Внутрішній вміст клітини. Органели клітини.

Цитоплазма — це увесь внутрішній вміст клітини, за винятком ядра.

Основою цитоплазми є неоднорідний колоїдний розчин органічних і неорганічних речовин — цитозоль або гіалоплазма.

До складу цитозолю (гіалоплазми) входять як органічні (білки, амінокислоти, вуглеводи, ліпіди, різні типи РНК), так і неорганічні (катіони металів (наприклад, катіони Кальцію та Калію), йони Гідрогену, аніони карбонатної та ортофосфатної кислот, розчинений кисень, тощо) речовини.

Цитоплазма перебуває у постійному русі, пересуваючи із собою різні речовини, включення та органоїди. Цей рух називається циклозом.

Основні функції цитоплазми:

•                               об'єднує органели та забезпечує їх взаємодію;
•                               у ній відбувається процеси обміну речовин;
•                               забезпечує транспорт речовин;
•                               регулює швидкість усіх біохімічних процесів у клітині;
•                               забезпечує синтез білків.

Органелами клітин називають структури, які мають характерну будову і виконують певні функції.

Включення — це непостійні утвори у цитоплазмі, представлені у вигляді гранул, крапельок чи кристаликів, які служать для забезпечення життєдіяльності клітини, або з'являються в результаті її функціонування.

Види клітинних включень:

•                               трофічні — до них належать краплинки нейтральних жирів, що можуть накопичуватися у цитоплазмі та використовуються за необхідності. Іншим видом трофічних включень є глікоген — полісахарид, який може відкладатися у гіалоплазмі тваринних клітин.Зерна крохмалю у бульбах картоплі

•                               Секреторні — зазвичай округлі утворення різних розмірів, що містять біологічно активні речовини, які утворюються у клітинах в процесі життєдіяльності (наприклад, крапельки слини у клітинах слинних залоз).
•                               Екскреторні — містять непотрібні, або навіть шкідливі продукти метаболізму, що підлягають видаленню із клітини (наприклад, сечова кислота — у клітинах нирок, жовчні пігменти — у клітинах печінки).
•                               Пігментні — це каротин, пилові частинки, барвники, гемоглобін, меланін, тощо. Їх наявність у цитоплазмі може змінювати колір тканини чи органа тимчасово, або постійно. Гемоглобін в еритроцитах крові

•                               Неспецифічні включення — невластиві живій нормальній клітині (наприклад, частинки туші при татуюванні, включення вугілля, ферум оксидів, силіцію — у клітинах легень).

Ці порожнини отримали назву апарат (комплекс) Гольджі. Найчастіше цистерни апарату Гольджі розташовані біля ядра клітини.

У комплексі Гольджі накопичуються речовини, які клітина синтезує для потреб усього організму і які виводяться з клітини назовні. Комплекс Гольджі складається з пучків мембранних мішечків, пов'язаних з ними трубочок, які містять пухирці на кінцях.

  Апарат Гольджі бере участь у перетворенні білків клітини і синтезує лізосоми — травні органели клітини.

Лізосоми є травними ферментами, які «упаковуються» у мембранні пухирці, відокремлюються і розносяться по цитоплазмі, і виконують функцію внутрішньоклітинного розщеплення макромолекул. Лізосоми містяться лише у клітинах грибів і тварин.

Вакуолі — резервуари води і розчинених у ній речовин. У рослинних клітинах є великі вакуолі, що заповнені клітинним соком, і займають значну частину об'єму клітини (до 90 %). У тваринних клітинах немає великих вакуолей. Проте присутні тимчасові травні, видільні та скоротливі вакуолі, які становлять до 5 % об'єму клітини.

Двомембранні органели

Мітохондрії — енергетичні органели клітин. Вони перетворюють поживні речовини в енергію (АТФ), беруть участь у диханні клітини, у них здійснюються процеси кисневого етапу енергетичного обміну.
 
Мітохондрії покриті двома мембранами: зовнішня мембрана гладенька, а внутрішня має численні складки і виступи — крісти.
 
У мембрану крист вбудовані ферменти, які синтезують за рахунок енергії поживних речовин, поглинених клітиною, молекули аденозинтриортофосфату (АТФ).

АТФ — це універсальне джерело енергії для усіх процесів, що відбуваються у клітині.

Кількість мітохондрій у клітинах різних живих істот і тканин є неоднаковим.
Наприклад, у сперматозоїдах може бути всього одна мітохондрія. Проте у клітинах тканин, де є великі енергетичні витрати (у клітинах літальних м'язів у птахів, у клітинах печінки), цих органоїдів буває до декількох тисяч.

Мітохондрії мають власну ДНК і можуть самостійно розмножуватися (перед поділом клітини число мітохондрій у ній зростає так, щоб їх вистачило на дві клітини).
Мітохондрії містяться у всіх еукаріотичних клітинах, проте у прокариотичних клітинах їх немає. Цей факт, а також наявність у мітохондріях ДНК дозволило вченим висунути гіпотезу про те, що предками мітохондрій колись були вільноживучі істоти, що нагадують бактерії. Згодом вони оселилися у клітинах інших організмів, можливо, паразитуючи в них. А потім за багато мільйонів років перетворилися у найважливіші органели, без яких жодна еукаріотична клітина не може існувати.

Пластиди — органели, характерні лише для рослинних клітин та деяких одноклітинних тварин. У клітинах вищих рослин міститься від 10 до 200 пластид, розміром 3 — 10 мкм.

Пластиди містять дві мембрани: зовнішню і внутрішню. Внутрішня мембрана утворює вирости — ламели. Ламели можуть утворювати окремі замкнені мішечки — тилакоїди, що об'єднуються у групи — грани.

Різновиди пластид:

•                               лейкопласти — безбарвні пластиди різноманітної форми, в яких запасаються деякі сполуки — крохмаль і білки;
•                               хромопласти — пластиди жовтого, помаранчевого або червоного кольору, надають забарвлення пелюсткам квіток, плодам, листкам;
•                               хлоропласти — пластиди зеленого кольору. Хлоропласти у клітинах рослин і складки цитоплазматичної мембрани прокаріот містять зелений пігмент — хлорофіл — фотосинтезуючий пігмент.

Пластиди одного типу можуть перетворюватися на пластиди іншого типу:

•                               лейкопласти можуть перетворюватися на світлі у хлоропласти (позеленіння бульб картоплі) і хромопласти;
•                               хлоропласти — на лейкопласти та хромопласти (достигання плодів, зміна кольорів листя восени);
•                               хромопласти вже не можуть перетворитись на пластиди інших типів, вони є кінцевим етапом розвитку пластид.

Немембранні органели

До немембранних органел належать:

•                               рибосоми — універсальні немебранні органели сферичної форми, які формуються в ядреці з білків та РНК, основною функцією є матричний синтез білків;
•                               клітинний центр — ділянка цитоплазми, яка перебуває, як правило, біля ядра і бере участь в утворенні веретена поділу;
•                               органели руху — псевдоподії, джгутики, війки, тощо

Клітинне ядро — обов'язковий компонент будь-якої еукаріотичної клітини і є її найважливішою частиною.
Від цитоплазми ядро ​​відокремлене оболонкою, що складається з двох мембран. В оболонці ядра є численні пори, які потрібні для того, щоб різні речовини могли потрапляти з цитоплазми в ядро ​​і навпаки.

Ядро містить генетичну інформацію і управляє життєдіяльністю клітини. Існує два типи ядер:

•                               генеративні — забезпечують зберігання і передачу спадкової інформації;
•                               вегетативні — регулюють біосинтез білка.

 Внутрішній вміст ядра отримало назву каріоплазми, або ядерного соку. У ньому розташовані хроматин і ядерце.

 Хроматин являє собою нитки ДНК. Якщо клітина починає ділитися, то нитки хроматину щільно накручуються спіраллю на особливі білки, як нитки на котушку. Такі щільні утворення добре видно у мікроскоп і називаються хромосомами.
 
Ядерце являє собою щільне округле тіло всередині ядра. Зазвичай, у ядрі клітини буває від одного до семи ядерець. Їх добре видно між поділами клітини, а під час поділу ядерця руйнуються.
 
Будова і функцій компонентів ядра:

•                               поверхневий апарат — складається з двох мембран: зовнішньої та внутрішньої, що пронизані порами з поросомами; забезпечує вибіркову проникливість, контролює обмін речовин між ядром та цитоплазмою. Ядерна оболонка називається каріолемою;
•                               ядерний матрикс — ниткоподібні опорні структури; забезпечує впорядковане розташування нуклеїнових кислот та регуляцію процесів;
•                               хроматин — ДНК, низькомолекулярні білки; основна функція — утворення хромосом та збереження інформації;
•                               ядерце — округлі, ущільнені ділянки ядра, що складаються з 80 % білка та 10 — 15 % РНК
•