Толстые филаменты построены из белка тубулина и представляют собой микротрубочки, такие же, как в центриолях.
Тонкие филаменты построены из белка актина. Существует несколько разновидностей белка актина. Например, есть актин, участвующий в сокращении мышц.
Промежуточные филаменты могут быть построены как минимум из пяти видов белков. Поскольку я еще не рассказал, что такое ткань, то просто перечислю, что белки цитокератины мы найдем в цитоскелете эпителия, десмин в мышцах, виментин в клетках соединительной ткани, а в клетках нашего мозга есть две разновидности белков промежуточных филаментов. В нервных клетках это нейрофибрилярный белок, а в клетках нейроглии (помощниках нервных клеток) это кислый глиальный белок.
В сухом остатке:
Мы многоклеточные эукариоты царства животных. Наше тело состоит из множества разных клеток.
У клеток есть мембрана, ядро и цитоплазма.
В цитоплазме находятся органоиды.
Есть органоиды, окруженные мембраной, а есть органоиды без мембраны.
Все мембраны в клетках это двойной слой липидов. В центральной части двойного липидного слоя находятся гидрофобные хвостики молекулы липида, а наружу «смотрят» головки.
В мембрану клеток погружены белки, с которыми связаны углеводы. Комплекс белков и углеводов снаружи клетки называется «гликокаликс».
У ядра и митохондрий две мембраны.
В мембранах ядра есть поры, и на наружной мембране ядра есть рибосомы.
Наследственная информация в виде ДНК хранится в ядре и митохондриях.
В ядре ДНК упаковывается вместе с белками в хроматин.
Плотно упакованный хроматин называют гетерохроматин.
«Рыхлый» хроматин это эухроматин, здесь с ДНК считывается информация на РНК.
При делении клеток хроматин упаковывается в хромосомы.
Место скопления РНК внутри ядра называют ядрышком.
РНК ядрышка идет на образование рибосом.
Рибосомы немембранные органоиды, которые состоят из двух субъединиц и синтезируют белки.
Центриоли немембранные органоиды, их две, они участвуют в делении клеток и состоят из девяти триплетов микротрубочек. Микротрубочки построены из белка тубулина.
Из тубулина также построены толстые филаменты цитоскелета.
Тонкие филаменты цитоскелета построены из актина.
Промежуточные филаменты цитоскелета в разных тканях состоят из разных белков:
В эпителиальной ткани цитокератины.
В мышечной ткани десмин.
В соединительной ткани виментин.
В нервной ткани два белка: в нейронах нейрофибрилярный белок, а в клетках глии кислый глиальный белок.
К мембранным органоидам относятся: эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизо-, фаго- и пероксисомы, а также митохондрии.
Эндоплазматический ретикулум бывает гладкий и шероховатый.
Шероховатый имеет на поверхности рибосомы, а значит, синтезирует белки.
В гладком эндоплазматическом ретикулуме синтезируются углеводы и липиды.
В комплексе Гольджи модифицируется и упаковывается все, что синтезируется в ретикулумах.
Транспортные везикулы, лизо- и пероксисомы отделяются от комплекса Гольджи.
Митохондрии имеют две мембраны, свою ДНК и свои рибосомы. Их главная функция выработка АТФ, универсальной энергетической валюты клетки.
Откуда я взялся, почему я похож на маму и папу и что такое генетическая информация?
Откуда берутся дети?
Чтобы получился новый человек, не нужны аист и капуста, а нужны специальные половые клетки.
Мой и ваш организм состоит из двух видов клеток: соматических и половых.
Тело человека построено из огромного количества разных клеток, которые формируют органы. Тело по-гречески называется сома (от греч. σώμα тело), поэтому клетки тела называют соматическими. Соматические клетки, например, клетки печени, мышц или нервные клетки, у мужчин и женщин одинаковые. Из соматических клеток человека не может получиться новый организм или родиться новый ребенок. Чтобы появлялись дети, нужны половые клетки. У мужчин и женщин разные половые клетки именно они в первую очередь, как и органы, в которых они образуются, отличают мужчин от женщин. А как же клонирование и овечка Долли? Это отдельная история, но даже для получения овечки Долли нужна была половая клетка мамы-овцы яйцеклетка.
Чем отличаются половые клетки от соматических клеток?
Они отличаются числом хромосом.
В соматических клетках все хромосомы парные. Две первые, две вторые, две третьи хромосомы и так далее. Парный набор хромосом называют диплоидным (рисунок 8).
Рисунок 8. Кариотип человека (парные хромосомы)
В половых клетках, или гаметах, одинарный гаплоидный, или гаметический, набор хромосом. При слиянии двух гамет образуется диплоидная клетка, из которой развивается новый организм.
У человека в соматических клетках 46 хромосом, а в половых 23. Однако долгое время считалось, что у человека 48 хромосом. Одним из первых, кто сосчитал хромосомы у человека, был американский ученый Теофилус Пейнтер. В 1921 году он ошибся в подсчетах и заявил, что хромосом 48. И только через 35 лет, в 1956 году, два исследователя, Дж. Чью и А. Леван, опубликовали статью, в которой расставили все точки над «и», не побоявшись авторитетов, и сделали нас сорокашестихромосомными жителями планеты[7]. Почему не побоялись авторитетов? Потому что за 35 лет в большом количестве учебников и научных статей все говорили и писали так же, как Пейнтер. Более того, в тех статьях, где были фотографии, и на них было видно только 46 хромосом, в тексте все равно писали магическое число 48.
По количеству хромосом мы с вами отличаемся от живущих рядом с нами животных. У кошки 38 хромосом, а у собаки 78. Корова счастлива со своими 120 хромосомами, а свинья не страдает из-за того, что у нее хромосом в три раза меньше, чем у коровы, всего 40.
И половые, и соматические клетки образуются из диплоидных клеток. Почему же у них разный набор хромосом? Соматические клетки делятся митозом, а половые клетки образуются в результате мейоза.
Когда клетка «надумала» делиться, она вступает в клеточный цикл (рисунок 9). Клеточный цикл состоит из интерфазы и непосредственно деления клетки (митоз или мейоз). И мейозу, и митозу предшествует интерфаза.
В интерфазе выделяют три периода: G1 (1-й период роста), S (синтетический период) и G2 (2-й период роста).
В G1 и G2 происходит удвоение количества органоидов. В S-период удваивается количества ДНК в ядре. После интерфазы ДНК хватит на 92 хромосомы, а органоидов на две полноценные клетки. После разделения клетки две новые дочерние клетки идентичны той, которая прошла клеточный цикл и митоз (рисунок 10).
Рисунок 9. Клеточный цикл
Рисунок 10. Митоз
Если клетка не делится, а выполняет какие-то функции, то это «рабочая» клетка, и она находится в периоде покоя G0 (если говорят, что клетка находится в периоде покоя, это не значит, что она не работает, это означает, что она не делится).
Во время мейоза (рисунок 11) происходят два последовательных деления, между которыми нет интерфазы, поэтому ДНК и хромосомы делятся между четырьмя дочерними клетками. Первое деление мейоза называют редукционным, и в результате получаются две клетки с половинным количеством хромосом гаплоидные клетки. Но в каждой хромосоме такой клетки ДНК в два раза больше, чем нужно для половых клеток. Во втором делении мейоза этот избыток ДНК распределяется поровну, и получаются клетки с половинным набором и хромосом, и ДНК, то есть с гаплоидным набором ДНК и хромосом. Объединение двух таких клеток во время оплодотворения приводит к образованию диплоидной клетки.
Рисунок 11. Мейоз