Отличие растительной клетки от животной

Особенности строения, структурная и функциональная организация растительной клетки связаны с наличием пластидной системы. Пластиды –это органеллы клеток растений, выполняющие различные функции.Пластидыкакого-то одного из существующих типовимеются в каждой растительной клетке, за исключением грибов.Семейство пластид включает пропластиды, хлоропласты, хромопласты, этиопласты и амилопласты. Пропластиды – это предшественники всех остальных типов пластид, маленькие, бесцветные или бледно-зеленые, недифференцированные пластиды, встречающиеся в меристематических клетках побегов и корней. Имеют эллипсоидную или сферическую форму. Хлоропласты служат вместилищем фотосинтезирующего аппарата. Обычно они окрашены в зеленый цвет (у бурых и красных водорослей их зеленая окраска маскируется другими пигментами). Хлоропласты обнаружены в клетках всех зеленых тканей и содержат пигмент хлорофилл. Внутренняя структура характеризуется наличием системы мембран (ламелл хлоропластов). Они погружены в гидрофильный белковый матрикс – строму. Основной субъединицей этой мембранной структуры является мешочек или пузырек (тилакоид), окруженный одинарной мембраной. В тилакоидные мембраны встроены пигментные системы и переносчики электронов, осуществляющие световые реакции фотосинтеза. В строме хлоропласта находятся пластоглобулы – капельки маленького размера богатые липидами. Кроме того, в строме обычно имеются крахмальные зерна. Этиопласты являются переходной формой, образуются в тех случаях, когда развитие хлоропластов прерывается из-за отсутствия света. Хромопласты содержат каротиноиды, окрашивающие их в цвета от желтого до зеленого, фотосинтез в хромопластах не происходит. Амилопласты лишены пигментов и специализируются в синтезе и запасании крахмальных зерен. Иногда в литературе встречается термин – лейкопласты, относящийся ко всем непигментированным пластидам.

Микротельца – сферические органеллы, диаметром 0,2-1,5 мкм, окруженные одинарной мембраной. Обнаружены у большинства эукариотических организмов растительного царства. Наиболее хорошо изучены пероксисомы и глиоксисомы. Пероксисомы находятся в фотосинтезирующих клетках высших растений, глиоксисомы – в клетках эндосперма или семядолях жирозапасающих семян, в клетках алейронового слоя ячменя и пшеницы, в щитке семян кукурузы. Также микротельца обнаружены у голосеменных, папоротникообразных, мхов, грибов, водорослей.

Сферосомы – органеллы запасающие липиды (содержат на 80-98% триацилглицеролы, ферменты их синтеза, кислую липазу и фосфолипиды,).

Микротрубочки (обнаружены у растений в 1962 г.) образованы молекулами тубулина (глобулярный белок с ММ 120000).Предполагается, что они определяют ориентацию вновь образовавшихся микрофибрилл КС и направляют пузырьки Гольджи, несущие полисахариды матрикса КС, к местам активного синтеза КС.

Клеточная стенка (КС) – исключительный признак, отличающий растительную клетку от животной. КС жесткой оболочкой окружает плазмалемму. Химическая и физическая структура КС различных групп растений и типов клеток могут существенно отличаться. Важным химическим компонентом КС являются микрофибриллярные полисахариды (наиболее распространена в растительном мире целлюлоза; у некоторых зеленых водорослей в микрофибриллы, похожие на микрофибриллы целлюлозы, упакованы маннаны и ксиланы; хитин – микрофибрилярный компонент КС большинства грибов). Полисахариды матрикса клеточной стенки представлены гемицеллюлозами и пектином. Важный компонент КС – вода образует часть гелеобразной структуры пектина. Изменение содержания воды вызывает обратимые изменения в структуре матрикса КС и в степени взаимодействия микрофибрилл с матриксом. Вода влияет на проницаемость КС для молекул и ионов, участвуют в гидролизе межцепочечных связей во время роста клетки. По мере затухания роста клетки пространство КС, занимаемое водой, постепенно заполняется лигнином. Лигнин – важный компонент КСопорных, проводящих тканей, корней, сердцевины, коры, пробки, почечных чешуй и т.д. Он образует разветвленную сеть по всему матриксу, прочно закрепляя микрофибриллы целлюлозы и защищая их от физических, химических, биологических воздействий. Это позволяет растениям вырастать вертикально. Впервые белок в КС обнаружен в меристематических клетках в 1924 г. Функционально это белки-ферменты и структурные белки: п ервые участвуют в образовании и разрушении гликозидных связей, способствуют росту, растяжению и лигнификации КС. Вторые – гликопротеины, обогащены гидроксипролином (HRGPs), пролином (PRPs), глицином (GRPs), арабиногалактановые белки (AGPs). Гликопротеин – экстенсин участвует в растяжении КС.

Инкрустирующие вещества КС: а ) кутикулярные – кутин и суберин. Наружная поверхность (обращенная к атмосфере) КС эпидермальных клеток покрыта гидрофобной кутикулой, уменьшающей потерю и избыточное поступление воды в нижерасположенную ткань. Кутикула состоит из трех слоев: наружный слой из воска, далее слой заключенного в воск кутина, последний (внутренний) слой – смесь кутина, воска, полисахаридов и следов белка. Кутин – полимер из смеси жирных гидроксикислот (С₁₆ или С₁₈), связанных в трехмерную структуру. Эпикутикулярный воск – смесь эфиров жирных кислот (ЖК) с высокомолекулярными спиртами, свободных длинноцепочечных ЖК, гидроксикислот, свободных высокомолекулярных спиртов, алифатических углеводородов и кетонов. Суберин – полимер, заменяющий кутин в эпидермальных клетках подземных частей растений (корни, клубни); б) неорганические соединения – это включения минералов(главным образомкарбоната кальция и силиката кальция) в КС. Эти вещества в форме кристаллов могут появляться в цитоплазме или вакуоли клетки. Много их у крестоцветных и тыквенных растений, а также в КС некоторых зеленых водорослей.

Заключение. В живых организмах по количественному содержанию различают три группы элементов: макробиогенные, микробиогенные, ультрамикробиогенные. Преобладающий компонент клетки – вод а. Физиологические процессы происходят исключительно в водной среде. Молекулы воды участвуют во многих ферментативных реакциях клетки. Химические элементы и соединения, расположенные по сложности строения, образуют пирамиду, вершиной которой является клетка. По организации клетки разделяют на прокариотические и эукариотические. Для клеток прокариот, характерны малые размеры, отсутствие ядра и большинства органелл, особое строение рибосом; у многих прокариот присутствуют плазмиды, жгутики; основной источник энергии – глюкоза. Клетки эукариот (куда входят и клетки растений) имеют ядро, разнообразные органеллы (в том числе хлоропласты, где осуществляется фотосинтез), аппарат Гольджи, ЭР, цитоскелет, цитозоль, плазмалемму и клеточную стенку.