 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
181
Во всех жизнеспособных клетках, за исключением бактерий, содержится ядро, а в нем –
хромосомы
– длинные нитевидные тельца, состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты и
присоединенного к ней белка.
Клетки растут и размножаются путем деления на две дочерние. При делении дочерней клетки
передается полный набор хромосом, несущих генетическую информацию. Поэтому перед
делением число хромосом в клетке удваивается и при делении каждая дочерняя клетка получает
по одному их набору. Такой процесс деления клеток, обеспечивающий тождественное
распределение генетического материала между дочерними клетками, называется митозом.
Не все клетки многоклеточного животного или растения одинаковы. Видоизменение клеток
происходит постепенно в процессе развития организма. Каждый организм развивается из одной
клетки – яйца, которое начинает делиться, и в конечном итоге образуется множество
отличающихся друг от друга клеток – мышечные, кровяные и др. Различия клеток определяются
прежде всего набором белков, синтезируемых данной клеткой. Так, клетки желудка синтезируют
пищеварительный фермент пепсин; в других клетках, например клетках мозга, он не образуется.
Во всех клетках растений или животных имеется полная генетическая информация для
построения всех белков данного вида организмов, но в клетке каждого типа синтезируются лишь
те белки, которые ей нужны.
В зависимости от типа клеток все организмы делятся на две группы – прокариот и эукариот. К
прокариотам относятся бактерии, а к эукариотам – все остальные организмы: простейшие, грибы,
растения и животные. Эукариоты могут быть одноклеточными и многоклеточными. Тело
человека, например, состоит из 10
15
клеток.
Прокариоты все одноклеточные. В них нет четко очерченного ядра: молекулы ДНК не
окружены ядерной мембраной и не организованы в хромосомы. Их деление происходит без
митоза. Размеры их относительно небольшие. В то же время наследование признаков в них
основано на передаче ДНК дочерним клеткам. Предполагается, что первыми организмами,
появившимися около 3,5 млрд лет назад, были прокариоты.
Клетки эукариот, в отличие от клеток прокариот, содержат митохондрии – специализированные
органеллы, в которых идут процессы окисления. В клетках растений, помимо митохондрий,
содержатся хлоропласты, способные производить фотосинтез, в результате которого из
углекислого газа и воды образуется сахар. Хлоропласты и митохондрии очень похожи на
некоторых бактерий, способных к фотосинтезу. В 1910 г. российский биолог К.С. Мережковский
(1855–1921) высказал предположение, что хлоропласты и митохондрии происходят от
свободноживущих бактерий. Такие бактерии проникли в прокариотную клетку. Вначале они были
внутриклеточными паразитами. Затем, эволюционируя, стали приносить пользу клетке-хозяину и
потом постепенно превратились в хлоропласты и митохондрии. Таким образом примерно 1400
млн лет назад возникли клетки эукариот.
Если одноклеточный организм, например бактерия, не гибнет от внешнего воздействия, то он
остается бессмертным, т. е. не умирает, а делится на две новые клетки. Многоклеточные
организмы живут лишь определенное время. Они содержат два типа клеток: соматические –
клетки тела и половые клетки. Половые клетки, так же как и бактерии, бессмертны. После
оплодотворения образуются соматические клетки, которые смертны, и новые половые.
Растения содержат особую ткань –
меристему, клетки которых могут образовывать другие
типы клеток растений. В этом отношении клетки меристемы похожи на половые и в принципе
тоже бессмертны. Они обновляют ткани растений, поэтому некоторые виды растений могут жить
тысячи лет. У примитивных животных (губки, актинии) есть подобная ткань, и они могут жить
неограниченно долго.
Соматические клетки высших животных делятся на два вида. Одни из них включают клетки,
живущие недолго, но постоянно возобновляющиеся за счет своего рода ткани меристемы. К ним
относятся, например, клетки эпидермиса. Другой вид составляют клетки, которые во взрослом
организме не делятся, и поэтому не возобновляются. Это прежде всего нервные и мышечные
клетки. Они подвержены старению и гибели.
Принято считать, что главная причина старения организма – утеря генетической информации.
Молекулы ДНК постепенно повреждаются мутациями, что приводит к гибели клеток и всего
организма. Поврежденные участки молекулы ДНК способны восстанавливаться благодаря
репаративным ферментам. Хотя их возможности ограничены, но они играют важную роль в
продлении жизни организма.