Клітини, тканини

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Клітини, тканини

При вивченні будови організму людини зверніть увагу на те, що він складається з клітин, тканин, органів, систем і апаратів органів. Однак не слід буквально розуміти такий розподіл. Організм існує тільки як цілісна система, але організований, як і інші складні системи, за ієрархічним принципом. Названі структури утворюють його складові елементи.

Клітини

Клітина є основною структурною одиницею організму. У середині XIX століття Т. Шванн створив клітинну теорію. її основні положення стверджували, що всі тканини складаються з клітин, а клітини тварин і рослин за принципом будови подібні між собою. Діяльність організмів - це сукупність життєдіяльності усіх клітин.

Великий вплив на подальший розвиток клітинної теорії зробив Р. Вірхов. Він не тільки звів воєдино численні розрізнені факти, але і переконливо показав, що клітини є постійною структурою і виникають тільки шляхом розмноження, породжуючи собі подібні.

Клітина є елементарною одиницею всього живого, тому що їй притаманні усі властивості живих організмів: висока впорядкованість її структурних елементів, використання зовнішньої енергії для забезпечення життєдіяльності і підтримки впорядкованості (подолання ентропії), обмін речовин, ріст, розмноження, передача біологічної інформації нащадкам, реакція па подразнення, регенерація (відновлення), адаптація (пристосування) до навколишнього середовища.

Сучасна клітинна теорія включає такі принципові положення:

- клітини є універсальною елементарною одиницею живого;

- клітини всіх організмів подібні за будовою, функцією і хімічним складом;

- клітини зберігають, перетворюють і реалізують генетичну інформацію;

- клітини розмножуються тільки шляхом поділу вихідної (материнської) клітини;

- багатоклітинні організми є складними цілісними системами;

- завдяки діяльності клітин відбувається ріст, розвиток, обмін речовин і енергії в організмі.

Хімічна організація клітини. До складу речовин, що забезпечують життєдіяльність клітини, входять майже всі відомі хімічні елементи, але чотири з них складають 98 % маси клітини. Це - кисень (65-75 %), вуглець (15-18 %), водень (8-10 %) і азот (1,5-3 %). Інші елементи поділяються на макроелементи (близько 1,9%) і мікроелементи (близько 0,1%). До макроелементів належать: сірка, фосфор, хлор, калій, натрій, магній, кальцій і залізо, до мікроелементів - цинк, мідь, йод, фтор, марганець, селен, кобальт тощо. Незважаючи на дуже малий вміст, мікроелементи відіграють важливу біологічну роль. Вони впливають на обмін речовин, без них неможлива нормальна життєдіяльність кожної клітини й організму в цілому.

Клітина складається з неорганічних і органічних речовин. Із неорганічних речовин у клітині переважає вода (до 80 %). Вода - універсальний розчинник, у ній відбуваються всі біохімічні реакції, вода забезпечує теплорегуляцію клітини. Речовини, що розчиняються у воді (солі, луги, кислоти, білки, вуглеводи, спирти тощо), називаються гідрофільними. Гідрофобні речовини (жири і жироподібні речовини) не розчиняються у воді. Є органічні речовини з видовженими молекулами, у яких один кінець гідрофільний, а інший гідрофобний: їх називають амфіпатичними. Прикладом амфіпатичних речовин є фосфоліпіди, які є складовою частиною біологічних мембран.

Неорганічні речовини (солі, кислоти, луги, позитивні і негативні іони) складають від 1,0 до 1,5% маси клітини. Серед органічних речовин переважають білки (10-20 %), жири або ліпіди (1-5 %), вуглеводи (0,2-2,0 %), нуклеїнові кислоти (1-2%). Вміст низькомолекулярних речовин у клітині не перевищує 0,5 %.

Молекула білка є полімером, вона складається з численних одиниць (мономерів), що повторюються. Мономери білка - амінокислоти (їх є 20), які з'єднуються між собою пептидними зв'язками і утворюють поліпептиди і ланцюги (первинну структуру білка). Ланцюг закручується у спіраль - вторинна структура білка.

Білки виконують найважливіші життєві функції. Зокрема, білками є ферменти (біологічні каталізатори), що значно збільшують швидкість хімічних реакцій у клітині. Білки, входячи до складу всіх клітинних структур, виконують пластичну (будівельну) функцію. Вони утворюють клітинний каркас. Рух клітин здійснюють спеціальні білки (актин, міозин, динеїн). Білки забезпечують транспорт речовин через клітинну мембрану і всередині клітини. Антитіла, що виконують захисну функцію, також є білками. Нарешті, білки є одним із джерел енергії. клітина нуклеїновий цитоплазма

Вуглеводи поділяють на моносахариди і полісахариди. Полісахариди також побудовані з мономерів - моносахаридів. Серед моносахаридів у клітині найважливішими є глюкоза (містить 6 атомів вуглецю) і пентоза (5 атомів вуглецю). Пентози входять до складу нуклеїнових кислот. Моносахариди добре розчиняються у воді, полісахариди - малорозчинні. У тваринних клітинах полісахариди представлені глікогеном. Вуглеводи є джерелом енергії. Складні вуглеводи, що з'єднані з білками (глікопротеїни) і з жирами (гліколіпіди), є складовими клітинних мембран і відіграють важливу роль у взаємодіях клітин.

До ліпідів належать жири і жироподібні речовини. Молекули жирів побудовані з гліцерину і жирних кислот. Жироподібними речовинами є холестерин, деякі гормони, лецитин. Ліпіди є основним компонентом клітинних мембран (вони описані нижче), а також найважливішим джерелом енергії. Наприклад, якщо при повному окисненні 1 г білка або вуглеводів виділяється 17,6 кДж енергії, то при повному окисненні 1 г жиру - 38,9 кДж.

Нуклеїнові кислоти є полімерними молекулами, що утворені з мономерів - нуклеотидів, кожний з яких складається з пуринової або піримідинової основи, цукру пентози і залишку фосфорної кислоти. У всіх клітинах є два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнова (ДНК) і рибонуклеїнова (РНК), що відрізняються між собою за складом азотистих основ і цукрів (табл. 1).

Молекула ДНК складається з двох різнонаправлених полінуклеотидних ланцюгів, закручених один навколо іншого у вигляді подвійної спіралі. Кожен нуклеотид складається з азотистої основи, цукру дезоксирибози і залишку фосфорної кислоти. Азотисті основи розташовані всередині подвійної спіралі. Азотисті основи обох ланцюгів з'єднані між собою комплементарно водневими зв'язками, при цьому аденін з'єднується тільки з тиміном, а гуанін із цитозином (А - Т, G - С).

ТАБЛИЦЯ 1. Склад нуклеїнових кислот

Кількість гуаніну завжди дорівнює кількості цитозину, а кількість тиміну - кількості гуаніну. Одне кільце спіралі має довжину 3,4 нм і містить 10 пар азотистих основ, а діаметр спіралі дорівнює близько 2 нм. ДНК зберігає в собі генетичну інформацію, що закодована послідовністю розташування азотистих основ. Вона визначає специфічність синтезованих клітиною білків, тобто послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюзі. Разом із ДНК дочірнім клітинам передається генетична інформація, що визначає всі властивості клітини у взаємодії з умовами середовища. ДНК міститься в ядрі та мітохондріях клітин. Молекула РНК утворена тільки одним полі нуклеотид ним ланцюгом.

Організм людини складається приблизно з 6 * 1013 клітин. Розміри клітин людини коливаються від декількох мікрометрів (наприклад, малі лімфоцити мають діаметр приблизно 7 мкм) до 200 мкм (яйцеклітина). Нагадаємо, що 1 мікрометр (мкм) =10 ° м, 1 манометр (нм) = 10'9 м. Форма клітин різноманітна. Вони можуть бути кулястими, овоїдними, грушоподібними, веретеноподібними, плоскими, кубічними, призматичними, полігональними, пірамідальними, зірчастими тощо.

Основними функціональними структурами клітини є її поверхневий комплекс, цитоплазма і ядро. Поверхневий комплекс складається з глікокаліксу, клітинної мембрани (плазмолеми) і кортикального шару цитоплазми. У цитоплазмі виділяють гіалоплазму (матрикс, цитозоль), органели і включення

Основними структурними компонентами ядра є каріолема (каріотека), каріоплазма і хромосоми. Петлі деяких хромосом можуть переплітатися, і в цій ділянці утворюється ядерце.

Плазмолема, каріолема і ряд органел утворені з біологічних мембран.

Размещено на Allbest.ru