Клітина

КЛІТИ́НА — елементарна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів, яка має власний метаболізм, здатна до самостійного існування, самовідтворення і розвитку. К. можуть існувати як самостійні елементарні біологічні системи (природні — найпростіші організми і бактерії, штучні — популяції культивованих in vitro К. багатоклітинних організмів), а також у складі багатоклітинних тварин, рослин та грибів. У вищих організмів К. об’єднані у тканини й органи, сукупність взаємодій між К., тканинами й органами забезпечується за участі як прямих фізичних контактів, так і системних регуляторних механізмів. Цілісність багатоклітинного організму як єдиної системи базується на взаємодії К. і забезпечується у тварин переважно нейрогуморальною регуляцією, у рослин — безпосереднім цитоплазматичним зв’язком К. (плазмодесмами) та фітогормонами. Плазмодесми рослин — тонкі цитоплазматичні канали, що проходять через клітинні стінки сусідніх К., сполучаючи їх між собою. Сукупність К., об’єднаних плазмодесмами, називають симпластом, між ними можливий регульований транспорт речовин. Будову, функції і розвиток К. вивчає цитологія (останнім часом частіше використовують назви клітинна біологія та біологія клітини).

Термін «клітина» запровадив 1665 англ. учений Р. Гук (термін англійською — «cell»). Систематичне вивчення К. започатковано у 19 ст. із формулюванням клітинної теорії, авторами якої є нім. науковці М.-Я. Шлайден і Т. Шванн. Нім. учений Р. Вірхов 1858 встановив, що основним структурним елементом К. є її вміст — протоплазма (а не оболонка, як вважали раніше), підкреслив провідне значення ядра (ядро 1831 описав англ. ботанік Р. Браун, 1833 виявив, що воно є обов’язковим органоїдом рослин. К.), обґрунтував уявлення про виникнення нових К. шляхом поділу попередників.

Будова всіх К. є подібною. Їх поділяють на:

еукаріотні, які мають оформлене ядро (організми, що складаються з таких К., називають еукаріотами, це представники царств тварин, рослин, грибів);
прокаріотні, які не мають структурно оформленого ядра (бактерії, синьозелені водорості, археї).

Розміри еукаріотних К. становлять у середньому 10–50 мкм, прокаріотних — 0,5–5 мкм. Серед еукаріотів трапляються і гігантські К., напр., яйцеклітини акул або страусів (у яйці птахів увесь жовток — це одна К.), нейрони великих ссавців, довжина відростків яких може досягати десятків сантиметрів. Вміст К. відділяється від навколишнього середовища плазматичною мембраною або плазмолемою.

Усередині К. заповнена цитоплазмою, в якій містяться органоїди і клітинні включення, а також генетичний матеріал (дезоксирибонуклеїнова кислота). Кожен із органоїдів виконує певну функцію, а сукупно вони забезпечують життєдіяльність К. загалом. В еукаріотів ДНК має вигляд лінійних дволанцюгових молекул, прикріплених ізсередини до мембрани клітинного ядра, утворюючи комплекс з білками-гістонами, що зветься хроматином. Наявна система внутрішніх мембран, які утворюють, окрім ядра, низку інших органоїдів — ендоплазматичну сітку, апарат Ґольджі тощо, є мітохондрії, а у водоростей та рослин — також і пластиди. Важливим елементом К. є цитоскелет — білкові фібрилярні структури, розташовані в цитоплазмі: мікротрубочки, актинові й проміжні філаменти. Мікротрубочки беруть участь у транспорті органел, входять до складу джгутиків, із них будується мітотичне веретено поділу. Наявність цитоскелета дає змогу здійснювати ендо- й екзоцитоз. Уважають, що саме завдяки ендоцитозу в еукаріотних К. з’явилися внутрішньо-клітинні симбіонти, зокрема мітохондрії і пластиди (останні є симбіонтами-прокаріотами). Поділ еукаріотних К. здійснюється шляхом:

амітозу (прямий поділ ядра К., якому зазвичай не передує реплікація ДНК, описаний переважно для диференційованих К.),
мітозу (непрямий поділ К., найпоширеніший спосіб репродукції еукаріотних К., один із фундаментальних процесів онтогенезу),
мейозу (редукційний поділ К. — поділ ядра зі зменшенням кількості хромосом у два рази, один із фундаментальних процесів формування статевих К.).

К. багатоклітинних організмів переважно спеціалізовані на виконанні певних функцій і залежні одна від одної у процесах життєдіяльності. Виникнення морфологічних, фізіологічних, біохімічних та молекулярно-біологічних відмінностей між К. на основі зміни функцій генів під час розвитку організмів називають диференціюванням. Для вищих рослин і деяких тканин тварин процес диференціювання К. є зворотним. Дедиференціювання обов’язкове при загоюванні ран і відновленні втрачених органів чи навіть всього організму (т. зв. регенерація). Тотипотентність К. еукаріотів (здатність відновлювати цілісний організм чи його органи), їхня здатність рости і розвиватися поза організмом у штучних умовах (in vitro) на спеціальних живильних середовищах, можливість регулювання процесів росту й розвитку ізольованих К. і органів лежать в основі клітинних та генних біотехнологій рослин, тварин, застосовуються у медичній практиці (клітинна і генна терапія, зокрема з використанням ).

Літ.: Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. / Пер. с англ. Москва, 1995; Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. в 11-ти т. К., 2003–11; Кунах В. А. Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи. К., 2005.

В. А. Кунах

Розмір шрифту

Клітина

Рекомендована література

Інформація про статтю

Схожі статті