КЛЕТКА, елементарна одиниця живого. Клітка відокремлена від інших клітин або від зовнішнього середовища спеціальної мембраною і має ядро або його еквівалент, в якому зосереджена основна частина хімічної інформації, яка контролює спадковість. Вивченням будови клітини займається цитологія, функціонуванням - фізіологія. Наука, що вивчає що складаються з клітин тканини, називається гістології.
Існують одноклітинні організми, тіло яких цілком складається з однієї клітини. До цієї групи належать бактерії і Найпростіші (найпростіші тварини та одноклітинні водорості). Іноді їх також називають безклітинним, але термін одноклітинні вживається частіше. Справжні багатоклітинні тварини (Metazoa) і рослини (Metaphyta) містять безліч клітин.
Абсолютна більшість тканин складається з клітин, однак є і деякі виключення. Тіло слизовики (міксоміцетів), наприклад, складається з однорідної, не розділена на клітини субстанції з численними ядрами. Подібним чином організовані і деякі тварини тканини, зокрема серцевий м'яз. Вегетативне тіло (талом) грибів утворено мікроскопічними нитками - гіфами, нерідко сегментованим; кожна така нитка може вважатися еквівалентом клітини, хоча і нетипової форми.
Деякі не беруть участь у метаболізмі структури тіла, зокрема раковини, перлини або мінеральна основа кісток, утворені не клітинами, а продуктами їх секреції. Інші, наприклад деревина, кора, роги, волосся і зовнішній шар шкіри - не секреторного походження, а утворені з мертвих клітин.
Дрібні організми, такі, як коловертки, складаються всього з декількох сотень клітин. Для порівняння: в людському організмі налічується бл. 10 14 клітин, в ньому кожну секунду гинуть і змінюються новими 3 млн. Еритроцитів, і це всього одна десятимільйонна частина від загальної кількості клітин тіла.
Зазвичай розміри рослинних і тваринних клітин коливаються в межах від 5 до 20 мкм в поперечнику. Типова бактеріальна клітина значно менше - бл. 2 мкм, а найменша з відомих - 0,2 мкм.
Деякі вільноживучі клітини, наприклад такі найпростіші, як форамініфери, можуть досягати декількох сантиметрів; вони завжди мають багато ядер. Клітини тонких рослинних волокон досягають в довжину одного метра, а відростки нервових клітин досягають у великих тварин кількох метрів. При такій довжині обсяг цих клітин невеликий, а поверхню дуже велика.
Найбільші клітини - це незапліднені яйця птахів, заповнені жовтком. Найбільше яйце (і, отже, найбільша клітина) належало вимерлої величезної птиці - епіорніси (Aepyornis). Імовірно його жовток важив ок. 3,5 кг. Найбільше яйце у нині живучих видів належить до страуса, його жовток важить ок. 0,5 кг. Див. Також ЯЙЦЕ.
Як правило, клітини великих тварин і рослин лише трохи більше клітин дрібних організмів. Слон більше миші не тому, що його клітини більші, а в основному тому, що самих клітин значно більше. Існують групи тварин, наприклад коловертки і нематоди, у яких кількість клітин в організмі залишається постійним. Таким чином, хоча великі види нематод мають більшу кількість клітин, ніж дрібні, основна відмінність в розмірах обумовлено в цьому випадку все ж великими розмірами клітин.
В межах даного типу клітин їх розміри звичайно залежать від плоїдності, тобто від числа наборів хромосом, присутніх в ядрі. Тетраплоідние клітини (з чотирма наборами хромосом) в 2 рази більше за обсягом, ніж диплоїдні клітини (з подвійним набором хромосом). Плоїдність рослини можна збільшити шляхом введення в нього рослинного препарату колхіцину. Оскільки піддані такому впливу рослини мають більш великі клітини, вони і самі більші. Однак це явище можна спостерігати тільки на поліплоїдії недавнього походження. У еволюційно древніх поліплоїдних рослин розміри клітин схильні до «зворотної регуляції» в сторону нормальних величин незважаючи на збільшення числа хромосом.
СТРУКТУРА КЛІТИНИ
У свій час клітина розглядалася як більш-менш гомогенна крапелька органічної речовини, яку називали протоплазми або живою субстанцією. Цей термін застарів після того, як з'ясувалося, що клітина складається з безлічі чітко відокремлених структур, що одержали назву клітинних органел ( «маленьких органів»).
Хімічний склад.
Зазвичай 70-80% маси клітини становить вода, в якій розчинені різноманітні солі і низькомолекулярні органічні сполуки. Найхарактерніші компоненти клітини - білки і нуклеїнові кислоти. Деякі білки є структурними компонентами клітини, інші - ферментами, тобто каталізаторами, що визначають швидкість і напрямок що протікають в клітинах хімічних реакцій. Нуклеїнові кислоти служать носіями спадкової інформації, яка реалізується в процесі внутрішньоклітинного синтезу білків. Див. Також НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ.
Часто клітини містять деяку кількість запасних речовин, службовців харчовим резервом. Рослинні клітини в основному запасають крохмаль - полімерну форму вуглеводів. У клітинах печінки і м'язів запасається інший вуглеводний полімер - глікоген. До часто що запасається продуктів належить також жир, хоча деякі жири виконують іншу функцію, а саме служать найважливішими структурними компонентами. Білки в клітинах (за винятком клітин насіння) зазвичай не запасаються.
Описати типовий склад клітини не представляється можливим перш за все тому, що існують великі відмінності в кількості запасаються продуктів і води. У клітинах печінки міститься, наприклад, 70% води, 17% білків, 5% жирів, 2% вуглеводів і 0,1% нуклеїнових кислот; решта 6% припадають на солі і низькомолекулярні органічні сполуки, зокрема амінокислоти. Рослинні клітини зазвичай містять менше білків, значно більше вуглеводів і дещо більше води; виняток становлять клітини, що знаходяться в стані спокою. Спочиваюча клітина пшеничного зерна, що є джерелом поживних речовин для зародка, містить бл. 12% білків (в основному це запасається білок), 2% жирів і 72% вуглеводів. Кількість води досягає нормального рівня (70-80%) тільки на початку проростання зерна.
Головні частини клітини.
Деякі клітини, в основному рослинні і бактеріальні, мають зовнішню клітинну стінку. У вищих рослин вона складається з целюлози. Стінка оточує власне клітку, захищаючи її від механічних впливів. Клітини, особливо бактеріальні, можуть також секретувати слизові речовини, утворюючи тим самим навколо себе капсулу, яка, як і клітинна стінка, виконує захисну функцію.
Саме з руйнуванням клітинних стінок пов'язана загибель багатьох бактерій під дією пеніциліну. Справа в тому, що всередині бактеріальної клітини концентрація солей і низькомолекулярних сполук дуже висока, а тому за відсутності зміцнює стінки викликаний осмотичним тиском приплив води в клітину може призвести до її розриву. Пеніцилін, що перешкоджає під час росту клітини формування її стінки, як раз і призводить до розриву (лізису) клітини.
Клітинні стінки і капсули не беруть участь у метаболізмі, і часто їх вдається відділити, не вбиваючи клітину. Таким чином, їх можна вважати зовнішніми допоміжними частинами клітини. У клітин тварин клітинні стінки і капсули, як правило, відсутні.