Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.1: Введення в клітини

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    6685

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У 1665 році Роберт Гук подивився на пробку під мікроскопом і побачив кілька камер, які він назвав «клітинами». У 1838 році Шлейдерн і Шванн заявили, що (1) всі рослини і тварини складаються з клітин і що (2) клітина є найосновнішою одиницею («атомом») життя. У 1858 році Вірхов заявив, що (3) всі клітини виникають шляхом розмноження з попередніх клітин («Omnis cellula e cellula e cellula» латинською мовою). Ці три твердження стали основою клітинної теорії.

    Відкриття клітин тісно пов'язане з розвитком мікроскопії. В даний час існує в основному три види мікроскопії: світлова мікроскопія, просвічувальна електронна мікроскопія (ТЕМ) та скануюча електронна мікроскопія (SEM). Світлові мікроскопи використовують нормальне світло, він може збільшувати прозорі речі в 1000 разів. Просвічувальні електронні мікроскопи дають більш детальне уявлення про внутрішню організацію клітин і органел. Вони використовують електронний промінь, який вбиває предмети при його проходженні. Крім того, для експертизи під ТЕМ предмети часто забарвлюються важкими металами, такими як осмій, а для SEM із золотом, яке має високу відбиваючу дію для електронних променів. TEM може збільшити речі 10 000 000 разів. Скануючі електронні мікроскопи показують зображення поверхні клітин і організмів за допомогою відбитого електронного променя. Це може збільшити речі в 1 000 000 разів. На цих фотографіях можна побачити атоми!

    Мінімальна клітина повинна мати три речі: білково-синтезуючий апарат (від ДНК до РНК і білків), простір, призначений для всіх інших хімічних реакцій (желеподібна цитоплазма) і масляниста плівка, що відокремлює клітину від її середовища (мембрани). Це як мармелад, покритий тонким шаром вершкового масла; «шматочки фруктів» - білково-синтезуючі частини.

    Знімок екрана 2019-01-03 в 9.56.52 PM.png
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) Прокаріотична клітина.

    Клітинна мембрана всіх клітин має два шари. Один кінець кожного шару полярний і гідрофільний, а інший - гідрофобний. Ці шари зроблені з фосфоліпідами, які схожі на типові ліпіди, але мають полярну головку з фосфорною кислотою, і два гідрофобні неполярні хвости (рис.\(\PageIndex{2}\)). Крім фосфоліпіндів, мембрана містить вбудовані інші ліпіди, такі як холестерин (тільки в клітині тварин) і хлорофіл (в деяких рослинних мембранах), білки і вуглеводи. Білки вкрай важливі, оскільки без них мембрана не дозволяє великим гідрофільним молекулам і іонам надходити через корито.

    Знімок екрана 2019-01-03 в 9.57.39 PM.png
    Малюнок\(\PageIndex{2}\) Мембрана і фосфоліпіди.

    Клітини, які мають ДНК в мембранному зв'язаному ядрі, відомі як еукаріотичні, тоді як ті, які не мають, відомі як прокаріотичні. Прокаріотичні клітини мають свою ДНК, оточену цитоплазмою. Деякі мають також прокаріотичні джгутики (обертається білкова структура), клітинну стінку, везикули і мембранні складки/кишені (рис.\(\PageIndex{1}\)). Еукаріотичні клітини мають свою ДНК в ядрі, яке відокремлює його від цитоплазми.

    Існує безліч інших частин еукаріотической клітини (рис. 3.2.1). Ядро клітини містить ДНК і білки. Ядереця знаходяться в нуклеоплазмі, це місце, де збираються рибосомальні РНК. Рибосоми, що знаходяться в цитоплазмі, допомагають синтезувати білки. Ендоплазматичний ретикулум (ЕР), який зазвичай знаходиться біля краю клітини, - це місце, де синтезуються, упаковуються та транспортуються білки. У багатьох клітині ЕР пов'язаний з мембраною ядра. Апарат Гольджі направляє білки та інші речовини в ту частину клітини, куди їм потрібно йти. Еукаріотичні клітини повинні мати мітохондрії і можуть мати хлоропласти, обидва виникли через симбіогенез (див. Нижче). Мітохондрії покриті двома оболонками, внутрішня оболонка має інтрузії, звані кристами. Мітохондрії розщеплюють органічні молекули на вуглекислий газ і воду в процесі, відомому як окислювальне дихання.

    Знімок екрана 2019-01-03 в 9.58.12 PM.png
    Малюнок\(\PageIndex{3}\) Напівпроникна мембрана: як вона працює. Великі «червоні» молекули більше пір, тому їм не пускають. Інші молекули менші за пори, і їм дозволено вирівнювати їх концентрації, які завжди нижчі в місцях, де присутні «червоні» молекули. Ось чому вони йдуть справа наліво, а не інакше.

    Клітинні мембрани напівпроникні (рис.\(\PageIndex{3}\)), вони дозволяють деяким молекулам (як правило, малим та/або неполярним) пройти, але інші (великі та/або полярні) залишаться зовні або всередині назавжди, або поки не відкриється конкретна пора. Вода завжди «хоче» вирівняти концентрації по обидва боки мембрани і молекули води зазвичай протікають через мембрану туди, де концентрація інших молекул (солей, кислот) вище (і, природно, концентрація води нижче). Це осмос.

    Знімок екрана 2019-01-03 в 9.59.19 PM.png
    Малюнок\(\PageIndex{4}\) осмосу в (зліва направо) гіпертонічному (високосольовому), ізотонічному і гіпотонічному (з низьким вмістом солі) середовищах. Синій колір - для вакуолі. Червоні стрілки на зображенні праворуч показують тургор — комбінований тиск вакуолі та клітинної стінки.

    Клітинна стінка (поширена у рослин і грибів) оточує клітину і обмежує, наскільки клітина може розширюватися через осмос (рис.\(\PageIndex{4}\)). Оскільки осмос може призвести до неконтрольованого розширення клітини, клітини без клітинних стінок повинні знайти спосіб відкачати зайву воду. Вакуоль (и) - це велика бульбашка (и), яка може робити різні речі для клітини, наприклад, зберігати поживні речовини, накопичувати іони або стати місцем для зберігання відходів. Він відіграє важливу роль в тургору (рис.\(\PageIndex{4}\)).