Цитология

Строение клетки

Цитология (cytos — клетка, logos — наука) – это наука о клетке. В более широком смысле выделяют цитоморфологию — науку о строении клетки и цитофизиологию — науку о жизнедеятельности клетки.

Лекция: ЦИТОЛОГИЯ

Что такое клетка? Клетка — это наименьшая единица живой материи, которая обладает самостоятельной жизнедеятельностью и способностью к самовоспроизведению.

Клеточная теория сформулирована в середине XIX века М. Шлейденом и Т. Шванном, дополненная Р. Вирховым. Основные положения клеточной теории:

1.Клетка – элементарная единица живого;

2.Клетка – единая система, она включает множество закономерно связанных между собой элементов, представляющих целостное образование, состоящее из сопряжённых функциональных единиц – органоидов;

3.Клетки всех организмов гомологичны.

4.Клетка происходит только путём деления материнской клетки, после удвоения её генетического материала.

5.Многоклеточный организм представляет собой сложную систему из множества клеток, объединённых и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом.

Основные компоненты клетки: 1) ядро; 2) цитоплазма; 3) цитолемма.

ФИЛЬМ О ЖИЗНИ КЛЕТКИ С КОММЕНТАРИЯМИ на русском из ЮТУБа

1. Ядро клетки – хранитель генетической информации состоит из: 1) хроматина (эухроматин – активный, гетерохроматин – неактивный), 2) ядрышка, 3) нуклеоплазмы, 4) ядерной оболочки (нуклеолеммы).

Эти компоненты хорошо выражены только в интерфазе. Хроматин – это способ существования хромосом вне деления клетки.

2. Цитоплазма состоит из трёх структур: 1) гиалоплазма; 2) органеллы; 3) включения.

1) Гиалоплазма составляет внутреннюю среду клетки и состоит из коллоидной среды (биополимеры с водой), которая может находиться в виде геля (плотная) или золя (жидкая).

Циклоз – внутриклеточное движение цитоплазмы, происходящее без внешней деформации клетки. В гиалоплазме находятся различные органеллы и включения.

2) Органеллы – это постоянные структурные элементы цитоплазмы клетки, имеющие специфическое строение и выполняющие определенные функции.

Классификация органелл:

1) органеллы общего назначения: имеются во всех клетках и обеспечивают жизнедеятельность клетки;

2) органеллы специального назначения: имеются в цитоплазме только определенных клеток и выполняют специфические функции этих клеток.

Органеллы общего назначения подразделяются на: 1) мембранные:  митохондрии; агранулярная эндоплазматическая сеть (аЭПС); гранулярная эндоплазматическая сеть (грЭПС); пластинчатый комплекс Гольджи; лизосомы; пероксисомы; 2) немембранные: рибосомы; клеточный центр; микротрубочки; микрофибриллы; микрофиламенты.

Органеллы специального назначения подразделяются на: цитоплазматические (миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы); и органеллы клеточной мембраны, или поверхности (реснички, жгутики).

3) Включения – непостоянные структурные компоненты цитоплазмы. Классификация включений: 1) трофические; 2) секреторные; 3) экскреторные; 4) пигментные.

3. Плазмолемма – это оболочка клетки, которая обеспечивает не только отграничение содержимого клетки от окружающей среды, но и взаимодействие клетки с внеклеточной средой.

Функции плазмолеммы: 1) разграничительная (барьерная); 2) рецепторная; 3) антигенная; 4) транспортная; 5) адгезивная (образование межклеточных контактов).

Химический состав веществ плазмолеммы: белки, липиды, углеводы.

Строение плазмолеммы: 1) двойной слой липидных молекул, составляющий основу плазмолеммы, в которую местами включены молекулы белков; 2) надмембранный слой; 3) подмембранный слой, имеющийся в некоторых клетках.

В каждой липидной молекуле различают две части: 1) гидрофильную головку; 2) гидрофобные хвосты, которые связываются друг с другом и образуют билипидный слой. Гидрофильные головки соприкасаются с внешней и внутренней средой.

Белковые молекулы встроены в билипидный слой мембраны локально и не образуют сплошного слоя.

По выполняемой функции белки плазмолеммы подразделяются на: 1) структурные; 2) транспортные; 3) белки-рецепторы; 4) белки-ферменты; 5) антигенные детерминанты.

Надмембранный слой — гликокаликс, образован внешней поверхностью плазмолеммы, где находятся комплексы макромолекул белков + гидрофильные головки липидов + цепочки. Значительная часть поверхностных гликопротеидов и гликолипидов выполняет в норме рецепторные функции: воспринимает гормоны и другие биологически активные вещества. Такие клеточные рецепторы передают воспринимаемые сигналы на внутриклеточные ферментные системы, усиливая или угнетая обмен веществ, и тем самым оказывают влияние на функции клеток.

Различают следующие способы транспорта веществ: 1)  диффузия веществ (ионов, некоторых низкомолекулярных веществ) через плазмолемму без затраты энергии; 2) активный транспорт веществ (аминокислот, нуклеотидов и др.) с помощью белков-переносчиков с затратой энергии; 3) везикулярный транспорт (производится посредством везикул.

Транспорт веществ: эндоцитоз – транспорт веществ в клетку, экзоцитоз – транспорт веществ из клетки. В свою очередь, эндоцитоз подразделяется на: 1) фагоцитоз – захват и перемещение в клетку плотных частиц; 2) пиноцитоз – перенос воды и небольших молекул.

Процесс фагоцитоза подразделяется на несколько фаз:

1) адгезию (прилипание) объекта к цитолемме фагоцитирующей клетки;

2) поглощение объекта путем образования вначале углубления инвагинации, а затем передвижения ее в гиалоплазму.

В тех тканях, в которых клетки или их отростки плотно прилежат друг к другу (эпителиальная, гладкомышечная и др.), между плазмолеммами контактирующих клеток формируются специальные образования – межклеточные контакты.

 

Таблица 1. Основные проявления жизнедеятельности клеток

Функциональное    состояние клеток Структурные    и биохимические основы процессов
Рост Воспроизводство   структурных белков и других структурных молекул.
Размножение Репликация   генов и последующий рост клеток.
Дифференцировка Формирование   органоидов и ферментных систем.
Движение Изменение   пространственной конфигурации сократительных белков.
Проводимость Проведение   волны возбуждения – перенос ионов через мембраны.
Раздражимость Реакция   на раздражитель за счет рецепторных белков, свойств плазмолеммы и других   элементов клетки.
Эндоцитоз   (фагоцитоз, пиноцитоз) Захват   цитолеммой веществ, их лизис ферментами лизосом.
Секреция Синтез   эндоплазматической сетью веществ, оформление их в комплексе Гольджи в   секреторные гранулы, выход из клетки.
Мембранный   двухсторонний перенос веществ За   счет разности концентраций веществ (пассивный перенос) и мембранных белков –   переносчиков (активный энергозависимый процесс).
Синтез   мембран клетки и других структур (внутриклеточная регенерация) Сборка   макромолекул на рибосомах (полисомах), биохимические процессы с участием   ферментов.
Синтез   энергии Синтез   макроэнергетических молекул, перенос электронов в митохондриях, расщепление   макроэргических связей.
Митоз Наиболее   универсальный способ репродукции соматической клетки (стадии см. ниже) –   непрямое деление.
Амитоз Деление   изменённых клеток, сопровождается неравномерным распределением генетического   материала, часто отсутствует деление цитоплазмы.
Мейоз Деление   ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза.   Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза).
Эндомитоз Незаконченный   митоз, в результате которого образуется полиплоидная, или многоядерная,   клетка. Такой способ репродукции характерен дни нейронов, гепатоцитов,   мегакариоцитов и некоторых других клеток.
Паранекроз Неспецифическая   реакция, которая возникает в результате старения клетки или в ответ на   воздействие неблагоприятных факторов и приводит к нарушению внутреннего   равновесия в клетке. В основе – обратимая денатурация белков.
Некроз Форма   гибели клетки. В основе –необратимая   коагуляция белков, протеолиз.
Апоптоз Запрограммированная   гибель клеток, вызываемая   внутренними или внешними сигналами, которые сами по себе не являются   токсичными или деструктивными. Является энергозависимым общебиологическим   механизмом, ответственным за поддержание постоянства численности клеток,   формообразование, выбраковку дефектных клеток в органах и тканях. В   опухолевых клетках апоптоз снижен.

 

Жизненный и клеточный цикл клетки

Жизненный цикл клеткижизнь клетки от момента её появления до гибели или деления. Жизненный цикл клетки от деления до деления называется клеточным циклом.

Клеточный цикл (см. таб. 6) включает в себя два периода: 1) собственно деление (митоз) и 2) подготовка к делению (интерфаза).

 

Структурно-функциональные основы жизненного цикла делящихся клеток

 ИНТЕРФАЗА: стадии

Гетеросинтетическая (G0) — Синтез РНК, белка, рост клетки, дифференцировка, функционирование — Выполнение  специальных функций

 Пресинтетическая   (G1) — Синтез   РНК, белка, рост клетки — Рост   клеток, тканей органов

 Синтетическая   (S) — Удвоение   ДНК

Постсинтетическая (G2) — Синтез   и накопление АТФ, образование веретена деления — Подготовка   клетки к делению (в результате ошибок возможны хромосомные нарушения)

МИТОЗ:   стадии:

1) Профаза — Спирализация   и удвоение хромосом, расхождение центриолей, редукция кариолеммы — Увеличение   генетического материала

2) Метафаза — Хромосомы в области экватора, создан митотический аппарат — Подготовка   к разъединению хромосом

3) Анафаза — Разъединение хромосом — Подготовка к обособлению ядер

4) Телофаза — Деспирализация   хромосом, формирование ядрышек, кариолеммы. Цитокинез — Образование дочерних клеток из одной клетки

 

 

 

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Комментарии

Цитология — 1 комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *