Человек, все животные, растения, грибы и даже котики относятся к эукариотическим, или ядерным, организмам, то есть, в их клетке генетическая информация хранится в специальной мембранной структуре, называемой клеточным ядром, от лат. nucleus - «ядро». Но наличие ядра - это не единственное отличие эукариот от прокариот. О строении прокариотических клеток вы можете прочитать здесь.
Строение клетки
Объем клетки так же, как и в случае бактерий и архей, ограничивает плазматическая мембрана. В отличии от прокариот клеточная стенка есть не у всех ядерных организмов, а только у растений и грибов.
Как было сказано выше, ДНК хранится в ядре и представлена несколькими линейными, а не одной кольцевой, как в случае бактерий, молекулой. Упакована генетическая информация в хромосомы с участием гистонов. Эти белки встречаются только у эукариот и отвечают за упаковку и регуляцию. Они составляют до 40% сухой массы ядра!
Вследствие использования гистонов для компактизации суммарные линейные размеры сокращаются примерно в 7-10 тыс. раз!
Обо всем по порядку
В цитоплазме ядерных организмов находится множество других мембранных органоидов. Каждый из них выполняет определенные функции, а нарушение в их работе ведет чаще всего к смерти клетки.
Ядро хранит генетическую информацию. Окружено двойной мембраной, которая формирует ядерную оболочку, пронизанную множеством отверстий диаметром от 30 до 100 нм – пор. Ядерные поры - крайне сложные белковые комплексы, состоящие более чем 30 различных белков. Внутри ядра из белков и ДНК сформировано "уплотнение" - это ядрышко. В ядрышке происходит синтез рибосомных субъединиц.
Рибосомы синтезируют белки. Немембранный, состоящий из двух частей - субъедениц, малой и большой, крайне важный клеточный органоид. Как и в случае бактерий остовом рибосомы служит рибосомальная РНК. На эту основу из нуклеиновых кислот крепятся специальные вспомогательные белки, увеличивающие скорость и точность синтеза. Работа рибосом не возможна без ионов магния Mg 2+. Эукариотические рибосомы сложнее прокариотических. Не все рибосомы плавают свободно в цитоплазме, некоторые из них закреплены на эндоплазматическом ретикулуме, о функциях которого речь пойдет позже.
Митохондрии снабжают клетку энергией. Окружены двойными мембранами, но в отличии от ядра, внутренняя мембрана образует множество складок и выступов. Это необходимо для эффективной работы, так как биохимические системы, связанные с синтезом энергии, локализованы на внутренней мембране. Обладает своей собственной кольцевой молекулой ДНК, а так же рибосомами! Присутствует у всех видов эукариотических организмов.
Хлоропласты синтезируют сахара, в частности глюкозу, из воды и углекислого газа, используя энергию света. Окружены двойными мембранами, под которыми находятся тилакоиды, в которых как раз и протекает фотосинтез! Хлоропласты обладают своей собственной кольцевой молекулой ДНК, а также рибосомами. Есть только в растениях!
Рибосомы митохондрий и хлоропластов очень похожи на рибосомы бактерий, что может свидетельствовать о том, что миллиарды лет назад предки этих двух органел были бактериями, которые нашли «убежище» в более крупных ядерных организмах. По-видимому, этот союз стал крайне успешным, поскольку на сегодняшний день все ядерные организмы содержат митохондрии, и все ядерные организмы, синтезирующие органические вещества из не органических (автотрофы), - хлоропласты.
Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) отвечает за синтез и транспорт белков, липидов и гормонов. В отличие от предыдущих - окружен однослойной мембраной. Различают гладкий и шероховатый ЭПР. На шероховатой части ЭПР находится множество рибосом, которые синтезируют различные белки. На гладкой части ЭПР рибосомы отсутствуют, но присутствуют системы синтеза липидов и гормонов. Синтезированные молекулы отправляются в аппарат Гольджи.
Гладкий ЭПР, помимо прочего, играет важную роль - поддержание уровня глюкозы в крови, участвует в мышечных сокращениях и нейтрализует различные яды и другие токсичные вещества такие, как алкоголь, наркотики и медикаменты.
Аппарат Гольджи модифицирует и транспортирует белки, синтезированные в ЭПР. Как и ЭПР - окружен однослойной мембраной. Полученные от ЭПР белки доводятся до функционального состояния и транспортируются в плазматическую мембрану или, если того требует их функция, во внеклеточное пространство, ярким примером такого жизненного пути являются молекулы инсулина.
На шероховатом ЭПР синтезируется проинсулин, в аппарате Гольджи происходит преобразование молекулы в инсулин, и далее гормон отправляется в кровь.
В то время как цитоплазматическая мембрана ограничивает объем клетки, цитоскелет поддерживает ее форму, а также активно участвует в активном внутриклеточном транспорте. Он также играет ключевую роль в процессе клеточного деления. Примером действия, выполняемого цитоскелетом, является сокращение мышц.
Цитоплазма объединяет все клеточные структуры. В состав цитоплазмы входят органические и неорганические вещества: минеральные соли, глюкоза, аминокислоты, белки, углеводы, нуклеиновые кислоты. Среди прочего в цитоплазме находятся запасные питательные вещества. Цитоплазма постоянно движется, перемещая вместе с собой все находящиеся в ней структуры.
В заключение
Необходимо отметить, что даже это поверхностное описание клеточных структур дает понимание огромной сложности и взаимосвязанности строения эукариотической клетки и, тем более, процессов в ней протекающих. В клетках ядерных организмов присутствуют мембранные органоиды, выполняющие определенные функции. Митохондрии и хлоропласты, возможно, являются потомками бактерий и даже содержат совою собственную ДНК! Ядро хранит генетическую информацию. Рибосомы синтезируемые в ядрышке, синтезируют белки. ЭПР и аппарат Гольджи синтезируют белки и липиды, а также участвуют в других клеточных процессах. Цитоскилет поддерживает форму клетки и участвует в активном транспорте. Все это находится в постоянно движущейся цитоплазме и окружено цитоплазматической мембраной, ограничивающей размер клетки.
Если вам понравилась статья не забудьте оценить и поделиться ей с друзьями.