КЛЕТКА

КЛЕТКА, элементарная живая система, основная единица строения и жизнедеятельности всех организмов. К. могут существовать как самостоят, организмы (напр., одноклеточные водоросли) или же формировать многоклеточные организмы, в к-рых они выполняют разл. функции. Величина

К. семенных растений колеблется в ср. от 0,01 до 0,1 мм. Однако, напр., размеры паренхимных К. запасающих тканей клубней или сочных плодов может достигать 1 мм, а про-зенхимных К. лубяных волокон крапивы — 80 мм. Между К. растений и животных, наряду с принципиальным сходством в строении и функциях отдельных частей, существуют и различия. Осн. компоненты растит. К.: протопласт и оболочка (отсутствует у животных К.).

Протопласт живой К. составляют ядро и цитоплазма. В растительной К. обычно содержится одно ядро, в нек-рых специализированных К. встречается по 2 — 3 и даже 4—5 ядер. В ядре различают ядерную оболочку, в к-рой заключена кариолимфа, содержащая хроматин и ядрышко или ядрышки. Ядрышки состоят из РНК (см. Нуклеиновые кислоты), а также белков (гистонов). Осн. функция ядрышка — синтез рибосомальной РНК. Во время деления К. хроматин образует плотные упорядоченные структуры — хромосомы, хранящие и переносящие генетич. информацию в процессе деления.

Схема строения растительной клетки: 1 - цитоплазма, 2 - ядро с хроматином, 3 - митохондрии, 4 - хлоропласты, 5 - хромопласты, 6 - крахмальные зёрна, 7 - аппарат Гольджи, 8 - эндоплазматическая сеть, 9 - вакуоли с включениями, 10 - клеточная стенка, 11 - срединная пластинка.

Цитоплазма К. представляет собой сложно организованную систему, осн. элементами к-рой являются клеточные органоиды (органеллы), распределённые в полужидкой среде— гиалоплазме (матриксе). Взаимодействие органоидов, их функциональное состояние определяют направленность процессов обмена в К. и её специфич. роль в тканях организма. В К. растений огромную роль играют пластиды — хлоропласты, лейкопласты и хромопласты. Хлоропласты встречаются в К. тканей листа, генеративных органов, в паренхимных К. и т. д., но гл. обр. они сосредоточены в мезофилле (хлорофил-лоносной ткани листа). В хлоропла-стах протекает процесс фотосинтеза, обусловливающий автотрофность зелёных растений. Лейкопласты — бесцветные пластиды, в к-рых осуществляются вторичный синтез запасных в-в (гл. обр. крахмала, а также белков и липидов), их превращение в растворимые формы и т. д. Хромопласты обычно формируются из хлоропластов и встречаются чаще всего в К. цветков, созревающих и зрелых плодов, осенних листьях. В хромопластах содержатся пигменты (каротиноиды), обусловливающие яркую окраску соответствующих органов. В цитоплазме находятся также митохондрии, обеспечивающие клеточное дыхание, в результате к-рого образуются богатые энергией соединения, необходимые для поддержания процессов жизнедеятельности К. Биосинтез белков протекает на р ибосом а х.

Передвижение веществ из окружающей среды в цитоплазму и между внутриклеточными структурами обеспечивается системой плоских цистерн, канальцев и пузырьков, ограниченных мембранами, — э н д о-плазматич. ретикулумом. Этот органоид выполняет и образоват. функцию — даёт начало вакуолям, лизосомам, сферосомам. Почти все растит. К. содержат т. н. аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс), к-рый состоит из системы диктиосом, пузырьков и вакуолей и участвует в синтезе, накоплении и выделении (секреции) полисахаридов, в т. ч. полисахаридов матрикса клеточной оболочки и слизей. В цитоплазме образуются полости — вакуоли, часто заполненные разл. включениями и отграниченные от гиалоплазмы одинарной мембраной — тонопластом. В зрелых растит. К. вакуоль часто имеет большие размеры и занимает осн. объём К., а цитоплазма образует лишь очень узкий пристенный слой. В ваку-олярном (клеточном) соке содержатся ферменты, углеводы и др. растворимые в-ва, могут откладываться танни-ны, белки, комплексные липопротеид-ные соединения, кристаллы минер. в-в.

Клеточная стенка, или клеточная оболочка, наиболее мощно развитая у древесных растений, выполняет механич. (опорную) функцию, через неё происходит транспорт воды и др. компонентов обмена веществ, в ней локализуются ферменты. Стенка К. зрелой древесины состоит из неск. слоев: срединной пластинки, первичной и вторичной оболочек. В состав её входят (в основном) лигнин, пектины, гемицеллюлозы, целлюлоза, а также минер. соединения. Срединная пластинка — разделяющий слой, общий для двух соседних К. Первичная оболочка — наружный слой клеточной стенки, непосредственно прилегающий к срединной пластинке, к-рая в дальнейшем превращается в межклеточное в-во. Осн. строит. материал вторичной оболочки — микрофибриллы, состоящие из неск. мицелл. Пучки микрофибрилл неплотно примыкают один к другому, образовавшиеся при этом промежутки заполнены пектиновыми в-вами. Микрофибриллы (в кол-ве до 400) соединяются в фибриллы в виде пластинок или волокон в неск. мкм при диам. 0,5 нм. Отложение вторичной оболочки обеспечивает рост клеточной стенки в толщину за счёт протопласта. У высокоактивных К., напр, ассимиляционной или образоват. ткани, вторичная оболочка не образуется. В нек-рых случаях образуется и третичная стенка — выстилающий слой, контактирующий с цитоплазматич. мембраной — плазмалеммой. Взаимосвязи между клетками осуществляются через особые образования: поры, плазмодесменные канальцы и перфорации. Формирование пор связано с неравномерностью отложения вещества первичной оболочки на срединную пластинку, в результате чего образуются углубления — первичные поровые поля. На этих участках не откладывается вещество вторичной оболочки и развиваются поры. Наиболее просты они преим. в паренхим-ных К. Более сложные, т. н. окаймлённые поры, характерны для К. древесины — трахеид и сосудов. В каждой трахеиде, напр, сосны, до 300 пор. Плазмодесмы представляют собой тонкие плазматич. тельца, проходящие сквозь клеточную оболочку и соединяющие между собой соседние К. (в стенке молодых К. их может быть до 1000). Перфорации — крупные отверстия в стенке К., формируются под влиянием ферментов, растворяющих первичную оболочку и срединную пластинку. Они служат гл. обр. для передвижения веществ по растению (проводящие элементы). Клеточная стенка с возрастом пропитывается лигнином и наступает её одревеснение, что повышает её твёрдость, плотность и снижает пластичность и способность к росту. Обильное наслаивание в стенке К. суберина вызывает её опробковение, к-рое свойственно преим. К. вторичной покровной ткани — пробки. В растит, клетках, как в протопласте, так и в клеточном соке, часто встречаются различные оформленные частицы — включения (кристаллы, крахмальные зёрна, капли масла и др.). Наука о К. наз. цитологией.

Атлас ультраструктуры растительных клеток, под ред. Г. М. Козубова и М. Ф. Даниловой, Петрозаводск, 1972; Руководство по цитологии, т. 1 — 2, М.—Л., 1965—66; Фрей-Висслинг А., Мюлеталер К., Ультраструктура растительной клетки, пер. с англ., М., 1968; Ботаника. Анатомия и морфология растений, М., 1978.