Цитоплазмата и нейните органели - Биология
3. Цитоплазма и нейните органели
Цитоплазма. Цитоплазмата, отделена от външната среда от външната мембрана, изпълва цялата клетка и в нея се намират различни органели и ядрото. Това е вътрешната полутечна среда на клетката, която съдържа голямо количество вода, а протеините преобладават в нея от органични вещества. При електронномикроскопски фотографии по-голямата част от цитоплазмата има финозърнеста структура. В много клетки, например в епителните клетки, в него се виждат най-тънките нишки, разположени във всички части на клетката и играещи ролята на поддържащи (скелетни) структури. Цитоплазмата свързва всички клетъчни органели и ядрото в едно цяло и осигурява тяхното взаимодействие помежду си.
Митохондрии. Митохондрии ("mitos" - конец, "chondrion" - зърно, гранули, гръцки) - това са малки тела с размери около 0,2 до 7 микрона, различни по форма: кръгли, овални, пръчковидни, нишковидни. Митохондриите са разположени в цитоплазмата на клетките и броят им в различните клетки може да варира от 2-3 до 1000 и повече. Изчислено е например, че една чернодробна клетка на бозайници съдържа около 2500 митохондрии.
Митохондриите се виждат ясно под светлинен микроскоп, с който можете да видите тяхната форма, местоположение в клетката и да преброите броя им. Електронно-микроскопското изследване разкрива, че всяка митохондрия има доста сложна структура. Диаграмата на структурата на митохондрията, както и на електронно-микроскопската снимка, показва, че външната обвивка на този органоид е представена от две мембрани: външна и вътрешна. Външната мембрана е гладка; не образува гънки или израстъци. Вътрешната мембрана, напротив, образува множество гънки, които са насочени във вътрешната кухина на митохондриите. Гънките на вътрешната мембрана се наричат кристи ("криста" - гребен, израстък, лат.). В повечето клетки във вътрешната кухина митохондриите на кристата са разположени в напречна посока. Някои криста могат да се разклонят. В една митохондрия обикновено има много кристи и те плътно прилепват една към друга, а незначителното пространство, което остава между тях, се запълва с полутечно вещество с финозърнеста структура.
Външната и вътрешната мембрана на митохондриите имат същата трислойна структура като външната мембрана на клетката. Те са съставени от протеини и мазнини. Голям брой различни ензими са разположени върху външната и вътрешната мембрана на митохондриите и особено върху кристалите. Сред митохондриалните ензими са преди всичко тези, с помощта на които се извършва клетъчно дишане, както и синтеза на специално вещество, наречено аденозин трифосфорна киселина или накратко АТФ. Това вещество има големи запаси от енергия, която се отделя по време на разграждането на АТФ, което постоянно се появява в митохондриите под въздействието на ензими. Енергията се използва от клетките при синтеза на различни вещества, при производството на топлина, необходима за поддържане на телесната температура, по време на движение и други прояви на жизнена дейност.
АТФ се синтезира в митохондриите на всички клетки, всички организми и е универсален източник на енергия. Следователно митохондриите образно се наричат енергийни или енергийни станции на клетката; те са задължителен органоид на всяка растителна и животинска клетка.
Пластиди. Пластидите са органели от растителни клетки и наличието на пластиди отличава растителните клетки от животинските клетки. Пластидите се намират в цитоплазмата. Има три основни типа пластиди: 1) зелени - хлоропласти; 2) оцветени в червено, оранжево и други цветове - хромопласти и 3) безцветни - левкопласти.
Хлоропластите се намират в листни клетки и други зелени части на растенията. Зеленият цвят, характерен за хлоропластите, зависи от специалния зелен пигмент хлорофил, който те съдържат. Благодарение на хлорофила, зелените растения са в състояние да използват слънчевата енергия и поради слънчевата енергия синтезират органични вещества от неорганични. Процесът на създаване на органични вещества от неорганични се нарича фотосинтеза. Среща се само в хлоропласти.
Хромопластите оцветяват венците на цветя, плодове, зеленчуци и листа в различни цветове: от жълто и оранжево до различни нюанси на червено.
Левкопластите се намират в клетките на безцветни части на растенията: в стъбла, корени, грудки. Всички тези видове пластиди са тясно свързани помежду си поради възможността за взаимен преход. Така че, когато плодовете узреят или когато цветът на листата се промени през есента, хлоропластите се превръщат в хромопласти и левкопластите могат свободно да се превръщат в хлоропласти, например, когато картофените клубени са озеленени.
И трите вида пластиди се виждат ясно под светлинен микроскоп, тъй като те обикновено са с размер няколко микрометра. Например, хлоропластите могат да бъдат 4-6 микрона и повече.
Фината структура на пластидите е изследвана с помощта на електронен микроскоп. Ще разгледаме подробно структурата на хлоропластите. В повечето растения хлоропластите са под формата на дискове, отделени от цитоплазмата с две мембрани. Всяка от хлоропластните мембрани, т.е. външна и вътрешна, има същата структура като външната мембрана на клетката и двете мембрани включват три слоя.
Микрофотографията показва, че вътре в хлоропласта има голям брой правоъгълни гранули. Всяко зърно е клъстер или група от най-фините плочи, подредени заедно като колона от монети. В напречно сечение те изглеждат кръгли; диаметърът на едно зърно е около 1 микрон. Едно зърно съдържа около 10 плочи, а един хлоропласт съдържа няколко десетки зърна, които също са свързани помежду си с тънки плочи. Зеленият пигмент хлорофил се съдържа само в зърната; в други части на хлоропласта го няма и в зърната се получава фотосинтеза.
Лизозоми. Лизозомите са малки, заоблени тела, разположени във всички части на клетката. Диаметърът на една лизозома е около 1 μm. Лизозомите са отделени от цитоплазмата с плътна мембрана. Вътре в тях са концентрирани ензими, които са способни да разграждат всички хранителни вещества, постъпващи в клетката. Разцепването на хранителни вещества с помощта на ензими се нарича лизис, откъдето идва и името на самия органоид - лизозома. В една клетка може да има много лизозоми, например няколко десетки, а съвкупността от лизозоми може да се нарече образно храносмилателната система на клетката. Лизозомите се намират в много животински клетки, а напоследък се срещат и в растителни клетки.