Читать книгу Биология. Общая биология. 10–11 классы - В. В. Пасечник - Страница 18

1. Приведите примеры живых существ, клетки которых способны сохранять постоянную форму.

2. Каковы функции рибосом?

3. Что такое цитоплазма?

Ядро управляет всеми процессами жизнедеятельности клетки. Эти процессы многообразны и сложны: клетка должна поддерживать свою форму, получать извне вещества для пластического и энергетического обмена, синтезировать органические вещества. Кроме того, любая клетка многоклеточного организма живет не только и не столько «для себя», но обязательно выполняет какие-то функции, необходимые для нормальной жизни всего многоклеточного организма. Поэтому каждая клетка представляет собой сложнейшую биохимическую «фабрику», во много раз более совершенную, чем любой созданный руками человека механизм или завод. И все эти многочисленные биохимические реакции протекают в цитоплазме и в органоидах клетки.

Цитоплазма клетки. Раньше полагали, что цитоплазма представляет собой что-то вроде киселя, содержащего необходимые для клетки питательные вещества и являющегося «материальной базой» для органоидов. Однако строение цитоплазмы оказалось намного сложнее. Основное вещество цитоплазмы получило название гиалоплазмы. Она представляет собой густой бесцветный коллоидный раствор. Основа гиалоплазмы – вода (70–90 % от массы), в ней много белков, обнаруживаются также липиды и различные неорганические соединения. В гиалоплазме протекают процессы обмена веществ в клетке, через нее происходит взаимодействие ядра и органоидов. Цитоплазма постоянно перемещается внутри клетки, что хорошо заметно по движению органоидов. У всех эукариот в цитоплазме имеется сложная опорная система – цитоскелет. Он состоит из трех элементов: микротрубочек, промежуточных филаментов и микрофиламентов.

Микротрубочки пронизывают всю цитоплазму и представляют собой полые трубки диаметром 20–30 нм. Их стенки образованы специально закрученными нитями, построенными из белка тубулина. Сборка микротрубочек из тубулина происходит в клеточном центре (рис. 28). Микротрубочки прочны и образуют опорную основу цитоскелета. Часто они располагаются таким образом, чтобы противодействовать растяжению и сжатию клетки. Кроме механической функции, микротрубочки выполняют также и транспортную функцию, участвуя в переносе по цитоплазме различных веществ.

Промежуточные филаменты имеют толщину около 10 нм и также имеют белковую природу. Их функции в настоящий момент изучены недостаточно.

Микрофиламенты – белковые нити диаметром всего 4 нм. Их основа – белок актин. Иногда нити актина группируются в пучки. Микрофиламенты чаще всего располагаются вблизи от плазматической мембраны и способны менять ее форму, что очень важно, например, для процессов фагоцитоза и пиноцитоза.

Таким образом, цитоплазма пронизана структурами цитоскелета, поддерживающими форму клетки и обеспечивающими внутриклеточный транспорт. Цитоскелет может быстро «разбираться» и «собираться». Когда он собран, то по его структурам с помощью специальных белков могут перемещаться органоиды, попадая в те места клетки, где они нужны в данный момент.

Клеточный центр (центросома). Он расположен в цитоплазме вблизи от ядра и образован двумя центриолями – цилиндрами, расположенными перпендикулярно друг к другу (рис. 29). Диаметр каждой центриоли 150–250 нм, а длина – 300–500 нм. Стенка каждой центриоли состоит из девяти комплексов микротрубочек, а каждый комплекс (или триплет), в свою очередь, построен из трех микротрубочек. Триплеты центриоли соединены между собой рядом связок. Основной белок, образующий центриоли, – тубулин.

Рис. 28. Строение микротрубочки: 1 – тубулиновые субъединицы; 2 – белки; 3 – перемещаемые частицы

Рис. 29. Строение клеточного центра: А – расположение клеточного центра в клетке вблизи ядра; Б – схема строения центриоли; В – центриоль на поперечном срезе

Рис. 30. Строение рибосомы: 1 – малая субъединица; 2 – иРНК; 3 – тРНК; 4 – аминокислота; 5 – большая субъединица; 6 – мембрана эндоплазматической сети; 7 – полипептидная цепь

В область клеточного центра по цитоплазме транспортируется тубулин. Здесь из этого белка собираются элементы цитоскелета. Уже в собранном виде они направляются в различные участки цитоплазмы, где и выполняют свои функции.

Центриоли необходимы также для образования базальных телец ресничек и жгутиков. Перед делением клетки центриоли удваиваются. В процессе деления клетки они попарно расходятся к противоположным полюсам клетки и участвуют в образовании нитей веретена деления.

В клетках высших растений клеточный центр устроен по-другому и центриолей не содержит.

Рибосомы. Органоиды, необходимые клетке для синтеза белка, – это рибосомы. Их размер составляет примерно 20×30 нм; в клетке их насчитывается несколько миллионов. Рибосомы состоят из двух субъединиц – большой и малой (рис. 30). Каждая субъединица является комплексом рРНК с белками. Рибосомы формируются в области ядрышек ядра, а затем через ядерные поры выходят в цитоплазму. Они осуществляют синтез белков, а именно – сборку молекул белков из аминокислот, доставляемых к рибосоме тРНК. Между субъединицами рибосомы имеется щель, в которой располагается молекула иРНК, а на большой субъединице имеется бороздка, по которой сползает синтезируемая молекула белка. Таким образом, в рибосомах осуществляется процесс трансляции генетической информации, т. е. ее перевода с «языка нуклеотидов» на «язык аминокислот».

Рибосомы могут находиться в цитоплазме во взвешенном состоянии, но чаще они располагаются группами на поверхности эндоплазматической сети клетки. Считается, что свободные рибосомы синтезируют белки, необходимые для нужд самой клетки, а рибосомы, прикрепленные к ЭПС, изготовляют белки «на экспорт», т. е. такие белки, которые предназначены для использования во внеклеточном пространстве или в других клетках организма.

Цитоплазма. Гиалоплазма. Цитоскелет. Клеточный центр. Центриоли. Рибосомы.

1. Какие функции выполняет цитоскелет?

2. Из чего состоит клеточный центр?

3. Какой процесс осуществляется в рибосомах?