Основні відміни між прокаріотичними та еукаріотичними клітинами

Характеристика	Прокаріоти	Еукаріоти
Розміри клітин	Діаметр у середньому складає 0,5-2,0 мкм	Діаметр клітин від 8 до 100 мкм, у середньому 40-60 мкм
Форма	Одноклітинні або нитчасті	Одноклітинні, нитчасті або багатоклітинні з диференціюванням
Генетичний матеріал	Кільцева ДНК знаходиться у цитоплазмі, не зв’язана з білками, нічим не відділена від цитоплазми. Немає справжнього ядра та ядерця. Хромосома кільцева.	Довгі, лінійні молекули ДНК, зв’язані з білками. Ядро відділене від цитоплазми оболонкою, усередині ядра знаходиться ядерце. Хромосоми всередині ядра, оточені ядерною мембраною.
Синтез білків	Рибосоми дрібні, чутливі до антибіотиків. Ендоплазматичної сітки немає.	Рибосоми більші, можуть бути прикріплені до ендоплазматичної сітки.
Органели	Органел мало. Жодна з них не має мембранної оболонки. Внутрішні мембрани зустрічаються рідко; на них перебігають процеси дихання або фотосинтезу.	Органел багато. Деякі органели оточені подвійною мембраною (ядро, мітохондрії, пластиди). Багато органел, обмежених одинарною мембраною (ендоплазматична сітки, апарат Гольджі, лізосоми, пероксисоми, вакуолі).
Клітинні стінки	Жорсткі, містять полісахариди й амінокислоти. Основний компонент, що їх зміцнює - муреїн.	У рослин і грибів клітинні стінки жорсткі і містять полісахариди. Основний компонент клітинної стінки, що зміцнює її, у рослин – целюлоза, у грибів – хітин. Клітини тварин не мають стінок.
Цитоплазма	Не має цитоскелета, руху цитоплазми, ендо- й екзоцитозу.	Добре розвинений цитоскелет, рух цитоплазми, ендо- й екзоцитоз.
Джгутики	Прості, мікротрубочки відсутні. Знаходяться поза клітиною (не оточені плазматичною мембраною). Діаметр 20 нм.	Складні, із розташуванням мікротрубочок по типу 9+2. Розміщуються всередині клітини (оточені плазматичною мембраною). Діаметр 200 нм.
Дихання клітин	У бактерій дихання проходить у мезосомах; у синьо-зелених водоростей – на цитоплазматичних мембранах.	Аеробне дихання відбувається в мітохондріях.
Поділ клітин	Простий поділ клітин, немає мітозу.	Мітоз (або мейоз), амітоз.
Фотосинтез	Хлоропластів немає. Відбувається на мембранах, які не мають специфічної упаковки.	Хлоропласти є в рослинних клітинах, що містять спеціальні мембрани, які упаковані в ламели або грани.
Фіксація азоту	Деякі мають цю здатність.	Жодний організм не здатний до фіксації азоту.
Вакуолі	Відсутні.	Присутні.
Капсула	Може бути.	Відсутня.

Термін “клітина” був запропонований англійським дослідником Робертом Гуком в 1665 р., який вперше побачив клітинну структуру на зрізі корки рослини.

Клітина – основна структурна, функціональна і генетична одиниця організації живого, елементарна жива система. Клітина може існувати як окремий організм (бактерії, найпростіші, деякі водорості і гриби) або у складі тканин багатоклітинних організмів тваринних, рослин, грибів і т.п.

Клітинна теорія була сформульована німецьким вченим - ботаніком Матіасом Шлейденом (1838 р.) і зоологом Теодором Шванном (1839 р.) і доповнена Рудольфом Вірховим (1858 р.). Сучасне формулювання клітинної теорії має такі положення:

• клітина – елементарна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів;

• клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за походженням (гомологічні), будовою, хімічним складом, основними проявами життєдіяльності;

• кожна нова клітина утворюється виключно внаслідок розмноження материнської шляхом поділу;

• у багатоклітинних організмів, які розвиваються з однієї клітини – зиготи, спори тощо, - різні типи клітин формуються завдяки їхній спеціалізації впродовж індивідуального розвитку особини та утворюють тканини, а з тканин складаються органи.

Функціональні властивості клітини як відкритої системи. Клітина складається з великої кількості чітко упорядкованих молекул. Молекулярні комплекси утворюють органели, які є складовою частиною клітинної системи. Внутрішній простір клітини поділено мембранами на відсіки (компартменти), де відбуваються тільки специфічні для цього простору реакції. Таким чином, клітина є складною системою макромолекул кількох рівнів організації. Це цілісна неподільна система, в якій можна виділити ряд підсистем, відповідальних за специфічні функції: мембрани, цитозоль, ядро, мітохондрії тощо. Клітинні органели структурно і функціонально зв’язані між собою. Життєдіяльність клітини може здійснюватись тільки за умов скоординованого зв’язку між ними. Клітина є відкритою системою, тому що вона не ізольована від зовнішнього середовища. Для життя та функціонування клітинам необхідно постійно взаємодіяти з навколишнім середовищем. Зокрема, між середовищем і клітинами постійно відбувається обмін речовинами, обмін енергією та інформацією. Ці процеси забезпечуюють упорядкований у часі та просторі, координований перебіг усіх метаболічних і фізіологічних процесів.

Різноманітність клітин. Багатоклітинні організми складаються з клітин, що мають принципово однакову будову, але їх форма, розміри і структура залежать від виконуваної ними функції. М'язові клітини видовжені, клітини епітеліальної тканини прямокутні. Нервові клітини мають велику кількість відростків і набули зірчастої форми. Лейкоцити зазвичай мають круглясту або амебоїдну форму.

Діаметр клітин коливається від 0,01 до 0,1 мм (або від 10 до 100 мкм). Об’єм більшості клітин людини знаходиться в межах 200-15000 мкм³. Діаметр самих дрібних клітин – еритроцитів і тромбоцитів дорівнює 4-5 мкм. Величина клітин залежить від функції. Так, яйцеклітини ссавців через наявність поживних речовин досягають 50-200 мкм. Розміри клітин не залежать від розмірів організму. Наприклад, клітини печінки і нирок людини, коня і миші мають приблизно однаковий розмір. Розміри органів і всього організму тварин або рослин залежать від кількості клітин. У більшості ссавців і інших крупних тварин і рослин кількість клітин організму досягає багатьох млрд.

Величезне різноманіття проявів життя на всіх рівнях організації живої матерії взагалі, і на клітинному рівні зокрема, потребує глибокого дослідження, вивчення та аналізу на підставі фундаментальних знань. Знання клітинної біології стануть підґрунтям майбутнім фахівцям – біотехнологам не тільки для подальшого вивчення медико-біологічних дисциплін, а і у професійній діяльності.

Лабораторна робота № 1

Вивчення будови світлового мікроскопа та правила роботи з ним

1. Вивчити будову світлового лабораторного мікроскопа.

2. Зробити відповідні підписи до рисунку світлового мікроскопа.

3. Вивчити правила роботи з мікроскопом.

4. Підрахувати збільшення світлового мікроскопа.

5. Заповнити порівняльну таблицю характеристик світлового та електронного мікроскопів.

6. Зробити висновки.