентами. В основі їх відомі як ядерні пластинки.

Мікротрубочки складаються з білка, який називається тубулін, і у тварин вони утворюються із структур, відомих як центросоми ; в той час як актинові нитки складаються з білка, за яким вони були названі, і є тонкими і гнучкими структурами.

Центросоми

Вони є основними центрами організації мікротрубочок. Вони розташовані на периферії ядра, коли клітина ділиться і складається з центріол, з’єднаних під прямим кутом, кожен з яких складається з дев'яти трійки мікротрубочок, розташованих циліндрично.

Основні

Клітинне ядро (Джерело: BruceBlaus. При використанні цього зображення у зовнішніх джерелах його можна віднести як: персонал Blausen.com (2014). «Медична галерея Blausen Medical 2014». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. через Wikimedia Commons) Це органела, яка відрізняє прокаріотичні клітини від еукаріотів. Основна його функція - містити генетичний матеріал (ДНК) всередині, контролюючи, в основному, всі клітинні функції.

Усередині нього відбуваються складні процеси, такі як реплікація ДНК під час поділу клітин, транскрипція генів та важлива частина обробки отриманих месенджерних РНК, які експортуються в цитозол для перекладу в білки або для здійснення своїх регуляторних функцій. .

Ядро оточене подвійною мембраною, відомою як ядерна оболонка , яка, як і плазматична мембрана, являє собою селективний бар'єр проникності, оскільки перешкоджає вільному проходженню молекул в обидві сторони один від одного.

Зв'язок ядра з рештою цитозолу та його компонентів відбувається через структури ядерної оболонки, що називаються ядерними пористими комплексами , які здатні розпізнавати специфічні сигнали або мітки в молекулах, які імпортуються або експортуються через їх всередині.

Між двома мембранами ядерної оболонки є простір, який отримав назву перинуклеарного простору, і важливо зазначити, що зовнішня частина ядерної оболонки продовжується мембраною ендоплазматичного ретикулума, з'єднуючи перинуклеарний простір з просвітом останньої органели. .

Внутрішня частина ядра напрочуд організована, що можливо завдяки існуванню білків, які функціонують як "нуклеоскелет", які забезпечують йому певну структурну підтримку. Крім того, хромосоми, в яких організована ядерна ДНК, розташовані в конкретних областях органели.

Нуклеол

Нуклеол або ядерце вгорі

Ядерце виявляється всередині ядра і є місцем, де відбувається транскрипція та обробка рибосомних РНК, а також збирання рибосом, які є структурами, відповідальними за переклад РНК месенджера в білкові послідовності.

Це не ядерна органела, тобто не оточена мембраною, вона просто складається з областей хромосом, де кодуються рибосомальні гени, і білкової машини, відповідальної за їх транскрипцію та ферментативну обробку (в основному РНК-полімерази) .

Ендоплазматичний ретикулум

Це своєрідна "мережа" мішків або цистерн і трубочок, оточених мембраною, яка суцільна із зовнішньою мембраною ядерної оболонки. Деякі автори вважають, що це найбільша органела більшості клітин, оскільки в деяких випадках вона може становити до 10% клітини.

Якщо оглянути під мікроскопом, можна помітити, що є шорсткий ендоплазматичний ретикулум та інший з плавним виглядом. Хоча шорсткий ендоплазматичний ретикулум має сотні рибосом, вбудованих у його зовнішню поверхню (які відповідають за трансляцію мембранних білків), гладка частина пов'язана з метаболізмом ліпідів.

Гладкий і шорсткий ендоплазматичний ретикулум (Джерело: OpenStax через Wikimedia Commons) Функція цієї органели пов'язана з обробкою та розподілом клітинних білків, особливо тих, які пов'язані з ліпідними мембранами, іншими словами, він бере участь у перша станція секреторного маршруту.

Це також є одним з основних сайтів глікозилювання білка, який є приєднанням вуглеводних фрагментів до певних ділянок пептидної ланцюга білка.

Комплекс Гольджі

Комплекс або апарат Гольджі - це ще одна органела, спеціалізована для переробки та розподілу білків з ендоплазматичного ретикулума до їх кінцевих пунктів призначення, якими можуть бути лізосоми, секреторні везикули або плазматична мембрана.

Всередині нього також відбувається синтез гліколіпідів та білкове глікозилювання.

Отже, це комплекс, що складається з сплющених «мішків» або цистерн, покритих мембраною, які пов’язані з великою кількістю транспортних везикул, які відриваються від себе.

Він має полярність, за якою можна розпізнати цис-обличчя (орієнтоване на ендоплазматичний ретикулум) та транс-обличчя (яке знаходиться там, де вихід везикул).

Лізосоми

Лізосома руйнує матеріали, що надходять у клітину і переробляє внутрішньоклітинні матеріали. Етап 1 - Матеріал, який потрапляє до харчової вакуолі через плазматичну мембрану. Етап 2-Лізосома в межах активного гідролітичного ферменту з’являється, коли харчова вакуоля відходить від плазматичної мембрани. Етап 3 - Злиття лізосоми з харчовою вакуоллю та гідролітичними ферментами. Етап 4 - Гідролітичні ферменти перетравлюють харчові частинки. Йорданські хови Вони являють собою органели, оточені мембраною і відповідають за деградацію різних типів великих органічних молекул, таких як білки, ліпіди, вуглеводи та нуклеїнові кислоти, для яких вони мають спеціалізовані гідролазні ферменти.

Вони виконують роль системи "очищення" клітини і є центром переробки застарілих компонентів, включаючи несправні або непотрібні цитозольні органели.

Вони мають вигляд кулястих вакуолей і відносно щільні за змістом, але їх форма та розмір змінюються від клітини до клітини.

Пероксисоми

Графічне зображення пероксисоми.
Джерело: Rock 'n Roll Ці маленькі органели функціонують у багатьох реакціях енергетичного обміну тварин; Вони містять до 50 різних видів ферментів і беруть участь у:

- Виробництво перекису водню та усунення вільних радикалів

- Розпад жирних кислот, амінокислот та інших органічних кислот

- Біосинтез ліпідів (особливо холестерину та доліхолу)

- Синтез жовчних кислот, отриманих з холестерину

- синтез плазмогенів (необхідний для серця та тканини мозку) тощо.

Мітохондрії

Мітохондрії - основні енерговироблюючі органели у вигляді АТФ у клітинах тварин з аеробним обміном. Вони морфологічно схожі на бактерію і мають власний геном, тому розмножуються незалежно від клітини.

Ці органели виконують "інтегративну" функцію в посередницькому метаболізмі різних метаболічних шляхів, особливо що стосується окислювального фосфорилювання, окислення жирної кислоти, циклу Кребса, циклу сечовини, кетогенезу та глюконеогенезу.

Вії та джгутики

У багатьох клітинах тварин є війки або джгутики, які надають їм здатність рухатись, прикладами цього є сперматозоїди, джгутикові паразити, такі як трипаносоматиди або клітини волосся, присутні в респіраторному епітелії.

Вії та джгутики по суті складаються з більш-менш стійкої композиції мікротрубочок і виступають від цитозолу до плазматичної мембрани.

Війчики коротші, схожі на волоски, тоді як джгутики, як вказує їх назва, довші і тонші, спеціалізуються на русі клітин.

Приклади тваринних клітин

У природі є кілька прикладів клітин тварин, серед яких:

- Нейрони, приклад великого нейрона - гігантський аксон кальмарів, який може вимірювати довжину до 1 метра та ширину 1 міліметр.

Нервова клітина (Джерело: Користувач: Dhp1080 через Wikimedia Commons)

- Яйця, які ми споживаємо, наприклад, є хорошим прикладом найбільших клітин, особливо якщо розглядати страусове яйце.

- Клітини шкіри, які складають різні шари дерми.

- Усі одноклітинні тварини, такі як жгутикові найпростіші, які викликають численні захворювання у людини.

- клітини сперми тварин, які мають статеве розмноження, які мають голову і хвіст і мають спрямовані рухи.

- еритроцити - це клітини без ядра, або решта клітин крові, наприклад білі клітини крові. На наступному зображенні на слайді можна побачити еритроцити:

Типи клітин тварин

У тварин велике клітинне різноманіття. Далі ми згадаємо найбільш релевантні типи:

Клітини крові

У крові ми знаходимо два типи спеціалізованих клітин. Еритроцити або еритроцити відповідають за транспортування кисню до різних органів тіла. Однією з найбільш релевантних характеристик еритроцитів є те, що при дозріванні клітинне ядро зникає.

Усередині еритроцитів знаходиться гемоглобін - молекула, здатна зв’язувати кисень і транспортувати його. Еритроцити мають форму диска. Вони круглі і плоскі. Його клітинна мембрана є досить гнучкою, щоб ці клітини могли перетинати вузькі судини.

Другий тип клітин - це лейкоцити або лейкоцити. Його функція зовсім інша. Вони беруть участь у захисті від інфекції, хвороб та мікробів. Вони є важливим компонентом імунної системи.

М'язові клітини

М'язи складаються з трьох типів клітин: скелетних, гладких та серцевих. Ці клітини дозволяють переміщатися у тварин. Як випливає з назви, скелетний м’яз прикріплюється до кісток і сприяє їх рухам. Клітини цих структур характеризуються тим, що довгі, як волокно, і мають більше одного ядра (багатоядерні).

Вони складаються з двох видів білків: актину та міозину. Обидва можна візуалізувати під мікроскопом як «смуги». Через ці характеристики їх ще називають смугастими м’язовими клітинами.

Мітохондрії є важливою органелою в м’язових клітинах і знаходяться у високій пропорції. Приблизно в сотні.

Зі свого боку гладка мускулатура становить стінки органів. Порівняно зі клітинами скелетних м’язів вони мають менші розміри та мають єдине ядро.

Нарешті, серцеві клітини знаходяться в серці. Вони відповідають за удари. Вони мають одне або більше ядер і їх структура розгалужена.

Епітеліальні клітини

Клітини епітелію покривають зовнішні поверхні тіла та поверхні органів. Ці клітини плоскі і взагалі неправильної форми. Типові структури у тварин, такі як кігті, шерсть і нігті, складаються з скупчень епітеліальних клітин. Їх класифікують на три типи: плоскоклітинний, стовпчастий та кубічний.

- Перший тип, лускатий, захищає організм від потрапляння мікробів, створюючи на шкірі кілька шарів. Вони також присутні в кровоносних судинах і в стравоході.

- стовпчик присутній у шлунку, кишечнику, глотці та гортані.

- кубік міститься в щитовидці та нирках.

Нервові клітини

Нервові клітини або нейрони - основна одиниця нервової системи. Його функція - передача нервового імпульсу. Ці клітини мають особливість спілкування один з одним. Можна виділити три типи нейронів: сенсорні, асоціаційні та рухові нейрони.

Нейрони, як правило, складаються з дендритів, структур, що надають цьому типу клітин тип деревного вигляду. Тіло клітини - це область нейрона, де знаходяться клітинні органели.

Аксони - це процеси, що поширюються по всьому тілу. Вони можуть досягати досить великої довжини: від сантиметрів до метрів. Набір аксонів різних нейронів складають нерви.

Відмінності між клітинами тварин і клітинами рослин

Існують певні ключові аспекти, які відрізняють клітину тварини від рослини. Основні відмінності пов’язані з наявністю клітинних стінок, вакуолей, хлоропластів та центріол.

Клітинна стінка

Структура клітинної стінки

Однією з найпомітніших відмінностей між двома еукаріотичними клітинами є наявність у рослин клітинної стінки, структура якої відсутня у тварин. Основним компонентом клітинної стінки є целюлоза.

Однак клітинна стінка не властива рослинам. Він також міститься у грибах та бактеріях, хоча хімічний склад різниться між групами.

Навпаки, клітини тварин обмежені клітинною мембраною. Ця характеристика робить клітини тварин набагато гнучкішими, ніж клітини рослин. Насправді клітини тварин можуть приймати різні форми, тоді як клітини у рослин жорсткі.

Вакуолі

Вакуолі - це різновиди мішків, наповнених водою, солями, сміттям або пігментами. У клітинах тварин вакуолі зазвичай досить численні і невеликі.

У рослинних клітинах є лише одна велика вакуоля. Цей "мішок" визначає тургор клітин. Заповнившись водою, рослина виглядає пухким. Коли вакуоль спорожняється, рослина втрачає жорсткість і в’яне.

Хлоропласти

Хлоропласти - це мембранні органели, присутні лише у рослинах. Хлоропласти містять пігмент під назвою хлорофіл. Ця молекула захоплює світло і відповідає за зелений колір рослин.

Ключовий рослинний процес відбувається в хлоропластах: фотосинтез. Завдяки цій органели рослина може приймати сонячне світло і за допомогою біохімічних реакцій перетворювати його в органічні молекули, які служать їжею для рослини.

Тварини не мають цієї органели. Для їжі їм потрібно зовнішнє джерело вуглецю, яке знаходиться в їжі. Тому рослини - автотрофи, а тварини - гетеротрофи. Як і мітохондрії, походження хлоропластів вважається ендосимбіотичним.

Центриоли

Центриоли відсутні в рослинних клітинах. Ці структури мають бочкоподібну форму і беруть участь у процесах ділення клітин. Мікротрубочки народжуються від центріол, які відповідають за розподіл хромосом у дочірніх клітинах.

Список літератури

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Основна клітинна біологія. Гарленд Наука.
Cooper, GM, Hausman, RE, & Hausman, RE (2000). Клітина: молекулярний підхід (т. 10). Вашингтон, округ Колумбія: Преса ASM.
Gartner, LP та Hiatt, JL (2006). Кольоровий підручник книги з гістології. Науки про здоров’я Ельзев'є.
Хікман, К.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, WC, & Гарнізон, C. (2001). Інтегральні принципи зоології (т. 15). Нью-Йорк: McGraw-Hill.
Віллануєва, JR (1970). Жива клітина.

КЛІТИНА ТВАРИН: ЧАСТИНИ, ФУНКЦІЇ, ОРГАНЕЛИ [ІЗ ЗОБРАЖЕННЯМИ] - БІОЛОГІЯ - 2025