Що роблять усі частини клітини?

Клітини є основними будівельними блоками життя. Менш поетично вони є найменшими одиницями живих істот, які зберігають всі основні властивості, пов'язані з самим життям (наприклад, синтез білка, споживання палива та генетичний матеріал). В результаті, незважаючи на їх крихітний розмір, клітини повинні виконувати широкий спектр функцій як координованих, так і незалежних. Це, своєю чергою, означає, що вони мають містити широкий спектр різних фізичних елементів.

Більшість прокаріотів складаються тільки з однієї клітини, тоді як тіла таких еукаріотів, як ви, містять трильйони. Еукаріотичні клітини містять спеціалізовані структури, які називаються органелами, які включають мембрану, схожу на мембрану, що оточує всю клітину. Ці органели є наземними військами клітини, постійно стежачи за тим, щоб усі потреби клітини були задоволені будь-якої миті.

Частини клітини

Усі клітини містять, як мінімум, клітинну мембрану, генетичний матеріал та цитоплазму, також звані цитозолем. Цей генетичний матеріал є дезоксирибонуклеїновою кислотою або ДНК. У прокаріотів ДНК кластеризована в одній частині цитоплазми, але не укладена в мембрану, тому що тільки еукаріоти мають ядро. Усі клітини мають клітинну мембрану, що складається з фосфоліпідного бислоя; Прокаріотичні клітини мають клітинну стінку безпосередньо поза клітинною мембраною для додаткової стабільності та захисту. Клітини рослин, які поряд з грибами та тваринами є еукаріотами, також мають клітинні стінки.

Усі клітини також мають рибосоми.У прокаріотів вони вільно плавають у цитоплазмі; у еукаріотів вони зазвичай пов'язані з ендоплазматичною мережею. Рибосоми часто класифікуються як тип органел, але в деяких схемах вони не кваліфікуються як такі, тому що вони не мають мембрани. Відсутність маркування органел у рибосомах робить послідовною схему «тільки у еукаріотів є органели». Ці еукаріотичні органели включають, крім ендоплазматичного ретикулуму, мітохондрії (або рослин, хлоропласти), тільця Гольджі, лізосоми, вакуолі і цитоскелет.

Клітинна мембрана

Клітинна мембрана, також звана плазматичної мембраною, є фізичною межею між внутрішнім середовищем клітини та зовнішнім світом. Однак не приймайте цю базову оцінку за припущення про те, що роль клітинної мембрани є просто захисною або що мембрана є просто якоюсь довільною лінією властивостей. Ця особливість всіх клітин, як прокаріотичних, так і еукаріотичних, є продуктом кількох мільярдів років еволюції і насправді є багатофункціональним, динамічним дивом, яке, ймовірно, функціонує скоріше як сутність із справжнім інтелектом, ніж бар'єр.

Відомо, що клітинна мембрана складається з фосфоліпідного бислоя, що означає, що вона складається з двох ідентичних шарів, що складаються з фосфоліпідів молекул (або, точніше, фосфогліцеліпідів). Кожен окремий шар є асиметричним, що складається з окремих молекул, що мають відношення до кальмарів або куль з кількома пензликами. «Головки» є фосфатні ділянки, які мають сумарний дисбаланс електрохімічного заряду і тому вважаються полярними.Оскільки вода також є полярною, і оскільки молекули з аналогічними електрохімічними властивостями мають тенденцію до агрегації разом, ця частина фосфоліпіду вважається гідрофільною. "Хвости" - це ліпіди, зокрема пара жирних кислот. На відміну від фосфатів, вони не заряджені і, отже, гідрофобні. Фосфат приєднано до однієї сторони тривуглецевого гліцеринового залишку в середині молекули, а дві жирні кислоти з'єднані з іншою стороною.

Оскільки гідрофобні ліпідні хвости мимовільно зв'язуються один з одним у розчині, бислой налаштований так, що два фосфатних шари звернені назовні і до внутрішньої частини клітини, тоді як два ліпідних шари змішуються на внутрішній стороні бислоя. Це означає, що подвійні мембрани вирівняні як дзеркальні зображення як дві сторони вашого тіла.

Мембрана не просто перешкоджає проникненню шкідливих речовин усередину. Це вибірково проникний, що дозволяє життєво важливі речовини, але не допускати інших, як вибивала у модному нічному клубі. Це також вибірково дозволяє викид відходів. Деякі білки, вбудовані в мембрану, діють як іонні насоси підтримки рівноваги (хімічного балансу) всередині клітини.

Цитоплазма

Цитоплазма клітини, альтернативно звана цитозолем, є рагу, у якій «плавають» різні компоненти клітини. Всі клітини, прокаріотичні та еукаріотичні, мають цитоплазму, без якої клітина не може мати структурну цілісність більше, ніж порожній балон.

Якщо ви коли-небудь бачили желатиновий десерт зі шматочками фруктів, вбудованих всередину, ви можете думати про желатин як про цитоплазму, про фрукти як про органели і про страву, що містить желатин як клітинну мембрану або клітинну стінку.Консистенція цитоплазми рідка, і її також називають матрицею. Незалежно від типу аналізованої клітини, цитоплазма містить набагато більшу щільність білків і молекулярних «механізмів», ніж океанська вода або будь-яке неживе середовище, що є свідченням роботи клітинної мембрани у підтримці гомеостазу (інше слово для «рівновагу» у застосуванні до живих істот) усередині клітин.

Ядро

У прокаріотів у цитоплазмі виявлено генетичний матеріал клітини, ДНК, яку він використовує для розмноження, а також для спрямування решти клітини на виробництво білкових продуктів для живого організму. У еукаріотів воно укладено в структуру, яка називається ядром.

Ядро виділяється із цитоплазми ядерною оболонкою, яка фізично схожа на плазматичну мембрану клітини. Ядерна оболонка містить ядерні пори, які забезпечують приплив та вихід певних молекул. Ця органела є найбільшою у будь-якій клітині, на її частку припадає до 10 відсотків її об'єму, і її легко побачити за допомогою будь-якого мікроскопа, достатньо потужного для виявлення самих клітин. Вчені знали про існування ядра з 1830-х років.

Усередині ядра знаходиться хроматин, назва форми, яку приймає ДНК, коли клітина не готується до поділу: згорнута, але не поділена на хромосоми, які при мікроскопії видаються чіткими. Ядро - це частина ядра, що містить рекомбінантну ДНК (рДНК), ДНК, призначену для синтезу рибосомальної РНК (рРНК). Нарешті, нуклеоплазма є водянистою речовиною всередині ядерної оболонки, яка аналогічна цитоплазмі в самій клітині.

Крім зберігання генетичного матеріалу, ядро ​​визначає, коли клітина буде ділитися та розмножуватися.

Мітохондрії

Мітохондрії виявлені в еукаріотів тварин і являють собою «силові установки» клітин, так як ці довгасті органели знаходяться там, де відбувається аеробне дихання. Аеробне дихання генерує від 36 до 38 молекул АТФ або аденозинтрифосфату (основного джерела енергії для клітин) для кожної молекули глюкози (основної паливної валюти організму), яку він споживає; З іншого боку, гліколіз, для якого не потрібний кисень, генерує лише одну десяту цієї енергії (4 АТФ на молекулу глюкози). Бактерії можуть обійтися тільки на гліколіз, але еукаріоти не можуть.

Аеробне дихання відбувається у два етапи, у двох різних місцях у мітохондріях. Першим кроком є ​​цикл Кребса, ряд реакцій, які відбуваються на мітохондріальному матриксі, який схожий на нуклеоплазму або цитоплазму в інших місцях. У циклі Кребса - також званому циклом лимонної кислоти або циклом трикарбонової кислоти - дві молекули пірувату, молекули з трьома атомами вуглецю, що утворюється в гліколізі, входять до матриці для кожної молекули споживаного шестивуглецевого глюкози. Там піруват піддається циклу реакцій, які генерують матеріал для подальших циклів Кребса і, що важливіше, високоенергетичних електронних носіїв для наступного кроку в аеробному метаболізмі ланцюга перенесення електронів. Ці реакції відбуваються на мітохондріальній мембрані та є засобом, за допомогою якого молекули АТФ вивільняються під час аеробного дихання.

Хлоропласти

Тварини, рослини та гриби є відомими еукаріотами, що населяють Землю нині.У той час як тварини використовують глюкозу та кисень для виробництва палива, води та вуглекислого газу, рослини використовують воду, вуглекислий газ та сонячну енергію для виробництва кисню та глюкози. Якщо ця домовленість не виглядає збігом, це не так; Процес, який рослини використовують для своїх метаболічних потреб, називається фотосинтезом, і це, по суті, аеробне дихання, яке виконується точно в протилежному напрямку.

Оскільки рослинні клітини не розщеплюють побічні продукти глюкози за допомогою кисню, вони не мають або не потребують мітохондрій. Натомість рослини мають хлоропласти, які насправді перетворюють енергію світла в хімічну енергію. Кожна рослинна клітина має від 15 або 20 до близько 100 хлоропластів, які, як вважають, як мітохондрії в клітинах тварин, колись існували у вигляді бактерій, що окремо стоять, за кілька днів до того, як еукаріоти еволюціонували після, мабуть, поглинання цих дрібніших організмів та включення метаболізму цих бактерій. машини у свої.

Рибосоми

Якщо мітохондрії є електростанціями клітин, рибосоми є заводами. Рибосоми не пов'язані мембранами і, отже, є технічно органелами, але для зручності вони часто групуються зі справжніми органелами.

Рибосоми виявлені в цитоплазмі прокаріотів та еукаріотів, але на останніх вони часто прикріплюються до ендоплазматичної мережі. Вони складаються з близько 60 відсотків білка та близько 40 відсотків рРНК. рРНК є нуклеїновою кислотою, такою як ДНК, месенджер РНК (мРНК) і трансферна РНК (тРНК).

Рибосоми існують з однієї простої причини: для виробництва білків.Вони роблять це за допомогою процесу трансляції, який є перетворенням генетичних інструкцій, закодованих в рРНК, через ДНК в білкові продукти. Рибосоми збирають білки із 20 типів амінокислот в організмі, кожна з яких прикріплюється до рибосоми певним типом тРНК. Порядок, в якому ці амінокислоти додаються, визначається мРНК, кожна з яких містить інформацію, отриману з одного гена ДНК, тобто довжину ДНК, яка служить зразком для окремого білкового продукту, фермент, гормон або очний пігмент.

Трансляція вважається третьою та останньою частиною так званої центральної догми дрібної біології: ДНК створює мРНК, а мРНК створює або принаймні несе інструкції для білків. У загальній схемі рибосома є єдиною частиною клітини, яка одночасно функціонує у всіх трьох стандартних типах РНК (мРНК, рРНК та тРНК).

Тіла Гольджі та інші органели

Більшість органел, що залишилися, є везикулами або біологічними "мішочками" якогось роду. Тіла Гольджі, які при мікроскопічному дослідженні мають характерну структуру «стопки млинців», містять недавно синтезовані білки; Тіло Гольджі вивільняють їх у маленькі бульбашки, відщипуючи їх, і в цей момент ці маленькі тіла мають свою власну закриту мембрану. Більшість цих маленьких везикул потрапляють до ендоплазматичного ретикулуму, який схожий на шосе або систему залізниць для всієї клітини. До деяких видів ендоплазматичних клітин прикріплено безліч рибосом, що надає їм грубий вигляд під мікроскопом; відповідно, ці органели називаються шорсткою ендоплазматичною мережею або RER.Навпаки, ендоплазматичний ретикулум без рибосом називається гладким ендоплазматичним ретикулумом або SER.

Клітини також містять лізосоми, везикули, які містять потужні ферменти, які розщеплюють відходи або небажані відвідувачі. Це як стільникова відповідь команді зі збирання.

Як ще називають соматичні стволові клітини і що вони роблять?

Ембріональні стовбурові клітини людини в організмі можуть розмножуватися та призводити до утворення понад 200 типів клітин в організмі. Соматичні стовбурові клітини, також звані дорослими стовбуровими клітинами, залишаються у тканинах організму протягом усього життя. Метою соматичних стовбурових клітин є відновлення пошкоджених клітин та допомога у підтримці гомеостазу.

Що клітини нашого тіла роблять із киснем?

Клітини тіла використовують кисень для перетворення накопиченої енергії. Цей процес, який називається клітинним диханням, дозволяє клітинам використовувати енергію для виконання життєво важливих функцій, таких як переміщення матеріалів всередину та з клітин. Без кисню в організмі клітини можуть функціонувати лише протягом обмеженого періоду.

Частини квітів і що вони роблять

Квіти є репродуктивними органами рослини та містять чоловічі та жіночі частини. Чашолистки, пелюстки, тичинки та килими утворюють чотири основні частини квітки. Тичинки утворюють андроціум, чоловічу репродуктивну частину, а килими – гінецей, жіночу репродуктивну частину.

Будова клітини: докладне та дохідливе пояснення

Статтю написано Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Познавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі.Основна мета, як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою

Чи знаєте ви, що жива клітина є заводом? Так, так, завод, що має виробничі цехи, головного диспетчера, конвеєрні лінії, енергетичні цехи. Понад те, це справжній завод заводів, що випускає устаткування інших заводів. Клітина ж, мабуть, ще більш досконале підприємство: вона відтворює саму себе, випускаючи у «світло», так би мовити, вже готовий завод — нову клітку з розставленим по місцях, відрегульованим обладнанням, що діє на повну потужність.

Ознайомитись із сучасним заводом, організацією виробництва на ньому можна, увійшовши на його територію, оглянувши цехи та готову продукцію. Познайомитися із заводом-клітиною набагато складніше, оскільки «увійти» на її територію та просто оглянути все неможливо. Тим часом знати пристрій клітини необхідно. Як атоми — це «цеглинки», з яких збудовано всі речовини, так клітина — свого роду «атом» живої природи. Щоб дізнатися про таємниці матерії, необхідно вивчити атом і атомне ядро. Щоб дізнатися про таємниці життя — слід вивчити клітину та клітинне ядро. Але природа «засекретила» свої таємниці, і перш ніж удалося підібрати ключі до них та пройти на територію заводу-клітини вченим довелося чимало попрацювати.

Вивчення клітини

Спочатку клітину розглядали мікроскоп. Але це байдуже, що вивчати завод, дивлячись на нього з літака. Багато не впізнаєш! Можна, наприклад, визначити розмір заводу, взаємне розташування будівель у ньому. І вчені справді з'ясували таким способом, що розміри клітин сильно коливаються – можуть мати у діаметрі від 10 до 100 мікрон.Існують і клітини-гіганти, що досягають кількох сантиметрів. Форма їх також може бути різноманітною - зірчастою, круглою, ниткоподібною.

Як планування заводу залежить з його призначення, і пристрій клітини певною мірою залежить від її походження. Рослинна клітина, наприклад, відрізняється від тваринної, а мікробна – від них обох. Клітина нервової тканини інша, ніж м'язової, тощо. буд.

Щоб отримати більше відомостей про клітину, її почали фарбувати. Виявилося, що окремі частини клітин залежно від їхнього хімічного складу фарбуються по-різному. Ось за забарвленням і почали розрізняти, де яка складова частина клітини знаходиться. Але біда полягала в тому, що якщо, продовжуючи нашу аналогію із заводом, дахи заводських будівель можна пофарбувати у різні кольори, не порушуючи роботи заводу, то живу клітину перед підфарбовуванням доводилося вбивати. І тоді, немов напис, зроблений симпатичним чорнилом, виступав внутрішній «скелет» клітини. Однак ніхто не міг сказати, наскільки схожою є будова клітинного трупа з влаштуванням живої клітини. Проте ці дослідження показали, що клітина має оболонку, киселеподібний вміст, званий цитоплазмою, і внутрішню ущільнену частину — ядро. У багатьох клітинах кілька ядер, а в деяких, ймовірно, зовсім немає ядра. Принаймні вчені досі сперечаються, чи існує ядро, скажімо, у бактеріях.

Були описані сотні різних видів клітин, але про те, як працюють «коліски» та «гвинтики», що становлять клітинний «механізм», можна було тільки робити припущення. Щоб зрозуміти внутрішній устрій клітини, найкраще було б «розібрати» її — подібно до того, як роблять, якщо треба з'ясувати пристрій та принцип роботи будь-якого механізму.

Необхідність аналізу клітини стала зрозумілою давно. Але як розчленувати на частини цей ніжний, що змінюється на очах «пристрій», не пошкодивши його? Якщо подивитися в мікроскоп під великим збільшенням на живу клітину, то можна бачити, що її цитоплазма знаходиться в безперервному швидкому русі: то в одному, то в іншому місці виникають і зникають якісь вири, вихори. Клітина живиться, дихає, ділиться. І ось цю надзвичайно рухливу, тендітну систему, влаштовану набагато складніше, ніж будь-який мотор, треба було обережно розділити на складові, досліджувати з чого вони складаються, що роблять, як влаштовані.

Для розщеплення атомного ядра фізики, як відомо, користуються елементарними частинками, які вони розганяють до величезних швидкостей спеціальних прискорювачах. Бомбардуючи ядро, ці частки розбивають його частини. Біологи, як зрозуміло з попереднього (дивіться минулу статтю), не могли піти подібним шляхом. Вони почали шукати та знайшли свої способи руйнування клітини. В даний час це робиться таким чином: тканину (печінкову, м'язову та ін) подрібнюють так, щоб у рідині плавали окремі клітини. Потім цю завись поміщають у товстостінну склянку з шорсткого скла. У нього вставляють скляний маточка, щільно прилеглий до стінок. Товкач обертають за допомогою моторчика зі швидкістю 2-3 тисяч оборотів за хвилину. Клітина потрапляє між товкачем і стінками склянки і руйнується, але вміст кожної її частини при цьому залишається недоторканим.

Тепер треба виділити ці частини. Ще раніше було помічено, що різні частини клітини мають різну питому вагу, а значить і з різною швидкістю рухаються при обертанні: ті, питома вага яких більша, швидше переміщатимуться до периферії центрифуги.

Якщо відцентрова сила, яку розвиває центрифуга, раз на 900 перевищує силу земного тяжіння, то на дно осідають клітинні ядра та шматки клітинної оболонки. Якщо центрифуга обертається ще швидше, і відцентрова сила стає в 7 000 разів більшою за силу тяжкості, то осядуть дрібніші частинки, звані мітохондріями. Їх розмір - 0,5-2 мікрони, і вони невидимі простим оком. Якщо ж центрифуга буде обертатися з шаленою швидкістю, і відцентрова сила в ній приблизно в 100 000 разів перевищить силу земного тяжіння, виділяються найдрібніші частинки - мікросоми, величиною в 50-200 мілімікрон. Вони видно лише в електронний мікроскоп. Після цього залишається рідина, яка вже не містить ніяких частинок.

Під впливом такого прискорення кожна частинка в центрифузі та «важити» має у сто тисяч разів більше, ніж у звичайних умовах на Землі. Якби людину вагою 70 кілограмів можна було помістити на таку центрифугу, то вона стала б «важити» 7 000 тонн. Проте клітинні частинки через тертя благополучно, як із парашутом, опускаються на дно центрифужної склянки.

На цьому вчені не зупинились. Розібравши клітину, вони розрізали окремі її частини на «скибочки» завтовшки вже всього 100 ангстрем (ангстрем – стомільйонна частка сантиметра) і під електронним мікроскопом вивчили їхню внутрішню структуру. В результаті, ми вже маємо дані, що дозволяють досить докладно характеризувати клітину та її складові.

Склад клітини

Не слід думати, що частинки, що знаходяться в цитоплазмі, плавають у ній на зразок порошин у воді. Сама цитоплазма є щось на зразок досить густого киселя або напіврідкого желе.У цьому «киселі» є більш менш щільні ділянки, причому залежно від стану клітини густота клітинного «желе» в тих чи інших місцях змінюється, і іноді настільки сильно, що окремі ділянки стають схожими на застиглий холодець. У цитоплазмі, крім того, можна побачити щільні ниткоподібні утворення, до яких прикріплені мікросоми, як квіти верби до гілки.

Для підтримки життєвих процесів, що відбуваються у клітині, необхідна енергія. Цю енергію клітина одержує під час дихання. І ось виявляється, що дихальними «органами» клітини є мітохондрії. Це щось подібне до акумуляторів, що накопичують енергію. «Запаси» енергії виробляються шляхом синтезу різних багатих на енергію хімічних речовин. Ця енергія забезпечує безперервний перебіг різноманітних хімічних реакцій, необхідні існування клітини. Енергетичні реакції викликає та підтримує цілий набір послідовно, як за конвеєром діючих ферментів.

Однак цим роль мітохондрії не вичерпується. Вони синтезують також необхідні для життя клітини речовини, у тому числі білки та жири. Весь «асортимент» вироблених у мітохондріях речовин вченим ще навіть не відомий. Таким чином, продовжуючи нашу аналогію, можна сказати, що в енергетичному корпусі існують ще й фабрики — заготівельні речовини, що виробляють, необхідні для роботи всього заводу.

Не слід думати, що якщо ми говоримо про енергетичний цех клітини, то він є тільки в однині, і що існує лише одна мітохондрія. Таких цехів у клітці, на противагу заводу, багато. У кожній клітині печінки, наприклад, налічується близько 2500 мітохондрій, і в кожній з них від 5 до 10 тисяч «конвеєрних ліній».

Оскільки в мітохондрії одночасно протікають десятки тисяч хімічних реакцій, природно і будова цих крихітних часток виявляється досить складною. Мітохондрії зазвичай краплеподібної форми, яка, проте, змінюється залежно стану клітини. Вони оточені оболонкою товщиною 150—200 ангстрем, яка складається з двох шарів білка і укладеного між ними подвійного ж шару жироподібних речовин. Усередині мітохондрія розділена на безліч дрібних, сполучених між собою осередків, як би сот, перегородками, що мають таку ж будову, що і оболонка. Кожну комірку заповнює напіврідка круп'яна маса. Будова самих крупинок невідома.

У свій час думали, що вони і є мікросоми, так як їх розмір схожий з розміром мікросом. Тоді припускали, що мікросоми зароджуються та формуються у мітохондріях. Однак ця гіпотеза не підтвердилась.

Хлоропласти - рослинні мітохондрії, як і мітохондрії тварин, мають дуже багато ферментів і здатні виконувати приблизно ту ж роботу. Але в той же час хлоропласти мають свою спеціалізацію. Вони перетворюють вуглекислоту на крохмаль, тобто можуть здійснювати фотосинтез.

Це дуже важливий, можна сказати, основний процес, завдяки якому органічний світ Землі, використовуючи неорганічну природу, підтримує своє життя. Саме шляхом фотосинтезу з такої простої речовини, як вуглекислий газ, утворюється складний біологічний полімер — крохмаль, який має запас хімічної енергії.

Мікросоми значно менше мітохондрій, тому й вивчені вони дещо гірше. Імовірно, кожна мікросома нагадує гранат, вона також заповнена «зернами». Розмір їх 100-150 ангстрем. Виявилось, що мікросоми активно синтезують білок.Як же відбувається цей таємничий процес, який уже багато років прагнуть осягнути вчені? Дослідження останніх двох-трьох років дозволили уявити собі у грубих рисах один із можливих варіантів синтезу. Це найбільша перемога біохімії.

Процес синтезу починається з доставки учасників до місця роботи. Спочатку набуває чинності фермент, який, як кажуть, активує амінокислоти — необхідну складову частину білка. Амінокислоти, використовуючи фермент як «сходинку», схоплюються на «коня» — з'єднання, яке біохіміки через його дуже довгу назву (аденозинтрифосфорна кислота) називають просто — АТФ. Цей кінь везе їх до «вантажівки» - рибонуклеїнової кислоти. Як тільки амінокислота потрапила до «вантажівки», тобто з'єдналася з рибонуклеїновою кислотою, вона рушає і везе амінокислоту до мікросомів, які є чимось на кшталт центрального збірного пункту. Тут для молекули амінокислоти приготовлено своє місце, куди й садить її рибонуклеїнова кислота.

Молекули амінокислот одна за одною вишиковуються в певному порядку на поверхні рибонуклеїнової кислоти мікроом. (Справа в тому, що в клітці дві рибонуклеїнові кислоти: маленька використовується як «вантажівка», а велика — як місце збирання амінокислот у мікросомах). Потім вони якимось чином поєднуються між собою, утворюючи велику білкову молекулу. Як саме це відбувається, ми й досі не знаємо. Відомо тільки, що в залежності від властивостей поверхні, де відбувається «парад» амінокислот, вони будуть вишиковуватися в тій чи іншій послідовності.

Разом з кількістю та пропорцією підвезених амінокислот ця послідовність має визначити, який білок буде синтезований.А рибонуклеїнова кислота тим часом повертається назад, щоб АТФ підвезла до неї нову, наступну молекулу амінокислоти. І процес повторюється знову.

Отже, бачимо, що мітохондрії забезпечують клітину енергією і виконують безліч інших функцій. Мікросоми синтезують білок і також, ймовірно, роблять деякі інші роботи. Залишається незрозумілим, що робить ядро?

Перш ніж відповісти на питання, що робить ядро, давайте з'ясуємо, як воно влаштоване. Ядро клітини покрито двошарової пористої оболонкою, причому число пір може бути дуже велике і доходити до 10 000. Через ці пори ядро ​​повідомляється з рештою клітини.

Форма його може бути різною, розташовується ядро, зазвичай, близько до центру клітини. Внутрішня частина ядра - напіврідка, в ній знаходяться особливі тільця, що отримали назву ядерців. Вони мають вигляд нитки і складаються з білка і рибонуклеїнової кислоти. У цей щільний клубок включені бульбашки з рідким вмістом, розмір і кількість яких не є постійними.

Ядра містять також інші ниткоподібні утворення, які називаються хромосомами. Хромосоми зазвичай добре видно під час поділу клітини. У проміжках між поділами вони виявляються, і довгий час вчені думали, що вони зникають. Але нещодавно за допомогою електронного мікроскопа вдалося з'ясувати, що хромосоми постійно знаходяться в ядрі, і навіть вдалося виділити з нього. Хімічний склад ядра також вивчений недостатньо. З'ясовано, що воно складається переважно з білків, у тому числі з ферментними властивостями, і нуклеїнових кислот двох видів.

На дуже важливе питання — чим займається ядро ​​в клітці — намагаються відповісти вчені багатьох країн, проводячи різні експерименти.Ядра виділяють із клітини та спостерігають за їх діяльністю поза клітиною. Вивчають, як поводиться «оперована» без'ядерна клітина.

Всі ці та багато інших дослідів переконують, що роль ядра у житті клітини дуже різноманітна, і досі, мабуть, ми знаємо в повному обсязі його функції. Ядро якимось невідомим чином регулює процеси, що відбуваються в іншій частині клітини. Клітини з віддаленими ядрами, хоч і можуть існувати досить тривалий час, але не є повноцінними та життєздатними. Багато біохімічних процесів у них перекручені, інші (синтез білка, наприклад) зрештою, зовсім припиняються, і клітини в результаті вмирають. Ядро в цьому сенсі подібно до диспетчера, але «накази» воно віддає не по телефону, а виділяючи в цитоплазму різні речовини, наприклад ферменти, рибонуклеїнову кислоту та інші, які втручаються в життя клітини, погоджують, направляють по потрібному шляху процеси, що відбуваються в ній.

Але ядро ​​— дуже незвичайний диспетчер, хоча вже тому, що воно саме виробляє багато речовин, у тому числі здійснює і синтез білка. Звичайні диспетчерські заводи не займаються, як відомо, виробництвом. Найголовніше ж, що ядро ​​розповідає розподілом клітини, тобто клітинним розмноженням. Клітини, позбавлені ядра, як ми щойно говорили, можуть бути досить довго, але ділитися вони можуть.

Процес поділу клітини вивчений та описаний дуже докладно. Його можна умовно розбити на чотири етапи. Ядро клітини спочатку сильно змінюється, потім взагалі зникає, потім формується два ядра, і нарешті ділиться клітина. Весь поділ клітини відбувається за кілька годин, деякі клітини можуть ділитися набагато швидше - всього за 15-20 хвилин.Але вся біда в тому, що це опис лише зовнішніх змін, що зазнають ядра і клітини. Що ж до того, чому ці зміни наступають, який механізм процесів, що відбуваються, то всі ці питання залишаються поки що без відповіді. Так само можна докладно описати рух паровоза, але, не знаючи його пристрою, все одно не зрозумієш, чому він рухається.

Бактерії, які є одноклітинні організми, немає ядра. У той же час добре відомо, що їх розмноження відбувається без описаних етапів шляхом прямого поділу клітини і дуже швидко. У чому тут справа?

Після довгих пошуків було встановлено, що хоч у мікробах ядра як такого дійсно немає, але речовина, з якої воно складається, рівномірно розподілено по всій клітині. І воно все одно чинить регулюючий вплив на клітинні процеси. З іншого боку і сам вміст клітини дуже впливає на ядро. Воно не може існувати тривалий час поза клітиною. Нормально жити та розвиватися клітина може лише як єдине ціле. Усі частини її взаємодіють між собою та впливають одна на одну, так само як заводські цехи. Адже якщо якийсь із цехів закрити, то завод не зможе повноцінно працювати.

Звичайно, слід зазначити, що наша аналогія дуже груба. Насправді все, що відбувається в клітці, набагато складніше. Щоправда, її діяльність, як і виробництво заводу, підпорядковується звичайним фізичним і фізикохімічним законам. Однак вони проявляються в клітині у значно складнішій та прихованій формі. Це й зрозуміло: адже на відміну від заводу клітина жива, а отже, її життям керують уже біологічні закони, до пізнання яких і має привести вивчення клітини та її складових частин…