Клітина – це обмежена активною (напівпроникною) мембраною впорядкована система біополімерів (білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів), яка знаходиться у стані рівноваги (гомеостазу). Всі клітини, незалежно від деталей будови, мають однакові властивості: а) зберігання біологічної інформації; б) реплікація (подвоєння) спадкового матеріалу (ДНК) і передача його нащадкам; в) використання інформації для функціонування клітини; г) зберігання та перенос енергії в роботу; д) регуляція обміну речовин.
Рисунок 1 – Будова тваринної клітини
Складові частини клітини – плазматична мембрана, цитоплазма та ядро – виконують різні фізіологічні та біохімічні функції (рис.1).
Плазматична мембрана обмежовує цитоплазму, відділяючи її від зовнішнього середовища, зберігає форму клітини. Вибірково пропускаючи іони та різні органічні молекули, вона зумовлює та регулює активний транспорт речовин; бере участь у піноцитозі та фагоцитозі; сприяє з’єднанню клітин в тканини; забезпечує утворення (у бактерій, рослин, грибів) клітинної стінки (оболонки). Мембрани відділяють одні частини клітини від інших – ділять її на окремі частини – органели (компартментація), в яких одночасно відбуваються різні хімічні реакції та фізіологічні процеси. Мембрани містять більшість ферментів (наприклад, окислювального фосфорилювання). Мембрана складається з двох мономолекулярних шарів білку та бімолекулярного шару ліпідів між ними (рис.2).
Рисунок 2 – Будова плазматичної мембрани
Цитоплазма – це весь внутрішній вміст клітини за виключенням ядра. Вона містить гіалоплазму, мембранні і не мембранні компоненти.
Гіалоплазма – складна колоїдна система, яка містить у воднево-соляному середовищі біополімери: білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди, ліпіди. Вона забезпечує хімічну взаємодію клітинних структур, перенесення іонів, молекул, особливо АТФ; в гіалоплазмі відкладаються запасні продукти – глікоген, жирові краплі.
Мембранні компоненти клітини поділяють на одномембранні і двомембранні. До одномембранних органел належать:
ендоплазматичний ретикулум – система каналів, об’єднаних в єдине ціле із зовнішньою мембраною ядерної оболонки та зовнішньою клітинною мембраною, що забезпечує транспорт речовин. Гранулярний ЕПР (грЕПР) несе рибосоми, бере участь у синтезі білків і глікопротеїдів, здійснює їх транспорт в інші частини клітини; агранулярний ЕПР (або гладкий) – місце синтезу й транспорту ліпідів і полісахаридів, стероїдів, виконує детоксикаційну функцію.
апарат Гольджі – органоїд, що складається з купки плоских цистерн, від країв яких відходять трубочки, що відділяють дрібні пухирці; здійснює дозрівання, накопичення й екзоцитоз (секрецію) синтезованих макромолекул, утворення лізосом, синтез полісахаридів, бере участь у формуванні плазматичної мембрани.
лізосоми – округлі органели, які здійснюють перетравлення їжі, що потрапила в тваринну клітину при фагоцитозі, розщеплення білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів і ліпідів, накопичення неперетравлених продуктів (відкладень), виконують захисну функцію. Їх кількість залежить від життєдіяльності та фізіологічного стану клітини.
пероксисоми – їх функція – метаболізм перекису водню, перетворення жирів у вуглеводи.
вакуолі – у рослин – крупні порожнини, які заповнені клітинним соком, слугують для підтримання тургорного тиску клітини, відкладення запасаючих речовин; у тварин є травні та скоротливі вакуолі, зазвичай дрібні.
Подвійну мембрану мають:
мітохондрії – на складках їх внутрішньої мембрани (кристах) знаходяться ферменти, які в процесі окислення органічних речовин (глюкози, жирних кислот, амінокислот) синтезують молекули АТФ, багаті на енергію.
пластиди – органоїди рослинних клітин, серед яких виділяють: лейкопласти – округлі безбарвні органоїди, в яких накопичується крохмаль, є попередниками хлоропластів і хромопластів; хлоропласти – чечевицеподібні зелені органоїди, які утворюються на світлі з лейкопластів, їх внутрішня мембрана утворює систему двошарових пластин – ламелл, в яких знаходиться пігмент хлорофіл, де й здійснюється фотосинтез (синтез цукрів і виділення кисню); різноманітної форми жовті, помаранчеві та червоні хромопласти, які утворюються з хлоропластів і рідше з лейкопластів, у яких накопичуються каротиноїди.
Мітохондрії та хлоропласти є напівавтономні органоїди, оскільки здатні розмножуватися. Вони мають свою специфічну ДНК, що забезпечує цитологічне успадкування, РНК і рибосоми, в них відбувається синтез власного білку, причому цей процес дещо відрізняється від цитоплазматичного. Ряд ознак організмів, а також деякі хвороби людини пов’язані зі змінами генів, що знаходяться в мітохондріальній ДНК.
До немембранних компонентів належать:
рибосоми – округлої або грибоподібної форми, що складаються з двох субодиниць (великої та малої). Субодиниці утворюються з рРНК і білку в ядрі, через пори в ядерній оболонці виходять в цитоплазму, де об’єднуються в рибосоми. Знаходяться в цитоплазмі, а також у мітохондріях і хлоропластах, здійснюють синтез білку на молекулі мРНК (на ній вони можуть утворювати ланцюжки – полірибосоми).
центріолі – особливі циліндричні структури у всіх тваринних і деяких рослинних клітин, які складаються з мікротрубочок. Вони беруть участь в утворенні ниток веретена поділу клітини, є також базальним тілом війок та джгутиків.
мікротрубочки – беруть участь у розходженні хромосом до полюсів клітини, формуванні внутрішньоклітинного скелету (наприклад, підтримують форму еритроцита);
міофібрили здійснюють переміщення органоїдів стосовно подразників (світла, тепла, хімічної речовини), скорочення клітини, що є здатністю її до руху;
мікрофібрили і мікрофіламенти – забезпечують кар-кас і рух цитоплазми.
