Цитоплазма

Цитоплазма — обязательная часть клетки, заключен­ная между плазматической мембраной и ядром. Цитоплаз­ма объединяет все клеточные структуры и способствует их взаимодействию друг с другом.

Цитоплазма заполнена взвесью частиц и органелл.

Цитозоль — свободная часть цитоплазмы, в которой взвешены органеллы.

Цитозоль — густой раствор белков, углеводов (глюкозы) и ионов, заполняющий все внутреннее пространство клетки.

Концентрации ионов натрия и калия в цитозоле (т. е. внутри клетки) отличаются от таковых во внеклеточном пространстве. Эти различия в концентрациях ионов играют важную роль в осморегуляции и передаче сигнала.

У прокариот большинство реакций метаболизма протекает в цитозоле, т. к. нет мембранных органоидов.

У эукариот часть химических реакций протекает в цитозоле, а часть — внутри органоидов.

В животных клетках различают два слоя цитоплазмы:

• эктоплазма — наружный слой цитоплазмы (мало органоидов, высокая вязкость);
• эндоплазма — внутренний слой цитоплазмы (содержит основные органоиды).

В цитоплазме осуществляются все процессы клеточно­го метаболизма, кроме синтеза нуклеиновых кислот, про­исходящего в ядре. Под контролем ядра цитоплазма спо­собна к росту и воспроизведению, при частичном удалении она полностью регенерирует. Цитоплазма, как правило, не способна к длительному автономному существованию.

Циклоз — одно из основных свойств цитоплазмы живой клет­ки — способность к движению, которое обеспечивает транспорт веществ и связь органоидов.

Ядро

Это крупная органелла около 6–7 мкм диаметром (рис. 2). Оно окружено ядерной оболочкой, которая образована двумя параллельно расположенными мембранами. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами, где мембраны смыкаются, и полость ядра сообщается с цитоплазмой. В порах находятся сложные белковые комплексы. Они переносят через оболочку из ядра в цитоплазму крупные молекулы и молекулярные комплексы, такие как мРНК и рибосомы, а из цитоплазмы в ядро — ядерные белки, которые синтезируются в цитоплазме. Внутри ядра находится одно или несколько ядрышек — плотных образований, где происходит синтез рибосомных РНК и сборка субъединиц рибосом. Остальное пространство ядра заполнено полужидкой кариоплазмой, в которой находятся молекулы ДНК, соединенные со специфическими белками, — хроматин.

Рис. 2. Ядро. Трансмиссионный электронный микроскоп. Внутри ядра видны ядрышко и хроматин. Оболочка ядра двухмембранная. Вокруг расположены цистерны ЭПС и митохондрии

Рис. 3. Строение хромосомы

В процессе клеточного деления нити хроматина укорачиваются и утолщаются, превращаясь в хромосомы (рис. 3) Перед делением хромосомы имеют Х-образную форму. Центральная часть, в которой соединяются две половины хромосомы, носит название центромеры,или первичной перетяжки. Кроме того, в хромосоме выделяются более плотные концевые участки, называемые теломерами. Различные хромосомы отличаются размерами и положением центромер. Для каждого вида живых организмов характерен определенный набор хромосом, который отличается от наборов других видов. Видоспецифичный набор хромосом со всеми их характеристиками называется кариотипом (рис. 4). Клетки могут содержать один набор хромосом или их кратное число. Число хромосомных наборов называется плоидностью. Клетки, содержащие один набор хромосом, называются гаплоидными, содержащие два набора — диплоидными, три набора — триплоидными, четыре набора — тетраплоидными и т. д. Чаще всего мы имеем дело с организмами, состоящими из диплоидных клеток: это животные и большинство растений. Встречаются организмы, построенные из гаплоидных клеток, например мхи. Организмы, в клетках которых более двух наборов хромосом, принято называть полиплоидами.

Рис. 4. Кариотип