Каждую клетку можно рассматривать как самостоятельную химическую систему со своим обменом веществ, что позволяет тонко реагировать на изменение концентрации отдельных веществ во внутренней и внешней средах.
При рассмотрении живой клетки под электронным микроскопом обнаруживаются гелеподобное вещество — цитоплазма и множество разнообразных, быстро перемещающихся частиц — клеточных органелл.
Все клеточные органеллы окружены индивидуальной мембраной, имеют специфический набор ферментов и выполняют определенную функцию в метаболизме клетки.
Для большинства клеток организма человека характерно присутствие восьми основных внутриклеточных компартментов:
- цитозоля,
- эндоплазматического ретикулума,
- ядра,
- митохондрий,
- аппарата Гольджи,
- рибосом,
- лизосом,
- пероксисом.
Клетка окружена клеточной или плазматической мембраной, которая отделяет содержимое клетки от межклеточной среды и выполняет важную роль в метаболизме.
Плазматическая мембрана представляет собой трехслойную структуру, состоящую из липидного бислоя, который создает непроницаемый барьер для водорастворимых молекул, и слоя белков, которые как бы "вмонтированы" в липидный бислой.
Плазматическая мембрана имеет избирательную проницаемость для малых ионов и молекул простых веществ. Кроме того, она может поддерживать определенную концентрацию ионов внутри клетки.
Цитоплазма (цитозоль) представляет собой часть внутриклеточного пространства, которое не занято мембранными образованиями — органеллами. Цитоплазма, окружающая клеточные органеллы, называется цитозолем. Цитозоль занимает около 55 % общего объема клетки и представляет собой желеобразную массу. В цитозоли протекает большинство реакций промежуточного обмена: распад углеводов (гликолиз) и биосинтез белков на поверхности рибосом углеводов, жирных кислот.
Эндоплазматический ретикулум (саркоплазматический ретикулум в скелетных мышцах) состоит из многочисленных замкнутых мембранных образований в виде цистерн, трубочек и пластинок, которые разделяют клетку на отдельные отсеки. На ретикулуме протекают процессы синтеза различных липидов и сложных углеводов. На его шероховатой поверхности, где располагаются рибосомы, осуществляется биосинтез основных белков клетки.
Ядро является центром хранения наследственной информации, так как в нем находятся молекулы ДНК, в которых содержится генетический код человека. В ядре протекают процессы синтеза рибосом, рибонуклеиновых кислот, некоторых коферментов и других веществ. Окружено ядро двумя ядерными мембранами, имеющими поры. Ядерные поры обеспечивают избирательный транспорт различных веществ.
Митохондрии — это сложные двухмембранные структуры, в которых протекают процессы биологического окисления питательных веществ с участием кислорода, сопровождающиеся выделением тепловой энергии и образованием химической энергии АТФ. Их называют энергетическими станциями клетки.
Аппарат Гольджи, или пластический комплекс представляет собой стопку мембранных образований, в которых формируются структуры белков и некоторых других веществ, а также осуществляется их сортировка перед транспортом в разные места клетки.
Рибосомы — это клеточные органеллы, на которых происходит синтез белков. Каждая рибосома состоит из большой и малой субчастиц, которые после завершения синтеза полипептидной цепи белка распадаются. Количество рибосом зависит от активности синтеза белка.
Лизосомы — это мембранные органеллы, в которых содержатся гидролитические ферменты, называемые кислыми гидролазами (высокоактивны при рН около 5,0). Эти ферменты расщепляют белки, нуклеиновые кислоты и другие макромолекулы, а также инородные частицы, бактерии. Лизосомы принимают участие и в регенеративных процессах, обеспечивающих гипертрофию и гиперплазию клеток, что наблюдается в отдельных тканях в процессе спортивной тренировки.
Пероксисомы — это органеллы, представляющие собой маленькие пузырьки, в которых протекают процессы окисления различных веществ с участием кислорода до перекисей водорода.
Химическое строение организма человека. Ч.1. Химические элементы организма.