Всички живи организми могат да бъдат разделени на две основни групи: прокариоти и еукариоти. Тези термини идват от гръцката дума karion, което означава ядро. Прокариотите са предядрени организми, които нямат оформено ядро. Еукариотите съдържат образувано ядро. Прокариотите включват бактерии, цианобактерии, миксомицети, рикетсии и други организми; Еукариотите включват гъби, растения и животни. Клетките на всички еукариоти имат подобна структура. Те се състоят от цитоплазмаИ ядки, които заедно представляват живото съдържимо на клетката – протопласта. Цитоплазмата е полутечно състояние основно веществоили хиалоплазма, заедно с потопени в него вътреклетъчни структури - органели, изпълняващи различни функции (повече подробности в таблицата по-долу). СЪС навънцитоплазмата е заобиколена от плазмена мембрана. Растителните и гъбичните клетки също имат твърда клетъчна стена. В цитоплазмата на растителните и гъбичните клетки има вакуоли - мехурчета, пълни с вода и разтворени в нея различни вещества. В допълнение, клетката може да съдържа включвания - резервни хранителни веществаили крайни продукти на метаболизма.
| Структура | Характеристики на организацията | Функции |
|---|---|---|
| Плазмена мембрана (плазмалема) | Двоен слой от липиди и протеини, потопени в него | Селективно регулира метаболизма между клетката и външната среда. Осигурява контакт между съседни клетки |
| Ядро | Има двойна мембрана и съдържа ДНК | Съхранение и трансфер на генетичен материал към дъщерни клетки. Регулира клетъчната активност |
| Митохондриите | Заобиколен от двумембранна обвивка; вътрешната мембрана образува гънки - кристи. Съдържа кръгова ДНК, рибозоми, много ензими | Провеждане на кислородния етап на клетъчното дишане (синтез на АТФ) |
| Пластиди. Съдържа се в растителните клетки и клетките на някои протисти | Двойна мембранна структура. Производни на вътрешната мембрана са тилакоидите (съдържат хлорофил в хлоропластите). | Фотосинтеза, съхранение на хранителни вещества |
| Ендоплазмен ретикулум (ER) | Система от сплескани мембранни торбички - резервоари, кухини, тръби | Рибозомите са разположени на грубия ER. В неговите резервоари се изолират и узряват синтезираните протеини. Транспорт на синтезирани протеини. Мембраните на гладката ЕР осъществяват синтеза на липиди и стероиди. Мембранен синтез |
| Комплекс Голджи (CG) | Система от плоски едномембранни резервоари, ампуларно разширени в краищата на резервоарите и везикули, отделящи се или прикрепени към резервоарите | Натрупване, трансформация на протеини и липиди, синтез на полизахариди. Образуване на секреторни везикули, отстраняване на вещества извън клетката. Образуване на лизозома |
| Лизозоми | Едномембранни везикули, съдържащи хидролитични ензими | Вътреклетъчно храносмилане, разграждане на увредени органели, мъртви клетки, органи |
| Рибозоми | Две субединици (голяма и малка), състоящи се от рРНК и протеини | Сглобяване на протеинови молекули |
| Центриоли | Система от микротубули (9x3), изградена от протеинови субединици | Организиращи центрове на микротубулите (участват във формирането на цитоскелета, вретеното на клетъчното делене, ресничките и флагелите) |
Клетките, които изграждат тъканите на животните и растенията, се различават значително по форма, размер и вътрешна структура. Въпреки това, всички те показват прилики в основните характеристики на жизнените процеси, метаболизъм, раздразнителност, растеж, развитие и способност за промяна.
Клетките от всички видове съдържат два основни компонента, тясно свързани помежду си - цитоплазма и ядро. Ядрото е отделено от цитоплазмата с пореста мембрана и съдържа ядрен сок, хроматин и ядро. Полутечната цитоплазма изпълва цялата клетка и е проникната от множество тубули. Отвън е покрита с цитоплазмена мембрана. Специализирало се е структури на органели,постоянно присъстващи в клетката и временни образувания - включвания.Мембранни органели : външна цитоплазмена мембрана (OCM), ендоплазмен ретикулум (ER), апарат на Голджи, лизозоми, митохондрии и пластиди. Структурата на всички мембранни органели се основава на биологична мембрана. Всички мембрани имат принципно еднакъв структурен план и се състоят от двоен слой фосфолипиди, в който протеиновите молекули са потопени на различна дълбочина от различни страни. Мембраните на органелите се различават една от друга само по наборите от протеини, които съдържат.
Схема на структурата на еукариотната клетка.А - клетка от животински произход; Б - растителна клетка: 1 - ядро с хроматин и ядро, 2 - цитоплазмена мембрана, 3 - клетъчна стена, 4 - пори в клетъчната стена, през които комуникира цитоплазмата на съседните клетки, 5 - грапав ендоплазмен ретикулум, б - гладък ендоплазмен ретикулум , 7 - пиноцитозна вакуола, 8 - апарат на Голджи (комплекс), 9 - лизозома, 10 - мастни включвания в каналите на гладкия ендоплазмен ретикулум, 11 - клетъчен център, 12 - митохондрии, 13 - свободни рибозоми и полирибозоми, 14 - вакуола , 15 - хлоропласт
Цитоплазмена мембрана.Всички растителни клетки, многоклетъчни животни, протозои и бактерии имат трислойна клетъчна мембрана: външният и вътрешният слой се състоят от протеинови молекули, средният слой се състои от липидни молекули. Той ограничава цитоплазмата от външната среда, обгражда всички клетъчни органели и е универсална биологична структура. В някои клетки външната мембрана се образува от няколко мембрани, плътно прилежащи една към друга. В такива случаи клетъчната мембрана става плътна и еластична и позволява на клетката да поддържа формата си, както например при еуглената и ресничестите чехли. Повечето растителни клетки, освен мембрана, имат и дебела целулозна обвивка отвън - клетъчна стена. Той е ясно видим в конвенционален светлинен микроскоп и изпълнява поддържаща функция поради твърдия външен слой, който придава на клетките ясна форма.
На повърхността на клетките мембраната образува удължени израстъци - микровили, гънки, инвагинации и издатини, което значително увеличава абсорбционната или екскреторната повърхност. С помощта на мембранни израстъци клетките се свързват помежду си в тъканите и органите на многоклетъчните организми; върху гънките на мембраните се намират различни ензими, участващи в метаболизма. Отграничаване на клетката от заобикаляща среда, мембраната регулира посоката на дифузия на веществата и в същото време активно ги транспортира в клетката (натрупване) или навън (отделяне). Поради тези свойства на мембраната, концентрацията на калиеви, калциеви, магнезиеви и фосфорни йони в цитоплазмата е по-висока, а концентрацията на натрий и хлор е по-ниска, отколкото в околната среда. През порите на външната мембрана йони, вода и малки молекули на други вещества проникват в клетката от външната среда. Проникването на относително големи твърди частици в клетката се осъществява от фагоцитоза(от гръцки "phago" - поглъщам, "питие" - клетка). В този случай външната мембрана в точката на контакт с частицата се огъва в клетката, изтегляйки частицата дълбоко в цитоплазмата, където се подлага на ензимно разцепване. По подобен начин в клетката влизат капки течни вещества; тяхното усвояване се нарича пиноцитоза(от гръцки “pino” - питие, “cytos” - клетка). Външната клетъчна мембрана изпълнява и други важни биологични функции.
Цитоплазма 85% се състои от вода, 10% - от протеини, останалото се състои от липиди, въглехидрати, нуклеинова киселинаи минерални съединения; всички тези вещества образуват колоиден разтвор, подобен по консистенция на глицерина. Колоидното вещество на клетката в зависимост от нейната физиологично състояниеи естеството на влиянието на външната среда, той има свойства както на течност, така и на еластично, по-плътно тяло. Цитоплазмата е пронизана с канали различни формии количества, които се наричат ендоплазмения ретикулум.Техните стени са мембрани, които са в тясна връзка с всички органели на клетката и заедно с тях съставляват единна функционална и структурна система за метаболизма, енергията и движението на веществата в клетката.
Стените на тубулите съдържат миниатюрни гранули, т.нар рибозоми.Тази мрежа от тубули се нарича гранулирана. Рибозомите могат да бъдат разположени разпръснати по повърхността на тубулите или да образуват комплекси от пет до седем или повече рибозоми, т.нар. полизоми.Други тубули не съдържат гранули, те образуват гладък ендоплазмен ретикулум. По стените са разположени ензими, участващи в синтеза на мазнини и въглехидрати.
Вътрешната кухина на тубулите е пълна с отпадъчни продукти на клетката. Вътреклетъчните тубули, образувайки сложна разклонена система, регулират движението и концентрацията на веществата, разделят различни молекули на органични вещества и етапите на техния синтез. На вътрешната и външната повърхност на мембраните, богати на ензими, се синтезират протеини, мазнини и въглехидрати, които или се използват в метаболизма, или се натрупват в цитоплазмата като включвания, или се екскретират.
Рибозоминамира се във всички видове клетки - от бактерии до клетки на многоклетъчни организми. Това са кръгли тела, състоящи се от рибонуклеинова киселина (РНК) и протеини в почти равни пропорции. Те със сигурност съдържат магнезий, чието присъствие поддържа структурата на рибозомите. Рибозомите могат да бъдат свързани с мембраните на ендоплазмения ретикулум, с външния клетъчната мембранаили лежат свободно в цитоплазмата. Те осъществяват протеиновия синтез. Освен в цитоплазмата, рибозомите се намират в клетъчното ядро. Те се образуват в ядрото и след това навлизат в цитоплазмата.
Комплекс Голджи V растителни клеткиима вид на отделни тела, заобиколени от мембрани. В животинските клетки тази органела е представена от цистерни, тубули и везикули. Продуктите от клетъчната секреция навлизат в мембранните тръби на комплекса на Голджи от тубулите на ендоплазмения ретикулум, където се пренареждат химически, уплътняват се и след това преминават в цитоплазмата и или се използват от самата клетка, или се отстраняват от нея. В резервоарите на комплекса Голджи полизахаридите се синтезират и комбинират с протеини, което води до образуването на гликопротеини.
Митохондриите- малки пръчковидни тела, ограничени от две мембрани. От вътрешната мембрана на митохондриите се простират множество гънки - кристи, по стените им има различни ензими, с помощта на които се осъществява синтеза на високоенергийно вещество - аденозинтрифосфорна киселина (АТФ). В зависимост от активността на клетката и външни влиянияМитохондриите могат да се движат, да променят размера и формата си. Рибозоми, фосфолипиди, РНК и ДНК се намират в митохондриите. Наличието на ДНК в митохондриите е свързано със способността на тези органели да се възпроизвеждат чрез образуване на свиване или пъпкуване по време на клетъчното делене, както и със синтеза на някои митохондриални протеини.
Лизозоми- малки овални образувания, ограничени от мембрана и разпръснати из цялата цитоплазма. Намира се във всички клетки на животни и растения. Те възникват в разширенията на ендоплазмения ретикулум и в комплекса на Голджи, тук са пълни с хидролитични ензими, след което се отделят и навлизат в цитоплазмата. При нормални условия лизозомите усвояват частици, които влизат в клетката чрез фагоцитоза и органели на умиращи клетки.Лизозомните продукти се екскретират през мембраната на лизозомата в цитоплазмата, където се включват в нови молекули.Когато мембраната на лизозомата се разкъса, ензимите навлизат в цитоплазмата и смила съдържанието му, причинявайки клетъчна смърт.
Пластидисреща се само в растителните клетки и се намира в повечето зелени растения. В пластидите се синтезират и натрупват органични вещества. Има три вида пластиди: хлоропласти, хромопласти и левкопласти.
хлоропласти -зелени пластиди, съдържащи зеления пигмент хлорофил. Те се намират в листата, младите стъбла и неузрелите плодове. Хлоропластите са заобиколени от двойна мембрана. При висшите растения вътрешната част на хлоропластите е изпълнена с полутечно вещество, в което плочите са разположени успоредно една на друга. Сдвоените мембрани на плочите, сливайки се, образуват купчини, съдържащи хлорофил (фиг. 6). Във всяка купчина хлоропласти на висши растения се редуват слоеве от протеинови молекули и липидни молекули, а между тях са разположени хлорофилни молекули. Тази слоеста структура осигурява максимално свободни повърхности и улеснява улавянето и преноса на енергия по време на фотосинтезата.
Хромопласти -пластиди, съдържащи растителни пигменти (червени или кафяви, жълти, оранжеви). Те са концентрирани в цитоплазмата на клетките на цветята, стъблата, плодовете и листата на растенията и им придават подходящия цвят. Хромопластите се образуват от левкопласти или хлоропласти в резултат на натрупване на пигменти каротеноиди.
Левкопласти – безцветнипластиди, разположени в неоцветени части на растенията: в стъбла, корени, луковици и др. Нишестените зърна се натрупват в левкопластите на някои клетки, маслата и протеините се натрупват в левкопластите на други клетки.
Всички пластиди възникват от техните предшественици - пропластиди. Те разкриха ДНК, която контролира възпроизвеждането на тези органели.
Клетъчен център,или центрозома, играе важна роля в клетъчното делене и се състои от две центриоли . Намира се във всички животински и растителни клетки, с изключение на цъфтящи гъби, нисши гъби и някои протозои. Центриолите в делящите се клетки участват в образуването на делителното вретено и са разположени на неговите полюси. В делящата се клетка клетъчният център е първият, който се дели и в същото време се образува ахроматиново вретено, което ориентира хромозомите, когато се отклоняват към полюсите. Една центриола напуска всяка от дъщерните клетки.
Много растителни и животински клетки имат органоиди със специално предназначение: реснички,изпълняващи функцията на движение (ресничести, клетки респираторен тракт), камшичета(едноклетъчни протозои, мъжки репродуктивни клетки при животни и растения и др.). Включвания -временни елементи, които възникват в клетката на определен етап от нейния живот като резултат синтетична функция. Те или се използват, или се изваждат от клетката. Включенията също са резервни хранителни вещества: в растителните клетки - нишесте, капчици мазнини, блокове, етерични масла, много органични киселини, соли на органични и неорганични киселини; в животинските клетки - гликоген (в чернодробните клетки и мускулите), капки мазнини (в подкожна тъкан); Някои включвания се натрупват в клетките като отпадъци - под формата на кристали, пигменти и др.
вакуоли -това са кухини, ограничени от мембрана; добре изразени в растителни клетки и налични в протозои. Те възникват в различни области на ендоплазмения ретикулум. И постепенно се отделят от него. Вакуолите поддържат тургорно налягане, в тях се концентрира клетъчен или вакуоларен сок, чиито молекули определят неговата осмотична концентрация. Смята се, че първоначалните продукти на синтеза - разтворими въглехидрати, протеини, пектини и др. - се натрупват в цистерните на ендоплазмения ретикулум. Тези клъстери представляват зачатъците на бъдещи вакуоли.
Цитоскелет . Един от отличителни чертиЕукариотната клетка е развитието в нейната цитоплазма на скелетни образувания под формата на микротубули и снопове от протеинови влакна. Елементите на цитоскелета са тясно свързани с външната цитоплазмена мембрана и ядрената обвивка и образуват сложни тъкани в цитоплазмата. Опорните елементи на цитоплазмата определят формата на клетката, осигуряват движението на вътреклетъчните структури и движението на цялата клетка.
ЯдроКлетката играе основна роля в нейния живот, с отстраняването й тя престава да функционира и умира. Повечето животински клетки имат едно ядро, но има и многоядрени клетки (човешки черен дроб и мускули, гъби, реснички, зелени водорасли). Червените кръвни клетки на бозайниците се развиват от прекурсорни клетки, съдържащи ядро, но зрелите червени кръвни клетки го губят и не живеят дълго.
Ядрото е заобиколено от двойна мембрана, пронизана с пори, чрез които е тясно свързана с каналите на ендоплазмения ретикулум и цитоплазмата. Вътре в ядрото е хроматин- спирализирани участъци от хромозоми. По време на клетъчното делене те се превръщат в пръчковидни структури, които се виждат ясно под светлинен микроскоп. Хромозомите са сложни комплекси от протеини и ДНК, наречени нуклеопротеин.
Функциите на ядрото са да регулира всички жизнени функции на клетката, които то осъществява с помощта на ДНК и РНК материални носители на наследствена информация. При подготовката за клетъчно делене ДНК се удвоява; по време на митозата хромозомите се разделят и се предават на дъщерните клетки, осигурявайки непрекъснатост на наследствената информация във всеки тип организъм.
Кариоплазма - течна фаза на ядрото, в която отпадъчните продукти на ядрените структури се намират в разтворена форма
Нуклеол- изолирана, най-плътна част от ядрото. Ядрото съдържа сложни протеини и РНК, свободни или свързани фосфати на калий, магнезий, калций, желязо, цинк, както и рибозоми. Ядрото изчезва преди началото на клетъчното делене и се формира отново в последната фаза на деленето.
Така клетката има фина и много сложна организация. Обширната мрежа от цитоплазмени мембрани и мембранният принцип на структурата на органелите позволяват да се разграничат многото химични реакции, протичащи едновременно в клетката. Всяко от вътреклетъчните образувания има своя структура и специфична функция, но само чрез тяхното взаимодействие е възможно хармоничното функциониране на клетката.Въз основа на това взаимодействие веществата от околната среда навлизат в клетката, а отпадъчните продукти се извеждат от нея в клетката. . външна среда- Така се получава метаболизмът. Съвършенството на структурната организация на клетката може да възникне само в резултат на дългосрочна биологична еволюция, по време на която функциите, които тя изпълнява, постепенно стават по-сложни.
Най-простите едноклетъчни форми представляват едновременно клетка и организъм с всичките му жизнени прояви. При многоклетъчните организми клетките образуват хомогенни групи – тъкани. От своя страна тъканите образуват органи, системи и техните функции се определят от общата жизнена дейност на целия организъм.
Всяка клетка е система:всички негови компоненти са взаимосвързани, взаимозависими и взаимодействат помежду си; нарушаването на дейността на един от елементите на тази система води до промени и смущения в работата на цялата система.
Образува се колекция от клетки тъкани, се образуват различни тъкани органи, а органите, взаимодействащи и изпълняващи обща функция, се образуват системи от органи.
Всяка система има определена структура, ниво на сложност и се основава на взаимодействието на елементите, които я съставят.
Характеристики на структурата на еукариотните и прокариотните клетки:
Структурата на еукариотните клетки.
Функции на еукариотните клетки .
Клетките на едноклетъчните организми осъществяват всички функции, характерни за живите организми - метаболизъм, растеж, развитие, размножаване; способен на адаптация.
Клетките на многоклетъчните организми се диференцират по структура в зависимост от функциите, които изпълняват. Епителен, мускулен, нервен, съединителни тъканисе образуват от специализирани клетки.
Тематични задачи
A1. Прокариотните организми включват
1) бацил
4) Волвокс
A2. Клетъчната мембрана изпълнява функцията
1) синтез на протеини
2) предаване на наследствена информация
3) фотосинтеза
4) фагоцитоза и пиноцитоза
A3. Посочете точката, в която структурата на посочената клетка съвпада с нейната функция
1) неврон - съкращение
2) левкоцитен – импулсно провеждане
3) еритроцит – транспорт на газове
4) остеоцит – фагоцитоза
A4. Клетъчната енергия се произвежда в
1) рибозоми
2) митохондрии
4) апарат на Голджи
A5. Елиминирайте ненужна концепция от предложения списък
1) ламблия
2) плазмодий
3) реснички
4) хламидомонада
A6. Елиминирайте ненужна концепция от предложения списък
1) рибозоми
2) митохондрии
3) хлоропласти
4) нишестени зърна
A7. Клетъчните хромозоми изпълняват функцията
1) биосинтеза на протеини
2) съхранение на наследствена информация
3) образуване на лизозоми
4) регулиране на метаболизма
В 1. Изберете функциите на хлоропластите от предоставения списък
1) образуване на лизозоми
2) синтез на глюкоза
3) Синтез на РНК
4) Синтез на АТФ
5) освобождаване на кислород
6) клетъчно дишане
НА 2. Изберете структурни характеристики на митохондриите
1), заобиколен от двойна мембрана
3) има кристи
4) външната мембрана е сгъната
5) заобиколен от единична мембрана
6) вътрешната мембрана е богата на ензими
Клетките, които образуват тъканите на животните и растенията, се различават значително по форма, размер и вътрешна структура. Въпреки това, всички те показват прилики в основните характеристики на жизнените процеси, метаболизъм, раздразнителност, растеж, развитие и способност за промяна.
Клетките от всички видове съдържат два основни компонента, тясно свързани помежду си - цитоплазма и ядро. Ядрото е отделено от цитоплазмата с пореста мембрана и съдържа ядрен сок, хроматин и ядро. Полутечната цитоплазма изпълва цялата клетка и е проникната от множество тубули. Отвън е покрита с цитоплазмена мембрана. Специализирало се е структури на органели,постоянно присъстващи в клетката и временни образувания - включвания.Мембранни органели : външна цитоплазмена мембрана (OCM), ендоплазмен ретикулум (ER), апарат на Голджи, лизозоми, митохондрии и пластиди. Структурата на всички мембранни органели се основава на биологична мембрана. Всички мембрани имат принципно еднакъв структурен план и се състоят от двоен слой фосфолипиди, в който протеиновите молекули са потопени на различна дълбочина от различни страни. Мембраните на органелите се различават една от друга само по наборите от протеини, които съдържат.
Схема на структурата на еукариотната клетка.А - клетка от животински произход; Б - растителна клетка: 1 - ядро с хроматин и ядро, 2 - цитоплазмена мембрана, 3 - клетъчна стена, 4 - пори в клетъчната стена, през които комуникира цитоплазмата на съседните клетки, 5 - грапав ендоплазмен ретикулум, б - гладък ендоплазмен ретикулум , 7 - пиноцитозна вакуола, 8 - апарат на Голджи (комплекс), 9 - лизозома, 10 - мастни включвания в каналите на гладкия ендоплазмен ретикулум, 11 - клетъчен център, 12 - митохондрии, 13 - свободни рибозоми и полирибозоми, 14 - вакуола , 15 - хлоропласт
Цитоплазмена мембрана.Всички растителни клетки, многоклетъчни животни, протозои и бактерии имат трислойна клетъчна мембрана: външният и вътрешният слой се състоят от протеинови молекули, средният слой се състои от липидни молекули. Той ограничава цитоплазмата от външната среда, обгражда всички клетъчни органели и е универсална биологична структура. В някои клетки външната мембрана се образува от няколко мембрани, плътно прилежащи една към друга. В такива случаи клетъчната мембрана става плътна и еластична и позволява на клетката да поддържа формата си, както например при еуглената и ресничестите чехли. Повечето растителни клетки, освен мембрана, имат и дебела целулозна обвивка отвън - клетъчна стена. Той е ясно видим в конвенционален светлинен микроскоп и изпълнява поддържаща функция поради твърдия външен слой, който придава на клетките ясна форма.
На повърхността на клетките мембраната образува удължени израстъци - микровили, гънки, инвагинации и издатини, което значително увеличава абсорбционната или екскреторната повърхност. С помощта на мембранни израстъци клетките се свързват помежду си в тъканите и органите на многоклетъчните организми; върху гънките на мембраните се намират различни ензими, участващи в метаболизма. Като отделя клетката от околната среда, мембраната регулира посоката на дифузия на веществата и в същото време активно ги транспортира в клетката (натрупване) или навън (отделяне). Поради тези свойства на мембраната, концентрацията на калиеви, калциеви, магнезиеви и фосфорни йони в цитоплазмата е по-висока, а концентрацията на натрий и хлор е по-ниска, отколкото в околната среда. През порите на външната мембрана йони, вода и малки молекули на други вещества проникват в клетката от външната среда. Проникването на относително големи твърди частици в клетката се осъществява от фагоцитоза(от гръцки "phago" - поглъщам, "питие" - клетка). В този случай външната мембрана в точката на контакт с частицата се огъва в клетката, изтегляйки частицата дълбоко в цитоплазмата, където се подлага на ензимно разцепване. По подобен начин в клетката влизат капки течни вещества; тяхното усвояване се нарича пиноцитоза(от гръцки “pino” - питие, “cytos” - клетка). Външната клетъчна мембрана изпълнява и други важни биологични функции.
Цитоплазма 85% се състои от вода, 10% - протеини, останалата част от обема представлява липиди, въглехидрати, нуклеинови киселини и минерални съединения; всички тези вещества образуват колоиден разтвор, подобен по консистенция на глицерина. Колоидното вещество на клетката, в зависимост от нейното физиологично състояние и естеството на влиянието на външната среда, има свойствата както на течно, така и на еластично, по-плътно тяло. Цитоплазмата е пронизана от различни по форма и големина канали, които се наричат ендоплазмения ретикулум.Техните стени са мембрани, които са в тясна връзка с всички органели на клетката и заедно с тях съставляват единна функционална и структурна система за метаболизма, енергията и движението на веществата в клетката.
Стените на тубулите съдържат миниатюрни гранули, т.нар рибозоми.Тази мрежа от тубули се нарича гранулирана. Рибозомите могат да бъдат разположени разпръснати по повърхността на тубулите или да образуват комплекси от пет до седем или повече рибозоми, т.нар. полизоми.Други тубули не съдържат гранули, те образуват гладък ендоплазмен ретикулум. По стените са разположени ензими, участващи в синтеза на мазнини и въглехидрати.
Вътрешната кухина на тубулите е пълна с отпадъчни продукти на клетката. Вътреклетъчните тубули, образувайки сложна разклонена система, регулират движението и концентрацията на веществата, разделят различни молекули на органични вещества и етапите на техния синтез. На вътрешната и външната повърхност на мембраните, богати на ензими, се синтезират протеини, мазнини и въглехидрати, които или се използват в метаболизма, или се натрупват в цитоплазмата като включвания, или се екскретират.
Рибозоминамира се във всички видове клетки - от бактерии до клетки на многоклетъчни организми. Това са кръгли тела, състоящи се от рибонуклеинова киселина (РНК) и протеини в почти равни пропорции. Те със сигурност съдържат магнезий, чието присъствие поддържа структурата на рибозомите. Рибозомите могат да бъдат свързани с мембраните на ендоплазмения ретикулум, с външната клетъчна мембрана или да лежат свободно в цитоплазмата. Те осъществяват протеиновия синтез. Освен в цитоплазмата, рибозомите се намират в клетъчното ядро. Те се образуват в ядрото и след това навлизат в цитоплазмата.
Комплекс Голджив растителните клетки изглежда като отделни тела, заобиколени от мембрани. В животинските клетки тази органела е представена от цистерни, тубули и везикули. Продуктите от клетъчната секреция навлизат в мембранните тръби на комплекса на Голджи от тубулите на ендоплазмения ретикулум, където се пренареждат химически, уплътняват се и след това преминават в цитоплазмата и или се използват от самата клетка, или се отстраняват от нея. В резервоарите на комплекса Голджи полизахаридите се синтезират и комбинират с протеини, което води до образуването на гликопротеини.
Митохондриите- малки пръчковидни тела, ограничени от две мембрани. От вътрешната мембрана на митохондриите се простират множество гънки - кристи, по стените им има различни ензими, с помощта на които се осъществява синтеза на високоенергийно вещество - аденозинтрифосфорна киселина (АТФ). В зависимост от активността на клетката и външните въздействия, митохондриите могат да се движат, да променят размера и формата си. Рибозоми, фосфолипиди, РНК и ДНК се намират в митохондриите. Наличието на ДНК в митохондриите е свързано със способността на тези органели да се възпроизвеждат чрез образуване на свиване или пъпкуване по време на клетъчното делене, както и със синтеза на някои митохондриални протеини.
Лизозоми- малки овални образувания, ограничени от мембрана и разпръснати из цялата цитоплазма. Намира се във всички клетки на животни и растения. Те възникват в разширенията на ендоплазмения ретикулум и в комплекса на Голджи, тук са пълни с хидролитични ензими, след което се отделят и навлизат в цитоплазмата. При нормални условия лизозомите усвояват частици, които влизат в клетката чрез фагоцитоза и органели на умиращи клетки.Лизозомните продукти се екскретират през мембраната на лизозомата в цитоплазмата, където се включват в нови молекули.Когато мембраната на лизозомата се разкъса, ензимите навлизат в цитоплазмата и смила съдържанието му, причинявайки клетъчна смърт.
Пластидисреща се само в растителните клетки и се намира в повечето зелени растения. В пластидите се синтезират и натрупват органични вещества. Има три вида пластиди: хлоропласти, хромопласти и левкопласти.
хлоропласти -зелени пластиди, съдържащи зеления пигмент хлорофил. Те се намират в листата, младите стъбла и неузрелите плодове. Хлоропластите са заобиколени от двойна мембрана. При висшите растения вътрешната част на хлоропластите е изпълнена с полутечно вещество, в което плочите са разположени успоредно една на друга. Сдвоените мембрани на плочите, сливайки се, образуват купчини, съдържащи хлорофил (фиг. 6). Във всяка купчина хлоропласти на висши растения се редуват слоеве от протеинови молекули и липидни молекули, а между тях са разположени хлорофилни молекули. Тази слоеста структура осигурява максимално свободни повърхности и улеснява улавянето и преноса на енергия по време на фотосинтезата.
Хромопласти -пластиди, съдържащи растителни пигменти (червени или кафяви, жълти, оранжеви). Те са концентрирани в цитоплазмата на клетките на цветята, стъблата, плодовете и листата на растенията и им придават подходящия цвят. Хромопластите се образуват от левкопласти или хлоропласти в резултат на натрупване на пигменти каротеноиди.
Левкопласти – безцветнипластиди, разположени в неоцветени части на растенията: в стъбла, корени, луковици и др. Нишестените зърна се натрупват в левкопластите на някои клетки, маслата и протеините се натрупват в левкопластите на други клетки.
Всички пластиди възникват от техните предшественици - пропластиди. Те разкриха ДНК, която контролира възпроизвеждането на тези органели.
Клетъчен център,или центрозома, играе важна роля в клетъчното делене и се състои от две центриоли . Намира се във всички животински и растителни клетки, с изключение на цъфтящи гъби, нисши гъби и някои протозои. Центриолите в делящите се клетки участват в образуването на делителното вретено и са разположени на неговите полюси. В делящата се клетка клетъчният център е първият, който се дели и в същото време се образува ахроматиново вретено, което ориентира хромозомите, когато се отклоняват към полюсите. Една центриола напуска всяка от дъщерните клетки.
Много растителни и животински клетки имат органоиди със специално предназначение: реснички,изпълняващи функцията на движение (ресничести, клетки на дихателните пътища), камшичета(едноклетъчни протозои, мъжки репродуктивни клетки при животни и растения и др.). Включвания -временни елементи, които възникват в клетката на определен етап от нейния живот в резултат на синтетична функция. Те или се използват, или се изваждат от клетката. Включенията също са резервни хранителни вещества: в растителните клетки - нишесте, капчици мазнини, блокове, етерични масла, много органични киселини, соли на органични и неорганични киселини; в животинските клетки - гликоген (в чернодробните клетки и мускулите), капки мазнини (в подкожната тъкан); Някои включвания се натрупват в клетките като отпадъци - под формата на кристали, пигменти и др.
вакуоли -това са кухини, ограничени от мембрана; добре изразени в растителни клетки и налични в протозои. Те възникват в различни области на ендоплазмения ретикулум. И постепенно се отделят от него. Вакуолите поддържат тургорно налягане, в тях се концентрира клетъчен или вакуоларен сок, чиито молекули определят неговата осмотична концентрация. Смята се, че първоначалните продукти на синтеза - разтворими въглехидрати, протеини, пектини и др. - се натрупват в цистерните на ендоплазмения ретикулум. Тези клъстери представляват зачатъците на бъдещи вакуоли.
Цитоскелет . Една от отличителните черти на еукариотната клетка е развитието в нейната цитоплазма на скелетни образувания под формата на микротубули и снопове от протеинови влакна. Елементите на цитоскелета са тясно свързани с външната цитоплазмена мембрана и ядрената обвивка и образуват сложни тъкани в цитоплазмата. Опорните елементи на цитоплазмата определят формата на клетката, осигуряват движението на вътреклетъчните структури и движението на цялата клетка.
ЯдроКлетката играе основна роля в нейния живот, с отстраняването й тя престава да функционира и умира. Повечето животински клетки имат едно ядро, но има и многоядрени клетки (човешки черен дроб и мускули, гъби, реснички, зелени водорасли). Червените кръвни клетки на бозайниците се развиват от прекурсорни клетки, съдържащи ядро, но зрелите червени кръвни клетки го губят и не живеят дълго.
Ядрото е заобиколено от двойна мембрана, пронизана с пори, чрез които е тясно свързана с каналите на ендоплазмения ретикулум и цитоплазмата. Вътре в ядрото е хроматин- спирализирани участъци от хромозоми. По време на клетъчното делене те се превръщат в пръчковидни структури, които се виждат ясно под светлинен микроскоп. Хромозомите са сложни комплекси от протеини и ДНК, наречени нуклеопротеин.
Функциите на ядрото са да регулира всички жизнени функции на клетката, които то осъществява с помощта на ДНК и РНК материални носители на наследствена информация. При подготовката за клетъчно делене ДНК се удвоява; по време на митозата хромозомите се разделят и се предават на дъщерните клетки, осигурявайки непрекъснатост на наследствената информация във всеки тип организъм.
Кариоплазма - течна фаза на ядрото, в която отпадъчните продукти на ядрените структури се намират в разтворена форма
Нуклеол- изолирана, най-плътна част от ядрото. Ядрото съдържа сложни протеини и РНК, свободни или свързани фосфати на калий, магнезий, калций, желязо, цинк, както и рибозоми. Ядрото изчезва преди началото на клетъчното делене и се формира отново в последната фаза на деленето.
Така клетката има фина и много сложна организация. Обширната мрежа от цитоплазмени мембрани и мембранният принцип на структурата на органелите позволяват да се разграничат многото химични реакции, протичащи едновременно в клетката. Всяко от вътреклетъчните образувания има своя структура и специфична функция, но само чрез тяхното взаимодействие е възможно хармоничното функциониране на клетката.Въз основа на това взаимодействие веществата от околната среда навлизат в клетката, а отпадъчните продукти се извеждат от нея във външните. среда - така се осъществява метаболизмът. Съвършенството на структурната организация на клетката може да възникне само в резултат на дългосрочна биологична еволюция, по време на която функциите, които тя изпълнява, постепенно стават по-сложни.
Най-простите едноклетъчни форми представляват едновременно клетка и организъм с всичките му жизнени прояви. При многоклетъчните организми клетките образуват хомогенни групи – тъкани. От своя страна тъканите образуват органи, системи и техните функции се определят от общата жизнена дейност на целия организъм.