Общее строение животной и растительной клетки

Сравнительная характеристика животной и растительной клетки

В зависимости от строения и набора органоидов клетки все организмы поделены на царства. Клетки растений и животных относятся к эукариотам и имеют ряд подробностей и отличий.

Общие признаки растительных и животных клеток:

• мембранное строение органоидов;
• наличие сформированного ядра, которое содержит хромосомный набор;
• идентичный набор органелл, характерный для всех эукариот;
• подобность химического состава клеток;
• похожие процессы непрямого деления клетки (митоз);
• похожесть функций (биосинтез белка), использование и превращения энергии;
• участие в процессе размножения.

Отличительные признаки :

• растительная клетка имеет целлюлозную клеточную стенку, расположенную сверху клеточной мембраны;
• в цитоплазме растительной клетки расположены пластиды: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты;
• все животные клетки содержат клеточный центр, а у растений его имеют только клетки низших растений;
• растительные клетки имеют вакуоли (осмотические резервуары клетки) – крупные пустоты, заполненные клеточным соком – водным раствором органических и неорганических веществ, которые являются конечными или запасными продуктами; животные клетки простейших имеют лишь сократительные и пищеварительные мелкие вакуоли;
• способ питания растений автотрофный (фототрофный), а животных – гетеротрофный (сапротрофный, паразитический);
• включения: запасные питательные вещества растительных клеток – зёрна крахмала, белка, капли масла, кристаллы солей; запасные питательные вещества животных клеток – зёрна и капли белков, жиров, углевод гликоген, пигменты;
• синтез АТФ в растительных клетках проходит в хлоропластах и митохондриях, а в животных – только в митохондриях;
• в процессе обмена веществ растений процессы синтеза преобладают над процессами распада, а у животных наоборот: процессы распада преобладают над процессами синтеза.

Клетки живых организмов имеют поверхностный аппарат, цитоплазму и ядра. Ядра не имеют только бактериальные клетки и клетки цианобактерий.

Поверхностный аппарат клетки

Надмембранной структурой животных клеток является гликокаликс, а растительных клеток – оболочка, или клеточная стенка (состоит в основном из целлюлозы).

Гликокаликс – свойственное животным клеткам образование на поверхности мембраны. Он образован молекулами полисахаридов, которые соединены с белками и липидами мембраны и окружают её как «антенны». Благодаря ему при образовании тканей между клетками возникают контакты. Это свойство клеток лежит в основе явления тканевой совместимости. Функция полисахаридных «антенн» - распознавание сигналов внешней среды.

Клеточная оболочка свойственна клеткам растений, грибов, бактерий. Это мёртвое образование, располагающееся на поверхности плазматической мембраны. Клеточная оболочка полностью проницаема для воды и газов. В её состав в растительной клетке входят целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин.

К изменениям клеточной оболочки относятся:

• одревеснение, которое сопровождается её пропиткой веществом лигнином (это придаёт ей твёрдость);
• пробкование – пропитка суберином (клеточная оболочка становится непроницаемой для газов и воды);
• кутинизация – пропитка кутином – жирообразным веществом, оберегающим растения от излишнего испарения;
• осизнение, которое защищает от вымывания клетки водных растений;
• минерализация – пропитка клеточной оболочки соединения ми кремния (хвощ, осока).

Растительные клетки соединяются между собой с помощью тяжей цитоплазмы – плазмодесм.

Функции клеточной оболочки: защищает содержимое клетки, играет роль внешнего скелета.

Подмембранные клеточные комплексы

Подмембранные комплексы клетки – микронити, микротрубочки, пеликула.

Цитоплазма всех клеток содержит внутренний цитоскелет, который состоит из микротрабекулярной системы, микротрубочек и микрофиламентов.

Микротрабекулярная система представляет сеть тонких фибрилл (микротрабекул) толщиной 2 – 3 нм, которые пересекают цитоплазму в различных направлениях и связывают все внутриклеточные компоненты: микротрубочки, органеллы и цитоплазматическую мембрану в единое целое.

Микротрабекулы состоят из различных белков, которые объединяются в сложные комплексы. В точках пересечения или в местах соединения концов трабекул располагаются рибосомы.

Система микротрабекул цитоплазма разделяется на две фазы: полимерную, богатую белками, и жидкую – в промежутках между трабекулами.

Микротрубочки есть во всех эукариотических клетках и представляют собой неразветвлённые полые цилиндры. Это очень тонкие структуры с внешним диаметром, не превышающим 30 нм, и с толщиной стенки 5 нм. Длина их может достигать нескольких микрометров. Цитоплазматические микротрубочки могут легко распадаться (разбираться) и собираться вновь. Микротрубочки образованы глобулярным белком тубулином (одна субъединица образована двумя молекулами белка).

Считают, что роль матрицы (организатора микротрубочек) при образовании микротрубочек могут играть центриоли, базальные тельца ресничек и жгутиков, а также особенные структуры хромосом в месте первичной перетяжки – кинетохоры (центромеры). Процесс происходит при наличии ионов магния, АТФ и в кислой среде. Распадение микротрубочек ускоряется с повышением концентрации ионов кальция и снижением температуры.

Микротрубочки вместе с трабекулярной системой выполняя опорную функцию в клетке придают ей определённую форму. С их участием так же образуется веретено деления и обеспечивается расхождение хромосом к полюсам клетки, они способствуют перемещению клеточных органелл: благодаря им последние направляются в нужное место.

Микрофиламенты представлены тонкими нитями, расположенными во всей цитоплазме клетки.

Микрофиламенты образованы белком актином, молекулы которого полимеризируются в длинную фибриллу, состоящую из двух, закрученных относительно друг друга, спиралей. В клетках содержится 10-15% актина от общего количества всех белков. В микрофиламентах можно найти нити ещё одного важного сократительного белка – миозина, хотя содержание его значительно меньше. Взаимодействие актина и миозина лежит в основе сокращения мышц. Актиновые микрофиламенты взаимодействуют с микротрубочками поверхностного слоя цитоплазмы и с плазмолеммой, что обеспечивает двигательную активность цитоплазмы. Также считают, что они участвуют в образовании перетяжки во время деления клеток, в эндоцитозе и обеспечении амебоидного движения.

К подмембранным компонентам относится также пеликула, которая представляет уплотнённый внешний слой цитоплазмы многих простейших (эвглены, инфузорий и т. п.). Пеликула обеспечивает относительное постоянство формы клетки и придаёт прочности поверхностному аппарату.

Цитоплазма

Цитоплазма – полужидкое содержимое клетки, в которой расположены все органоиды.

Пространство между органоидами клетки заполнено цитозолем - растворимой частью цитоплазмы. Цитоплазма содержит соли, сахара, белки, аминокислоты, ионы, АТФ, ферменты и т. п.

Цитоплазма - это матрикс для всех элементов клетки, обеспечивающий взаимодействие клеточных структур, в ней проходят все клеточные химические реакции и перемещение веществ внутри клетки и между клетками.

Цитоплазма состоит из матрикса (гиалоплазмы), цитоскелета, органелл и включений.

Цитоскелет, или внутриклеточный скелет, представлен системой белковых образований – микронитей и микротрубочек. Его основные функции:

• опорная;
• изменение формы клетки;
• движение;
• обеспечение определённого расположения ферментов в клетке.

Органеллы – постоянные клеточные структуры, каждая из которых выполняет определённые функции, обеспечивают те или иные процессы жизнедеятельности клетки (питание, дыхание, движение, синтез и транспорт органических соединений, сохранение и передача наследственной информации).

Органеллы эукариот делятся на:

• двумембранные (пластиды, митохондрии),
• одномембранные (эндоплазматическая сеть, вакуоли, аппарат (комплекс) Гольджи, лизосомы),
• немембранные (рибосомы, клеточный центр),
• органеллы движения (псевдоподии, жгутики, реснички, миофибриллы).

Включения – временные компоненты клеток. К ним относя продукты синтеза и конечные продукты обмена веществ: капли жира, зёрна крахмала и гликогена, кристаллы солей.