Понятие о строении и функциях клетки

Страницы: 1 2

Сейчас имеется четкое представление об их химической природе. Оказалось, что хромосомы состоят из очень сложных органических веществ — дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК). Определенные участки ДНК и представляют собой гены. Каждый из них можно сравнить со штампом. Посредством таких «штампов» отпечатываются как бы «формочки» или «матрицы» на таких же длинных молекулах других веществ — рибонуклеиновых кислотах (РНК), переходящих затем в протоплазму. Здесь на этих «формочках» из аминокислот и других химических веществ «отливаются» белки, свойственные только данному организму. В конечном же счете, именно особенностями строения белков и отличаются одни организмы от других.

Молекула ДНК представляет собой длинную спирально скрученную двойную цепочку. При делении клетки двойные спирали ДНК разделяются на две совершенно одинаковые части. Каждая из двух дочерних клеток получает при этом по половине молекулярной цепочки ДНК, т. е. по одному экземпляру «записи» информации о передающихся по наследству свойствах организма. В дальнейшем в молодых клетках молекулы ДНК опять удваиваются, и при следующем делении их, таким образом, сохраняется способность вновь передавать потомству эстафету наследственной информации.

В клетках каждого вида содержится строго определенное, постоянное для него количество хромосом. У человека их, например, 46. Длина хромосом составляет всего несколько микронов. Вполне естественно, что может возникнуть вопрос: как в таких маленьких образованиях «помещается» информация об огромном количестве признаков, характеризующих организм человека во всей необыкновенной сложности его строения? Ведь ни один из них не может быть передан по наследству, если он не «зарегистрирован» в генетическом (наследственном) коде хромосом! Чтобы это было понятно, нужно иметь в виду, что знаками этого кода являются молекулы химических веществ, размер которых измеряется очень малыми величинами, а спиральные цепочки ДНК, если их вытянуть в виде прямой линии, имеют длину около 2 м (!) каждая. Вот почему в нескольких десятках маленьких частиц клеточного ядра укладывается «описание» всех существенных свойств организма.

Знание механизмов наследственности играет огромную роль в теории и практике. Овладеть законами наследственности — это значит получить возможность эффективно предупреждать многочисленные наследственные болезни и бороться с ними. К этим болезням относятся гемофилия и некоторые другие заболевания крови, болезнь Дауна и другие пороки развития, некоторые психические, кожные и многие другие болезни. В настоящее время считают, что в образовании злокачественных опухолей большую роль играет нарушение процессов наследственной информации.

Таким образом, возможность воздействия на механизмы наследственности имеет огромное значение в области практической медицины. Что касается сельского хозяйства, то оно широко и с успехом пользуется некоторыми результатами направленного вмешательства в наследственные процессы. Это дало возможность, например, значительно повысить продуктивность гусениц шелкопряда, позволило увеличить урожайность ряда сельскохозяйственных культур.

Существует мнение, что овладение генетическими закономерностями позволит в будущем получать особи с заранее заданными качествами путем непосредственного изменения структуры генов под влиянием лучевой энергии или некоторых химических препаратов.

Основной жизненной функцией клетки является обмен веществ, т. е. питание, дыхание (усвоение кислорода) и выделение продуктов жизнедеятельности. Обмен веществ обеспечивает рост, размножение и движение клеток. Важнейшим свойством всех клеток является раздражимость, т. е. способность реагировать на действие определенных физических или химических факторов.

Клетки сложного организма, специализированные на выполнении определенных функций, обладают специфическими реакциями. Например, мышечная клетка в ответ на нервный импульс или под действием электрического тока или химического агента (кислоты или щелочи) отвечает сокращением, железистая клетка выделяет секрет — слизь или пищеварительный сок и т. п.

различные формы клеток человеческого организма
Рис. 3. Различные формы клеток человеческого организма. 1 — эпителиальные клетки; 2 — клетка крови — лейкоцит; 3 - клетка соединительной ткани; 4 — клетка костной ткани; 5 — клетки гладкой мышечной ткани; 6 — нервная клетка.

Клетки человеческого организма предназначены для выполнения определенных функций тела, и этим определяются их различная форма и особенности строения (рис. 3). Например, мышечные клетки за счет способности к сокращению обеспечивают движение, поэтому они имеют удлиненную форму, железистые клетки вырабатывают соки организма, поэтому они часто имеют бокаловидную форму, нервные клетки служат для осуществления связи между различными частями тела, поэтому они имеют отростки, достигающие в длину иногда 1—1,5 м.

Очень важно отметить, что имеются существенные различия между одноклеточными организмами и клетками, входящими в состав сложного организма. Простейшие, например амебы, инфузории и т. п., представляют собой самостоятельные одноклеточные особи, приспособленные для жизни во внешней среде. Каждая клетка сложного организма в отличие от простейших в, естественных условиях может существовать только в системе этого организма. Она составляет часть его и подчинена ему в своем развитии, росте и во всех жизненных проявлениях. Здесь она не является обособленной, независимой единицей и поэтому организм нельзя представлять себе как простую сумму клеток. Жизненный цикл каждой клетки тела регулируется организмом посредством нервных и химических воздействий на нее.