Представьте себе, что вы отдыхаете на морском побережье. Возьмите в руку горсть песка. Сколько там песчинок? Сотни, тысячи? Пожалуй, их не сосчитать. А сколько песчинок было бы в сделанной из песка фигуре человека? Трудно даже представить.
Как и песочная фигура, тело человека состоит из крошечных кирпичиков — клеток. Они куда меньше песчинок: увидеть их можно только под микроскопом.
Клетки нашего тела не похожи друг на друга величиной, цветом и формой. У большинства из них под тонкой оболочкой содержится прозрачное вещество, похожее на желе, а в нем — еще меньшие внутренние структуры, так называемые органоиды. Величина, форма клетки, а также типы имеющихся в ней органоидов зависят от функций, выполняемых ею в организме для поддержания его четкой и бесперебойной работы.
Сами клетки ведут себя как живые существа, так как они выполняют такие же жизненные функции, как и многоклеточные организмы: питаются, чтобы обеспечивать свою жизнедеятельность, используют кислород для получения энергии, отвечают на определенные раздражители и обладают способностью к размножению.
Тонкая оболочка клетки называется клеточной или плазматической мембраной. Ее ширина – 0,1 микрона (т. е. одна десятитысячная миллиметра). Эластичность мембраны позволяет клетке менять форму. Мембрана пропускает в клетку только нужные ей вещества: кислород для дыхания, питательные вещества для внутренних процессов переработки и источники энергии – обычно в виде глюкозы, т. е. сахара. В то же время, через мембрану из клетки выводятся вредные химические вещества (например, углекислый газ) и прочие отходы жизнедеятельности. Внутри клеточной мембраны заключена прозрачная цитоплазма, заполняющая пространство между органоидами.
Через слабый микроскоп она выглядит как бесформенное желе, а в современный микроскоп хорошо видно, что цитоплазму во всех направлениях пересекают постоянно меняющие конфигурацию мельчайшие палочковидные и нитевидные структуры. Они служат клетке каркасом, придавая ей форму, удерживая органоиды в определенном месте и образуя каналы, по которым движется содержимое клетки. Микроскопические трубчатые и нитевые образования также важны для движения клетки: они скапливаются, резко сокращаются, быстро перестраиваются, и таким образом некоторые клетки (в частности, белые кровяные) перемещаются, подобно амебам.
Один из важнейших органоидов клетки называется митохондрией. Внешне митохондрия напоминает сосиску, а внутри образует складки. У большинства клеток имеется как минимум по нескольку митохондрий. Они — ее энергоблоки. Одну из важнейших групп молекул живых организмов составляют белки (протейпы). Некоторые белки образуют структурные составляющие клетки — например, упоминавшиеся выше островки на ее мембране. Другие белки образуют весьма важные клеточные вещества, называемые ферментами или энзимами. Ферменты предстают в сотнях различных видов, имеют особую форму и управляют скоростью протекания химических реакций, происходящих в клетке. Клетка в необходимом количестве вырабатывает нужные ферменты, а те управляют ее внутренними процессами. Таким образом, белки образуют клетку и в то же время являются ее орудиями труда.
Белки вырабатываются в круглых рибосомах, находящихся в цитоплазме. Иногда они группируются в полирибосомы, беспорядочно разбросанные в цитоплазме, но чаще поодиночке располагаются на складках эндоплазматической сетки. Эндоплазматическая сеть бывает двух видов: шероховатая гранулярная, к мембранам которой прикреплено множество рибосом, и гладкая агранулярная. На агранулярной сети рибосом нет и, как полагают, она причастна к выработке иных важных молекул — липидов (подобных тем, что вместе с белками образуют мозаичную структуру клеточной мембраны).Некоторые белки, как в свертки, завернуты в оболочки и называются вакуолями. Эти пузырьки могут накапливаться и сохраняться недалеко от центра клетки в органоиде, называющемся комплексом Гольджи по имени открывшего его в 1898 г. итальянского ученого.
Важность мембраны для жизни клетки доказывается работой еще двух органоидов — лизосом и пероксисом. Еще один клеточный органоид называется центриолью. Обычно две прилежащие друг к другу центриоли находятся в центре клетки и при ее делении расходятся к полюсам, определяя т. н. ось веретена деления. Центриоль выглядит как полый цилиндр малой высоты, стенка которого состоит из 9 групп продольных трубочек, по три трубочки в каждой группе.Центриоли способны к самовоспроизведению; их точные копии поднимаются к поверхности клетки и там служат основой для клеточных выступов — ресничек и жгутиков.В большинстве клеток основным и самым важным органоидом является ядро. Оно окружено двойной оболочкой, снабжен ной округлыми и щелевыми отверстиями.
Оболочка ядра соединена с мембрана ми эндоплазматической сети и с внешней мембраной клетки. Внутри ядра находится одно или несколько темных ядрышек, где формируются части рибосом.
Ядро можно смело назвать центром управления клеткой. Именно ядро «подсказывает» органоидам и другим составляю щим клетки, что им следует делать и в какой момент. Ядро также рассылает «указания», какие белки, липиды и прочие жизненно важные молекулы должны быть выработаны. Оно же определяет форму, величину, деятельность и срок существования клетки. Ядро обладает такими широкими полномочиями (и такими большими возможностями) потому, что содержит хромосомы, а в них гены — «код жизни», инструкции для важнейшего процесса на Земле — продолжения рода.
