В настоящее время количество всевозможных живых организмов очень велико. И клетки каждого живого организма имеют свой определенный внешний вид, отличаются по своим функциям в зависимости от потребностей того или иного организма. Кроме того, клетки одного организма также различаются по своим функциям в зависимости от их нахождения (определенный орган или ткань в организме).
Каждая клетка выполняет все основные функции клеток, к которым можно отнести: обмен веществ, раздражимость и деление клетки.
Обмен веществ
Это основная функция клеток. В клетку из межклеточного вещества поступают необходимые для роста и деления кислород и питательные вещества. Из клетки выводятся продукты распада. Отличие клеток живых организмов от клеток растений заключается лишь в составе поглощаемых питательных веществ и выводимых продуктов распада. Так, у растений клетки поглощают воду и углекислый газ, а выводят кислород. В клетках же живых организмов поглощаются кислород, глюкоза, вода, витамины, и пр, а выводятся углекислый газ, мочевина, вода и т.д. У клеток иного происхождения обмен веществ будет свой, в зависимости от вида организма и необходимых ему питательных веществ. Главное – это непрерывный обмен веществами клетки с окружающей ее внешней средой. Пока клетка живет, происходит и обмен веществ. Каковы же функции обмена веществ? Это обеспечение клетки необходимым ей строительным материалом, а также обеспечение живой клетки энергией, необходимой для ее жизнедеятельности.
Раздражимость
Клетка – это живой организм, и, соответственно, она реагирует на любые химические и физические изменения окружающей ее среды. Именно это свойство клетки реагировать на внешние раздражители называется раздражимостью клетки. При раздражимости в клетке меняется скорость распада веществ, температура, скорость биосинтеза и потребления кислорода. Недавно ученые обнаружили свойство клеток самоизлечиваться от различных повреждений генетического аппарата клетки и даже от повреждений ее внутренних органелл.
Деление клетки
Путем деления клетки размножаются. Самый распространенный способ деления соматической клетки – митоз. Сначала происходит подготовка клетки к делению, во время которой в клетке удваивается число хромосом. Вдоль каждой имеющейся в клетке хромосомы синтезируется вторая, такая же хромосома. В итоге получается одна хромосома, состоящая из двух половинок – хроматид. Помимо удвоения хромосом, в клетке происходит удвоение остальной структуры. Продолжительность этой фазы обычно составляет 10-20 часов, после чего начинается митоз – непосредственное деление клетки. Митоз состоит из четырех этапов:
- профаза;
- метафаза;
- анафаза;
- телофаза.
Профаза
На этом этапе происходит деление центриолей, играющих определенную роль в разделении дочерних хромосом. Разделившиеся центриоли расходятся к разным полюсам. От центриолей протягиваются специальные нити, которые образуют веретено деления, регулирующее расхождение самих хромосом к полюсам. К концу профазы распадается ядерная оболочка, ядрышко исчезает, а хромосомы укорачиваются и спирализуются.
Метафаза
Это этап деления двойной хромосомы, состоящей из двух хроматид, на две дочерние хромосомы. Здесь роль разделителя играет центромера – перетяжка между двумя хроматидами. К центромере прикрепляются нити самого веретена деления. Результат метофазы – две самостоятельные хромосомы.
Анафаза
На этом этапе получившиеся ранее хромосомы расходятся по разным полюсам.
Телофаза
Хромосомы раскручиваются и возвращаются в свой привычный вид длинных нитей. Вокруг хромосом появляется ядерная оболочка, а в ядре начинает формироваться ядрышко.
При делении цитоплазмы ее органоиды поровну распределяются между образующимися дочерними клетками. Процесс митоза занимает около 1-2 часов.
Каково же биологическое значение митоза? Митоз обеспечивает эмбриональное развитие, поддержку структуры тканей, восполняя утраченные в процессе жизнедеятельности клетки, рост, восстановление поврежденных тканей.
Перечисленные три функции клеток – основные, присущие всем клеткам живого организма. Однако помимо этих функций у клеток есть еще и специальные функции. Поскольку организм, будь то живое существо или растение, должен иметь возможность приспосабливаться к окружающей среде и выполнять разнообразные функции, то и клеткам необходимо обеспечивать организму эти способности и необходимые для этого импульсы, вещества и пр. Поэтому в организме происходит некоторое «разделение» клеток по их функциям. Например, в мышечных клетках наблюдается активность ген, отвечающих за кодировку структуры сократимых белков, а в эритроидных клетках – за кодировку биосинтеза гемоглобина и т.д. При этом, приобретая специальную функцию, клетка иногда теряет некоторые свойства. Например, нервные клетки теряют способность размножаться.
Значение функций клеток велико и играет большую роль в развитии организмов, в происходящих в них изменениях. Именно поэтому большое внимание уделяется как изучению самих клеток, так и их функций.
