В строении тела человека важнейшую роль игра» ют клетки, поэтому, приступая к изучению анатомий и физиологии, нужно прежде всего познакомиться о их строением и функциями.
Понятие о клетках возникло в XVII в., когда впервые стали применять с целью научных наблюдений оптические стекла (линзы). Голландец А. Левенгук, который занимался шлифованием стекол, из любви к этому тонкому искусству впервые начал рассматривать мельчайшие живые существа в капле воды. Он создал первый микроскоп и положил основание научной микроскопии. К новой области увлекательных исследований обратились многочисленные ученые. В результате их работ к 30-м годам XIX столетия накопился обширный материал по изучению микроскопического строения живой природы, на основе которого были сделаны чрезвычайно важные выводы. Установлено было, с одной стороны, что существуют простейшие организмы, представленные всего лишь одной клеткой, с другой стороны, выяснилось, что растения и животные, имеющие сложное строение тела, состоят из огромного числа клеток. При этом оказалось, что все клетки, какому бы организму они ни принадлежали, имеют одинаковые законы строения. Отсюда был сделан важнейший вывод, что все живые существа нашей планеты — и растения, и животные — имеют общее происхождение, общие источники развития в процессе эволюции.
Рис. 1.
а — животная клетка; б — растительная клетка. 1 — оболочка; 2 — протоплазма; 3 — ядро.
Строение клетки можно схематически представить следующим образом (рис. 1). Ее основные части составляют протоплазма, ядро и оболочка. Главной частью клетки является протоплазма. По внешнему виду она представляет вязкую, бесцветную прозрачную жидкость. Химический состав ее очень сложен: сюда входят органические вещества — белки, жиры, углеводы, витамины — и неорганические вещества — вода, минеральные соли. По объему вода составляет 95—98% (!) всей массы клетки; вода с растворенными в ней солями составляет среду, в которой протекают все процессы жизнедеятельности клетки. Из органических веществ важнейшую роль играют белки. Именно белковые молекулы обеспечивают в силу особенности своего строения и химических свойств основной жизненный процесс — обмен веществ. Жиры и углеводы служат главным образом энергетическим материалом: за счет их окисления («сгорания») образуется энергия, необходимая для жизни. Структура протоплазмы очень сложна. Рассматривая клетку под микроскопом, можно обнаружить, что в протоплазме имеются некоторые образования, так называемые органоиды (рис. 2), которые подобно органам сложного организма регулируют жизненные процессы.
Рис. 2. Схема строения клетки по данным электронной микроскопии.
1 — околоядерное пространство; 2 — ядро; 3 — ядрышко; 4 — эндоплазматическая сеть; 5 —аппарат Гольджи; 6 — цистерны; 7 — рибосомы; 8 — митохондрии.
Важнейшим регулирующим аппаратом клетки является ее ядро, без которого она не может функционировать полноценно: утрачивает способность к росту и размножению. Особое значение имеют находящиеся в ядре специальные образования — хромосомы. Ученые давно уже связывали с ними важнейшую способность живых организмов передавать по наследству потомству свои основные свойства. Однако только в последние годы удалось выяснить их химическую структуру и принципиальный механизм наследственности. В результате исследований биохимиков и генетиков (ученых, занимающихся наукой о наследственности) доказано, что хромосомы состоят из частиц, называемых генами *. Каждый ген представляет собой как бы шифр определенных свойств организма.
* Слово ген происходит от греческого — «генос» — рождение, род.