Почти все из представленных здесь изображений сделаны с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Испускаемый таким прибором пучок электронов взаимодействует с атомами нужного объекта, результатом чего становятся 3D-изображения высочайшей разрешающей способности. Увеличение в 250000 раз позволяет разглядеть детали размером 1-5 нанометров (то есть миллиардных долей метра).
Первое СЭМ-изображение получил в 1935 году Макс Кнолль, а уже в 1965 году Кембриджская инструментальная компания предложила свой «Стереоскан». Сейчас такие устройства широко применяются в научно-исследовательских центрах.
Рассматривая предлагаемые ниже снимки, вы совершите путешествие по своему телу, начиная с головы и заканчивая кишечником и органами таза. Вы увидите, как выглядят нормальные клетки и что происходит с ними, когда их поражает рак, а также получите наглядное представление о том, как, скажем, происходит первая встреча яйцеклетки и сперматозоида.
Красные кровяные тельца
Здесь изображена, можно сказать, основа вашей крови — красные кровяные тельца (RBC). На этих симпатичных двояковогнутых клетках лежит ответственная задача разносить по всему телу кислород. Обычно в одном кубическом миллиметре крови таких клеток 4-5 миллионов у женщин и 5-6 миллионов у мужчин. У людей, живущих на высокогорье, где ощущается недостаток кислорода, красных телец еще больше.
Виды тканей человека и их функции
Ткани – это объединение группы клеток по своему назначению (функции). Из тканей сформированы органы. Некоторые органы состоят из одного и того же типа клеток (например, сердечная мышца и скелетная мышца). Некоторые клетки имеют высокую степень пролиферации (то есть преумножение путем деления), под действием гормонов, например.
Другие же при созревании теряют возможность к делению или мутации – нервные клетки, клетки крови.
Виды органической ткани:
- Эпителий – выполняет покровную функцию, из неё образован наружный покров – кожа, слизистые, мягкие ткани. Образует внешнюю капсулу некоторых органов.
- Соединительная – хрящевая, жировая, костная.
- Мышечная – ей образованы все типы мышц, выполняет двигательную, сократительную функцию.
- Нервная – состоит из нервных клеток(нейронов). Обеспечивает связь органов и тканей с мозгом, по средству электрических импульсов.
Клетки Пуркинье
Из 100 миллиардов нейронов вашего мозга клетки Пуркинье одни из самых крупных. Помимо прочего, они отвечают в коре мозжечка за двигательную координацию. На них губительно действуют как отравление алкоголем или литием, так и аутоиммунные заболевания, генетические отклонения (включая аутизм), а также нейродегенеративные болезни (Альцгеймера, Паркинсона, рассеянный склероз и т. п.).
Клетка человека: свойства
Прежде чем рассмотреть функции клетки и ее свойства, обратим внимание на состав клетки человека.
Состав клетки человека
Разобраться в свойствах клетки поможет знание ее состава:
- В клетках находятся соединения кислорода (О), серы (S), фосфора (Р), углерода (С), калия (К), хлора (Сl), водорода (Н), железа (Fe), натрия (Na), азота (N), кальция (Са), магния (Mg).
- Основной компонент — вода. В ней растворяются и переносятся питательные вещества, а также идут все реакции. Вода выводит из клеток вредные продукты обмена. Она регулирует температуру тела и составляет до 85% клеточного состава.
- Углеводы поставляют энергию для всех внутриклеточных процессов.
- Жиры нужны для образования мембран, а при нехватке углеводов становятся энергетическим ресурсом.
- Из белков построены все органоиды клетки, а также часть мембраны.
- Нуклеиновая кислота ДНК хранит и передает генетическую информацию, а РНК участвуют в синтезе белков.
- АТФ служит источником энергии.
Свойства
Клетки человека наделены следующими свойствами:
- Они способны самовоспроизводится путем деления.
- Могут изменяться в процессе существования.
- Клетки постоянно поддерживают обмен веществ с внешней средой и другими клетками организма.
- Способны использовать энергию, аккумулированную в химических веществах (углеводах, жирах, АТФ).
- Клетки реагируют на внешние и внутренние раздражители.
- Адаптируются к условиям внешней среды.
Процесс деления клеток человека: Freepick
Ворсинки тонкой кишки
Ворсинки тонкой кишки увеличивают ее площадь, что способствует лучшему усвоению пищи. Это выросты неправильной цилиндрической формы высотой до 1,2 миллиметра. Основу ворсинки составляет рыхлая соединительная ткань. В центре, подобно стержню, проходит широкий лимфатический капилляр, или млечный синус, а по сторонам от него располагаются кровеносные сосуды и капилляры. По млечному синусу в лимфу, а затем в кровь попадают жиры, а по кровеносным капиллярам ворсинок поступают в кровоток белки и углеводы. При внимательном рассмотрении можно заметить в бороздках пищевые остатки.
Строение клетки человека
Клетка человека представляет собой элементарную живую систему, основную структурную и функциональную единицу организма, которая может самообновляться, саморегулироваться и самовоспроизводиться.
Организм человека содержит десятки триллионов клеток, которые вместе образуют ткани и органы. Известны разные виды клеток человека: мозг, сердце и печень, например, состоят из специфических клеток.
Но все же общее строение клеток очень похоже, и именно на нем остановимся подробнее. Из чего состоит клетка? Структура клетки человека представлена компонентами.
Цитоплазматическая мембрана
Рассматривать строение клетки начинают с мембраны, так как она ее основа. Об этом компоненте клеток известно следующее:
- Это своеобразный конструктор, который, во-первых, ограждает всю клетку, а во-вторых, заключает в себе ядро и все мембранные органоиды (маленькие органы клетки).
- Мембраны образуют двойной липидный (жировой) слой. На их внешней стороне находятся особенные молекулы белка — рецепторы, которые взаимодействуют с другими клетками и веществами.
- Все мембраны обладают избирательной проницаемостью, то есть одни вещества они могут пропускать внутрь, а другие — нет.
Мембрана выполняет защитную функцию, регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой, а также поддерживает ее форму.
Цитоплазма клетки человека
Это жидкая среда клетки, в которой находятся все органоиды и разнообразные включения. Основной ее компонент — вода. Это среда для протекания всех химических процессов. Также цитоплазма объединяет всю клетку в единое целое и служит полем для взаимосвязи всех компонентов.
Органоиды
Каждая из этих мельчайших деталей наделена важной функцией и бесперебойно ее выполняет.
Органоиды клетки человека: Freepick
Главный органоид — это ядро. Оно состоит из:
- ядерной мембраны;
- ядрышка;
- кариоплазмы;
- хромосом.
С помощью мембраны ядро отделено от цитоплазмы. Внутри оно наполнено ядерным соком (кариоплазмой). Ядрышко необходимо для процесса синтеза белка. Самая сокровенная часть ядра — это хромосомы, ДНК с записью всей наследственной информации.
Стоит отметить, что количество хромосом разное у каждого вида и никак не связано со сложностью его организации. Так, человеческая клетка содержит 46 хромосом, клетка шимпанзе — 48, собаки — 78.
Клеточное ядро сохраняет наследственную информацию о клетке, передает ее дочерним клеткам во время деления, реализовывает наследственную информацию путем синтеза белков, которые характерны для данной клетки.
Кроме ядра, клетка организма содержит:
- Эндоплазматическую сеть (ЭПС). Эта система каналов пронизывает цитоплазму и нужна для обмена белков и жиров.
- Аппарат Гольджи, который располагается вокруг ядра в виде плоских цистерн. Этот органоид передает, сортирует и накапливает белки, липиды и полисахариды, а также образует лизосомы.
- Лизосомы — маленькие пузырьки, наполненные пищеварительными ферментами, которые выполняют функции защиты и переваривания белков, жиров и углеводов.
- Митохондрии занимаются синтезом АТФ — вещества, из которого организм получает энергию.
- Рибосомы необходимы для синтеза белка.
- Клеточный центр — густая цитоплазма с центриолями (комплексом микротрубочек), которая участвует в делении клеток.
В отдельных группах клеток присутствуют органоиды специального назначения. К ним относятся:
- жгутики в мужских половых клетках, благодаря которым они двигаются;
- миофибриллы в мышечных клетках, которые отвечают за процессы сокращения мышц;
- нейрофибриллы в нервных клетках, которые передают нервные импульсы;
- фоторецепторы в клетках глаз.
Также клетки могут постоянно или временно содержать ряд включений:
- пигменты, окрашивающие клетки (коричневый пигмент меланин вырабатывается в коже на солнце, чтобы защитить ее, а мы видим этот процесс как образование загара);
- трофические включения, в которых запасается энергия;
- секреторные включения встречаются в клетках, которые выделяют гормоны;
- экскреторные включения. К этой группе относится пот в потовых железах.
Все это умещается в 3–4 микрометре (мкм) — таков средний размер человеческой клетки!
Человеческий эмбрион и сперматозоиды
Это похоже на войну миров, на самом же деле перед вами яйцеклетка через 5 дней после оплодотворения. Некоторые сперматозоиды все еще удерживаются на ее поверхности. Изображение сделано с помощью конфокального (софокусного) микроскопа. Яйцеклетка и ядра сперматозоидов окрашены в пурпурный цвет, тогда как жгутики сперматозоидов — в зеленый. Голубые участки — это нексусы, межклеточные щелевые контакты, осуществляющие связь между клетками.
Как устроена мембрана клетки?
Цитоплазматическая мембрана – это оболочка, которая отделяет каждую клетку от внеклеточного пространства и вам, конечно же, интересно, из чего состоит плазматическая мембрана клетки? Она состоит из двух слоев фосфолипидов и гликолипидов.
Эти молекулы имеют полярный конец (который присоединять другие молекулы и атомы) и являются гидрофильным концом. Эта часть соприкасается с межклеточной средой и плазмой клетки. Концы из неполярных липидов (гидрофобный) образуют двойной внутренний слой клеточной мембраны.
Также в оболочку встроены крупные молекулы белка, которые выполняют роль открывающихся пор, электролитных каналов и присоединительных механизмов. Такая молекула белка проходит насквозь через би-липидный слой. На поверхности имеются также нити гликокаликса. Оболочка может иметь складки, шероховатости и выпуклости, отростки наподобие жгутиков.
Основные органеллы и органоиды животной клетки
Органеллы и органоиды являются «органами», ответственными за функционирование микроорганизма.
Ядро
Ядро является источником дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) генетического материала. ДНК является источником создания белков, контролирующих состояние организма. В ядре, нити ДНК плотно обматываются вокруг узкоспециализированных белков (гистонов), формируя хромосомы.
Ядро выбирает гены, контролируя активность и функционирование единицы ткани. В зависимости от типа клетки, в ней представлен различный набор генов. ДНК находится в нуклеоидной области ядра, где образуются рибосомы. Ядро окружено ядерной мембраной (кариолеммой), двойным липидным бислоем, отгораживающим его от остальных компонентов.
Ядро регулирует рост и деление клетки. При митозе в ядре образуются хромосомы, которые дублируются в процессе размножения, образуя две дочерние единицы. Органеллы, называемые центросомами, помогают организовать ДНК во время деления. Ядро обычно представлено в единственном числе.
Рибосомы
Рибосомы место синтеза белка. Они обнаружены во всех единицах ткани, у растений и у животных. В ядре, последовательность ДНК, которая кодирует определенный белок, копируется в свободную мессенджерную РНК (мРНК) цепь.
Цепочка мРНК перемещается к рибосоме через передающую РНК (тРНК), и ее последовательность используется для определения системы расположения аминокислот в цепи, составляющей белок. В животной ткани рибосомы расположены свободно в цитоплазме или прикреплены к мембранам эндоплазматического ретикулума.
Эндоплазматический ретикулум
Эндоплазматический ретикулум (ER) представляет собой сеть мембранных мешочков (цистерн), отходящих от внешней ядерной мембраны. Он модифицирует и транспортирует белки, созданные рибосомами.
Отличительные признаки растительной и животной клетки в таблице
Растительная и животная клетки имеют как сходства, так и различия, которые кратко описаны в таблице:
| Признак | Растительная | Животная |
| Получение питания | Автотрофный. Фотосинтезирует питательные вещества | Гетеротрофный. Не производит органику. |
| Хранение питания | В вакуоли | В цитоплазме |
| Запасной углевод | крахмал | гликоген |
| Репродуктивная система | Образование перегородки в материнской единице | Образование перетяжки в материнской единице |
| Клеточный центр и центриоли | У низших растений | У всех типов |
| Клеточная стенка | Плотная, сохраняет форму | Гибкая, позволяет изменяться |
Основные компоненты являются сходными как для частиц растительного, так и животного мира.
Как выглядит животная клетка под микроскопом
Под стандартным оптическим микроскопом видны основные компоненты. За счет того, что они соединены в непрерывно меняющийся организм, находящийся в движении, определить отдельные органеллы бывает сложно.
Не вызывают сомнений следующие части:
- ядро,
- цитоплазма,
- клеточная мембрана.
Подробнее изучить клетку поможет большая разрешающая способность микроскопа, тщательно подготовленный препарат и наличие некоторой практики.
