Цитологія наука про клітину. Наука про клітину називається цитологією (гречок. <цитос>-клітина, <логос>-наука) . Предмет цитології - клітини багатоклітинних тварин і рослин, а також одноклітинних організмів, до числа яких ставляться бактерії, найпростіші й одноклітинні водорості. Цитологія вивчає будову й хімічний склад клітин, функції внутрішньоклітинних структур, функції клітин в організмі тварин і рослин, розмноження й розвиток клітин, пристосування клітин до умов навколишнього середовища. Сучасна цитологія - наука комплексна. Вона має самі тісні зв’язки з іншими біологічними науками, наприклад з ботанікою, зоологією, фізіологією, вченням про еволюцію органічного миру, а також з молекулярною біологією, хімією, фізикою, математикою. Цитологія - одна з відносно молодих біологічних наук, її вік близько 100 років. Вік же терміна "клітина" нараховує понад 300 років. Уперше назва <клітина> у середині XVII в. застосував Р. Гук. Розглядаючи тонкий зріз пробки за допомогою мікроскопа, Гук побачив, що пробка складається з комірок - клітин.

Клітинна теорія. У середині XIX сторіччя на основі вже численних знань про клітину Т. Шванн сформулював клітинну теорію (1838) . Він узагальнив знання, що були, про клітину й показав, що клітина представляє основну одиницю будови всіх живих організмів, що клітини тварин і рослин подібні по своїй будові. Ці положення з’явилися найважливішими доказами єдності походження всіх живих організмів, єдність усього органічного миру. Т. Шван вніс у науку правильне розуміння клітини як самостійної одиниці життя, найменшої одиниці живого: поза клітиною немає життя.

Вивчення хімічної організації клітини привело до висновку, що саме хімічні процеси лежать в основі її життя, що клітини всіх організмів подібні по хімічному складі, у них однотипно протікають основні процеси обміну речовин. Дані про подібність хімічного складу клітин ще раз підтвердили єдність усього органічного миру.

Сучасна клітинна - теорія включає наступні положення: клітина основна одиниця будови й розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого; клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні (гомологични) по своїй будові, хімічному складу, основним проявам життєдіяльності й обміну речовин; розмноження клітин відбувається шляхом їхнього розподілу, і кожна нова клітина утвориться в результаті розподілу вихідної (материнської) клітини; у складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані по виконуваній ними функції й утворять тканини; із тканин складаються органи, які тісно зв’язані між собою й підлеглі нервовим і гуморальним системам регуляції.

Дослідження клітини мають велике значення для розгадки захворювань. Саме в клітинах починають розвиватися патологічні зміни, що приводять до виникнення захворювань. Щоб зрозуміти роль клітин у розвитку захворювань, приведемо кілька прикладів. Одне із серйозних захворювань людини - цукровий діабет. Причина цього захворювання - недостатня діяльність групи клітин підшлункової залози, що виробляють гормон інсулін, що бере участь у регуляції цукрового обміну організму. Злоякісні зміни, що приводять до розвитку ракових пухлин, виникають також на рівні клітин. Збудники кокцидіозу - небезпечного захворювання кроликів, курей, гусаків і утік - паразитичні найпростіші - кокцидии проникають у клітини кишкового епітелію й печінки, ростуть і розмножуються в них, повністю порушують обмін речовин, а потім руйнують ці клітини. У хворих кокцидіозом тварин сильно порушується діяльність травної системи, і при відсутності лікування тварини гинуть. От чому вивчення будови, хімічного складу, обміну речовин і всіх проявів життєдіяльності клітин необхідно не тільки в біології, але також у медицині й ветеринарії.

Вивчення клітин різноманітних одноклітинних і багатоклітинних організмів за допомогою світлооптичного й електронного мікроскопів показало, що по своїй будові вони розділяються на дві групи. Одну групу становлять бактерії й синьо-зелені водорості. Ці організми мають найбільш проста будова клітин. Їх називають доїденими (прокаріотами) , тому що в них немає оформленого ядра (гречок. <картон>-ядро) і немає багатьох структур, які називають органоидами. Іншу групу становлять всі інші організми: від одноклітинних зелених водоростей і найпростіших до вищих квіткових рослин, ссавців, у тому числі й людини. Вони мають складно влаштовані клітини, які називають ядерними (еукариотическими) . Ці клітини мають ядро й органоиди, що виконують специфічні функції.

Особливу, неклітинну форму життя становлять віруси, вивченням яких займається вірусологія.

Будова й функції оболонки клітини Клітина будь-якого організму, являє собою цілісну живу систему. Вона складається із трьох нерозривно зв’язаних між собою частин: оболонки, цитоплазми і ядра. Оболонка клітина здійснює безпосередню взаємодію із зовнішнім середовищем і взаємодія із сусідніми клітинами (у багатоклітинних організмах) .

Оболонка клітин. Оболонка клітин має складну будову. Вона складається із зовнішнього шару й розташованої під ним плазматичної мембрани. Клітини тварин і рослин розрізняються по будові їхнього зовнішнього шару. У рослин, а також у бактерій, синьо-зелених водоростей і грибів на поверхні клітин розташована щільна оболонка, або клітинна стінка. У більшості рослин вона складається із клітковини. Клітинна стінка грає винятково важливу роль: вона являє собою зовнішній каркас, захисну оболонку, забезпечує тургор рослинних клітин: через клітинну стінку проходить вода, солі, молекули багатьох органічних речовин.

Зовнішній шар поверхні клітин тварин на відміну від клітинних стінок рослин дуже тонкий, еластичний. Він не видний у світловий мікроскоп і складається з різноманітних полисахаридов і білків. Поверхневий шар тваринних клітин одержав назву гликокаликс.

Гликокаликс виконує насамперед функцію безпосереднього зв’язка клітин тварин із зовнішнім середовищем, з усіма навколишніми її речовинами. Маючи незначну товщину (менше 1 мкм) , зовнішній шар клітини тварин не виконує опорної ролі, яка властива клітинним стінкам рослин. Утворення гликокаликса, так само як і клітинних стінок рослин, відбувається завдяки життєдіяльності самих клітин.

Плазматична мембрана. Під гликокаликсом і клітинною стінкою рослин розташована плазматична мембрана (панцира. "мембрана>-шкірочка, плівка) , що граничить безпосередньо із цитоплазмою. Товщина плазматичної мембрани близько 10 нм, вивчення її будови й функцій можливо тільки за допомогою електронного мікроскопа.

До складу плазматичної мембрани входять білки й ліпіди. Вони впорядковане розташовані й з’єднані один з одним хімічними взаємодіями. По сучасних поданнях молекули ліпідів у плазматичній мембрані розташовані у два ряди й утворять суцільний шар. Молекули білків не утворять суцільного шару, вони розташовуються в шарі ліпідів, поринаючи в нього на різну глибину.

Молекули білка й ліпідів рухливі, що забезпечує динамічність плазматичної мембрани.

Плазматична мембрана виконує багато важливих функцій, від яких углядять життєдіяльність клітин. Одна з таких функцій полягає в тім, що вона утворить бар’єр, що відмежовує внутрішній уміст клітини від зовнішнього середовища. Але між клітинами й зовнішнім середовищем постійно відбувається обмін речовин. Із зовнішнього середовища в клітину надходить вода, різноманітні солі у формі окремих іонів, неорганічні й органічні молекули. Вони проникають у клітину через дуже тонкі канали плазматичної мембрани. У зовнішнє середовище виводяться продукти, утворені в клітині. Транспорт речовин - одна з головних функцій плазматичної мембрани. Через плазматичну мембрану із кліті виводяться продукти обміну, а також речовини, синтезовані в клітині. До числа їх ставляться різноманітні білки, вуглеводи, гормони, які виробляються в клітинах різних залоз і виводяться в позаклітинне середовище у формі дрібних крапель.

Клітини, що утворять у багатоклітинних тварин різноманітні тканини (епітеліальну, м’язову й ін.) , з’єднуються один з одним плазматичною мембраною. У місцях з’єднання двох клітин мембрана кожної з них може утворювати складки або вирости, які надають з’єднанням особливу міцність.

З’єднання клітин рослин забезпечується шляхом утворення тонких каналів, які заповнені цитоплазмою й обмежені плазматичною мембраною. По таких каналах, що проходить через клітинні оболонки, з однієї клітини в іншу надходять живильні речовини, іони, вуглеводи й інші з’єднання.

На поверхні багатьох клітин тварин, наприклад, різних епітеліїв, перебувають дуже дрібні тонкі вирости цитоплазми, покриті плазматичною мембраною, мікроворсинки. Найбільша кількість мікроворсинок перебуває на поверхні клітин кишечника, де відбувається інтенсивне переварювання й усмоктування перевареної їжі.

Pages: 1 2 3