Читать книгу Возрастная анатомия и физиология. Основы профилактики и коррекции нарушений в развитии детей - Галина Гуровец - Страница 10
Глава 2. Строение тела человека
2.1. Клетка
ОглавлениеКлетка – это элементарная, универсальная единица живой материи. Клетки определенной ткани имеют постоянное строение, способны получать питание и энергию из внешней среды, поддерживать обмен веществ. Они обладают способностью к размножению, передаче генетической информации, приспособлению к изменившимся условиям внешней и внутренней среды.
Клетки в организме человека могут быть разнообразными по величине, форме и структуре, обусловленные их функцией и расположением. Несмотря на разнообразие клеток, они имеют общие характерные структуры: оболочку, ядро и клеточные включения (рис. 3).
Оболочка клетки, или клеточная мембрана, отграничивает одну клетку от другой или внешней среды. Построена клеточная мембрана из белковых, углеводных и жировых структур, она защищает клетку, выполняет рецепторные и транспортную функции. Через мембрану проходят все питательные вещества, кислород и выводятся из клетки все продукты жизнедеятельности и углекислый газ.
Клеточная мембрана образует межклеточные соединения с соседними клетками. Соединения могут быть простыми и сложными с межклеточным пространством или плотным прилежанием клеток. Передача возбуждения от клетки к клетке передается через синапсы (место соединения клеток).
Цитоплазма – это содержимое клетки, в которой располагаются ядро и различные включения. Внутреннюю среду цитоплазмы образует прозрачная жидкость (гиалоплазма), имеющая вид гомогенного вещества, представляет собой сложную коллоидную структуру, состоящую из белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, ферментов и других компонентов. В цитоплазме синтезируются белки, необходимые для жизни клетки, откладываются гликоген, жировые включения, содержится энергетический запас молекулы АТФ.
Рис. 3. Схематическое изображение объёмного строения животной клетки: 1 – ядро; 2 – ядрышко; 3 – пора в ядерной оболочке; 4 – митохондрия; 5 – эндоцитозное (пиноцитозное) впячивание; 6 – лизосома; 7 – гладкий эндоплазматический ретикулум (сеть); 8 – шероховатый эндоплазматический ретикулум (сеть), на котором расположены рибосомы (9); 10 – комплекс (аппарат) Гольджи с секретируемыми им гранулами, которые выводятся через плазматическую мембрану (11).
В цитоплазме располагаются органеллы, постоянно присутствующие в клетке и выполняющие определенные жизненно важные функции. Органеллы общего назначения наблюдаются во всех клетках. К ним относятся митохондрии, внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), цитоцентр, зернистая и незернистая эндоллазматическая сеть, рибосомы, лизосомы. В клетке имеются также различные включения, к которым относятся гликоген, белки, жиры, углеводы, витамины, пигментные вещества и другие структуры. Описываются также органеллы мембранного и немембранного типа. В клетках определенных тканей встречаются специальные органеллы, как, например, в мышечной ткани – миофибриллы, нервном волокне – нейрофибриллы.
Ядро клетки является обязательным элементом, содержащим генетическую информацию и регулирующим белковый синтез. Генетическая информация заложена в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). При делении клетки эта информация в равных количествах передается дочерней клетке. В ядре имеется собственный аппарат белкового синтеза, контролирующий синтетические процессы в цитоплазме. В ядре на молекулах ДНК воспроизводятся различные виды рибонуклеиновой кислоты (РНК) – информационной, транспортной, рибосомной. Ядро неделящейся клетки чаще имеет сферическую форму и состоит из хроматина, ядрышка, нуклеоплазмы, отграниченные от плазмы ядерной оболочкой. Хроматин интерфазного ядра представляет собой хромосомный материал – разрыхленные, деконденсированные хромосомы. Хромосомы в конденсированном состоянии (плотном) неактивны, они участвуют в распределении и переносе генетической информации в дочерние клетки при клеточном делении. При деконденсированной форме хромосомы находятся в рабочем, активном, состоянии. В это время они участвуют в процессах воспроизведения и повторения нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).
В начальных фазах митотического деления клеток хроматин конденсируется, образуя видимые хромосомы. У человека соматические клетки содержат 46 хромосом, из них 22 пары гомологичных хромосом, обеспечивающих деятельность клетки и всего организма, и 2 половые хромосомы. У женщин две парные хромосомы XX, у мужчин – непарные XY.
В результате деления клетки образуются две дочерние, содержащие количество хромосом, одинаковое с исходной клеткой. При этом между дочерними клетками равномерно распределяется цитоплазма и органоиды клетки.
Деление клетки
Особенности строения и деления соматических и половых клеток
Соматические клетки содержат в ядре 23 пары хромосом. Размножение клеток происходит путем деления. Основным способами деления клеток в человеческом организме являются митоз и мейоз.
Рис. 4. Стадии митоза (показаны конденсация хроматина с образованием хромосом, образование веретена деления и равномерное распределение хромосом и центриолей по двум дочерним клеткам): А – интерфаза; Б – профаза; В – метафаза; Г – анафаза; Д – телофаза; Е – поздняя телофаза. 1 – ядрышко; 2 – центриоли; 3 – веретено деления; 4 – звезда; 5 – ядерная оболочка; 6 – кинетохор; 7 – непрерывные микротрубочки; 8, 9 – хромосомы; 10 – хромосомные микротрубочки; 11 – формирование ядра; 12 – борозда дробления; 13 – пучок актиновых нитей; 14 – остаточное (срединное) тельце.
При митотическом делении клеток происходит увеличение числа клеток, что приводит к росту организма, появление новых клеток возникает при их износе или гибели. Благодаря митотическому делению дочерние клетки получают набор хромосом, идентичный материнскому (рис. 4).
При мейозе, который происходит в половых клетках, в результате их деления образуются четыре новые клетки с половинным (гаплоидным) набором хромосом, что важно для передачи генетической информации. При оплодотворении, т. е. слиянии двух половых клеток, возникает полный (диплоидный) набор хромосом, несущий в себе как отцовские, так и материнские признаки.
У всех клеток при делении наблюдаются изменения, укладывающиеся в рамках клеточного цикла. Клеточным циклом называют процессы, которые происходят в клетках при подготовке к делению и во время деления, в результате которого одна клетка материнская делится на две дочерних. В подготовке клетки к делению (20–30 часов) удваивается масса клетки и всех ее структурных компонентов. Происходит репликация (удвоение) молекул нуклеиновых кислот. Родительская цепь ДНК служит матрицей для синтеза дочерних ДНК, в результате чего каждая из двух дочерних молекул ДНК состоит из одной старой и одной новой цепи. В период подготовки к митозу в клетках синтезируются белки, необходимые для деления клетки, хроматин в это время конденсируется.
Митоз представляет собой период деления материнской клетки на две дочерние, обеспечивающий равномерное распределение клеточного материала, хроматина между двумя дочерними клетками. Длительность митоза – от 30 минут до 3 часов и подразделяется на 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Каждая из фаз имеет определенное значение. Так, в профазе постепенно разрыхляется ядрышко, центриоли (клеточный центр) расходятся к полюсам клеток. В метафазе разрушается ядерная оболочка, хромосомные нити направляются к полюсам. Структурные включения распадаются на мелкие пузырьки и вместе с митохондриями распределяются в обе половины делящейся клетки. В конце метафазы каждая хромосома начинает расщепляться продольной щелью на две новые дочерние хромосомы. В анафазе хромосомы отделяются друг от друга и расходятся к полюсам новой клетки. В телефазе хромосомы, разошедшиеся к полюсам клетки, переходят в хроматин, и начинается продукция РНК, образуется ядерная оболочка, ядрышко. Быстро формируются мембранные структуры будущих дочерних клеток. На поверхности клетки, по ее экватору, появляется перетяжка, которая углубляется, и клетка разделяется на две дочерние клетки.
