Общий план строения клетки.Клеточная теория. Гиалоплазма

Различают соматические клетки, формирующие тело организма, и половые клетки, обеспечивающие воспроизведение организма.

Фундаментом современной цитологии, объединившей все знания о клетке, является клеточная теория (Т. Шванн и М. Шлейден, 1839 г.), которая развивалась длительно и постепенно в результате микроскопического изучения строения многих растений и животных организмов.

Она слагается из следующих основных положений:

1. клетка является элементарной структурно-функциональной единицей живой материи. Жизнь существует только в форме клеток, ее проявления выражаются в трансформации энергии, метаболизме, саморегуляции, изменчивости и адаптации в клеточной популяции;

2. клетки разных организмов сходны (гомологичны) по основным морфологическим структурам и признакам в связи с выполнением главных цитологических функций: поддержание жизни и воспроизводство. Клеточная индивидуальность выражается в разнообразии формы, размеров, наличии специальных клеточных структур (органелл), которые отражают функциональную специализацию клеток;

3. эукариотические клетки воспроизводятся путем деления исходной материнской клетки, в которой происходит удвоение генетического материала (репродукция ДНК), что отражает теорию о непрерывности жизни;

4. клетки как целостные живые организмы формируют многоклеточный организм, который объединяет их в системы тканей и органов. Эта интеграция является не простой совокупностью клеток, а характеризуется проявлением качественно новых свойств и признаков для выполнения специфических функций.

На современном этапе клеточная теория объединяет представления о клетке как единственной структурной, генетической и функциональной единице животных и растительных организмов.

Клетка может являться одноклеточным организмом. Как обособленная единица живого, она обладает признаками индивидуального целого, самостоятельно осуществляющего все процессы жизнедеятельности. В многоклеточном организме человека существуют специализированные системы клеток (структуры) для обеспечения процессов пищеварения, дыхания, выделения, движения, размножения и регуляции.

Клетка имеет свои внутриклеточные структуры, с помощью которых она обеспечивает все процессы жизнедеятельности. Такими структурами клетки являются плазмолемма, ядро и органеллы цитоплазмы, контактно или дистантно взаимосвязанные и образующие единую систему для обеспечения необходимых ей функций.

В этом проявляется принцип системности в организации клетки, исходя из которого целесообразно рассматривать не отдельные внутриклеточные структуры, а их объединения в структурно-функциональные (структурно-метаболические) системы, среди которых принято выделять:

• систему сохранения, воспроизведения и реализации генетической информации (ядро);

• рецепторно-барьерно-транспортную систему (плазмолемма);

• систему синтеза и внутриклеточного транспорта биополимеров (рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи);

• систему внутриклеточного переваривания (эндосомы, лизосомы, пероксисомы);

• систему энергообеспечения (митохондрии);

• опорно-двигательную систему (цитоскелет);

• систему промежуточного обмена (гиалоплазма).

Гиалоплазма представляет собой внутреннюю среду клетки (матрикс цитоплазмы) и составляет до 55 % ее объема. Является прозрачной коллоидной сложной системой, в которой локализуются и перемещаются различные биополимеры: белки, ферменты, углеводы, нуклеиновые кислоты, ионы и др. В зависимости от функции клетки эта система может переходить из жидкого (золеобразного) состояния в гелеобразное, и наоборот. При этом отдельные зоны гиалоплазмы могут менять свое состояние и образовывать различные глобулярные и фибриллярные комплексы белковой природы. В ней выявляется сеть из тонких фибрилл, элементов цитоскелета, пересекающих гиалоплазму в различных направлениях.

Совместно с мембранными органеллами эта сеть формирует отсеки (биокомпартменты) цитоплазмы, с которыми связаны внутриклеточные рецепторы.

С участием рибосом и полирибосом в них протекает синтез белков для нужд самой клетки. В гиалоплазме происходит большая часть реакций промежуточного обмена с помощью ферментов метаболизма аминокислот, углеводов, липидов и др., при этом скорость этих реакций и перемещение продуктов метаболизма в цитоплазме постоянно изменяется. Продукты метаболизма могут временно накапливаться в гиалоплазме и формировать включения эндо- или экзогенного происхождения.