Типы клеточной организации

Различают 2 типа организации клеток: прокариотический и эукариотический.

Прокариотические клетки не имеют оформленного ядра; генетический материал не отделен от цитоплазмы (рис.). Генетическая информация хранится в кольцевой двунитчатой ДНК, не содержащей гистонов и называемой нуклеоидом. Отсутствует система мембран. Из органелл имеются рибосомы и мезосомы — сферические мембранные структуры, закрученные в завиток. Функционально они эквивалентны митохондриям эукариотических клеток; участвуют в окислительно-восстановительных реакциях бактерий и процессах деления. Цитоплазмапрокариот ограничена оболочкой, состоящей из биомембран, клеточной стенки, содержащей полисахариды сложного строения, а у бактерий, так же и капсулы, состоящие из слизи. Аппарат клеточного деления — клеточный центр — отсутствует.

К прокариотам относятся микоплазмы, бактерии и сине-зеленые водоросли. Размеры прокариотических клеток ограничены 0,5 — 3,0 мкм.

Клетки остальных живых организмов (растения, животные) относят к эукариотическому типу клеточной организации, у которого наследственный аппарат отделен от цитоплазмы специализированной ядерной мембраной. Таким образом, эукариотические клетки имеют оформленное ядро, где кроме ядерной оболочки (кариолеммы) обнаруживаются ядрышки, хроматин и ядерный сок (кариоплазма). Различают два подтипа организации эукариотических клеток: 1 — клетки простейших организмов, которые являются в структурном отношении клеткой, а в физиологическом — полноценной особью, в связи с чем, они имеют ряд образований, функционирующих как органы и системы органов многоклеточного организма. Это цитостом, цитофаринг, порошица инфузорий, выполняющих функцию пищеварительной системы; сократительные вакуоли являющимися структурами, аналогичными выделительной системе, а также жгутики и реснички, участвующие в движении; 2 — клетки многоклеточных организмов, имеющих общий план строения, но будучи только частью многоклеточного организма, выполняют разнообразные функции и имеют особенности строения. Эукариотическая клетка состоит из следующих компонентов: клеточной оболочки, цитоплазмы и ядра (табл.1).

Клеточная оболочка животной клетки образована гликокаликсом, цитоплазматической мембраной (плазмолемма) и подмембранным слоем опорно-сократительных структур.

Цитоплазма состоит из гиалоплазмы, органелл и включений.

Ядро построено из ядерной оболочки (кариолеммы), ядрышка, хроматина и ядерного сока (кариоплазмы).

Размеры эукариотических клеток варьируют от нескольких мкм до десятков сантиметров.

Клетки растительных и животных тканей имеют типичный план строения, обеспечивающий выполнение функций определенной ткани, в состав которой они входят.

Организм взрослого человека состоит из примерно 10¹³ клеток, которые, за исключением мутантных клеток, содержат абсолютно одинаковый набор генов. Широкое разнообразие фенотипов этих клеток обусловлено различной комбинацией экспрессируемых генов в различных типах клеток. Репрессия и активация генов происходит в процессе развития организма; часто оба процесса продолжаются в течении всей жизни уже дифференцированной клетки. Часть генов в такой клетке необратимо выключается и никогда не экспрессируются в клетке данного типа. Другие гены транскрибируются постоянно. Такое различие по степени и скорости экспрессии генов в клетке в процессе ее развития приводит к приобретению клеткой специфической дифференциации и специализации. У человека различают около 200 типов клеток, имеющих несомненно общие черты строения, но различающихся по строению и функциям, которые сведены в сводную таблицу «Типы клеток взрослого человека"(табл.). Все разнообразие клеток образует 4 типа основных клеток и соответственно 4 типа тканей человека:

• 1. Клетки эпителия — эпителиоциты характеризуются полярностью, то есть ее поверхности (апикальная и базолатеральная) различаются по строению. Если эпителий многослойный, то полярностью обладают его слои: поверхностный и базальный. Главные их функции — пограничная, секреторная, экскреторная (выделительная), всасывательная. Для них характерна высокая степень регенерации.
• 2. Клетки соединительной ткани и крови — выполняют опорную, соединительную, защитную и питательную и другие функции. Одной из функций клеток соединительной ткани является синтез веществ внеклеточного матрикса — белков (коллаген, фибронектин, ламинин, эластин, фибриллин и др.).
• 3. Клетки мышечной ткани — миоциты выполняют функцию сокращения благодаря наличию сократительных белков актина, миозина и дистрофина, которые обеспечивают на молекулярном уровне способ передвижения. Клетки скелетной ткани образуют синцитий (многоядерная клетка) у скелетных мышц и не формируют его у гладкой мускулатуры. Сократительные белки организованы в правильную линейную структуру называемую саркомер.
• 4. Клетки нервной ткани — нейроны обладают свойством раздражимости и способности проводить электрические импульсы. Эти клетки составляют основную коммуникативную сеть организма. Нейроны состоят из тела и отростков: аксонов и дендритов. Аксоны заканчиваются межнейронными соединениями, называемыми синапсами. Электрические импульсы передаются от одного нейрона к следующему путем секреции химических веществ медиаторов (ацетилхолин). Вторая группа клеток нервной ткани — глиоциты, образуют глию. Клетки глии обеспечивают опорную функцию, разделяют нейроны, продуцируют миелин (оболочка нервов), участвуют в образовании непроницаемого клеточного барьера между головным мозгом и капиллярами (гематоэнцефалический барьер).