Комплексы белков и углеводов называют гликопротеинами.
Гликопротеины, покрывающие клетку снаружи, образуют гликокаликс «сладкую толстую кожу клетки» (от греч. γλυκός сладкий и лат. сallum толстая кожа).
Рисунок 3. Мембрана клетки
Второй важный компонент клетки это ядро (рисунок 4), которое и отличает нас от бактерий-прокариотов. Для изучения строения органов и тканей делают тонкие срезы, окрашивают их и рассматривают под микроскопом. Чаще всего срезы окрашивают основным красителем гематоксилином и кислым эозином. Основной краситель синего цвета, а кислый розового. Основной краситель связывается с кислотами, а кислый со щелочными структурами клеток. В ядре хранится вся генетическая информация в виде дезоксирибонуклеиновой кислоты ДНК. ДНК это кислота, поэтому с ней связывается и окрашивает ее основной краситель, то есть у содержимого ядра «любовь» к основным красителям базофилия. Ядро приобретает синий цвет красителя.
В ДНК записана вся наша наследственная информация о цвете волос, глаз, росте и обо всем остальном. Это очень похоже на книгу. В любой книге, если это не комикс, есть информация, записанная с помощью слов и предложений. У книги есть переплет, удерживающий страницы, а в ядре роль переплета для ДНК играют специальные белки. При переезде книги одного автора, как правило, упаковывают в отдельные коробки. ДНК во время деления клетки упаковывается не в коробки, а в хромосомы. Когда вы перевезли книги в другое место, вы вынимаете книги из коробок и раскладываете по полкам. После деления клетки хромосомы (коробки) больше не нужны, и ДНК, как книги на полках, равномерно распределяется в ядре в виде хроматина. Если «книги» просто стоят плотно на полках и их не читают, то это гетерохроматин плотно упакованная ДНК. Когда вы читаете и конспектируете книгу, вы переписываете это на листы бумаги. С ДНК информация переписывается не на бумагу, а на рибонуклеиновую кислоту (РНК). Участки хроматина, с которых информация переписывается на РНК, можно сравнить с открытой книгой, такой хроматин рыхлый и слабо окрашенный, и его называют эухроматин. Часть информации из заводоуправления ядра в виде РНК поступит в цитоплазму, то есть в цеха завода. Другая часть останется в ядре. Область, где в ядре хранится РНК, называют ядрышком.
Рисунок 4. Ядро клетки
Чтобы информация в виде РНК попала в цитоплазму, она должна пройти через мембрану ядра. Поэтому в мембране ядра есть отверстия поры. Любая мембрана в клетке устроена так же, как наружная мембрана, то есть состоит из двойного слоя липидов. Отличие ядра в том, что у него не одна, а две мембраны. На наружной мембране много рибосом, и она переходит в шероховатый эндоплазматический ретикулум. Рибосомы и ретикулум это уже части третьего компонента клетки цитоплазмы (рисунок 5).
Цитоплазма это та часть клетки, где происходят основные процессы производства, упаковки и переработки клеточных продуктов. В жидкой среде цитоплазмы располагаются специальные маленькие органы органоиды. Так же, как на заводе, где у каждого цеха своя функция, так и у всех органоидов функции разные. Органоиды на основании их строения можно поделить на две группы. Органоиды, у которых есть мембрана, мембранные органоиды, а органоиды без мембраны немембранные органоиды.
Рисунок 5. Мембрана и мембранные органоиды
Я уже упоминал один из мембранных органоидов эндоплазматический ретикулум.
Эндоплазматический ретикулум это система мембранных трубочек, по которым транспортируются синтезируемые в ретикулуме вещества.
Эндоплазматический ретикулум с рибосомами на поверхности шероховатый эндоплазматический ретикулум. В нем синтезируются и транспортируются белки.
Эндоплазматический ретикулум без рибосом это гладкий эндоплазматический ретикулум. Он отвечает за синтез стероидов (жиров) и углеводов.
Все, что синтезируется в эндоплазматических ретикулумах, поступает в комплекс Гольджи систему мембранных цистерн. Комплекс Гольджи это место модификации, сортировки и упаковки веществ, наработанных клеткой или поступающих в нее.
С цистернами комплекса Гольджи связаны импортные, экспортные и предназначенные для внутреннего использования контейнеры, окруженные мембраной. Это тоже мембранные органоиды.
Лизосомы содержат ферменты, это «внутренняя пищеварительная система клетки».
Транспортные везикулы это «мешки»:
а) отделившиеся от комплекса Гольджи и предназначенные на экспорт (экзоцитоз);
б) захваченные мембраной клетки и импортированные внутрь нее (эндоцитоз).
Эндосомы лизосома + экспортная транспортная везикула.
Пероксисомы специализированная лизосома, расщепляющая перекись водорода и жирные кислоты.
Еще один вид очень важных мембранных органоидов это митохондрии.
Митохондрии «энергетические станции» клетки, они вырабатывают аденозинтрифосфорную кислоту АТФ.
Митохондрии это бывшие бактерии, усваивающие кислород (аэробные), которые поселились и прижились в клетках наших далеких предков.
В них есть своя митохондриальная ДНК (все наши митохондрии и их ДНК мы получили от мамы).
В них, как и в бактериях, есть свои рибосомы для синтеза белка.
Они могут делиться.
Митохондрии имеют две мембраны наружную и внутреннюю.
Внутренняя мембрана образует складки кристы.
На внутренней поверхности крист образуется АТФ источник энергии для всех энергозависимых процессов внутри и вне клеток.
Помимо мембранных органоидов в клетке есть органоиды, у которых нет мембраны (рисунки 6 и 7). К ним относятся рибосомы, центриоли и цитоскелет.
Рисунок 6. Рибосомы и синтез белка
Рибосомы это станок, где по чертежу матричной РНК синтезируются белки (рисунок 6).
Рибосома состоит из белка и рибосомальной РНК. Запасы рибосомальной РНК хранятся в ядрышке ядра.
У рибосомы две половинки большая и малая субъединицы.
Между субъединицами двигается чертеж будущего белка матричная РНК и идет процесс трансляции информации.
Еще одна РНК транспортная РНК подтаскивает к рибосоме соответствующие чертежу аминокислоты, из которых синтезируется белок.
Рисунок 7. Цитоскелет и центриоли
Центриоли два цилиндра, образующие клеточный центр. Каждая центриоль состоит из 9 триплетов микротрубочек, а микротрубочки построены из белка тубулина. Центриоли это «автомобили» для перевозки начальников (хромосом), сидящих в заводоуправлении ядре. Когда вдруг количество управленцев удвоилось, а такое случается перед делением клетки, центриоли с помощью нитей под названием «веретена деления» перевозят хромосомы в разные стороны внутри клетки для формирования новых заводоуправлений или ядер. Кроме того, центриоли участвуют в образовании микроресничек и хвостика сперматозоида. А вот достаются они нам только от папы.
Таким образом, два органоида клетки достаются нам только от одного из родителей. Митохондрии от мамы, а центриоли от папы.
Цитоскелет. Для того чтобы иметь определенную форму и передвигаться в пространстве, у нас с вами есть скелет, основу которого составляют кости. У членистоногих костей нет, но есть скелет снаружи их тела экзоскелет. У растительных клеток поверх мембраны клетки есть дополнительная оболочка, которую можно рассматривать как дополнительный экзоскелет.
В любой животной клетке для поддержания формы есть внутренний скелет скелет клетки, или цитоскелет.
Цитоскелет это разные по толщине нити различных белков, которые называют филаменты (от лат. filamentum нить). Поскольку филаменты разные по толщине, то их так и называют толстые, тонкие и промежуточные.