Свойства живой клетки

Клетка — сложная система органелл, обладающая всеми свойст­вами живой материи: обменом веществ, ростом, размножением, раздражимостью, движением, способностью приспосабливаться к изменяющимся окружающим условиям. Однако надо учитывать, что каждая клетка многоклеточного организма находится в тесном взаимодействии с другими клетками и что организм - это единое целое, а не сумма клеток.

В любой клетке постоянно идет синтез сложных молекул для построения органелл. Ежесекундно в клетке из мельчайших молекул, находящихся к тому же в тепловом, броунов­ском движении, создаются сложные молекулы, собираются мем­браны, образуются органеллы, т. е. идет работа — про­цесс, для которого необходимо тратить энергию.

Структурные элементы клетки, да и клетка в целом, весьма ра­нимы, они непрерывно разрушаются как под влиянием факторов среды, так и спонтанно. Чтобы сохранялась тонкая структура клет­ки, постоянно необходимы восстановительные процессы.

Клетка и ее органеллы: ядро, митохондрии, пластиды — спо­собны размножаться. В процессе роста клетки происходит не только увеличение ее размеров, но и усложнение структуры.

Цитозоль и органеллы непрерывно двигаются в клетке. Движе­ние цитозоля может быть круговым (циклозис, или циклоз) — вдоль клеточной стенки по движению часовой стрелки или против него, если в центре находится одна большая вакуоль, и струйчатым, если в клетке несколько крупных вакуолей. Двигаясь, цитозоль ув­лекает за собой разные органеллы (рибосомы, хлоропласты). С то­ком цитоплазмы перемещаются внутри клетки и вещества. Ско­рость движения цитоплазмы может служить мерой активности клетки, ее функционального состояния. На скорость движения оказывают влияние температура, интенсивность и качество света, снабжение клетки кислородом, ультрафиолетовые лучи и другие факторы. Движение цитозоля происходит с помощью микрофиламентов. Вещества, разрушающие их структуру, ингибируют движение. Движение цитоплазмы является одним из способов взаимодействия ядра и органелл, передачи информации из одной части клетки в другую.

Каждой живой клетке присуща раздражимость. Раздражи­мость — способность клетки, организма воспринимать изменения в окружающей среде и отвечать на них.

Клетка — открытая система, т. е. получает энергию от другой системы.. Небольшая доля этой образующейся на Солнце термоядерной энергии достигает поверхности Земли и поглощается хлоро­филлом и другими пигментами, содержащимися в зеленых растени­ях. Сложные физические и химические процессы в хлоропластах клеток обеспечивают запас этой энергии в форме органических ве­ществ, образующихся из СО₂ и Н₂О в процессе фотосинтеза. Когда затем эти органические вещества окисляются в процессе дыхания клеток до СО₂и Н₂О, запасенная в них энергия превращается в энергию аденозинтрифосфата (АТФ) и используется для работы.

Как открытая система клетка подчиняется действию законов термодинамики. Первый из них — закон сохранения и превращения энергии: энергия не образуется и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую. Уже говорилось, что в зеленой клетке энергия света превращается в энергию химических связей АТФ.

Молекула АТФ состоит из азотистого основа­ния — аденина, пятиуглеродиного сахара — рибозы и трех остат­ков ортофосфорной кислоты. Связи между остатками фосфорной кислоты в молекуле АТФ легко разрываются с выделением энер­гии. АТФ превращается при этом в аденозиндифосфат (АДФ), а если гидролиз продолжается, то в аденозинмонофосфат (АМФ). При гидролизе обычной сложноэфирной связи освобождается 3 ккал, а при гидролизе АТФ во время отщепления двух концевых фосфатных групп — по 7,3 ккал. Поэтому эти связи стали называть макроэргическими (содержащими много энергии. Если происходит фосфорилирование АМФ или АДФ, то энергия запасается.

Энергия АТФ и других макроэргических соединений использу­ется для осуществления разных процессов: синтеза веществ, движе­ния цитоплазмы, создания разности электрических потенциалов на мембранах, транспорта веществ в клетку и из нее.

Итак, клетка представляет собой систему — сложный ком­плекс элементов (органелл), расположенных в определенном по­рядке, связанных друг с другом и выполняющих определенные функции в соответствии с программой этой системы.