Содержание
Надмембранные комплексы клеток
У клеток животных и человека есть тонкий поверхностный пласт – гликокаликс (от греч. глицис – сладкий и лат. callum – толстая кожа). Он толщиной – несколько десятков наннометров. Состоит из гликопротеидов (соединений белков с углеводами) и частично гликолипидов (соединений липидов с углеводами). Гликокаликс обеспечивает непосредственную связь клеток с внешней средой, между клетками. Клетка воспринимает раздражения через гликокаликс. Не выполняет опорной функции. В гликокаликсе благодаря наличию ферментов может происходить внеклеточное пищеварение. Гликокаликс состоит из гликопротеидов (соединения углеводов с белками) и гликолипидов (соединения углеводов с липидами).
У клеток грибов и растений – клеточные стенки (оболочки). В клеточных стенках растений содержится целлюлоза. Нерастворимые в воде волоконца целлюлозы собраны в пучочки и образуют каркас, углубленный в основу – матрикс. Матрикс содержит преимущественно полисахариды. В состав клеточной стенки растений могут входить и другие вещества: липиды, белки, неорганические соединения (двооксид кремния, соли кальция и т. п.). Клеточные стенки способны древеснеть – промежутки между волоконцами целлюлозы заполняются особым органическим соединением – лигнином. Все соединения клеточной стенки синтезируются в клетке. Через клеточные стенки растений происходит транспорт воды и определенных соединений. Это можно наблюдать в явлениях плазмолиза и деплазмолиза. В растворе, концентрация солей которого выше концентрации солей в цитоплазме, вода выходит из клетки. Пристеночный слой цитоплазмы отделяется от клеточной стенки – явление плазмолиза. В растворе, концентрация которого будет ниже концентрации солей в цитоплазме, – будет наблюдаться обратный процесс – явление деплазмолиза, при котором вода будет поступать в клетку и внутриклеточное давление будет возрастать.
В клеточных стенках грибов содержится хитин, а также разнообразные полисахариды (целлюлоза, гликоген и т. п.). В состав клеточных стенок некоторых грибов могут входить темные пигменты (меланины), пептиды, растворимые сахара, аминокислоты, фосфаты и т. п.
Подмембранные комплексы клеток
Представлены пелликулой и цитоскелетом.
В клетках многих простейших (инфузорий, эвглен и т. п.) содержится пелликула (от лат. pellis – кожа) – комплекс, который образован плазматической мембраной и структурами, расположенными под ней в измененном внешнем пласте цитоплазмы – эктоплазме. Самое сложное строение пелликулы имеют инфузории.
Цитоскелет состоит из микротрубочек и микрофиламентов, образованных сократительными белками. Они способствуют закреплению органелл в определенном положении, их перемещению в клетке, выполняют опорную функцию. Микрофиламенты (от греч. микрос – маленький и лат. phylamentum – нить) – это тоненькие нити из сократительных белков (актина, миозина и т. п.), которые пронизывают цитоплазму. Диаметр их составляет 4 нм. Они переплетаются под плазматической мембраной, принимают участие в изменении формы клетки, их делении. Одним концом пучки микрофиламентов прикрепляются к одной структуре, вторым – ко второй. Пучки микрофиламентов в мышечных клетках размещены вдоль их оси.
Микротрубочки – это цилиндрические полые структуры, в состав которых входит белок тубулин. Их диаметр – 10-25 нм. Принимают участие в формировании веретена деления эукариотических клеток, во внутриклеточном транспорте веществ, составляют реснички, жгутики, центриоли.
Микротрубочки и микрофиламенты – полярные образования. Их концы (полюса) имеют разные свойства: постоянно наращиваются с одного конца, распадаются с другого.
Цитоплазма
Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки, состоит из гиалоплазмы и расположенных в ней клеточных структур. Содержится между плазматической мембраной и ядром. Характеризуется относительным постоянством свойств и строения.
Гиалоплазма (от греч. хиалос – стекло и плазма – вылепленный) (основная плазма или матрикс цитоплазмы) – это прозрачный раствор органических и неорганических соединений в воде. Гиалоплазма объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие. В ней происходит транспорт веществ, протекают реакции обмена веществ. Гиалоплазме свойственно постоянное движение. Она бывает в двух состояниях: золя (жидком) и геля (вязком). Вместе с тем отдельные ее участки могут находиться в разных состояниях. Переход от состояния геля к состоянию золя и наоборот обусловлен концентрацией ионов кальция, АТФ и частичной денатурацией или ренатурацией белка актина. Чем гуще гиалоплазма, тем медленнее химическая реакция. Движение животных клеток с помощью псевдоподий основано на переходе из состояния золя в состояние геля.
В цитоплазме содержатся органические и неорганические вещества. Основным неорганическим веществом является вода – составляет от 50 до 90 %. В гиалоплазме содержится значительное количество катионов металлов, из которых важнейшими являются Са2+, К+, анионы угольной и фосфорной кислот, растворенный кислород и прочие газы.
Из органических соединений преобладают гидрофильные белки, полипептиды, свободные аминокислоты, полисахариды, липиды, разные типы РНК, отдельные нуклеотиды.
Концентрация ионов водорода (pH) в гиалоплазме может изменяться в зависимости от функционального состояния клетки.
Цитоплазма в клетках некоторых животных может делиться на экто- и эндоплазму. Эктоплазма (от греч. эктос – внешний) – это плотный прозрачный слой цитоплазмы, не имеет большинства органелл и включений. Расположен он под плазматической мембраной, содержит микронити. Эндоплазма (от греч. эндон – внутри) – это внутренний слой цитоплазмы, содержит органеллы и включения. Менее густой, чем эктоплазма.
Клеточные структуры цитоплазмы
Это органеллы и включения. Органеллы – это постоянные клеточные структуры, которые выполняют определенные функции. Они обеспечивают процессы жизнедеятельности клетки (пищеварение, движение, синтез органических соединений, их транспорт и т. п.).
Клеточные структуры цитоплазмы можно разделить на мембранные и немембранные. К мембранным относятся: двухмембранные – ядро, митохондрии, пластиды; одномембранные – эндоплазматическая сеть, или ретикулум (ЭПС или ЭПР), аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, микротельца. Немембранные структуры – это органоиды движения, клеточный центр, рибосомы, включения.
Включения – это запасные соединения или продукты обмена веществ, которые не выполняют определенных функций в клетке.