• Интегральные белки проходят через оба липидных слоя и формируют каналы.

• Полуинтегральные белки «погружены» только во внутренний, а поверхностные белки – только в наружный липидный слой.

• Комплексы белков и углеводов называют гликопротеинами.

Гликопротеины, покрывающие клетку снаружи, образуют гликокаликс – «сладкую толстую кожу клетки» (от греч. γλυκός – сладкий и лат. сallum – толстая кожа).

Рисунок 3. Мембрана клетки

Второй важный компонент клетки – это ядро (рисунок 4), которое и отличает нас от бактерий-прокариотов. Для изучения строения органов и тканей делают тонкие срезы, окрашивают их и рассматривают под микроскопом. Чаще всего срезы окрашивают основным красителем гематоксилином и кислым эозином. Основной краситель – синего цвета, а кислый – розового. Основной краситель связывается с кислотами, а кислый со щелочными структурами клеток. В ядре хранится вся генетическая информация в виде дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК. ДНК – это кислота, поэтому с ней связывается и окрашивает ее основной краситель, то есть у содержимого ядра «любовь» к основным красителям – базофилия. Ядро приобретает синий цвет красителя.

В ДНК записана вся наша наследственная информация о цвете волос, глаз, росте и обо всем остальном. Это очень похоже на книгу. В любой книге, если это не комикс, есть информация, записанная с помощью слов и предложений. У книги есть переплет, удерживающий страницы, а в ядре роль переплета для ДНК играют специальные белки. При переезде книги одного автора, как правило, упаковывают в отдельные коробки. ДНК во время деления клетки упаковывается не в коробки, а в хромосомы. Когда вы перевезли книги в другое место, вы вынимаете книги из коробок и раскладываете по полкам. После деления клетки хромосомы (коробки) больше не нужны, и ДНК, как книги на полках, равномерно распределяется в ядре в виде хроматина. Если «книги» просто стоят плотно на полках и их не читают, то это гетерохроматин – плотно упакованная ДНК. Когда вы читаете и конспектируете книгу, вы переписываете это на листы бумаги. С ДНК информация переписывается не на бумагу, а на рибонуклеиновую кислоту (РНК). Участки хроматина, с которых информация переписывается на РНК, можно сравнить с открытой книгой, такой хроматин рыхлый и слабо окрашенный, и его называют эухроматин. Часть информации из заводоуправления – ядра – в виде РНК поступит в цитоплазму, то есть в цеха завода. Другая часть останется в ядре. Область, где в ядре хранится РНК, называют ядрышком.

Рисунок 4. Ядро клетки

Чтобы информация в виде РНК попала в цитоплазму, она должна пройти через мембрану ядра. Поэтому в мембране ядра есть отверстия – поры. Любая мембрана в клетке устроена так же, как наружная мембрана, то есть состоит из двойного слоя липидов. Отличие ядра в том, что у него не одна, а две мембраны. На наружной мембране много рибосом, и она переходит в шероховатый эндоплазматический ретикулум. Рибосомы и ретикулум – это уже части третьего компонента клетки – цитоплазмы (рисунок 5).

Цитоплазма – это та часть клетки, где происходят основные процессы производства, упаковки и переработки клеточных продуктов. В жидкой среде цитоплазмы располагаются специальные маленькие органы – органоиды. Так же, как на заводе, где у каждого цеха своя функция, так и у всех органоидов функции разные. Органоиды на основании их строения можно поделить на две группы. Органоиды, у которых есть мембрана, – мембранные органоиды, а органоиды без мембраны – немембранные органоиды.

Рисунок 5. Мембрана и мембранные органоиды

Я уже упоминал один из мембранных органоидов – эндоплазматический ретикулум.

• Эндоплазматический ретикулум – это система мембранных трубочек, по которым транспортируются синтезируемые в ретикулуме вещества.

• Эндоплазматический ретикулум с рибосомами на поверхности – шероховатый эндоплазматический ретикулум. В нем синтезируются и транспортируются белки.

• Эндоплазматический ретикулум без рибосом – это гладкий эндоплазматический ретикулум. Он отвечает за синтез стероидов (жиров) и углеводов.

Все, что синтезируется в эндоплазматических ретикулумах, поступает в комплекс Гольджи – систему мембранных цистерн. Комплекс Гольджи – это место модификации, сортировки и упаковки веществ, наработанных клеткой или поступающих в нее.

С цистернами комплекса Гольджи связаны импортные, экспортные и предназначенные для внутреннего использования контейнеры, окруженные мембраной. Это тоже мембранные органоиды.

• Лизосомы содержат ферменты, это «внутренняя пищеварительная система клетки».

• Транспортные везикулы – это «мешки»:

а) отделившиеся от комплекса Гольджи и предназначенные на экспорт (экзоцитоз);

б) захваченные мембраной клетки и импортированные внутрь нее (эндоцитоз).

• Эндосомы – лизосома + экспортная транспортная везикула.

• Пероксисомы – специализированная лизосома, расщепляющая перекись водорода и жирные кислоты.

Еще один вид очень важных мембранных органоидов – это митохондрии.

Митохондрии – «энергетические станции» клетки, они вырабатывают аденозинтрифосфорную кислоту – АТФ.

• Митохондрии – это бывшие бактерии, усваивающие кислород (аэробные), которые поселились и прижились в клетках наших далеких предков.

• В них есть своя митохондриальная ДНК (все наши митохондрии и их ДНК мы получили от мамы).

• В них, как и в бактериях, есть свои рибосомы для синтеза белка.

• Они могут делиться.

• Митохондрии имеют две мембраны – наружную и внутреннюю.

• Внутренняя мембрана образует складки – кристы.

• На внутренней поверхности крист образуется АТФ – источник энергии для всех энергозависимых процессов внутри и вне клеток.

Помимо мембранных органоидов в клетке есть органоиды, у которых нет мембраны (рисунки 6 и 7). К ним относятся рибосомы, центриоли и цитоскелет.

Рисунок 6. Рибосомы и синтез белка

Рибосомы – это станок, где по чертежу матричной РНК синтезируются белки (рисунок 6).

• Рибосома состоит из белка и рибосомальной РНК. Запасы рибосомальной РНК хранятся в ядрышке ядра.

• У рибосомы две половинки – большая и малая субъединицы.

• Между субъединицами двигается чертеж будущего белка – матричная РНК – и идет процесс трансляции информации.

• Еще одна РНК – транспортная РНК – подтаскивает к рибосоме соответствующие чертежу аминокислоты, из которых синтезируется белок.

Рисунок 7. Цитоскелет и центриоли

Центриоли – два цилиндра, образующие клеточный центр. Каждая центриоль состоит из 9 триплетов микротрубочек, а микротрубочки построены из белка тубулина. Центриоли – это «автомобили» для перевозки начальников (хромосом), сидящих в заводоуправлении – ядре. Когда вдруг количество управленцев удвоилось, а такое случается перед делением клетки, центриоли с помощью нитей под названием «веретена деления» перевозят хромосомы в разные стороны внутри клетки для формирования новых заводоуправлений или ядер. Кроме того, центриоли участвуют в образовании микроресничек и хвостика сперматозоида. А вот достаются они нам только от папы.