Глава 1.3. Живая природа. Клетка и ее функции

Основы клеточной теории. Химический состав клетки. Строение и функционирование клетки.

Клетка является структурно-функциональной основой любого живого организма, в том числе и человека. Клетки образуют ткани, ткани – органы, которые, в свою очередь, составляют системы органов. На рисунке 1.3.1 в качестве примера представлена мышечная система, одним из органов которой является определенная мышца. Мышца, в свою очередь, “построена” из поперечно-полосатой мышечной ткани. Основным элементом такой ткани являются многоядерные клетки, называемые мышечными волокнами. Таким образом, организм человека можно рассматривать как целостную, иерархичную по структуре систему, в которой выделяются следующие уровни организации: клетки – ткани – органы – системы органов (рисунок 1.3.2).

Рост, размножение, передача наследственной информации, эмбриональное развитие, физиологические функции – все эти явления обусловлены процессами, происходящими внутри клетки.

При всех заболеваниях одновременно с ухудшением самочувствия происходит нарушение функций клеток – они утрачивают способность “поддерживать порядок” на генетически заданном уровне. Поэтому, чтобы понять причину заболевания, нужно знать, как при этом изменяются строение и функции клеток. И, с другой стороны, действие лекарств на организм становится ясным, если мы поймем их влияние на клетку.

Впервые клетки увидел английский естествоиспытатель Роберт Гук, который усовершенствовал микроскоп. При изучении тонкого среза обычной пробки, он обнаружил множество мелких ячеек, напоминающих пчелиные соты. Он назвал эти ячейки клетками, и с тех пор это слово стали применять для обозначения структурных единиц живой материи.

Впоследствии, по мере совершенствования микроскопов, было установлено, что клеточное строение присуще различным формам живого. В 1838 году два немецких биолога – М. Шлейден и Т. Шванн – сформулировали клеточную теорию, согласно которой все живые организмы состоят из клеток. Основные положения клеточной теории остаются неизменными и по сей день, хотя они и не распространяются на такие формы жизни, как, например, вирусные частицы (вирионы – внеклеточные формы вирусов) и вирусы. С учетом современных представлений о строении материи, эти положения можно сформулировать следующим образом:

• клетка является наименьшей структурно-функциональной единицей живого;
• клетки разных организмов сходны по своему строению и выполняемым функциям;
• размножение клеток происходит путем деления исходной клетки;
• клетки многоклеточных организмов дифференцированы и специализированы по выполнению определенных функций. Многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток и их производных, объединенные в целостные интегрированные системы тканей и органов не только межклеточными, гуморальными и нервными связями, но и гравитационными, электромагнитными и другими взаимодействиями.

В дальнейшем ученые сформулировали общие признаки, присущие всему живому.

Быть живым – значит в пределах организма не увеличивать энтропию в течение жизненного цикла за счет способности:

• воспроизводить себе подобных (репродуцировать);
• использовать и преобразовывать (трансформировать) энергию, вещества и информацию;
• чувствовать; приспосабливаться (адаптироваться);
• изменяться.

Совокупность этих признаков начинает обнаруживаться только на клеточном уровне, поэтому именно клетка является наименьшей единицей всего “живого”. Клетка, как и мы, дышит, питается, чувствует, двигается, работает, размножается, помнит свое нормальное состояние. Чтобы понять как это происходит, рассмотрим ее химический состав и строение.

• 1.3.1. Химический состав клетки
• 1.3.2. Строение и форма клетки (морфология клетки)
• 1.3.3. Как ученые исследуют клетку
  • Основные приборы и оборудование, используемые при изучении морфологии клетки
  • Методы лабораторных анализов, используемые при изучении морфологии клетки
• 1.3.4. Жизненный цикл клетки