Клетка: Разлика между версии

'''Клетката''' е структурна и функционална единица на всички живи организми и понякога е наричана ''"най„най-малката единица на живот"живот“''.<ref name="Alberts2002">[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Search&db=books&doptcmdl=GenBookHL&term=Cell+Movements+and+the+Shaping+of+the+Vertebrate+Body+AND+mboc4%5Bbook%5D+AND+374635%5Buid%5D&rid=mboc4.section.3919 Cell Movements and the Shaping of the Vertebrate Body] в Глава 21 на ''[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Search&db=books&doptcmdl=GenBookHL&term=cell+biology+AND+mboc4%5Bbook%5D+AND+373693%5Buid%5D&rid=mboc4 Molecular Biology of the Cell]'' fourth edition, edited by Bruce Alberts (2002) published by Garland Science</ref> Тя може да се самообновява, саморегулира и самовъзпроизвежда. Някои организми, като [[бактерия|бактериите]], са [[едноклетъчно|едноклетъчни]] (съставени само от една клетка). Други организми, като [[човек]]а, са [[многоклетъчни]]. (Човекът има приблизително 100 трилиона (10¹⁴) клетки, като нормалната големина на една клетка е 10&nbsp; [[микрометър|µm]], а масата и&#768; е около 1&nbsp; [[грам|ng]]). Най-голямата клетка е тази на неоплоденото [[щраус]]ово [[Яйце (зоология)|яйце]].<ref>{{cite book | last = Campbell | first = Neil A. | authorlink = | coauthors = Brad Williamson; Robin J. Heyden | title = Biology: Exploring Life | publisher = Pearson Prentice Hall | date = 2006 | location = Boston, Massachusetts | pages = | url = http://www.phschool.com/el_marketing.html | doi = | id = | isbn = 0-13-250882-6 }}</ref>

Всяка форма на живот се основава на клетки. Човешкото тяло се състои от приблизително 100 000 милиарда клетки, разпределени в около 200 категории. Има клетки с различни форми и размери, всяка от които изпълнява своя специфична задача. Клетките растат, размножават се и накрая умират. Те са както микроскопични химически лаборатории, в които хранителните вещества и енергията се използват, за да образуват мускули, нерви, кожа, хрущяли и кости. Основната структура е една и съща - – външна мембрана, която регулира преминаването през желатинообразно вещество, наречено цитоплазма. Ядрото е центърът за управление на клетката. Съдържа дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), която определя наследствените характеристики. Ядрена мембрана обгръща и предпазва ДНК. Във вътрешността на ядрото се намира ядърцето, съдържащо рибозоми, които изграждат протеините.

През 1665 година [[Робърт Хук]] пръв използва понятието клетка, докато наблюдава [[корк]]ови клетки.<ref name="Hooke">"<cite>... с изключителна яснота можех да осъзная, че той е изцяло перфориран и порьозен, съвсем като восъчна пита, но порите му не са равномерни [..] тези пори, или клетки, [..] всъщност бяха първите микроскопични пори, които видях, а може би и първите, видяни някога, тъй като аз не съм срещал писател или човек, който да ги е споменавал досега. . .</cite>" – Хук описва наблуденията си на тънко парче корк. [http://www.ucmp.berkeley.edu/history/hooke.html Robert Hooke]</ref> За пръв път [[Клетъчна теория|клетъчната теория]] е формулирана през 1839 година от [[Матиас Шлайден]] и [[Теодор Шван]]. Тя твърди, че всички [[организъм|организми]] се състоят от една или повече клетки, всички клетки идват от предшестващи ги клетки, жизнените функции на организма протичат в клетките и всички клетки притежават [[генетика|наследствена информация]], нужна за регулация на клетъчните функции и за предаване на тази информация на следващите поколения клетки.<ref>{{cite book | last = Maton | first = Anthea | coauthors = Hopkins, Jean Johnson, Susan LaHart, David Quon Warner, Maryanna Wright, Jill D | title = Cells Building Blocks of Life | publisher = Prentice Hall | year = 1997 | location = New Jersey | pages = | isbn = 0-13-423476-6}}</ref>

Прокариотите имат три обособени участъка: израстъци, наречени [[флагелум]]и [[пили]] - – това са белтъчни израстъци, прикрепващи клетката към повърхността; клетката се огражда от [[клетъчна капсула]], [[клетъчна стена]] и [[клетъчна мембрана]], и [[цитоплазма|цитоплазмен участък]], съдържащ [[геном|клетъчния геном]] ([[ДНК]]), рибозоми и разнообразни включения.

*Повечето прокариоти притежават [[клетъчна стена]] (някои изключения са [[микоплазми]] (род [[бактерии]]) и [[термоплазми]] (род [[археобактерии]]). Тя съдържа [[пептогликан]] в бактерията и играе ролята на допълнителна защита срещу външни неблагоприятни въздействия. Също така не позволява на клетката да ''"експлодира"„експлодира“'' ([[цитолизис]]) при повишено [[осмотично налягане]] в [[хипотонична среда]].

[[Еукариот]]ните клетки са 10 пъти по-големи от прокариотните и могат да са до 1000 пъти по-обемни. Основната разлика между двата типа клетки е тази, че еукариотите притежават мембранно ограничени цитоплазмени компартменти, които участват по специфичен начин в метаболизма на клетката. Най-важният от тях е [[клетъчно ядро|ядрото]], мембранно ограден органел, съдържащ клетъчната [[ДНК]]. Точно то дава името на еукариотите, а именно ''същинскоядрени''. Еукариотните клетки притежават високо специализирана едномембранна система, характеризираща се с регулирано движение и транспорт на везикули.<ref name="Rose2005">A. Rose, S. J. Schraegle, E. A. Stahlberg and I. Meier (2005) "Coiled„Coiled-coil protein composition of 22 proteomes--differences and common themes in subcellular infrastructure and traffic control"control“ в ''BMC evolutionary biology'' Vulume 5 article 66. 16288662</ref>

* Много еукариотни клетки имат [[реснички]]. Освен двигателните функции, те служат като сензори за температура, механични въздействия и химични дразнители.<ref name="Christenson2008">{{cite journal | last = Satir | first = Peter | coauthors = Søren T. Christensen | title = Structure and function of mammalian cilia | journal = Histochemistry and Cell Biology | volume = 129 | issue = 6 | pages = 687–693687 – 693 | publisher = Springer Berlin / Heidelberg | date = 2008-03-26 | url = http://www.springerlink.com/content/x5051hq648t3152q/ | doi = 10.1007/s00418-008-0416-9 | id = 1432-119X | accessdate =2009-09-12 | pmid = 18365235 | last1 = Satir | first1 = P | last2 = Christensen | first2 = ST }}</ref>

|~ 1- – 10 [[µm]]

|~ 10- – 100 [[µm]] ([[сперматозоид|сперматозоидни клетки]], ''без опашката са малки'')

|РНК&nbsp;— – синтез в ядрото<br />белтъци&nbsp;— – синтез в цитоплазмата

[[File:Epithelial-cells.jpg|thumb|200px|Клетъчна култура; [[кератин]]ът е оцветен в червено, а [[ДНК]] - – в зелено.]]

=== Клетъчна мембрана - – границата, определяща клетката ===

=== Цитоскелет - – клетъчният скелет ===

* Цитоскелетът е отговорен за организирането и регулирането на клетъчната форма, помага при [[ендоцитоза]]та (поемането на материал от външната среда) и в [[цитокинеза]]та (разделянето на двете дъщерни клетки след клетъчното делене), както и за предвижването на органелите в цитоплазмата в процеса на израстването им. Еукариотният цитоскелет е представен от [[микрофиламенти]], [[интермедиерни филаменти]] и [[микротубули]]. Освен тях има огромно количество белтъци, които действат заедно с цитоскелетните елменти, като ги ръководят, смрежават ги и ги удължават. Прокариотният цитоскелет е много по-слабо изучен, но се знае, че отговаря за поддържането на клетъчната форма, полярността и цитокинезата.<ref>{{cite journal |author=Michie K, Löwe J |title=Dynamic filaments of the bacterial cytoskeleton |journal=Annu Rev Biochem |volume=75 |issue= |pages=467- – 92 |year=2006 |pmid=16756499}}</ref>

Човешкото тяло съдържа много различни [[орган (анатомия)|органи]], като [[сърце]], [[бял дроб]], [[бъбрек]], и всеки от тези органи изпълнява различна функция. Клетките също имат набор от ''"малки„малки органи"органи“'', наречени органели, които са приспособени и/или специализирани да изпълняват една или повече жизнени функции. Мембранно ограничени органели са открити само в еукариотната клетка.

; Клетъчното ядро - – информационният център на клетката

; Митохондрии и хлоропласти - – енергийните централи на клетката

[[митохондрия|Митохондриите]] са самовъзпроизвеждащи се органели, които се намират в различен брой, форми и размери в цитоплазмата на еукариотните клетки. Тези органели притежават собствен геном, различен от този в ядрото.<ref>{{cite journal | author=Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, et al. | title=Sequence and organization of the human mitochondrial genome | journal=Nature. | date=1981 Apr 9 | volume=290 | issue=5806 | pages=4- – 65 }}</ref> Митхондриите са органели с много важна роля, а именно генериране на енергия в еукариотната клетка при процеса [[дишане]], прибавяйки [[кислород]] към храната (разграждане на [[глюкоза]]та и превръщането и&#768; в енергия на макроенергийните връзки на [[АТФ]]). Това става в [[Цикъл на Кребс|цикъла на Кребс]].<ref name= "Alberts">{{cite book| last = Alberts| first = Bruce| authorlink = | coauthors = Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter| year = 1994| title = Molecular Biology of the Cell| publisher = Garland Publishing Inc.| location = New York| id = ISBN 0-815-33218-1}}</ref>

; Апарат на Голджи и ендоплазматичен ретикулум - – разпределители на макромолекулите

В [[рибозома|рибозомите]] се извършва разчитането на генетичния код и синтезирането на нови белтъчни молекули, необходими на клетката. В прокариотите рибозомите се срещат свободно в цитоплазмата, докато в еукариотите освен свободни, могат да са и по повърхността на някои от едномембранните органели или локализирани във вътрешността на двумембранните органели.<ref>{{cite journal |author=Ménétret JF, Schaletzky J, Clemons WM, ''et al.'' |title=Ribosome binding of a single copy of the SecY complex: implications for protein translocation |journal=Mol. Cell |volume=28 |issue=6 |pages=1083–921083 – 92 |year=2007 |month=December |pmid=18158904 |doi=10.1016/j.molcel.2007.10.034 |last12=Akey |first12=CW}}</ref>

Клетката не би могла да съдържа толкова разрушителни [[ензим]]и, ако не бяха ограничени с мембрани. Тези ензими са поместени в лизозомите (съдържат ензимите [[хидролаза|хидролази]]) и пероксизомите (съдържат предимно [[оксидаза|оксидази]]). Понякога тези два органела са наричани ''"сомоубийствени„сомоубийствени сакове"сакове“'' тъй като могат да се ''"детонират"„детонират“'' и да разрушат клетката ([[автолизис]]).

Съществуват три основни хипотези за произхода на молекулите, поставили началото на живота на Земята. Според едната от тях те са пренесени от [[метеорит]]и, според втората се образуват в горещи извори на морското дъно, а според третата са синтезирани от мълнии в атмосферата (вижте [[експеримент на Милер-Юри]]). На практика не съществуват експериментални данни, които да показват какви са първите самовъзпроизвеждащи се форми. Обикновено се приема, че [[РНК]] е първата самовъзпроизвеждаща се молекула, тъй като тя има възможност както да съхранява генетична информация, така и да катализира химични реакции. В същото време е възможно преди РНК да са съществували други вещества с възможност за самовъзпроизвеждане, като например [[пептидно-нуклеинова киселина|пептидно-нуклеиновата киселина]].<ref name=OrgelLE>{{cite journal | title=The origin of life--a review of facts and speculations| author=Orgel LE| journal=Trends Biochem Sci| year=1998| volume=23| pages=491–5491 – 5| pmid=9868373 | doi=10.1016/S0968-0004(98)01300-0 | issue=12}}</ref>

Първите клетки се появяват преди поне 3,0- – 3,3 милиарда години, като се предполага, че те са [[хетеротроф]]и. Важно свойство на клетките е наличието на клетъчна мембрана, съставена от двоен слой [[липид]]и. Вероятно ранните клетъчни мембрани са по-прости и проницаеми от съвременните, със само по една верига на [[Мастна киселина|мастни киселини]] в липидите. Липидите спонтанно образуват двуслойни везикули във водата и може би са се появили преди РНК. Но първите клетъчни мембрани може би са се образували и от каталитична РНК или дори са имали нужда от наличието на структурни белтъци.<ref>{{cite journal |author=Griffiths G |title=Cell evolution and the problem of membrane topology |journal=Nature reviews. Molecular cell biology |volume=8 |issue=12 |pages=1018–241018 – 24 |year=2007 |month=December |pmid=17971839 |doi=10.1038/nrm2287}}</ref>

Еукариотните клетки вероятно са еволюирали от [[симбиоза|симбиозни общности]] от прокариотни клетки. Почти е сигурно, че органелите, свързани с ДНК, като митохондриите и хлоропластите, са съответно остатъци от древни симбиозни [[кислород]]нодишащи [[протеобактерии]] и [[цианобактерии]], а останалата част от клетката произлиза от прародителска, [[архай]]ска прокариотна клетка&nbsp;— – теория, наречена [[ендосимбионтна теория|ендосимбионтна]].

'''Клетка от меристемната тъкан''' - – от нея се развиват всички останали специализирани видове клетки<br>

'''Клетка от склеренхимната тъкан''' - – притежава с пъти по-дебели стени, служи за укрепване; обикновено тези клетки са мъртви<br>

'''Клетка от хлоренхимната тъкан''' - – слабо диференцирана; съдържа много хлоропласти, тъй като там се извършва фотосинтезата<br>

'''Клетка от аеренхимната тъкан''' - – характерни са за множество междуклетъчни пространства&nbsp;— – функцията и&#768; е обменът на газове<br>

'''Клетка от епидермиса''' - – най-често не съдържа хлоропласти; може да има рецептори за светлина и дразнения<br>

'''Клетка от проводящата тъкан''' - – функцията и&#768; е транспортът на продуктите от фотосинезата; не притежава ядро<br>

'''Невронни клетки''' - – 30- – 50 mm<br>

'''Мускулни влакна''' - – 10- – 12 mm<br>

'''Яйцеклетка''' - – 200 µm<br>

'''Сперматозоиди''' - – 3- – 4 µm<br>

* [[1632]] - – [[1723]]: [[Антони ван Льовенхук]] се научава как да изглажда [[леща (оптика)|лещи]], построява [[микроскоп]]а и рисува [[протозоа]] (като ''[[Vorticella]]'' от дъждовна вода, и [[бактерия]] от собствената си уста).

* [[1665]] - – [[Робърт Хук]] открива клетки в корк, а след това и в жива растителна тъкан, използвайки ранен тип микроскоп.<ref name="Hooke" />

* [[1839]] - – [[Теодор Шван]] и [[Матиас Шлайден]] изясняват принципа, по който [[животни]]те и [[растения]]та са изградени от клетки, заключавайки, че клетките са обща структурна и функционална единица, и по този начин откриват клетъчната теория.

* [[1931]] - – [[Ернст Руска]] построява първия [[Трансмисионен електронен микроскоп]] ''(ТЕМ)'' в [[Хумболтов университет на Берлин|Берлинския университет]].

* [[1953]] - – [[Джеймс Уотсън|Уотсън]] и [[Франсис Крик|Крик]] правят първото си изявление за двойно-спиралната струкрура на [[ДНК]].

* [[1981]] - – [[Лин Маргулис]] публикува ''Симбиоза в клетъчната еволюция'', в която се описва в детайли [[ендосимбионтна теория|ендосимбионтната теория]]!

== Външни препратки ==