Клетка - целостная элементарная система, способная к самовоспроизведению и саморегуляции метаболических процессов.

Эукариотическая клетка состоит из 3-х частей: поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядра.

II. Поверхностный аппарат клетки состоит из плазмалеммы, надмембраннного и субмембранного комплексов. Плазмолемма (внешняя клеточная мембрана). Занимает в клетке пограничное положение и играет роль полупроницаемого селективного барьера, который отделят цитоплазму от окружающей среды, а с другой – обеспечивает её связь с этой средой.

Функции плазмолеммы:

1) Распознавание данной клеткой других клеток и прикрепление к ним.

2) Распознавание клеткой межклеточного вещества и прикрепление к его эелементам.

3) Транспорт веществ в цитоплазму и из неё.

4) Взаимодействие с сигнальными молекулами.

5) Движение клетки (образование псевдо- фило- и ламеллоподий)

Структура плазмолеммы: Плазмолемма состоит из липидного бислоя, в который погружены и с которым связаны молекулы белков.

Липидный бислой представлен преимущественно молекулами лецитина и цефалина. состоящими из гидрофильной головки и гидрофобного хвоста. Гидрофобные цепи обращены внутрь бислоя, гидрофильные головки – кнаружи. Липиды обеспечивают основные свойства мембраны в т.ч. их текучесть.

Мембранные белки обеспечивают спецефические свойства мембраны и играют различную биологическую роль (переносчиков, ферментов, рецепторов, структурных молекул). По расположению на мембране выделяют два типа белков: периферические и интегральные.

Периферические белки обычно находятся вне липидного слоя и не прочно связаны с мембраной. Интегральные белки либо полностью, либо частично погружены в липидный бислой. Часть белков целиком пронизывает всю мембрану (т.н. трансмембранные белки).

Обменно-транспортная функция.

Выделяют 2 вида клеточного транспорта: пассивный и активный. Пассивный транспорт идет по градиенту концентрации веществ, без затраты энергии. Если вещество проходит непосредственно через билипидный слой, такой вид пассивного транспорта называется простой диффузией (так транспортируются малые неполярные молекулы - 02, С02, N2, бензол, мочевина и др.), если через специфические белки - это облегченная диффузия (так транспортируются полярные молекулы. Пример: глюкоза.

Активный транспорт идет против градиента концентрации веществ, с затратой энергии. Активный транспорт можно разделить на 2 вида: активный транспорт низкомолекулярных соединений. Пример: (Na+K+) - Hacoc и активный транспорт высокомолекулярных соединений (транспорт веществ в клетку эндоцитоз, из клетки - экзоцитоз) или транспорт в мембранной упаковке; на примере микропиноцитоза;

Рецепторная функция поверхностного аппарата связана с идентификацией информационного вещества - лиганда (как правило, это гормон) при помощи рецептора и адекватного ответа на данный стимул (это может быть запуск химического процесса в клетке или открытие транспортного канала)

III. Цитоплазма состоит из гиалоплазмы, органоидов и включений.

Гиалоплазма (цитоплазматический матрикс, цитозоль) - это внутренняя среда клетки, занимающая около 50% ее объема. По своим физико-химическим свойствам это коллоид, способный переходить из состояния геля в золь.

Гиалоплазма состоит на 90% из воды, коллоидные свойства определяются разнообразными белками. В ней содержатся также аминокислоты, полисахариды, нуклеотиды, АТФ, жирные кислоты, витамины, растворенные газы и т.д., то есть в гиалоплазме присутствует весь разнообразный спектр веществ, необходимый клетке для процессов ее жизнедеятельности.

Органоиды - это постоянные структуры клетки. По строению можно выделить немембранные органоиды (рибосомы, центриоли, микротрубочки, филаменты...) и мембранные, среди которых различают одномембранные (эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы...) и двухмембранные (митохондрии, пластиды).

Рибосомы. Диаметр рибосом около 20 нм. Состоят из двух субъединиц: малой и большой. В клетке эукариот два вида рибосом - 80 и 70 S (S - единицы седиментации) (табл. 1). В состав рибосом входят рРНК, рибосомальные белки, Синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом осуществляется в ядрышке. Функции рибосом - синтез белка.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) - система соединенных сплющенных цистерн. Выделяют две структурно взаимосвязанные разновидности ЭПС: гладкую и гранулярную (шероховатую).

Гладкая ЭПС имеет трубчатое строение, ее мембраны более контрастны (при электронной микроскопии), т. к. содержат рабочие ферменты.

Функции гладкой ЭПС: компартментализация, первичный синтез липидов, синтез олигосахаридов, синтез предшественников стероидов, транспорт синтезированных веществ, детоксикация.

Гранулярная ЭПС представлена уплощенными цистернами с рибосомами. Мембрана менее контрастна в сравнении с гладкой ЭПС.

Функции гранулярной ЭПС: компартментализация, синтез экспортного белка, созревание белка, транспорт синтезированного белка и др.

Комплекс Голъджи (КГ) состоит из дискоидных цистерн, собранных в стопки, и пузырьков по периферии. Пузырьки представляют собой формирующиеся первичные лизосомы или секреторные гранулы. При митозе КГ делится пополам, т. е. имеет преемственное строение.

Функции КГ: созревание, сортировка и упаковка экспортного белка; формирование первичных лизосом и секреторных гранул; синтез полисахаридов и липидов; детоксикация; компартментализация.

Лизосомы - округлые тельца с гомогенным содержимым, окруженные мембраной. Размер лизосом 0,2-1 мкм. Содержат около 60 гидролитических ферментов (20% в мембране, 80% внутри).

Функции лизосом: ауто- и гетерофагия.

Пероксисомы - округлые тельца с кристаллоподобной сердцевиной. Содержат разнообразные ферменты, большинство из которых относятся к группе каталаз. Выделяют два вида пероксисом: 0,15 - 0,25 мкм - универсальные мелкие, локализуются во всех клетках; 0,3 -1,5 мкм - крупные (в клетках печени, почек). Пероксисомы участвуют в метаболизме Н202, которая используется для последующего окисления разнообразных веществ.

Цитоскелет включает опорные органоиды - микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты.

Микротрубочки - полый цилиндр диаметром 24 нм, стенка которого построена из спирально упакованных субъединиц белка тубулина. Растут микротрубочки путем добавления с одного конца тубулиновых субъединиц. Кроме того, микротрубочки являются структурными компо-нентами центриолей, ресничек, жгутиков, базальных телец, митотического веретена.

Микрофиламенты - белковые нити диаметром 5 - 7 нм состоят из актина и миозина. Микрофиламенты обеспечивают двигательные функции Промежуточные фтаменты, их диаметр 8-10 нм, состоят из нитей собранных в пучки. Данные структуры тканеспецифичны, т. е. в каждой ткани свои промежуточные филаменты.

Митохондрии - двухмембранный органоид, присутствующий только у эукариот. Размер и форма митохондрий варьирует в широких пределах, их типичное строение см. рис. 6.

Функции митохондрий: синтез АТФ (энергетическая). Существуют и другие органоиды, имеющие свое специфическое строение и функции. Литическая система клетки – расщепление макромолекул внутри клетки (рис.7). Выделяют 2 вида литических циклов: аутофагический и гетерофагический.

IV. Ядро (нуклеус) - наследственный аппарат эукариотической клетки содержит генетическую информацию. Форма ядра, как правило, округлая, но может быть разнообразной, что зависит от формы клетки и ее функционального состояния. В структуре ядра выделяют следующие компоненты: поверхностный аппарат, кариоплазму, ядерный матрикс, хроматин, ядрышко. Поверхностный аппарат ядра, его строение см. рис. 8. Поровые комплексы занимают площадь от 10 -12% поверхности ядра и более, что зависит от его активности, и состоят из 3-х рядов глобулярных белков, часто встречается центральная глобула. Глобулярные белки соединены фибриллярными. Функция поровых комплексов: вывод из ядра в цитоплазму мРНК, а также ее созревание; выход субъединиц рибосом; проведение в ядро из цитоплазмы рибосомальных, гистоновых белков, ферментов репликации и транскрипции, а также нуклеотидов. Ламина (плотная пластинка) тесно связана с конденсированным хроматином, в связи с чем, кроме поддержания “архитектуры ядра", участвует в пространственной организации хроматина.

Ядерная оболочка (кариолемма). Кариолемма состоит из двух мембран – наружной и внутренней – разделенных полостью и смыкающихся в области ядерных пор. Наружная мембрана составляет единое целое с мембранами грЭПС – на её поверхности имеются рибосомы, а полость соответствует полости цистерн. Внутренняя мембрана – гладкая, интегральные белки связаны с ядерной пластинкой, которая играет важную роль.

Ядерная пластинка обеспечивает: 1) поддержание формы ядра, 2) упорядоченную укладку хроматина, 3) структурную организацию поровых комплексов, 4) формирование кариолеммы при делении клеток.