Клетъчна биология

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Клетъчната биология (позната още като Цитология, от гръцки цитос - съдържащ) е поддял на биологията, занимаващ се с изучаването на клетките като цяло. Клетъчната биология разглежда не само състава на клетката, но и функционирането й, както и взаимодействието между клетките и други клетки или между клетките и околоната среда. Началото на клетъчната биология е поставено от Робърт Хук, който за пръв път наблюдава под микроскоп клетки от корк.

Клетката е фундаментална единица на живота! Този извод дава нов старт на биологията като цяло и дава централно място на клетката в науката за живота. Всичко живо произлиза от една-единствена клетка. Клетъчната биология е комплексна наука, тясно свързана с другите поддялове на биологията, където разграничаването на една отделна наука напрактика е невъзможно. Изучаването на състава на клетката, как отделните й съставни единици обработват информация, осъществяват сложна група от взаимноорганизирани процеси (химични реакции) и поддържат равновесие помежду си включва много дялове от биологията (микроскопия, генетика, физиология, биохимия и др) в базата си от инструменти.

Съдържание

[редактиране] Клетката като организъм

По устройство клетката прилича на един отделен организъм - тя съдържа изключително многообразие от органели, които варират при различните видове клетки. Във всеки един момент клетката поддържа равновесие на процесите, протичащи в органелите, равновесие на различните вещества, контрол върху потока на вещества през клетъчната плазмена мембрана и контрол върху количеството и вида произвеждани и асимилирани протеини. Този контрол върху синтезирането и разграждането на веществата се нарича метаболизъм и главен контролен орган върху него е ДНК-то на клетката, съдържащо се в нейното ядро. Броя и вида на органелите варират при различните видове клетки, но в общ вид органелите са следните:

[редактиране] Плазмена мембрана

Плазмената мембрана е най-външния органел на клетката. Тя е двупластова затворена повърхност от липиди, съдържаща характерни за всяка клетка захариди и белтъци. Плазмената мембрана проявява т.н. избирателна пропускливост, т.е. при определени състояния пропуска някои вещества, а за други се оказва спираща преграда. Характерно свойство на плазмената мембрана е нейната строга индивидуалност - видът на всяка клетка може да бъде разпознат по мембраната (вида на захаридите и белтъците, които участват в строежа й). Така белите кръвни телца в имунната система разпознават клетките-вредители и ги унищожават.

[редактиране] Ядро

Не всички клетки имат обособено ядро. То е характерно само за еукариотите. В него се разполага ДНК-то на клетката. В началото ядрото е смятано за монолитен органел, но едва по-късно става ясно, че в него съществува област, наречена ядърце. Впоследствие се установява, че ядърцето е немембранна част от ядрото, богата на РНК. Докато мембраната на клетката е двупластова, то мембраните на останалите органели са еднопластови (по-особено е положението при митохондриите). Такава е и мембраната на ядрото. Тя има пори, през които се осъществява обмяната на РНК вътре и вън от ядрото, както и на някои белтъци и белтъчни комплекси.

[редактиране] Цитозол и цитоплазма

Между плазмената мембрана и ядрото се разполага една огромна област от клетката, изпълнена с подобна на гел течност - цитозола. Освен вода той съдържа и други вещества. Цитоплазма се нарича цялата област между плазмената мембрана и ядрото. Тя съдържа цитозола, клетъчните органели, както и малки нишкообразни структури (белтъчни агрегати и др.), които осигуряват относителна стабилност на органелите.

[редактиране] Вакуола

Вакуолата е мембранен контейнер на вещества. Във вакуолите се съхраняват различни вещества, които ще бъдат асимилирани по-късно от клетката. В зависимост от вида на клеткита варира и броя и големината на вакуолите в нея. Най-богати на вакуоли (които имат голям обем) са растителните клетки.

[редактиране] Ендоплазмена мрежа, ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи

Ендоплазмената мрежа е комплексен мембранен органел, съдържащ множество отделения, които се разполагат във вид на мрежа. Оттам идва и името му. Ендоплазмената мрежа бива два вида:

[редактиране] Гладка ендоплазмена мрежа

Мембранните структури са свободни и към тях няма прикрепени рибозоми.

[редактиране] Зърнеста ендоплазмена мрежа

Тук към мембраните са прикрепени стотици, дори хиляди рибозомни комплекси, където се осъществява синтез на белтъци или ензими, сложен процес, известен още като ДНК-транслация, при който сегменти от ДНК, записани в РНК и обработени се превръщат в белтъчни структури.

[редактиране] Митохондрии

Митохондриите са органелите, които усвояват енергията от асимилацията на вещества и я превръщат в молекули АТФ - Аденозин Три Фосфат,които кондензират енергията.Връзките в АТФ са много по-богати на енергия от обикновените ковалентни бръзки,наричат се макроергични.За да се различават от другите връзки се бележат със символа тилда(~). Митохондриите са особени органели, те съдържат собствена кръгова ДНК, което означава, че клетъчната ДНК не съдържа информация за точното „изработване“ на тези органели. По тази причина се счита, че митохондриите произлизат от древна клетка, която е била погълнати от по-голяма клетка и така двете единици са живели в симбиоза. Наличието на митохондрии във всички познати клетки предполага, че това се е случило много отдавна при самото възникване на първите клетки (преди около 3,5 млрд. години).

[редактиране] Центриоли

Тези органели не са постоянни, те се появяват само когато възниква делене на клетката (митоза, амитоза). Те играят важна роля в деленето на клетката и разпределението на органелите в двете дъщерни клетки.

[редактиране] Други органели

В клетката се съдържат и други органели като лизозоми, пероксизоми и микротръбички. Това обаче не означава, че техните функции са маловажни.

[редактиране] Цел и средства на науката клетъчна биология

Целта на клетъчната биология е пълно опознаване на строежа и функциите на клетката. Това обаче е невъзможно без участието на много други подраздели на биологията, както е невъзмножно без сложната апаратура, която бива обновявана и усъвършенствана всеки ден. От началото, когато Хук наблюдава първите клетки от коркова тъкан през своя микроскоп, до днешни времена, когато за тази цел се използва изключително многообразие от клетъчни образци, наблюдавани през електронни микроскопи и получената информация, обработвана чрез мощни компютри и сложни софтуерни решения.

[редактиране] Надежди на клетъчната биология

Докато целите на цитологията са много, надеждите на тази наука са малко, но горещи. Борбата с болестите и остаряването са най-основния мотив за прогреса на клетъчната биология. Намирането на лекарства и ваксини срещу опасните болести като вируса на СПИН или птичия грип, както и много други опасности е най-спешната необходимост на човечеството. В тази насока се влагат сериозни ресурси и всеки ден една малка стъпка отнася цитологията напред. Но с началото на 21 век идва и надеждата за нови средства и нови успехи. И най-дългоочакваният ден, когато човек ще бъде освободен от всички болести и вредители. Можем само да се надяваме този ден да дойде по-скоро.

[редактиране] Вижте още

  • Клетъчна биология на растенията
  • Клетъчна биология на животните
  • Клетъчна биология на човека

[редактиране] Външни препратки