КЛІТИННИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ: ТИПИ КЛІТИН ТА ЇХ КОМПОНЕНТИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Говорити про клітинний рівень організації - це говорити про структурну та внутрішню організацію основної одиниці живих організмів: клітини. Клітина здатна здійснювати всі характерні процеси живої істоти, до яких не здатна жодна її ізольована частина.

Після атомів, молекул та органічних сполук клітини являють собою один з основних рівнів організації багатоклітинних організмів та фундаментальний рівень організації макро- та одноклітинних мікроорганізмів.

Будова тваринної клітини (Джерело: Mel23, через Wikimedia Commons)

Багатоклітинні організми, такі як тварини та рослини, організовані таким чином, що їх клітини згруповані між собою і утворюють тканини; ці тканини, коли вони пов’язані, створюють органи різних типів, і ці органи, в свою чергу, складають те, що ми знаємо як системи чи апарати. , які складають все тіло.

У 1839 році зоолог Теодор Шван і ботанік Маттіас Шлейден паралельно описали клітини тварин і рослин. Ці вчені першими запропонували теорію клітин: що все живе складається з клітин.

Згідно з еволюційними теоріями, всі живі організми походять від спільного предка, який володів обрисом універсальної машини всього наземного життя та різних послідовних подій в еволюційній історії, що призвело до диверсифікації видів, як ми їх знаємо.

Типи клітин та їх компоненти

Клітини - це невеликі «контейнери», укладені мембраною, всередині якої є водний розчин, відомий як цитозол або цитоплазма. Вони надзвичайно різноманітні не лише за розмірами, але й за способом життя, розмноженням, харчуванням, покривом, функціями тощо.

Хоча їх основні властивості дуже схожі, у природі існує два типи клітин: прокаріоти та еукаріоти. Прикладами прокаріотичних організмів є бактерії та археї, тоді як еукаріотичні клітини складають основну одиницю тварин, рослин та грибів.

Прокаріотичні клітини

Незважаючи на змінні розміри, прокаріотичні клітини, як правило, менші, ніж еукаріоти, а прокаріоти - це зазвичай одноклітинні організми, тобто є одноклітинними.

Прокаріотичні клітини мають плазматичну мембрану, що складається з подвійного шару ліпідів і білків, яка діє як напівпроникний бар’єр для різних молекул і є єдиною мембранозною системою, яку вони мають, оскільки не мають внутрішніх органел.

Середня клітина прокаріотів (Джерело: Mariana Ruiz Villarreal, LadyofHats через Wikimedia Commons)

Деякі мають газову вакуоль, що дозволяє їм плавати у водних середовищах. Вони мають рибосоми, які функціонують у синтезі білка та включенні тіл для зберігання вуглецю та інших речовин.

У регіоні, відомому як «нуклеоїд», є генетичний матеріал у вигляді дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК).

Всі прокаріоти мають, крім мембрани, яка закриває цитоплазму, клітинну стінку, яка надає їм форму і надає їм стійкість проти осмотичного лізису. Клітинна стінка зазвичай складається з молекули під назвою пептидоглікан, що дозволяє відрізнити одну групу бактерій від іншої.

Навколо цієї стіни може бути «капсула» або чаша, яка допомагає прилягати до поверхонь. Вони можуть мати деякі «придатки», такі як волоски, фімбрії та джгутики, для фіксації, кон'югації та руху відповідно.

Еукаріотичні клітини

Маючи різницю між ними, тварини і рослини складаються з еукаріотичних клітин. Відмінною особливістю цих клітин є наявність ядра, яке охоплює генетичний матеріал та інші мембранні органели, вбудовані в цитоплазму.

Структура рослинної клітини (Джерело: Mortadelo2005, через Wikimedia Commons)

Ці клітини, більші і складніші, ніж прокаріоти, можуть існувати як одноклітинні або багатоклітинні організми (ще складнішої організації).

Клітини рослини незмінно мають клітинну стінку, що оточує плазматичну мембрану, на відміну від тваринних клітин.

Будь-яка еукаріотична клітина складається з загальних спеціалізованих структур:

-Коре

-Митохондрії

-Хлоропласти (перетворення світлової енергії в хімічну енергію в рослинних клітинах)

-Внутрішня мембранна система: гладкий і шорсткий ендоплазматичний ретикулум і комплекс Гольджі

-Цітоплазма

-Цитоскелет

-Лізосоми

-Ендосоми (в клітинах тварин та грибів)

-Пероксисоми

-Гліоксисоми (у рослинних клітинах)

-Вакуоли (зберігають воду та мінерали у рослинних клітинах)

Органели поширені серед рослин і тварин

Основні

Це місце зберігання генетичної (спадкової) інформації клітини у вигляді ДНК, згорнутої на хромосоми. Це органела, оточена мембраною, відомою як ядерна оболонка.

Через структури, відомі як "ядерні пори", які присутні в ядерній оболонці, ядро ​​обмінюється різними класами молекул з цитоплазмою.

Всередині знаходяться численні білки, відповідальні за "зчитування" та "транскрипцію" інформації, закодованої в генах, що містяться в ДНК.

Мітохондрії

Вони є однією з найвидатніших органел після ядра. Вони нагадують клітину прокаріотів, оскільки мають подвійну мембранну систему, власний геном та морфологію, подібну до бактерії, з якої випливає теорія ендосимбіонтів.

Вони є органелами, що спеціалізуються на виробленні хімічної енергії у формі АТФ за допомогою окисного фосфорилювання. Цей процес також відомий як клітинне дихання, оскільки мітохондрії споживають кисень і виділяють вуглекислий газ.

Ендоплазматичний ретикулум (гладкий і шорсткий)

Він є продовженням зовнішньої ядерної мембрани і складається з системи мембранозних «мішків» і трубок, які розподіляються по всій частині цитоплазми. Це основний сайт синтезу нових мембран.

Шорсткий ендоплазматичний ретикулум приєднав рибосоми, які беруть участь у трансляції та синтезі білка.

Комплекс або апарат Гольджі

Це перетинчаста органела, що складається з паль і сплющених мішків. Він розташований біля ядра і відповідає за модифікацію, упаковку та транспортування білків і ліпідів з ендоплазматичного ретикулума.

Він є частиною секреторного транспортного і комунікаційного шляху, завдяки своїй здатності пересилати невеликі везикули з різними макромолекулами в різні відділення.

Цитосоль або цитоплазма

Це водний гель, в який занурені клітинні органели, оточені плазматичною мембраною. Він багатий різними класами великих і малих молекул і в ньому відбувається незліченна кількість хімічних реакцій, які роблять можливим продовження життєдіяльності клітин.

Цитоскелет

Цитоскелет - це внутрішній структурний каркас, що складається з ниткоподібних білків різної товщини, які відповідають за внутрішню організацію клітини, а також за її зовнішні характеристики, особливо з точки зору гнучкості та деформабельності. Це особливо важливо в процесах поділу клітин.

Лізосоми та пероксисоми

Вони являють собою органели, оточені єдиною мембраною, які дисперговані по всьому цитозолу. Перші багаті травними ферментами і відповідають за деградацію та "переробку" різних речовин внутрішнього чи зовнішнього походження.

Пероксисоми відповідають за «детоксикацію» клітин за допомогою низки окисних реакцій, що каталізуються оксидазами та каталазами всередині них. Вони відповідають за розпад ліпідів та інших токсичних речовин.

Список літератури

1. Наборс, М. (2004). Вступ до ботаніки (1-е видання). Пірсон освіта.
2. Хікман, К.П., Робертс, Л.С. та Ларсон, А. (1994). Інтегральні засади зоології (9-е видання). Компанії McGraw-Hill.
3. Brachet, J. (1970). Жива клітина. У «Живій клітці» (2-е видання, стор. 418). WH Freeman and Company.
4. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Біологія (5-е видання). Філадельфія, Пенсильванія: Видавництво коледжу Сондерса.
5. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Основна клітинна біологія. Абінгдон: Гарленд Наук, Тейлор і Френсіс Груп.
6. Прескотт, Л., Харлі, Дж. І Кляйн, Д. (2002). Мікробіологія (5-е видання). Компанії McGraw-Hill.