морфология клетки. Учение о клетке

• Название: Учение о клетке
• Анкор: морфология клетки
• Дата: 23.11.2020
• Размер: 45.53 Kb.
• Имя файла: 1_morfologia_kletki.docx
• Тип: Документы; #153089
• страница: 1 из 3

УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ.

Клетка впервые была открыта Р.Гуком в 1665 году. Гук при помощи сконструированного им примитивного микроскопа увидел в тонком срезе пробкового дерева клетки. Это и были клетки.

Существенный вклад в клеточную теорию внесли Пуркинье, Броун, Шванн и Вирхов. Так, в 1830 году Пуркинье обнаружил в клетке цитоплазму, в 1833 году Броун увидел в клетке ядро, в 1838 году Шванн пришел к заключению, что клетки различных организмов имеют сходное строение, а в 1858 году Вирхов установил, что новые клетки образуются в результате деления материнской клетки.

Основные положения клеточной теории

1. 
   Клетка - наименьшая единица живого.
   
2. 
   Клетки всех организмов имеют сходное строение.
   
3. 
   Новые клетки образуются путем деления материнской клетки.
   
4. 
   Многоклеточные организмы состоят из клеток, объединенных в ткани и органы, регулируемые нервной, эндокринной и иммунной системами.
   

Симпласт - многоядерные протоплазматические тяжи (волокна мышц). Синцитий - соклетие, группа клеток, соединенных цитоплазматическими мос-тиками.

Клетка - элементарная живая система, состоящая из ядра и цитоплазмы и являющаяся основой развития, строения и функции организма.

Состав цитоплазмы. Цитоплазма включает органеллы, располагающиеся в гиалоплазме.

Гиалоплазма в жидком состоянии - золь,в твердом состоянии - гель.

В состав гиалоплазмы входит раствор минеральных солей, углеводы, белки, аминокислоты, ферменты. Солей калия больше внутри клетки, меньше - снаружи; соли натрия в гиалоплазме образуют изотонический раствраствор (0,9%). Поэтому если клетку поместить в дистиллированную воду, то она будет набухать; если же ее поместить в гипертонический раствор натрия или в концентрированный раствор глюкозы, то она будет сморщиваться.

Функции гиалоплазмы. В гиалоплазме происходит анаэробное окисление,самосборка микротубул и микрофиламентов, транспорт субъединиц рибосом и РНК. Гиалоплазма является средой, обеспечивающей жизнедеятельность органелл.

Клеточные мембраны. Клеточные мембраны включают плазмолемму и внутриклеточные мембраны. Все мембраны включают, в свою очередь, белки и липиды. Все мембраны обладают избирательной проницаемостью.

Внутриклеточные мембраны включают липиды: холестерин, сфингомие- лины,фосфолипиды. Молекулы липидов образуют 2 слоя: 1) гидрофильные головки липидов имеют заряд и обращены к поверхностям мембраны, 2) гидрофобные хвосты не имеют заряда и обращены к хвостам второго билипидного слоя. Толщина внутриклеточных мембран составляет 6 нм.

Свойства билипидного слоя: обладает способностью к самосборке и к самовосстановлению, обладает текучестью.

Белки мембран состоят из аминокислот. Те участки молекул белков, где аминокислоты имеют заряд, обращены к головкам молекул липидов, а где аминокислоты не имеют заряда - к их хвостам.

По локализации в мембране белки делятся на интегральные, полуинтегральные и примембранные. Интегральные белки погружаются в оба билипидных слоя, полуинтегральные - только в один слой, примембранные - расположены на поверхности билипидного слоя.

Свойства белков мембран заключаются в их способности вращаться вокруг оси, изменять ось вращения и перемещаться, благодаря текучести билипидного слоя.

По функции белки делятся на транспортные, ферментные, структурные и рецепторные.

Плазмолемма. Плазмолемма отличается от внутриклеточных мембран

большей толщиной -10 нм, (толщина внутриклеточных мембран составляет 6 нм). Толщина плазмолеммы увеличена за счет гликокаликса, состоящего из гликолипидов и гликопротеидов. Кнутри плазмолеммы прилежит субплазмолеммальный слой, состоящий из филаментов, включающих сократительные белки (актин, миозин, тропамиазин, альфа-актинин).

Функции плазмалеммы: 1) транспортная; 2) барьерная (отделяет содержимое клетки от окружающей ее среды); 3) рецепторная.

Транспортная функция. Хорошо известно, что через плазмолемму могут транспортироваться микромолекулы, макромолекулы, микрочастицы и капельки воды. Микромолекулы (ионы, молекулы воды, аминокислоты) могут транспор-тироваться под влиянием градиента концентрации и против градиента концен-трации; при транспортировке против градиента концентрации затрачивается эне-ргия, выделяемая при распаде аденозинтрифосфата (АТФ) - активный транспорт, под влиянием градиента концентрации - пассивный транспорт; для транспортировки натрия и калия имеется специальная Na⁺, K⁺ - аденозинтрифосфатаза (АТФ-аза.).

Рецепторная функция. Рецепторы состоят из гликолипидов и гликопротеидов. Они могут быть диффузно рассеяны по поверхности цитолеммы или скон-центрированы в одном месте. При помощи рецепторов клетки узнают друг друга и, объединяясь, формируют ткани; рецепторы захватывают гормоны, антигены, антитела, эритроциты барана и другие вещества; при захвате гормона активируется аденилатциклаза, под влиянием которой синтезируется сигнальная молекула т.е. циклический

аденозинмонофосфат (цАМФ), который активирует ферменты клетки. Сигнальной молекулой может быть кальмодулин.

Поглощение клеткой твердых и жидких частиц называется эндоцитозом. Эндоцитоз подразделяется на фагоцитоз и пиноцитоз.

Фагоцитоз - это поглощение макромолекул и макрочастиц. Этот процесс складывается из адгезии частицы к плазмолемме, которая затем впячивается внутрь клетки, втягивая туда частицу, и, наконец, отшнуровывается. В результате образуется фагосома, состоящая из частицы, окруженной мембраной. Мембрана фагосомы формируется за счет плазмолеммы, т.е. при фагоцитозе происходит расходование плаз- молеммы.

Пиноцитоз осуществляется аналогично фагоцитозу, только вместо плотной частицы захватывается капелька жидкости с растворенными в ней веществами, а захваченная капелька называется пиноцитозным пузырьком.

Если через плазмолемму вещества поступают из клетки во внешнюю среду, то это называется экзоцитозом. При экзоцитозе секреторная гранула или остаточное тельце, окруженные мембраной, приближаются к внутренней поверхности плазмолеммы. Мембрана гранулы и плазмолемма сливаются, разрываются и содержимое гранулы удаляется из клетки, а ее мембрана входит в состав плазмолеммы, т.е. при экзоцитозе плазмолемма как бы пополняется за счет мембран гранул.

Соединения клеток. Ткани, состоящие из клеток, не распадаются на отдель­ные клетки, потому что между клетками имеется сеть белков, обладающих адгезивными свойствами; кроме того между клетками имеются межклеточные контакты (junctio intercellularis). Среди контактов различают: простые, плотные, адгезивные пояски, десмосомы, щелевидные, по типу замка и межнейрональные синапсы.

Простые контакты (junctio intercellularis simplex) характеризуются тем, что плазмолеммы соседних клеток приближаются друг к другу на расстояние 15-20 нм, так что между клетками образуются межклеточные щели. Такие контакты обычно характерны для соединительнотканных клеток.

Плотные контакты, или замыкательные пластинки (zonula occludens) характеризуются тем, что цитолеммы клеток плотно прилежат друг к другу, закрывая межклеточные щели, такие контакты характерны для железистой эпителиальной ткани.

Адгезивные пояски (zonula adherens) - парные образования в виде лент, опо­ясывающих апикальную часть клеток, характерны для однослойных эпителиев. Здесь клетки связаны друг с другом интегральными гликопротеидами, к которым со стороны цитоплазмы той и другой клетки примыкает слой примембранных белков.

Десмосомы (desmosoma) имеют вид пятна диаметром 0,5 мкм, характеризуются тем, что между цитолеммами двух клеток имеются слециальные белки, а с внутренней поверхности плазмолемм напротив них имеется электронноплотное вещество, пронизанное тончайшими фибриллами. Эти контакты характерны для клеток покровного эпителия. Их функция - механическая связь между клетками.

Полудесмосомы находятся в местах соединения эпителиальных клеток с ба-зальной мембраной, характеризуются тем, что электронноплотное вещество и фибриллы имеются только со стороны цитоплазмы клетки. Характерны для эпидермиса кожи.

Щелевидные контакты (nexus) характеризуются тем, что плазмолеммы смежных клеток приближаются друг к другу на расстояние 2-3 нм, в этом месте, занимающем всего около 1 мкм, имеются ионные канальцы, через которые между клетками происходит обмен ионами и молекулами воды. Такие контакты характерны для клеток гладкой мускулатуры и мышечных клеток сердечной мышцы.

Контакты по типу замка (junctio interdigitalis) характеризуются тем, что цитолемма одной клетки внедряется во впячивание другой клетки. Эти контакты выполняют функцию механической связи между клетками и характерны для клеток эпителиальной ткани.

Межнейрональные синапсы (synapsis) связывают нервные клетки, или их отростки, друг с другом и служат для передачи нервного импульса от клетки к клетке в одном направлени (от пресинаптического полюса к постсинаптическому).

Органеллы клетки. Органеллы - попостоянные структуры клетки, выпол-няющие определенные функции. Органеллы классифицируются на 1) мембранные и немембранные и 2) постоянные и специальные.

К мембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть (гранулярная и гладкая), комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, митохондрии.

Гранулярная эндоплазматическая сеть (reticulum endoplasmaticum granulosum) представлена мембранами, сформированными в цистерны, канальцы, везикулы, трубочки, покрытые рибосомами. Выполняет функции: синтез белков, транспортная. Гранулярная эндоплазматическая сеть (ЭПС) представленная параллельно расположенными цистернами, размещающимися в определенном месте, называется эргастоплазмой.

Если в клетке хорошо развита гранулярная ЭПС, то в ней активно синтезируются белки на экспорт, ферментные белки.

Гладкая эндоплазматическая сеть (reticulum endoplasmaticum nongranulosum) представлена канальцами, цистернами, везикулами, окруженными мембранами, лишенными рибосом. Выполняет функции: синтез углеводов, липидов, стероидных гомонов; дезинтоксикация ядовитых веществ, депонирование ионов Са ²⁺ в цистернах и транспорт синтезированных веществ.

Комплекс Гольджи (complexus Golgiensis) представлен внутриклеточными мембранами, формирующими цистерны, везикулы, канальцы. Несколько парал-лельно расположеных цистерн образуют диктиосомы. В железистых клетках ком-плекс Гольджи располагается над ядром, в нервных клетках - вокруг ядра, в хромаффинных клетках мозгового вещества надпочечников - в виде колпачка около ядра, в некотроых клетках комплекс Гольджи диспергирован.

Функции комплекса Гольджи: 1) сегрегация (отделение от гиалоплазмы синтезированных на ЭПС продуктов). Если в образовавшихся в результате сегрегации везикулах содержится секрет, то эти везикулы называются секреторными гранулами, если лизосомальные ферменты - лизосомами; 2) выделительная; 3) восстановление цитолеммы (при выделении секреторных гранул их мембрана входит в состав плаз- молеммы); 4) модификация (присоединение к поступившим из ЭПС продуктам углеводов и других веществ); 5) участие в формировании лизосом (на гранулярной ЭПС синтезируются лизосомальные ферменты, которые при посту-плении в комплекс Гольджи накапливаются в латеральных отделах цистерн, затем эти накопления в виде пузырьков отделяются от цистерн и превращаются в лизосомы).

Лизосомы (lysosomae) - везикулы, окруженные внутриклеточной мембраной и содержащие протеолитические ферменты - гидролазы. Маркерным ферментом лизосом является кислая фосфатаза. Лизосомы классифицмруются на 1) первичные; 2) вторичные и 3) третичные - остаточные тельца (corpusculum residuale). Первичные лизосомы образуются при участии грануляпной ЭПС и комплекса Гольджи (см.выше), их диаметр 0,3-0,4 мкм. Вторичные лизосомы образуются при слиянии первичных лизосом с фагосомами (фагоцитированными клеткой частицами). В результате взаимодействия ферментов с фагосомой происходит ее расщепление до мономеров, которые через мембрану лизосом транспортируются в гиалоплазму.

Если первичные лизосомы сливаются с органеллами клетки (рибосомами, митохондриями и др.), то они называются аутофагосомами. Наличие в клетке большого количества аутофагосом является признаком саморазрушения клетки - метаболический стресс, патология клетки, повреждение клетки.

Третичные лизосомы, или остаточные тельца представляют собой пище­варительные вакуоли, в которых остались продукты, не подвергшиеся разрушению лизосомальными ферментами. Они удаляются из клетки путем экзоцитоза.

Функции лизосом: 1) участие во внутриклеточном пищеварении; наличие в клетке большого количества лизосом является признаком того, что эта клетка выполняет фагоцитарную функцию; 2) предотвращение гибели клетки. Если в клетке мало или нет лизосом, то она погибает от накопления углеводов и липидов.

Пероксисомы (peroxisoma) представляют собой разновидность лизосом. Их диаметр составляет от 0,3 до 1,5 мкм. В результате окисления аминокислот обра-зуется перекись водорода, которая является ядом для клетки и расщепляется при помощи пероксидазы этих органелл. Маркерным ферментом пероксисом является католаза.

Митохондрии (mitochondriae) имеют округлую, чаще вытянутую форму, их диаметр составляет 0,3 мкм, длина 0,5 мкм и более. Они окружены двойной мембраной. Между мембранами имеется межмембранное пространство. От внутренней мембраны отходят кристы. Между кристами расположен матрикс. В матриксе выявляются тонкие нити (2-3 нм) - митохондриальные ДНК, на которых транскрибируются РНК, и мелкие гранулы (15-20 нм) - митохондриальные ри-босомы.

Функции митохондрий. В митохондриях осуществляется: 1) синтез тринадцати видов митохондриальных белков; 2) образование АТФ из органических веществ и 3) фосфорилирование АДФ, в результате чего образуется АТФ.

К немембранным органеллам относятся рибосомы и клеточный центр. Рибосомы (ribosomae) образуются в ядрышке ядра, состоят из малой и большой субъединиц, их диаметр колеблется в пределах 20 - 25 нм, включают рибосомные РНК и рибосомные белки. Функция - в рибосомах осуществляется синтез белков. Рибосомы могут либо располагаться на поверхности мембран гранулярной ЭПС, либо свободно располагаться в гиалоплазме, образуя скопления - полисомы. Если в клетке хорошо развита гранулярная ЭПС, то эта клетка относится к диффе-ренцированным и синтезирует белки на "экспорт"; если в клетке слабо развита гранулярная ЭПС и много свободных рибосом и полисом, то эта клетка мало- дифференцированная и синтезирует белки для внутреннего употребления.

Клеточный центр (centrosoma, cytocentrum), или диплосома, состоит из двух центриолей. Одна из центриолей называется материнской, вторая - дочерней. Дочерняя центриоль располагается перпендикулярно по отношению к материнской. Каждая центриоль диплосомы имеет форму цилиндра шириной около 0,2 и длиной до 0,5 мкм. В состав стенки центриолей входят 9 триплетов микротубул (3х9+0). От микротубул отходят спутники (сателлиты). От диплосомы в разных направлениях идут микротубулы, которые в совокупности образуют центросферу.

Перед делением клетки центриоли клеточного центра расходятся к ее полюсам. В таком случае каждая из центриолей становятся материнской. К каждой материнской центриоли пристраивается новая дочерняя центриоль. Образование дочерней центриоли индуцируется материнской центриолью. Таким образом, в клетке перед делением имеется 2 клеточных центра.

Фунцикция клеточного центра проявляется в том, что в интерфазной клетке материнская центриоль индуцирует: 1) образование микротубул, формирующих цитоскелет клетки; 2) в конце интерфазы - образование дочерней центриоли. В делящейся клетке материнская центриоль индуцирует образование микротубул веретена деления.

Цитоскелет включает микротубулы, микрофиламенты и микрофибриллы. Микротубулы в делящейся клетке входят в состав веретена деления, в интерфазной клетке образуют цитоскелет, входят в состав ресничек, жгутиков и стенки центриолей. Внешний диаметр микротубул равен 24 нм, внутренний - около 15 нм, толщина стенки - 5 нм. В состав стенки микротубул входят 13 протофиламентов, каждый из которых состоит из белков-тубулинов (субъединиц), наложенных один на другой в виде дисков. Самосборка микротубул происходит в гиалоплазме под влиянием материнской центриоли. При снижени температуры ниже температуры тела самосборка микротрубочек прекращается, а уже образовавшиеся микротубулы начинают распадаться, клетка утрачивает свою обычную форму. Распад микротубул происходит и под влиянием колхицина.

Функции микротубул: 1) являются цитоскелетом, сохраняя определенную форму клетки; 2) участвуют во внутриклеочном дижении; 3) участвуют в движении ресничек и жгутиков. При внутриклеточном движении осуществляется перемещение в гиалоплазме вакуолей, митохондрий и др. Перемещение происходит с участием белков- транслокаторов, которые прикрепляются к транспортируемым структурам, движущимся вдоль микротубул как по рельсам.

Микрофиламенты (microfilamenti) - нитчатые структуры диаметром около 6 нм, состоят из сократительных белков актина, миозина, тропомиозина, альфа-актинина; располагаются под цитолеммой, образуя примембранный слой. При со-кращении микрофиламентов цитолемма втягивается внутрь клетки при фагоцитозе, пиноцитозе и при телофазе во время разделения вновь образующихся клеток. Микрофиламенты участ­вуют в выбрасывании псевдоподий при амебовидном движении клеток.

Функции микрофиламентов: 1) образуют цитоскелет; 2) участвуют во внутрикле­точном движении (пермещении митохондрий, рибосом, вакуолей, втягивании цитолеммы при фагоцитозе); 3) участвуют в амебовидном движении клеток.

Микрофибриллы (microfibrillae) - нитчатые структуры диаметром около 10 нм, состоят из фибриллярных белков. Эти белки в клетках различных тканей неодинаковы. Фибрилляными белками в эпителиальных тканях являются кератины, фибробластах соединительной ткани - виментин, в клетках гладкой мышечной ткани - десмин.

Функциональное значение микрофибрилл (промежуточных филаментов): 1) образуют скелет клетки; 2) по характеру фибриллярного белка можно определить, из какой ткани развилась опухоль. Например, если в опухоли обнаружен кератин, значит, она образовалась из эпителиальной ткани; если виментин - из соединитель-ной ткани и т.д.

Реснички (cilii) - специальные органеллы движения представляют собой выросты эпителиальных клеток высотой 5 -10 мкм, диаметром около 300 нм. В осно-ве ресничек находится аксонема (filamenta axialis), состоящая из 9 пар пери-ферических и 1-й пары центральных микротубул (2 х 9 + 2), прикрепляющихся к ба-зальному тельцу

(видоизмененной центриоли). Аксонема снаружи покрыта цитолеммой.

Функции ресничек: реснички осуществляют движения колебательные, круговые, крючкообразные. Благодаря движению ресничек эпителия дыхательных путей очищается поверхность слизистой оболочки от посторонних частиц и слизи. Однако под воздействием вдыхаемого курильщиками дыма ресники склеиваются и прекра-щается удаление микроорганизмов, частиц пыли и т. п. с поверхности слизистой оболочки трахеи и бронхов, в результате развивается хронический бронхит.

Жгутики (flagellum) - выросты клеток, длиной до 150 мкм. В основе их также лежит аксонема, покрытая цитолеммой и прикрепляющаяся к базальному тельцу. Толщина аксонемы и базального тельца жгутиков и ресничек равна 200 нм. Жгутики содержатся в сперматозоидах.

Функции жгутиков: благодаря колебаниям жгутиков клетки движутся в жидкости.

Микроворсинки - выросты цитоплазмы клеток длиной около 1 мкм, диаметром около 100 нм, покрыты цитолеммой, в их основе имеются пучки микрофиламентов.

Функции микроворсинок: увеличивают поверхность клеток, в кишечном и почечном эпителии осуществляют всасывающую функцию.