Головна
Реферати » Реферати по біології » Клітинна інженерія

Клітинна інженерія

Клітинна інженерія

Реферат

Введення

Цитологія - наука про клітині. Наука про клітці називається цитологією (грец. «Цітос" - клітина, «логос" - наука). Предмет цитології - клітини багатоклітинних тварин і рослин, а також одноклітинних організмів, до числа яких відносяться бактерії, найпростіші і одноклітинні водорості. Цитологія вивчає будову і хімічний склад клітин, функції внутрішньоклітинних структур, функції клітин в організмі тварин і рослин, розмноження та розвиток клітин, пристосування клітин до умов навколишнього середовища. Сучасна цитологія - наука комплексна. Вона має найтісніші зв'язки з іншими біологічними науками, наприклад з ботанікою, зоологією, фізіологією, вченням про еволюцію органічного світу, а також з молекулярною біологією, хімією, фізикою, математикою. Цитологія - одна з відносно молодих біологічних наук, її вік близько 100 років. Вік же термін "клітина" налічує понад 300 років. Вперше назва «клітка» в середині XVII в. застосував Р. Гук. Розглядаючи тонкий зріз пробки з допомогою мікроскопа, Гук побачив, що пробка складається з осередків - клітин.

Клітинна теорія. В середині XIX століття на основі вже численних знання клітині Т. Шванн сформулював клітинну теорію (1838). Він узагальнив які були знання про клітині і показав, що клітина представляє основну одиницю будови всіх живих організмів, що клітини тварин і рослин подібні за своєю будовою. Ці положення стали найважливішими доказами єдності походження всіх живих організмів, єдність всього органічного світу. Т. Шван вніс в науку правильне розуміння клітини як самостійної одиниці життя, найменшої одиниці живого: поза клітини немає життя.

Вивчення хімічної організації клітини привело до висновку, що саме хімічні процеси лежать в основі її життя, що клітини всіх організмів подібні за хімічним складом, у них однотипно протікають основні процеси обміну речовин. Дані про подібність хімічного складу клітин ще раз підтвердили єдність всього органічного світу.

Сучасна клітинна - теорія включає такі положення:

клітина - основна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого;

Клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні (гомологічних) за своєю будовою, хімічним складом, основним проявам життєдіяльності і обміну речовин;

Розмноження клітин відбувається шляхом їх розподілу, і кожна нова клітина утворюється внаслідок розподілу вихідної (материнської) клітини;

В складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані по виконуваної ними функції і утворюють тканини; з тканин складаються органи, які тісно пов'язані між собою і підпорядковані нервовим і гуморальним системам регуляції.

Дослідження клітини мають велике значення для розгадки захворювань. Саме в клітинах починають розвиватися патологічні зміни, які призводять до виникнення захворювань. Щоб зрозуміти роль клітин у розвитку захворювань, наведемо кілька прикладів. Одне з серйозних захворювань людини - цукровий діабет. Причина цього захворювання - недостатня діяльність групи клітин підшлункової залози, що виробляють гормон інсулін, який бере участь в регуляції цукрового обміну організму. Злоякісні зміни, що призводять до розвитку ракових пухлин, виникають також на рівні клітин. Збудники кокцидіозу - небезпечного захворювання кроликів, курей, гусей і качок - паразитичні найпростіші - кокцидии проникають в клітини кишкового епітелію і печінки, ростуть і розмножуються в них, повністю порушують обмін речовин, а потім руйнують ці клітини. У хворих кокцидіоз тварин сильно порушується діяльність травної системи, і при відсутності лікування тварини гинуть. Ось чому вивчення будови, хімічного складу, обміну речовин і всіх проявів життєдіяльності клітин необхідно не тільки в біології, але й у медицині та ветеринарії.

Вивчення клітин різноманітних одноклітинних і багатоклітинних організмів за допомогою світлооптичному та електронного мікроскопів показало, що за своєю будовою вони поділяються на дві групи. Одну групу складають бактерії і синьо-зелені водорості. Ці організми мають найбільш просту будову клітин. Їх називають доеденнимі (прокаріоти), так як у них немає оформленого ядра (грец. «Картон»-ядро) і немає багатьох структур, які називають органоидами. Іншу групу складають всі інші організми: від одноклітинних зелених водоростей і найпростіших до вищих квіткових рослин, ссавців, у тому числі і людини. Вони мають складно влаштовані клітини, які називають ядерними (еукаріотичних). Ці клітини мають ядро ??і органели, які виконують специфічні функції.

Особливу, неклеточную форму життя становлять віруси, вивченням яких займається вірусологія.

Будова і функції оболонки клітки

Клітка будь-якого організму, являє собою цілісну живу систему. Вона складається з трьох нерозривно пов'язаних між собою частин: оболонки, цитоплазми і ядра. Оболонка клітка здійснює безпосередню взаємодію з зовнішнім середовищем і взаємодія із сусідніми клітками (у багатоклітинних організмах).

Оболонка клітин. Оболонка кліток має складну будову. Вона складається із зовнішнього шару і розташованої під ним плазматичної мембрани. Клітини тварин і рослин розрізняються по будівлі їхнього зовнішнього шару. У рослин, а також у бактерій, синьо-зелених водоростей і грибів на поверхні клітин розташована щільна оболонка, або клітинна стінка. У більшості рослин вона складається з клітковини. Клітинна стінка грає винятково важливу роль: вона являє собою зовнішній каркас, захисну оболонку, забезпечує тургор рослинних клітин: через клітинну стінку проходить вода, солі, молекули багатьох органічних речовин.

Зовнішній шар поверхні кліток тварин на відміну від клітинних стінок рослин дуже тонкий, еластичний. Він не видно у світловий мікроскоп і складається з різноманітних полісахаридів і білків. Поверхневий шар тварин клітин отримав назву глікокаліксу.

Гликокаликс виконує насамперед функцію безпосереднього зв'язку кліток тварин із зовнішнім середовищем, з усіма навколишніми її речовинами. Маючи незначну товщину (менше 1 мкм), зовнішній шар клітки тварин не виконує опорної ролі, яка властива клітинним стінкам рослин. Освіта глікокаліксу, так само як і клітинних стінок рослин, відбувається завдяки життєдіяльності самих клітин.

Плазматична мембрана. Під гликокаликсом і клітинної стінкою рослин розташована плазматична мембрана (лат. "Мембрана»-кожіца, плівка), що граничить безпосередньо з цитоплазмою. Товщина плазматичної мембрани близько 10 нм, вивчення її будівлі і функцій можливо тільки за допомогою електронного мікроскопа.

До складу плазматичної мембрани входять білки і ліпіди. Вони упорядковане розташовані і з'єднані один з одним хімічними взаємодіями. За сучасними уявленнями молекули ліпідів в плазматичної мембрані розташовані в два ряди й утворять суцільний шар. Молекули білків не утворять суцільного шару, вони розташовуються в шарі ліпідів, занурюючись в нього на різну глибину.

Молекули білка і ліпідів рухливі, що забезпечує динамічність плазматичної мембрани.

Плазматична мембрана виконує багато важливих функцій, від яких углядять життєдіяльність клітин. Одна з таких функцій полягає в тому, що вона утворює бар'єр, що відмежовує внутрішній вміст клітини від зовнішнього середовища. Але між клітками і зовнішнім середовищем постійно відбувається обмін речовин. З довкілля у клітину надходить вода, різноманітні солі у формі окремих іонів, неорганічні й органічні молекули. Вони проникають у клітку через дуже тонкі канали плазматичної мембрани. У зовнішнє середовище виводяться продукти, утворені в клітці. Транспорт речовин одна з головних функцій плазматичної мембрани. Черезплазматичну мембрану з кліті виводяться продукти обміну, а також речовини, синтезовані в клітці. До числа їх відносяться різноманітні білки, вуглеводи, гормони, які виробляються в клітинах різних залоз і виводяться в позаклітинне середовище у формі дрібних крапель.

Клітки, що утворять у багатоклітинних тварин різноманітні тканини (епітеліальну, м'язову та ін.), З'єднуються один з одним плазматичною мембраною. У місцях з'єднання двох кліток мембрана кожної з них може утворювати чи складки вирости, що додають з'єднанням особливу міцність.

З'єднання клітин рослин забезпечується шляхом утворення тонких каналів, що заповнені цитоплазмою й обмежені плазматичною мембраною. По таких каналах, що проходить через клітинні оболонки, з однієї клітини в іншу надходять живильні речовини, іони, вуглеводи та інші сполуки.

На поверхні багатьох кліток тварин, наприклад, різних епітелієм, знаходяться дуже дрібні тонкі вирости цитоплазми, покриті плазматичною мембраною, - мікроворсинки. Найбільша кількість мікроворсинок знаходиться на поверхні клітин кишечника, де відбувається інтенсивне перетравлювання і всмоктування перевареної їжі.

Фагоцитоз. Великі молекули органічних речовин, наприклад білків і полісахаридів, частки їжі, бактерії надходять у клітку шляхом фагоцити (грец. "Фаге" - пожирати). В фагоціте безпосередню участь бере плазматична мембрана. У тому місці, де поверхня клітки стикається з часткою якої-небудь щільної речовини, мембрана прогинається, утворить поглиблення й оточує частку, що у "мембранної упаковці" занурюється всередину клітини. Утворюється травна вакуоль і в ній перетравлюються що надійшли в клітку органічні речовини.

Цитоплазма. Відмежована від зовнішнього середовища плазматичною мембраною, цитоплазма являє собою внутрішню напіврідку середу клітин. У цитоплазму еукаріотів, розташовуються ядро ??і різні органели. Ядро розташовується в центральній частині цитоплазми. У ній зосереджені і різноманітні включення - продукти клітинної діяльності, вакуолі, а також дрібні трубочки і нитки, що утворять кістяк клітки. У складі основної речовини цитоплазми переважають білки. У цитоплазмі протікають основні процеси обміну речовин, вона об'єднує в одне ціле ядро ??і всі органели, забезпечує їх взаємодію, діяльність клітки як єдиної цілісної живої системи.

Ендоплазматична мережа. Вся внутрішня зона цитоплазми заповнена численними дрібними каналами і порожнинами, стінки яких являють собою мембрани, подібні по своїй структурі з плазматичною мембраною. Ці канали гілкуються, з'єднуються один з одним і утворюють мережу, що отримала назву ендоплазматичної мережі.

Ендоплазматична мережа неоднорідна за своєю будовою. Відомі два її типи - гранулярна і гладка. На мембранах каналів і порожнин гранулярной

Сторінки: 1 2 3 4