Клітка, енциклопедія Навколосвіт
Деякі найпростіші утворюють псевдоподии - довгі тонкі цитоплазматичні вирости, якими вони захоплюють їжу. Псевдоподии зберігають свою форму завдяки жорсткості микротрубочек. Якщо гідростатичний тиск зростає приблизно до 100 атмосфер, мікротрубочки розпадаються і клітина набуває форму краплі. Коли ж тиск повертається до норми, знову йде збірка мікротрубочок і клітина утворює псевдоподии. Подібним чином на зміну тиску реагують і багато інших кліток, що подверждает участь мікротрубочок у збереженні форми клітини. Збірка і розпад мікротрубочок, необхідні для того, щоб клітина могла швидко змінювати форму, відбуваються і під час відсутності змін тиску.
З мікротрубочок формуються також фібрилярні структури, що служать органами руху клітини. У деяких клітин є бічевідние вирости, звані джгутиками, або ж вії - їх биття забезпечує рух клітини у воді. Якщо клітина нерухома, ці структури женуть воду, частки їжі та інші частинки до клітини або від клітини. Джгутики відносно великі, і зазвичай клітина має тільки один, зрідка кілька джгутиків. Вії набагато дрібніше і покривають всю поверхню клітини. Хоча ці структури властиві головним чином найпростішим, вони можуть бути присутніми і у високоорганізованих форм. У людському організмі віями вистелені всі дихальні шляхи. Потрапляють в них невеликі частинки звичайно уловлюються слизом на клітинній поверхні, і вії просувають їх разом зі слизом назовні, захищаючи таким чином легені. Чоловічі статеві клітини більшості тварин і деяких нижчих рослин рухаються за допомогою джгутика.
Існують і інші типи клітинного руху. Один з них - амебоідное рух. Амеба, а також деякі клітини багатоклітинних організмів «перетікають» з місця на місце, тобто рухаються за рахунок струму вмісту клітини. Постійний струм речовини існує і всередині рослинних клітин, однак він не тягне за собою пересування клітини в цілому. Найбільш вивчений тип клітинного руху - скорочення м'язових клітин; воно здійснюється шляхом ковзання фібрил (білкових ниток) відносно один одного, що призводить до вкорочення клітини.
Ядро оточене подвійною мембраною. Дуже вузьке (близько 40 нм) простір між двома мембранами називається перінуклеарним. Мембрани ядра переходять в мембрани ЕПР, а перинуклеарное простір відкривається в ретикулярное. Зазвичай ядерна мембрана має дуже вузькі пори. Мабуть, через них здійснюється перенесення великих молекул, таких, як інформаційна РНК, яка синтезується на ДНК, а потім надходить в цитоплазму.
Основна частина генетичного матеріалу знаходиться в хромосомах клітинного ядра. Хромосоми складаються з довгих ланцюгів двуспиральной ДНК, до якої прикріплюються основні (тобто володіють лужними властивостями) білки. Іноді в хромосомах є кілька ідентичних ланцюгів ДНК, що лежать поруч один з одним, - такі хромосоми називаються політеннимі (многонітчатимі). Число хромосом у різних видів неоднаково. Диплоїдні клітини тіла людини містять 46 хромосом, або 23 пари.
У клітці, що не хромосоми прикріплені в одній або декількох точках до ядерної мембрані. У звичайному неспіралізованном стані хромосоми настільки тонкі, що не помітні в світловий мікроскоп. На певних локусах (дільницях) однієї або декількох хромосом формується присутнє в ядрах більшості клітин щільне тільце - т.зв. ядерце. У ядерцях відбувається синтез і накопичення РНК, використовуваної для побудови рибосом, а також деяких інших типів РНК.
РОЗПОДІЛ КЛІТИНИ
Хоча всі клітини з'являються шляхом ділення попередньої клітини, не всі вони продовжують ділитися. Наприклад, нервові клітини мозку, один раз виникнувши, вже не діляться. Їх кількість поступово зменшується; пошкоджені тканини мозку не здатні відновлюватися шляхом регенерації. Якщо ж клітини продовжують ділитися, то їм притаманний клітинний цикл, що складається з двох основних стадій: інтерфази і мітозу.
Сама интерфаза складається з трьох фаз: G1. S і G2. Нижче вказана їх тривалість, типова для рослинних і тваринних клітин.
G1 (4-8 ч). Це фаза починається відразу після народження клітини. Протягом фази G1 клітка, за винятком хромосом (які не змінюються), збільшує свою масу. Якщо клітина надалі не ділиться, то залишається в цій фазі.
S (6-9 ч). Маса клітини продовжує збільшуватися, і відбувається подвоєння (дуплікація) хромосомної ДНК. Проте хромосоми залишаються одинарними за структурою, хоча і подвоєними за масою, так як дві копії кожної хромосоми (хроматиди) все ще з'єднані один з одним по всій довжині.
G2. Маса клітини продовжує збільшуватися до тих пір, поки вона приблизно вдвічі не перевищить початкову, а потім настає мітоз.
Після того як хромосоми подвоїлися, кожна з дочірніх клітин повинна отримати повний набір хромосом. Просте ділення клітини не може цього забезпечити - такий результат досягається за допомогою процесу, званого митозом. Якщо не вдаватися в деталі, то початком цього процесу слід вважати вибудовування хромосом в екваторіальній площині клітини. Потім кожна хромосома поздовжньо розщеплюється на дві хроматиди, які починають розходитися в протилежних напрямках, стаючи самостійними хромосомами. У підсумку на двох кінцях клітини розташовується по повному набору хромосом. Далі клітина ділиться на дві, і кожна дочірня клітина отримує повний набір хромосом.
Нижче наводиться опис мітозу в типової тваринної клітині. Його прийнято розділяти на чотири стадії.
I. Профаза. Особлива клітинна структура - центриоль - подвоюється (іноді це подвоєння відбувається в S-періоді інтерфази), і дві центріолі починають розходитися до протилежних полюсів ядра. Ядерна мембрана руйнується; одночасно спеціальні білки об'єднуються (агрегує), формуючи мікротрубочки у вигляді ниток. Центриоли, розташовані тепер на протилежних полюсах клітини, надають організуючий вплив на мікротрубочки, які в результаті шикуються радіально, утворюючи структуру, що нагадує за зовнішнім виглядом квітка айстри ( «зірка»). Інші нитки з мікротрубочок простягаються від однієї центріолі до іншої, утворюючи т.зв. веретено поділу. В цей час хромосоми знаходяться в спіраль стані, нагадуючи пружину. Вони добре видно в світловому мікроскопі, особливо після фарбування. У профазі хромосоми розщеплюються, але хроматиди все ще залишаються скріпленими попарно в зоні центромери - хромосомної органели, схожої по функціях з центріолей. Центромери теж роблять організуючий вплив на нитки веретена, які тепер тягнуться від центріолі до Центромера і від неї до іншої центріолі.
II. Метафаза. Хромосоми, до цього моменту розташовані безладно, починають рухатися, як би їх вабить нитками веретена, прикріпленими до їх Центромера, і поступово шикуються в одній площині в певному положенні і на рівній відстані від обох полюсів. Що лежать в одній площині центромери разом з хромосомами утворюють т.зв. екваторіальну пластинку. Центромери, що з'єднують пари хроматид, діляться, після чого сестринські хромосоми повністю роз'єднуються.
III. Анафаза. Хромосоми кожної пари рухаються в протилежних напрямках до полюсів, їх як би тягнуть нитки веретена. При цьому утворюються нитки і між центромерами парних хромосом.
IV. Телофаза. Як тільки хромосоми наближаються до протилежних полюсів, сама клітина починає ділитися вздовж площини, в якій знаходилася екваторіальна платівка. В результаті утворюються дві клітини. Нитки веретена руйнуються, хромосоми розкручуються і стають невидимими, навколо них формується ядерна мембрана. Клітини повертаються у фазу G1 інтерфази. Весь процес мітозу займає близько години.
Деталі мітозу кілька варіюють в різних типах клітин. У типовій рослинній клітині утворюється веретено, але відсутні центріолі. У грибів мітоз відбувається всередині ядра, без попереднього розпаду ядерної мембрани.
Розподіл самої клітини, зване цітокінезом, не має жорсткого зв'язку з митозом. Іноді один або кілька мітозів проходять без клітинного ділення; в результаті утворюються багатоядерні клітини, часто зустрічаються у водоростей. Якщо з яйцеклітини морського їжака видалити шляхом мікроманіпуляцій ядро, то веретено після цього продовжує формуватися і яйцеклітина продовжує ділитися. Це показує, що наявність хромосом не є необхідною умовою для поділу клітини.