Тваринні клітини – це анатомічні та фізіологічні одиниці, що містяться у всіх живих організмах царства Animalia. Це мікроскопічні структури, які забезпечують належне функціонування та розвиток організмів, оскільки від них залежать такі різноманітні процеси, як виробництво енергії, сприйняття подразників, захист від патогенів, а також формування тканин та органів.
З біологічної точки зору, клітини поділяються на два основні типи: прокаріоти та еукаріоти . Прокаріоти зустрічаються в археях та бактеріях і характеризуються відсутністю чітко визначеного ядра; еукаріоти, з іншого боку, мають чітко визначене клітинне ядро і зустрічаються в рослинах, тваринах, протистах та грибах.
Серед еукаріотичних клітин ми знаходимо тваринну клітину , яка визначається як основна функціональна одиниця, що утворює тканини тварин . У цьому матеріалі детально описується її структура або частини, специфічна функція кожної органели, відмінності від інших еукаріотичних клітин (таких як рослинні клітини), а також деякі приклади типів тваринних клітин та їх значення для здоров'я та біології.
Щодо функціонування клітин тварин загалом , вони, як і всі інші клітини, виконують функцію участі в процесах, необхідних для існування тварин. Наприклад, вони беруть участь у створенні та відновленні тканин, передачі нервових імпульсів, скороченні м'язів, імунному захисті та регуляції внутрішнього середовища організму.
Яка будова або частини клітини тварини?
Тварини та люди містять трильйони клітин , і хоча в людському організмі існує понад двісті різних типів клітин, усі вони мають спільну базову організацію. Кожна тваринна клітина має загальну структуру, що включає клітинну оболонку , цитоплазму та клітинне ядро . У цих областях розташовані різні органели , кожна з яких має дуже специфічні форми, склад та функції.
Загалом, тваринну клітину можна розглядати як організовану з трьох основних компонентів:
- Клітинна оболонка: утворена головним чином плазматичною мембраною, яка обмежує контури клітини та регулює обмін із зовнішнім середовищем.
- цитоплазма: область, розташована між плазматичною мембраною та ядром, де розташовані цитозоль та більшість органел, відповідальних за клітинний метаболізм.
- Ядро клітини: компартмент, який містить більшу частину генетичного матеріалу у формі ДНК, організованої в хромосоми, і який керує клітинною активністю.
Крім того, клітини тварин мають такі елементи, як цитоскелет , вії та джгутики в деяких спеціалізованих клітинах, а також органели, такі як мітохондрії , лізосоми , пероксисоми , апарат Гольджі , ендоплазматичний ретикулум , центросоми та малі вакуолі , серед інших.
Клітинна або плазматична мембрана
Розташована в клітинній оболонці, плазматична мембрана визначається як найзовніша частина тваринних клітин, яка розмежовує їх і, у свою чергу, діє як складна система захисту та контролю того, що може потрапляти в клітину або виходити з неї.
Вона складається з фосфоліпідного бішару з вбудованими білками, холестерином та пов'язаними з ними вуглеводами. Ця структура описується як модель рідинної мозаїки , оскільки молекули ліпідів зміщуються латерально, а білки розподіляються динамічно. Це дозволяє мембрані адаптуватися, відновлюватися та активно брати участь у процесах клітинної комунікації.
Його основні функції:
- Розмежування клітинного простору: Він відокремлює внутрішню частину клітини від зовнішнього середовища та підтримує відносно стабільне внутрішнє середовище.
- Вибіркова проникність: Це дозволяє контрольоване проходження певних речовин (таких як іони, поживні речовини або відходи) через певні канали, насоси та транспортери.
- Зв'язок та вивіски: Він містить рецептори, які розпізнають гормони, нейромедіатори та інші сигнальні молекули, запускаючи специфічні клітинні реакції.
- Розпізнавання клітин: Глікопротеїни та гліколіпіди мембрани діють як маркери, що ідентифікують клітину для імунної системи та інших клітин.
- Адгезія та формування тканин: Сполучні білки з'єднують клітини між собою та з позаклітинним матриксом, дозволяючи їм організовуватися в тканини та органи.
Цитоплазма
Цитоплазма розташована між ядром тваринної клітини та плазматичною мембраною і являє собою напіврідке середовище, яке називається цитозолем , у якому зважені клітинні органели. Можна розрізнити більш зовнішню зону (близько до мембрани) та внутрішню зону (близько до ядра), обидві з дещо різним складом.
Цитоплазма містить густу мережу мембран, канальців та філаментів , що сприяють біохімічним процесам та внутрішньому транспорту. У цьому середовищі відбуваються багато важливих реакцій, таких як гліколіз (частина вуглеводного обміну), а також воно підтримує цитоскелет , який надає клітині форму та структуру.
Головне призначення цієї частини клітини — розміщення органел та забезпечення відповідних умов (pH, концентрації іонів, доступності молекул) для їхнього належного функціонування. Серед органел, розташованих у цитоплазмі, є гладкий і шорсткий ендоплазматичний ретикулум , центріолі , рибосоми , лізосоми , мітохондрії , апарат Гольджі , пероксисоми , дрібні вакуолі та власне цитоскелет.
Гладкий та шорсткий ендоплазматичний ретикулум
Ендоплазматичний ретикулум (ЕР) визначається як мережа взаємопов'язаних мембран , що утворюють трубочки та сплющені мішечки. Ця система простягається по більшій частині цитоплазми та поділяється на дві області з різними функціями: гладкий ендоплазматичний ретикулум (ГЕР) та шорсткий ендоплазматичний ретикулум (ШЕР).
- Гладкий ендоплазматичний ретикулум: Характеризується відсутністю рибосом на своїй поверхні. Його головною метою є синтезують більшість ліпідів які входять до складу клітинної мембрани та інших внутрішніх мембранних структур. Крім того, він відіграє певну роль у синтез стероїдних гормонів у спеціалізованих клітинах, у детоксикація речовин потенційно шкідливими та в регуляція кальцію у певних типах клітин.
- Шорсткий ендоплазматичний ретикулум: До його поверхні прикріплені численні рибосоми, що надає йому шорсткого вигляду під мікроскопом. Він в першу чергу відповідає за виробництво білків Ці білки секретуються назовні, вбудовуються в плазматичну мембрану або спрямовуються до інших органел. Вони синтезуються в рибосомах, вбудовуються в шорсткий ендоплазматичний ретикулум (ШЕР) і згодом транспортуються, часто через везикули, до клітини. Апарат Гольджі для його модифікації та розповсюдження.
Центріолі та центросома
У цитоскелеті можна знайти центріолі ; це циліндричні органели, утворені пучками мікротрубочок. Вони організовують мікротрубочки та відіграють важливу роль у таких процесах, як транспорт органел у клітині, підтримка форми клітини та, перш за все, поділ клітин.
Центріолі зазвичай групуються парами, які називаються диплосомами . У поєднанні з перицентріолярним матеріалом вони утворюють центросому , яка діє як центр організації мікротрубочок і є фундаментальною для формування мітотичного веретена – структури, яка розділяє хромосоми під час мітозу.
Рибосоми
Рибосоми присутні в різних частинах тваринної клітини, таких як шорсткий ендоплазматичний ретикулум, цитозоль і навіть всередині мітохондрій. Вони являють собою комплекси, що складаються з рибосомної РНК та білків, і вони функціонують як транслятори генетичної інформації , синтезуючи білки за інструкціями, що містяться в матричній РНК (мРНК).
Вільні рибосоми в цитозолі переважно виробляють білки, які функціонуватимуть всередині клітини, тоді як рибосоми, пов'язані з шорстким ендоплазматичним ретикулумом (RER), відповідають за білки, які секретуватимуться або інтегруватимуться в мембрани. Таким чином, вони беруть участь практично у всіх життєво важливих процесах, оскільки більшість клітинних функцій залежать від білків.
Лізосоми
Лізосоми зазвичай зустрічаються в клітинах, що борються з хворобами , таких як деякі типи лейкоцитів. Це мембранозв'язані везикули, що містять набір травних гідролітичних ферментів, здатних розщеплювати великі молекули, залишки пошкоджених органел, проковтнуті частинки або навіть патогенні мікроорганізми.
Ці структури беруть участь у двох важливих процесах:
- Гетерофагія: перетравлення речовини, що потрапляє ззовні клітини, наприклад, бактерій або інших частинок, захоплених ендоцитозом або фагоцитозом.
- Аутофагія: деградація пошкоджених або вже непридатних для використання компонентів клітини, що дозволяє їх переробку.
Лізосоми присутні в еукаріотичних клітинах тварин , і їхнє належне функціонування є важливим для підтримки внутрішньої чистоти та запобігання накопиченню відходів або дефектних структур.
Мітохондрії
Мітохондрії вважаються рушійними силами , що забезпечують функціонування клітини. Ці органели з подвійною мембраною перетворюють поживні речовини (головним чином глюкозу та жирні кислоти) на хімічне паливо для клітин у формі АТФ (аденозинтрифосфату).
У них відбувається аеробне клітинне дихання – процес, за допомогою якого органічні сполуки окислюються з вивільненням енергії. Клітини, які потребують великої кількості енергії, такі як м'язові клітини або нейрони, зазвичай містять численні мітохондрії . Крім того, ці структури мають власну мітохондріальну ДНК та беруть участь у регуляції таких процесів, як апоптоз або запрограмована клітинна смерть.
Апарат Гольджі
Апарат Гольджі — це система сплющених мембранних мішечків (цистерн), розташованих у цитоплазмі, зазвичай поблизу ядра та шорсткого ендоплазматичного ретикулуму. Його основна функція полягає в модифікації, сортуванні, упаковці та розподілі білків і ліпідів, синтезованих у шорсткому ендоплазматичному ретикулумі.
Новосинтезовані білки потрапляють до апарату Гольджі у вигляді везикул. Там вони можуть зазнавати модифікацій, таких як додавання цукрів (глікозилювання) або інших хімічних груп, а потім організовуються в нові везикули, які спрямовуються до кінцевого пункту призначення: плазматичної мембрани, інших органел або зовнішньої частини клітини.
Пероксисоми та дрібні вакуолі
Окрім лізосом, у цитоплазмі тваринної клітини знаходяться й інші везикулярні органели:
- Пероксисоми: Вони містять такі ферменти, як оксидази та каталаза, які беруть участь у реакціях окислення жирних кислот і в детоксикація сполук такі як перекис водню. Вони допомагають підтримувати окисно-відновний баланс та усувають потенційно токсичні речовини.
- Дрібні вакуолі: Тваринні клітини не мають великої центральної вакуолі, як рослинні клітини, але вони мають менші везикули та вакуолі які тимчасово зберігають воду, іони, поживні речовини або продукти життєдіяльності, також допомагаючи підтримувати об'єм і внутрішній тиск.
Цитоскелет, вії та джгутики
Цитоскелет — це тривимірна мережа білкових філаментів (мікротрубочок, проміжних філаментів та актинових мікрофіламентів), яка простягається по всій цитоплазмі. Вона забезпечує механічну підтримку , підтримує форму клітини, дозволяє рух везикул та органел , а також сприяє таким процесам, як цитокінез (поділ цитоплазми під час поділу клітини).
У деяких спеціалізованих тваринних клітинах мембранні виступи, пов'язані з цитоскелетом, з'являються:
- Вії: Вони є короткими, численними відростками, розташованими на поверхні клітини. Завдяки скоординованим, веслоподібним рухам, переміщувати рідину, що оточує клітину або вони витісняють частинки по епітелію, як це відбувається в дихальних шляхах.
- Джгутики: Це схожі структури, але набагато довші. Їхня функція полягає в змістити всю клітинудіючи як рушійна система. У людей найяскравішим прикладом є джгутик сперматозоїда, що дозволяє йому рухатися вперед у рідкому середовищі.
Клітинне ядро
Ядро клітини — це органела, яка зазвичай розташована в центрі тваринних клітин (хоча її положення може змінюватися залежно від типу клітини). Це відділення, де зберігається майже вся генетична інформація у формі ДНК , і воно складається з ядерної мембрани , нуклеоплазми , хроматину та ядерця.
- Мембранна або ядерна оболонка: Він складається з подвійної мембранної структури, яка захищає та обмежує ядро решти клітини. Він має ядерні пори, що дозволяють обмін молекулами між ядром і цитоплазмою, наприклад, вихід матричної РНК і вхід нуклеотидів. Його основна функція полягає в забезпеченні відповідного простору для Транскрипція ДНК в РНК і, опосередковано, сприяти подальшому переклад генетичної інформації в білки.
- Нуклеоплазма: також відомий як каріплазма o ядерний цитозольЦитоплазма — це напіврідке середовище, що знаходиться всередині ядра клітини; вона містить хроматин і ядерця. Її призначення — забезпечити та підтримувати хімічні реакції що відбуваються в ядрі, такі як реплікація ДНК та транскрипція.
- Хроматин: Хроматин – це речовина, що утворюється внаслідок ДНК, РНК та білки (головним чином гістони), що складають еукаріотичні хромосоми. Хроматин може бути більш конденсованим (гетерохроматин) або більш пухким (еухроматин), залежно від того, чи є гени активними чи неактивними в певний момент часу.
- Ядерце: Це щільна структура без власної мембрани, що спостерігається всередині ядра. Її основна функція... транскрипція рибосомної РНК (рРНК) і формування рибосомЦе включає складання рибосомних білків з рРНК, що призводить до утворення рибосомних субодиниць, які потім мігрують у цитоплазму. Крім того, ядерце бере участь у регуляція клітинного циклув клітинна стресова реакція та в процесах, пов'язаних з старіння клітини.
Типи тваринних клітин та їх спеціалізація
Клітини тварин мають описану основну структуру, але в багатоклітинних організмах вони диференціюються на широкий спектр спеціалізованих типів клітин , кожен з яких має морфологічні та функціональні характеристики, адаптовані до його конкретної ролі. Деякі помітні приклади:
- Епітеліальні клітини: формують епітелій, що вистилає і секреторні структури, що покривають зовнішні та внутрішні поверхні тіла (шкіру, слизову оболонку травного тракту, дихальні шляхи, кровоносні судини). Вони зазвичай щільно з'єднані між собою та діють як Захисний бар'єркрім участі у всмоктуванні та секреції речовин.
- Нервові клітини або нейрони: Вони є високоспеціалізованими клітинами в передача електричних імпульсів та хімічних сигналівВони мають відростки (аксони та дендрити), які дозволяють їм взаємодіяти з іншими нейронами, м'язами або залозами, координуючи сенсорні, рухові та когнітивні функції.
- М'язові клітини: Вони включають скелетні, серцеві та гладком'язові волокна. Вони пристосовані для скорочення Завдяки наявності скоротливих білків (актину та міозину), організованих у міофібрили, їхня активність дозволяє рухати тіло, перекачувати кров та функціонувати внутрішні органи.
- Клітини крові: у крові можна розрізнити еритроцити (вони транспортують кисень завдяки гемоглобіну та в зрілому віці не мають ядра), лейкоцити (беруть участь в імунному захисті) та тромбоцити (Вони беруть участь у згортанні крові та відновленні пошкоджених кровоносних судин).
- Клітини сполучної тканини: такі як фібробласти, адипоцити, макрофаги та тучні клітини, які відповідають за об'єднувати, підтримувати та захищати Інші тканини. Вони виробляють позаклітинний матрикс, зберігають жир або беруть участь у запальних реакціях.
- Кісткові клітини: остеобласти, остеоцити та остеокласти, які скоординовано регулюють Формування, підтримка та ремоделювання кісткової тканинидозволяючи кісткам адаптуватися до механічних потреб та мінерального балансу організму.
Відмінності між тваринними клітинами та рослинними клітинами
Хоча тваринні та рослинні клітини є еукаріотичними та мають багато спільних органел (ядро, мітохондрії, апарат Гольджі, ендоплазматичний ретикулум, рибосоми тощо), вони мають важливі відмінності, пов'язані зі способом життя кожного організму.
- Жорстка клітинна стінка: Рослинні клітини оточені клітинна стінка складається переважно з целюлози, яка забезпечує жорсткість та обмежує його ріст. Тваринні клітини Вони не мають клітинної стінки, лише плазматична мембрана, що надає їм більш мінливий та нерегулярний та більшу мобільність.
- Розмір та вакуолі: рослинні клітини зазвичай більший і мають a велика центральна вакуоля заповнені рідиною, яка регулює тургор. У клітинах тварин вони переважають дрібні вакуолі та везикули розподілені по всій цитоплазмі.
- Хлоропласти: Хлоропласти – це органели, що зустрічаються виключно у рослин та деяких водоростей. Вони містять хлорофіл та виконати фотосинтезперетворення світлової енергії на хімічну енергію. Тваринні клітини У них відсутні хлоропласти і отримують енергію від клітинного дихання, використовуючи поживні речовини, що надходять до організму.
- Центріолі, війки та джгутики: тваринні клітини мають центріолі і в деяких випадках, війок і джгутиків добре розвинені, необхідні для поділу та руху клітин. Багато рослинних клітин не мають центріолей або подібних локомоторних структур, за винятком рухливих гамет у деяких видів.
Ці структурні відмінності також відображають різні життєві стратегії : рослини є переважно автотрофними та сидячими організмами (фіксованими на одному місці), тоді як тварини є гетеротрофами та, в багатьох випадках, рухливими, що вимагає клітин, які є більш гнучкими та пристосованими до руху та швидкої комунікації.
Описані частини та функції тваринної клітини показують, як у мікроскопічному масштабі координуються такі процеси, як виробництво енергії, синтез молекул, виведення відходів, внутрішня та зовнішня комунікація, поділ клітин та спеціалізація. Розуміння цієї організації дозволяє краще зрозуміти функції тканин, розвиток захворювань, коли будь-який із цих компонентів виходить з ладу, та розробку нових біомедичних застосувань, таких як клітинна терапія та методи тканинної інженерії.
Це частини еукаріотичних клітин тварин та функції кожної з них; сподіваємося, що інформація була легкою для розуміння. Якщо у вас є якісь запитання, доступний розділ коментарів. Якщо ви вважаєте цю інформацію корисною, радимо вам поділитися цим контентом у соціальних мережах, щоб інші також могли скористатися нею.