Клетка (краткое повторение основных сведений)

Клетка – структурная и функциональная единица любого организма.

Гетеротрофные клетки должны получать углеводы извне, а автотрофные зеленые клетки сами создают их в хлоропластах путем фотосинтеза. Большая часть углеводов, содержащихся в цитоплазме, расщепляется с целью освобождения энергии – анаэробно (брожение) или чаще аэробно, т.е. путем окисления (дыхание) сначала по пути гликолиза, а затем в цикле лимонной кислоты. Получаемая энергия связывается в форме АТР,большая часть – в цепи дыхания, которая, так же как и цикл лимонной кислоты, локализована в митохондриях. Энергию АТР клетка может использовать для осуществления эндергонических реакций. Снабжение зеленых клеток энергией идет прямым путем, без обхода через готовые углеводы.

Глюкоза и другие углеводы используются (главным образом в системе Гольджи) для биосинтеза полисахаридов. Автотрофные зеленые клетки передают большую часть синтезируемых ими углеводов незеленым клеткам.

Бактериальные и растительные клетки сами синтезируют все 20 аминокислот,входящих в состав белков; в зеленых растительных клетках это происходит главным образом в хлоропластах. Животным клеткам приходится получать из окружающей среды по крайней мере незаменимые аминокислоты. Они поглощают и белки, которые расщепляют затем в лизосомах до аминокислот. Зеленые растительные клетки, напротив, могут передавать аминокислоты другим клеткам. Белки синтезируются на рибосомах, объединяемых цепью информационной РНК в полисомы. Из цитоплазмы белки переходят в клеточное ядро (гистоны, негистоновые белки хромосом, белки, необходимые для сборки рибосом, и другие), в митохондрии и хлоропласты. Гранулярный эндоплазматический ретикулум, усеянный рибосомами, синтезирует резервные белки и белки, предназначенные для «экспорта», которые через систему Гольджи путем экзоцитоза покидают клетку. Клеточные и резервные белки в конце концов расщепляются в лизосомах до аминокислот (аутофагия).

Нуклеотиды синтезируются в цитоплазме. ДНК – носитель генетической информации – находится в хромосомах, митохондриях и хлоропластах; там происходит ее репликация, а также транскрипция, в результате которой появляются различные виды РНК. На полисомах при участии всех типов РНК доводится до конца процесс декодирования генетической информации ( трансляция), т.е. биосинтез белков. В лизосомах идет расщепление нуклеиновых кислот, прежде всего РНК.

Липиды синтезируются в различных компартментах клетки, жирные кислоты – в митохондриях и в цитоплазме, а у растений – главным образом в хлоропластах. Липиды мембран также образуются в митохондриях и хлоропластах, но главное место их синтеза – гладкий эндоплазматический ретикулум, центр синтеза мембран, откуда они переходят через систему Гольджи к плазмалемме. Липиды расщепляются в цитоплазме (например, в лизосомах); освобождающиеся при этом жирные кислоты могут окисляться в митохондриях и, проходя через цикл лимонной кислоты и цепь дыхания, доставлять значительные количества энергии в форме АТР.

7.2 От одноклеточных организмов к многоклеточным

Дальнейшее развитие примитивных одноклеточных привело к трем различным формам организации: к высокодифференцированным одноклеточным (например, простейшим), к более крупным, многоядерным, но не подразделенным на клетки организмам (ценобластам) и к многоклеточным. К самым высокоразвитым жизненным формам пришли только многоклеточные; этому способствовало преимущество разделения функций между клетками сразличной специализацией. Переход к многоклеточности совершался в ходе эволюции многократно и независимо в разных группах организмов (рис. 7.1, 7.2).