§ 1. Клетка - элементарная единица жизни

Тело всех многоклеточных форм жизни на Земле: растений, животных, человека - состоит из клеток. Одноклеточные микроорганизмы представляют собой единственную клетку, похожую в принципе на клетки многоклеточных.

Открытием клетки (да и самому термину "клетка", ячейка, по латыни cellula) мы обязаны английскому физику Роберту Гуку, который в 1665 г. в сконструированном им микроскопе впервые рассматривал тонкий срез пробки.

Клетки, как правило, микроскопически малы. Их размеры в среднем колеблются от 0,01 до 0,1 мм. Однако встречаются исключения из общего правила. Иногда можно наблюдать "гигантов", видимых невооруженным глазом, например зеленую водоросль Acetobularia размером 5-10 см, и "пигмеев", например лейшманиальную форму (Leishmania) размером всего 3×1 мкм.

Изучение строения клеток совершенствовалось по мере развития и прогресса микроскопической техники: от применения простейшего светового до современных электронных, фазово-контрастных и сканирующих микроскопов, микрохимических анализов, микрофото- и киносъемок культуры тканей и т. п. Применяя эти и другие новые методики, цитология 20-го века (особенно в последние годы) бурно развилась, и в наши дни мы имеем уже более определенные и достаточно точные представления о строении отдельных частей клеточного тела.

Известно, что клетки, отличаясь друг от друга в зависимости от деятельности и места расположения в организме, обладают общими чертами принципиального сходства. Различают соматические клетки - клетки тела (от греч. соматос, сома - тело) и генеративные (от лат. genero - рождаю, произвожу). Последние носят название половые клетки (гаметы).

При всем различии все клетки характеризуются многими общими чертами строения: они содержат ядро, отделенное от цитоплазмы ядерной оболочкой и содержащее генетический материал (ДНК). Последний организован в сложный комплекс с белками - хроматин, образующий во время деления клетки хорошо видимые структуры - хромосомы, являющиеся, таким образом, материальными носителями наследственности. С другой стороны, простейшие организмы вирусы, бактерии и синезеленые водоросли - не имеют оформленного ядра. ДНК у них не образует настоящих хромосом.

По строению клеток все живые существа делятся на эукариот - собственно ядерные организмы (от греч. карион - ядро), имеющие оформленное ядро и хромосомы, и прокариот - доядерные организмы,- не имеющие оформленного ядра и хромосом и содержащие свой генетический материал в виде молекулы ДНК - генофора. Клетки эукариот отличаются от клеток прокариот также развитой системой мембран и органелл цитоплазмы и рядом других особенностей. Под клеткой обычно понимают именно клетку эукариот - животных или растений. Название "бактериальная клетка" в значительной мере условно, так как клетка без ядра не является собственно клеткой, и прокариоты нередко называют бесклеточными организмами.

Рис. 6. Схема строения животной клетки. 1 - клеточные мембраны; 2 - ядерная оболочка; 3 - эндоплазматический ретикулум; 4 - рибосомы (мелкая зернистость); 5 - митохондрии; 6 - лизосома; 7 - пиноцитарный пузырек; 8 - центросома с двумя триолями; 9 - ядро; 10 - ядрышко; 11 - кариоплазма; 12 - хромосомы

Рис. 6 иллюстрирует современные представления о строении типичной животной клетки. Составные части клеток выполняют разнообразные физиологические и биохимические функции. Внутри клетки, а также вокруг нее находится система клеточных мембран. Клетки растений и оплодотворенные яйцеклетки животных обладают настоящей выраженной оболочкой.

Клеточные мембраны (рис. 6, 1) хорошо различимы лишь в электронный микроскоп. Цитоплазму от ядра отграничивает ядерная оболочка (рис. 6, 2), состоящая из внутренней и наружной мембраны и соединенная с каналами эндоплазматической сети (ретикулума). Сам эндоплазматический ретикулум (рис. 6, 3), а также клеточные органеллы (например, митохондрии) являются по сути дела мембранными образованиями. Нарушения цитоплазматических мембран могут быть "исправлены", в то время как нарушения невосстанавливаемой ядерной оболочки приводят к гибели клетки.