5.4. Внутриклеточная архитектура
Разделение функций организма существует не только на уровне различных типов клеток или органов, но и внутри клеток. Благодаря наличию внутри клетки специализированных отделов, отделенных друг от друга избирательно проницаемыми мембранами, в ней могут одновременно протекать различные взаимоконкурирующие реакции.
Значение внутриклеточных мембран подчеркивает и тот факт, что в животных клетках на их долю приходится около 80% сухого веса [O’Brien, 1967]. Применение А. Клодом в 1940 г. электронного микроскопа для исследования клетки позволило установить ее внутреннее строение.На рис. 5.4 приведены схема строения типичной клетки и некоторые ее компоненты, видимые под электронным микроскопом. Клетка окружена очень тонкой плазматической мембраной, весьма избирательно контролирующей проникновение различных веществ в цитоплазму. Поверх мембраны может находиться более толстая и проницаемая клеточная стенка. Плазматическая мембрана ограничивает собой цитоплазму — суспензию функциональных структур (называемых органеллами) в водном цитозоле. Самая крупная органелла клетки — ядро с характерной для него пористой мембраной; в ядерном соке
Рис. 5.4. Ультраструктура типичной клетки.
ПМ — плазматическая мембрана; ЭР — эндоплазматический ретикулум, к мембранам ко торого прикреплены рибосомы.
видно ядрышко. Кроме того, в цитоплазме размещаются некоторые другие клеточные органеллы: митохондрии, эндоплазматический ретикулум и рибосомы; на рисунке их меньше, чем в действительности. Реакции живой материи протекают в определенном порядке при участии ферментов в различных камерах, на поверхностях раздела и на мембранах органелл.
Цитологические различия могут во многом обеспечивать избирательность действия лекарственных веществ и других агентов.
По сравнению с клетками эукариот размеры бактерий настолько малы, что в них просто нет места ни для ядра, ни для митохондрий, и ДНК находится в единственной хромосоме, прикрепленной к плазматической мембране. Эта мембрана выполняет и функции митохондрий по разложению питательных веществ и накоплению энергии. В отличие от бактерий у клеток высших организмов органеллы защищены мембранами.Даже у млекопитающих избирательность лекарственных веществ по отношению к разным тканям связана со значительными различиями в форме и строении клеток, причем это справедливо и для тонкой структуры клеток. Ядра в клетках разных тканей человеческого организма так резко различаются по внешнему виду, что в практике судебной медицины долгое время существовала основанная на этих различиях система идентификации тканей. Митохондрии у млекопитающих отличаются от органа к органу (разд. 5.4.3). Цитологические различия между тканями одного организма могут быть с успехом использованы для правильного выбора медикаментозной терапии.
Следующая часть этой главы посвящена сравнительной морфологии и функционированию органелл. См. также Bourne (1970) и Porter, Bonneville (1973).
5.4.1.