Клеточный центр. Органоиды движения. Клеточные включения.

Определения и обозначения

Клеточный центр — немембранный органоид, участвующий в организации микротрубочек и образовании веретена деления. Микротрубочки — тонкие элементы клеточного каркаса, которые помогают упорядочивать внутреннее пространство клетки. Поэтому клеточный центр нужен не только для поддержания организации цитоплазмы, но и для подготовки к делению.

Центриоль — цилиндрическая структура клеточного центра, построенная из микротрубочек. Обычно в клетке две центриоли, и вместе они составляют часть клеточного центра. Их устройство помогает организовать микротрубочки, а также связано с образованием базальных телец у ресничек и жгутиков.

Органоиды движения — клеточные структуры, обеспечивающие движение клетки или перемещение веществ по её поверхности; к ним относятся реснички и жгутики. Реснички обычно короткие и многочисленные, а жгутики — более длинные и немногочисленные. Благодаря таким структурам клетка может передвигаться либо перемещать жидкость и частицы рядом с собой.

Клеточные включения — непостоянные образования цитоплазмы, в которых накапливаются вещества или продукты обмена. К ним относятся, например, капли жира, гранулы гликогена и пигментные гранулы. Включения нужны для хранения запасов или временного накопления веществ, а их количество может изменяться.

Как это устроено

Клеточный центр обычно состоит из двух центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу. Рядом с ними находится область, которая организует микротрубочки. Такое расположение позволяет клетке создавать упорядоченную систему микротрубочек, а при делении — участвовать в формировании веретена деления, необходимого для распределения хромосом.

В каждой центриоли микротрубочки собраны в регулярные группы, поэтому структура имеет цилиндрическую форму и сохраняет упорядоченность. Такое строение не случайно: центриоль служит одним из участков, связанных с организацией микротрубочек клеточного каркаса. Перед делением клетке требуется подготовить систему, которая поможет распределить наследственный материал между дочерними клетками, и клеточный центр участвует в этой подготовке.

Реснички и жгутики покрыты плазматической мембраной, то есть наружная мембрана клетки продолжается вокруг каждой такой структуры. Внутри находится каркас из микротрубочек, который поддерживает форму и позволяет органоиду двигаться. Длина и число структур влияют на характер движения: множество коротких ресничек работает согласованно, а длинный жгутик обычно обеспечивает движение клетки или её продвижение в жидкости.

Внутренний каркас реснички или жгутика обычно имеет схему «9 + 2»: по окружности расположены девять пар микротрубочек, а в центре — ещё две. У основания находится базальное тельце, сходное по строению с центриолью. Оно служит опорой для органоида и помогает закрепить его в клетке; связь с центриолью объясняет сходство их устройства.

Клеточные включения отличаются от постоянно присутствующих структур тем, что могут возникать и исчезать. Запасные вещества представлены, например, каплями жира и гранулами гликогена, а пигменты придают клеткам окраску. Включения также могут быть продуктами обмена, которые временно накапливаются в цитоплазме; их состав и количество меняются в зависимости от потребностей и состояния клетки.

Клеточный центр, органоиды движения и клеточные включения

В таблице сопоставлены строение, роль и характер присутствия разных клеточных структур. Сначала определите, является ли объект постоянной организованной структурой или непостоянным скоплением вещества. Затем сравните его особенности с описанием в таблице: это поможет не путать клеточный центр с отдельной центриолью и отличать ресничку от жгутика.

Разбор задач

Задача 1. В клетке обнаружены две короткие цилиндрические структуры, расположенные под прямым углом. Определите, что это и к какой структуре клетки они относятся.

1. Выделяем признаки: структур две, они короткие, цилиндрические и расположены под прямым углом.
2. Сравниваем описание с определением центриоли: это цилиндр из микротрубочек, а в клеточном центре обычно находятся две центриоли.
3. Учитываем, что пара центриолей образует часть клеточного центра, но сами центриоли и клеточный центр — не одно и то же.

Ответ. Обнаружены две центриоли, вместе они относятся к клеточному центру. Дополнительным подтверждением служит их расположение под прямым углом.

Задача 2. Сравните ресничку и жгутик по длине, количеству на клетке и роли в движении. Объясните, что общего в их внутреннем строении.

1. Сначала сравниваем заметные признаки: реснички обычно короткие и многочисленные, а жгутики — длинные и немногочисленные.
2. Затем определяем роль: обе структуры могут обеспечивать движение клетки или перемещение веществ по её поверхности; конкретная работа зависит от типа клетки.
3. Наконец, сравниваем внутреннее устройство: оба органоида имеют каркас из микротрубочек и покрыты плазматической мембраной.

Ответ. Реснички обычно многочисленны и коротки, жгутики — длиннее и встречаются в меньшем количестве. Общее для них — покрытие мембраной и внутренний микротрубочковый каркас, обычно со схемой «9 + 2».

Задача 3. В цитоплазме найдены капли жира, гранулы гликогена и пигментные гранулы. Распределите их по группам и объясните, почему их относят к включениям, а не к постоянным органоидам.

1. Определяем характер каждого образования: жир и гликоген служат запасными веществами, пигментные гранулы содержат окрашивающие вещества.
2. По форме запаса выделяем капельные включения — капли жира — и гранулярные включения — гранулы гликогена; пигментные гранулы выделяем по их составу.
3. Проверяем главный признак включений: их наличие и количество могут меняться, потому что клетка расходует запасы или накапливает вещества.

Ответ. Капли жира — капельные включения, гранулы гликогена — гранулярные, пигментные гранулы относятся к включениям с пигментами. Их считают включениями, а не постоянными органоидами, поскольку состав и количество таких образований могут изменяться.

Типичные ошибки

Ошибка — считать клеточный центр и центриоль одним и тем же. Это происходит потому, что центриоли входят в состав клеточного центра и часто упоминаются рядом с ним. Проверьте себя: если речь идёт об одной цилиндрической структуре, это центриоль; если о комплексе с двумя центриолями и окружающей областью, это клеточный центр.

Ошибка — думать, что реснички и жгутики встречаются только у одноклеточных организмов. Такое представление возникает из-за примеров свободно плавающих клеток, например сперматозоида. Однако реснички есть и у клеток многоклеточных организмов: они могут перемещать вещества по поверхности эпителия.

Ошибка — различать реснички и жгутики только по функции. Обе структуры могут участвовать в движении, поэтому одной роли недостаточно для сравнения. Учитывайте сразу несколько признаков: реснички обычно короче и многочисленнее, а жгутики длиннее и встречаются в меньшем количестве.

Ошибка — считать клеточные включения постоянными органоидами. Их путают с органоидами, потому что те и другие находятся в цитоплазме и могут быть заметны при наблюдении. Проверьте себя вопросом: может ли структура появляться, исчезать или менять количество? Для включений это характерно, а их содержание зависит от состояния клетки.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в теме, нужно знать основные части клетки, устройство цитоплазмы и роль цитоскелета. Цитоскелет — внутренняя система белковых элементов, поддерживающая форму клетки и помогающая упорядочивать её содержимое. Микротрубочки, связанные с клеточным центром и органоидами движения, являются частью этой системы.

Клеточный центр связан с клеточным делением: он участвует в организации микротрубочек и образовании веретена деления. Веретено помогает распределить хромосомы между дочерними клетками. Поэтому понимание строения клеточного центра помогает объяснить, как клетка готовится к делению.

Реснички и жгутики показывают, как клетка может двигаться сама или перемещать вещества по своей поверхности, например в эпителии. Клеточные включения связывают строение клетки с обменом веществ: в них запасаются питательные вещества или накапливаются продукты обмена. Таким образом, структуры параграфа отражают движение, деление и обмен веществ.

Что запомнить

• Клеточный центр обычно включает две центриоли.
• Центриоли участвуют в организации микротрубочек.
• Реснички и жгутики обеспечивают движение клетки или перемещение веществ по её поверхности.
• Внутренний каркас ресничек и жгутиков образован микротрубочками.
• Клеточные включения непостоянны и могут накапливать запасные вещества или продукты обмена.
• К капельным включениям относятся, например, капли жира; к гранулярным — гранулы гликогена.