ДИДАКТИЧЕСКА ВИЗИТКА

цел на проекта: да запознаем учениците визионално със строежа на клетката

Изготвил: Мелек Севгин Ибрахим II курс, Фак. № 116Специалност: БФ

Съдържание: Анатомия на клетката

Типове клетки

Субклетъчни компоненти

Клетъчни органели

Сравнение между прокариотна и еукариотна клетка

Клетката е структурна и функционална единица на всички живи организми и понякога е наричана "най-малката единица на живот". Тя може да се самообновява, саморегулира и самовъзпроизвежда. Някои организми, като бактериите, са едноклетъчни (съставени само от една клетка). Други организми, като човека, са многоклетъчни. (Човекът има приблизително 100 трилиона или 1014 клетки, като нормалната големина на една клетка е 10  µm, а масата и е около 1  нанограм). Най-голямата клетка е тази на неоплоденото щраусово яйце.

Всяка форма на живот се основава на клетки. Човешкото тяло се състои от приблизително 100 000 милиарда клетки, разпределени в около 200 категории. Има клетки с различни форми и размери, всяка от които изпълнява своя специфична задача. Клетките растат, размножават се и накрая умират. Те са както микроскопични химически лаборатории, в които хранителните вещества и енергията се използват, за да образуват мускули, нерви, кожа, хрущяли и кости. Основната структура е една и съща - външна мембрана, която регулира преминаването през желатинообразно вещество, наречено цитоплазма. Ядрото е контролният център на клетката. Съдържа дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), която определя наследствените характеристики. Ядрена мембрана обгръща и предпазва ДНК. Във вътрешността на ядрото се намира ядърцето,

съдържащо римозоми, които градят протеините.

Типове клетки

В зависимост от устройството си клетките биват два типа: прокариотни /доядрени / и еукариотни / същинскоядрени /. 1. Прокариотни- организми, в чиито клетки ядрено вещество не е оформено в ядро, липсва ядрена обвивка.Имат слизеста обвивка вместо клетъчна мембрана. В тях липсват и много други органели- нямат обособени пластиди, митохондрии и др. Прокариоти са бактериите и синьозелените водорасли.

2. Еукариотни- организми, чиито клетки съдържат оформени ядра (всички висши растения и животни, едноклетъчни и многоклетъчни водорасли, гъби и едноклетъчни животни).

Прокариотните клетки са най- многобройните и най- древните обитатели на Земята. Милиарди години те са се развивали заедно с еукариотните. За разлика от клетките на многоклетчните организми, прокариотните клетки могат да живеят напълно самостоятелно. Всяка прокариотна клетка е самостоятелен организъм. Приспособени към условията на съвременната Земя, прокариотите населяват всички среди на живот. За човека те могат да бъдат много полезни, но и много опасни. Към тях се отнасят:

Микоплазми Бактерии Цианобактерии

Микоплазми

Микоплазмите са най- примитивно устроените прокариоти. Те са най- малките прокариотни клетки- около 0,1- 0,2 мкм. При тях не се образува клетъчна стена. Единствената структура на границата клетка- среда е клетъчната мембрана.Цитоплазмата съдържа само няколкостотин рибозоми, осъществяващи синтеза на белтъци и една пръстеновидна ДНК молекула с дължина 0,26 мм. В нея е закодирана информацията за синтез на няколкостотин белтъка.

Бактерии

Бактериите са най- разпространените прокариоти. По размери те заемат междинно положение между микоплазмите и цианобактериите. Някои от тях имат камшичета и са способни на активни движения.

ЦианобактерииЦианобактериите достигат до 10 и повече мкм. Те са най- сложно устроените прокариотни клетки. В цитоплазмата им има мембрани, съдържащи хлорофил (тилакоидни мембрани) и ензимни системи, които им дават възможност да фотосинтезират.

Цианобактериите са се появили преди около 2 млрд. Години и чрез фотосинтетичната си дейност са спомогнали за образуването на свободен кислород в атмосферата. Цианобактериите по устройство са много сходни с хлоропластите.

Структура на прокариотната клеткаКлетъчна мембрана. Съдържимото на клетката е обвито от липопротеидна мембрана. Тя образува вгъвания към вътрешността на клетката- мезозоми.В мембраните са локализирани дихателните вериги и ензимите, участващи в окислителното фосфорилиране , в резултат на което се синтезира АТФ. Клетъчната мембрана често е пкрита от клетъчна стена, която е изградена от вещество с пептидно- полизахаридна природа. Ако експериментално се премахне клетъчната стена, клетките губят първоначалната си форма и придобиват формата на сфера. След известно време, клетката напълно възстановява клетъчната си стена. Тя е непроницаема за солите и други нискомолекулни съединения, както и за много биополимери. През нея от клетката се отделят токсини, някои ензими и др.

Цитолазмата съдържа задължителните съставки: цитозол, включения и органели. Цитозолът лесно мени своята плътност . Включенията са липиди, полизахариди, полифосфати. Единствените органели са рибозомите. Те са по- малки от рибозомите в цитозола на еукариотните клетки . Рибозомите са многочислени и са до 40% от клетъчната маса.

Генетичният апарат е представен от гигантска молекула- нуклеотид , с дължина до 2 мм, която е пръстеновидна, нагната и прикрепена към мезозомата. Освен нея в цитозола има и малки пръстеновидни ДНК молекулки, носещи 1-2 гена.

Еукариотна клетка Еукариотните клетки са 10 пъти по-големи от прокариотните

и могат да са до 1000 пъти по-обемни. Основната разлика между двата типа клетки е тази, че еукариотите притежават мембранно ограничени цитоплазмени компартменти, които участват по специфичен начин в метаболизма на клетката. Най-важният от тях е ядрото, мембранно ограден органел, съдържащ клетъчната ДНК. Точно то дава името на еукариотите,а именно същинскоядрени. Еукариотните клетки притежават високо специализирана едномембранна система характеризираща се с регулирано движение и транспорт на везикули.Еукариотните клетки (същинскоядрени) са клетки, при които наследственото вещество е отделено от цитоплазмата чрез обвивка (клетки, които имат ядро) , а основната разлика между прокариотните клетки и еукариотните клетки е, че еукариотните имат ядро, а прокариотните нямат.

Други разлики са: Плазмената мембрана наподобява

прокариотната по функция, но има малки различия в устройството. Клетъчна стена е в наличие само при растенията.

Еукариотната ДНК е организирана като една или повече линейни ДНК молекули, наречени хромозоми, които са в комплект с хистонови белтъци. Цялата хромозомна ДНК е локализирана в ядрото, което от своя страна е разграничено от цитоплазмата посредством ядрена обвивка. Някои еукариотни органели (митохондрии, хлоропласти) също съдържат наследствена информация.

Много еукариотни клетки имат реснички. Освен двигателните функции, те служат като сензори за температура, механични въздействия и химични дразнители.

Еукариотите могат да се придвижват посредством флагелуми (камшичета), които са по-сложни от тези на прокариотите.

Еукариотни клетки са клетките на всички:

гъби растения животни

Еукариотните клетки притежават задлжителните компоненти за всяка клетка, но степента на сложност на всеки един от тях в сравнение с прокариотните клетки е много висока.

Структура на еукариотна растителна

клетка

Структура на еукариотна животинска клетка

Субклетъчни компоненти

Всяка клетка, било то прокариотна или еукариотна притежава мембрана разграничаваща я от околната среда и регулираща транспорта на вещества постъпващи в клетката и на такива излизащи от нея (избирателна пропускливост). Вътре в клетката цитоплазмата заема повечето от клетъчното съдържимо. Всички клетки притжават ДНК, наследствена информация от гени, и РНК, необходима да се синтезират белтъци, като ензимите, основната организация на клетката. Има и други видове биомолекули в клеткатаДруга част на клетката е цитоплазмата. Тя е полутечно вещество със сложен химически състав и зърнест строеж и свързва отделните части на клетката. В нея се извършва образуването на вещества и тяхното разграждане с освобождаване на енергия. Тази част на цитоплазмата, която се намира около ядрото или вакуолите, се нарича цитоплазмена мембрана. Тя е силно оводнена (процесите се провеждат във водна среда). Колкото клетката е по-млада, толкова тя е по-оводнена.

Клетъчна мембрана: Границата определяща клетката

Клетъчната обвивка е изградена от двоен фосфолипиден слой, прорязан на места от белтъци. Такъв модел на строеж се нарича течностно-мозаичен. Белтъците в мембраната изграждат канали или участват като белтъци-преносители, като съответно внасят или изнасят молекули от клетката. Мембраната пропуска свободно малко молекули и йони, но с определена големина и концентрация. По нея има множество рецептори разпознаващи различни молекули като хормоните например. В заключение мембрана служи за защита и за отграничаване на клетката от външната среда.При растенията най-външната част е целулоза. Обвивката е еластична. Има множество пори или отворчета, чрез които се осъществява обмяната на веществата.

Цитоплазма

Цитоплазма

Цитозол- колоиденразтвор на множество органи-

чни и неорганични съединения

Органели- едномем-бранни, двумем-бранни и немем-

бранниВключения

Клетъчни органели

Човешкото тяло съдържа много различни органи, като сърце, бял дроб, бъбрек и всеки от тези органи изпълнява различна функция. Клетките също имат набор от "малки органи" наречени органели, които са приспособени и/или специализирани да изпълняват една или повече жизнени функции. Мембранно ограничени органели са открити само в еукариотната клетка.

ЯдроЯдрото е най-големият келтъчен органел. Лесно може да бъде наблюдавано със светлинен микроскоп, но след като се оцвети с подходящо багрило.

Като правило клетките имат едно ядро, но съществуват и клетки с две, три и повече ядра (напречно- набраздените мускулни влакна). Съществуват и клетки без ядро (еритроцити).

Ядрото е разположено най- често в централната зона на клетката, но може да бъде разоложено и в перифеията .

Обикновено то има сферична форма, но се срещат и ядра с друга форма- удължена (мускулни влакна) или сегментирана (някои левкоцити).

Основни структури на ядрто:

1. Ядърце

2. Хроматин

3. Ядрена обвивка

4. Пора

5. Рибозоми

6. Грапава ЕПМ

Едномембранни органели

Грапава ЕПМ Гладка ЕПМ

Лизозома

Пероксизома Апарат на Голджи

Гладката ЕПМ има тръбеста структура. Състои се от тесни разклонени каналчета с диаметър 30- 60 нм.

Система от плоски цистерни,всяка с големина 20-30нм.По външната страна на мембраната са разположени малко частици- гранули.Тези гранули представляват свързани с мембраната рибозоми. Грапавата ЕПМ образува с външната ядрена мембрана единно цяло.

АГ е сборна структура,чиято основна структурна и функционална единица е диктиозомата- пакет от плоски, извити и разширени в краищата си цистерни. Всекреторните клетки е силно полярен- с изпъкнала част към ЕПМ и вдлъбната към кл. Мембрана.

Лизозомите са малки мехурчета, образувани от АГ. Те съдържат около 40 ензима, смилащи всички органични съединения.В първичните лизозоми ензимите са неакривни поради ниското pH в тях. Лизозомите изпълняват различни функции, но всички те са свързани с вътреклетъчното смилане.

Пероксизомите са малки вакуоли, във вътрешността на които се разполага кристалоодобна структура, съдържаща ензима уратоксидаза.

Апарат на Голджи и ендоплазматичен ретикулум

(разпределители на макромолекулите) Ендоплазменият ретикулум (ЕР) е

транспортна мрежа за молекули разпределени за определена модификация със специфично предназначение, които плават свободно из цитоплазмата. Този органел има два участъка: Зърнест ендоплазмен ретикулум (наречен така поради наличието на рибозоми по повърхността му) и Гладък ендоплазмен ретикулум. В цистерните на Апарата на Голджи се извършват определени модификация (гликолизиране, ацетилиране и др.) на различни молекули.

Лизозоми и пероксизоми (само в еукариотни клетки)

Клетката не би могла да съдържа толкова разрушителни ензими, ако не бяха ограничени с мембрани. Тези ензими са поместени в лизозомите (съдържат ензимите хидролази) и пероксизомите (съдържат предимно оксидази). Понякога тези два органела са наричани "сомоубийствени сакове" тъй като могат да се "детонират" и да разрушат клетката (автолизис).

Двумембранни органели

Хлороласт Митохондрия

Хлоропластите са двумембранни органели, характерни само за растителните клетки. Те са най- големите по размер цитоплазмени органели. Освен вътрешната и външната ограничаващи мембрани, в течната им фаза- стромата има и плоски мехурчета и вакуоли. Мембраните им (тилакоидните мембрани) се различават от всики останали биомембрани- между фосфолипидите има хлорофилни молекули. Пространството,затворено между тилакоидните мебрани , се явява трети компартмент в хлоропластите. Всеки от компартментите се отличава със специфични ензими.

Митохондриите са малки овални телца, образувани от две самостоятелни мембрани. Външната ги отделя от цитозола, вътрешната образува множество гънки- кристи, разположени в централното пространство, запълнени с полутечна среда- матрикс. Кристите многократно увеличават площта на вътрешната мембрана. В нея са локализирани дихателните вериги и ензимите, осъществяващи окислителното фосфорилиране. Митохондриите в клетката увеличават броя си чрез делене.

Тези органели са разграничени от цитозола с две липопротеидни мембрани, заграждащи пространство, изпълнено със собственото съдържимо на органела. Освен този вътрешен компартмент отделен компартмент представлява и междумембраното пространство. Двумембранните органели притежават и собствена ДНК, поради което имат относителна автономност.

Митохондрии и хлоропласти (енергиините централи на клетката)

Митохондриите са самовъзпроизвеждащи се органели, които се намират в различен брой, форми и размери в цитоплазмата на еукариотните клетки. Тези органели притежават собствен геном, различен от този в ядрото. Митхондриите са органели с много важна роля, а именно генериране на енергия в еукариотната клетка при процеса дишане, прибавяйки кислород към храната (разграждане на глюкозата и превръщането и в енергия на макроергичните връзки на АТФ). Това става в Цикъла на Кребс.

Пластидите са органели, които съдържат различни видове багрила. Едни от най-широко разпространените пластиди са хлоропластите, в които се съдържа зеленото багрил хлорофил. Хлоропластите са характерни само за растителните клетки и в тях се осъществява фотосинтезата. Пластидите подобно на митохондриите съдържат собствен генетичен материал

Немембранни органелиНемембранните органели са плътни или тръбести структури. Към тази група цитолазмени структури се отнасят рибозоми, цитоскелет, цитоцентър, реснички, камшичета и др.

Камшиче Рибозома

Цитоцентър

Рибозоми (центрове за продукция на белтъци)

В рибозомите се извършва разчитането на генетичния код и синтезирането на нови белтъчни молекули необходими на клетката. В прокариотите рибозомите се срещат свободно в цитоплазмата, докато в еукариотите освен свободни, могат да са и по повърхността на някои от едномембранните органели или локализирани във вътрешността на двумембранните органели.

Сравнение между прокариотна и еукариотна клетка

Прокариотни ЕукариотнаРазмер Не надхвърля 10 мкм 10- 100 мкм

Тип на ядрото Необособено ядрено вещество

Същинско ядро с двойна мембрана

ДНК Пръстеновидна Линейни молекули с хистонови белтъци

Синтез на РНК В цитоплазмата В ядрото

Синтез на белтъци В цитоплазмата В цитоплазмата

Рибозоми 70 s 80 s

Организация Обикновено единични клетки

Единични клетки, колонии, високоорганизирани организми с клетки с разнообразна функция