Отличие растительной клетки от животной

Особенности строения, структурная и функциональная организация растительной клетки связаны с наличием пластидной системы. Пластиды–это органеллы клеток растений, выполняющие различные функции.Пластидыкакого-то одного из существующих типовимеются в каждой растительной клетке, за исключением грибов.Семейство пластид включает пропластиды, хлоропласты, хромопласты, этиопласты и амилопласты.Пропластиды – это предшественники всех остальных типов пластид, маленькие, бесцветные или бледно-зеленые, недифференцированные пластиды, встречающиеся в меристематических клетках побегов и корней. Имеют эллипсоидную или сферическую форму. Хлоропластыслужат вместилищем фотосинтезирующего аппарата. Обычно они окрашены в зеленый цвет (у бурых и красных водорослей их зеленая окраска маскируется другими пигментами). Хлоропласты обнаружены в клетках всех зеленых тканей и содержат пигмент хлорофилл. Внутренняя структура характеризуется наличием системы мембран (ламелл хлоропластов). Они погружены в гидрофильный белковый матрикс – строму. Основной субъединицей этой мембранной структуры является мешочек или пузырек (тилакоид), окруженный одинарной мембраной. В тилакоидные мембраны встроены пигментные системы и переносчики электронов, осуществляющие световые реакции фотосинтеза. В строме хлоропласта находятся пластоглобулы– капельки маленького размера богатые липидами. Кроме того, в строме обычно имеются крахмальные зерна. Этиопласты являются переходной формой, образуются в тех случаях, когда развитие хлоропластов прерывается из-за отсутствия света. Хромопласты содержат каротиноиды, окрашивающие их в цвета от желтого до зеленого, фотосинтез в хромопластах не происходит. Амилопласты лишены пигментов и специализируются в синтезе и запасании крахмальных зерен. Иногда в литературе встречается термин – лейкопласты, относящийся ко всем непигментированным пластидам.

Микротельца – сферические органеллы, диаметром 0,2-1,5 мкм, окруженные одинарной мембраной. Обнаружены у большинства эукариотических организмов растительного царства. Наиболее хорошо изучены пероксисомы и глиоксисомы.Пероксисомы находятся в фотосинтезирующих клетках высших растений, глиоксисомы – в клетках эндосперма или семядолях жирозапасающих семян, в клетках алейронового слоя ячменя и пшеницы, в щитке семян кукурузы. Также микротельца обнаружены у голосеменных, папоротникообразных, мхов, грибов, водорослей.

Сферосомы – органеллы запасающие липиды (содержат на 80-98% триацилглицеролы, ферменты их синтеза, кислую липазу и фосфолипиды,).

Микротрубочки (обнаружены у растений в 1962 г.) образованы молекулами тубулина(глобулярный белок с ММ 120000).Предполагается, что они определяют ориентацию вновь образовавшихся микрофибрилл КС и направляют пузырьки Гольджи, несущие полисахариды матрикса КС, к местам активного синтеза КС.

Клеточная стенка(КС) – исключительный признак, отличающий растительную клетку от животной. КС жесткой оболочкой окружает плазмалемму. Химическая и физическая структура КС различных групп растений и типов клеток могут существенно отличаться. Важным химическим компонентом КС являются микрофибриллярные полисахариды (наиболее распространена в растительном мире целлюлоза; у некоторых зеленых водорослей в микрофибриллы, похожие на микрофибриллы целлюлозы, упакованыманнаныиксиланы; хитин – микрофибрилярный компонент КС большинства грибов). Полисахариды матрикса клеточной стенки представлены гемицеллюлозами и пектином. Важный компонент КС – вода образует часть гелеобразной структуры пектина. Изменение содержания воды вызывает обратимые изменения в структуре матрикса КС и в степени взаимодействия микрофибрилл с матриксом. Вода влияет на проницаемость КС для молекул и ионов, участвуют в гидролизе межцепочечных связей во время роста клетки. По мере затухания роста клетки пространство КС, занимаемое водой, постепенно заполняется лигнином. Лигнин –важный компонент КСопорных, проводящих тканей, корней, сердцевины, коры, пробки, почечных чешуй и т.д. Он образует разветвленную сеть по всему матриксу, прочно закрепляя микрофибриллы целлюлозы и защищая их от физических, химических, биологических воздействий. Это позволяет растениям вырастать вертикально. Впервые белок в КС обнаружен в меристематических клетках в 1924 г. Функционально это белки-ферменты и структурные белки: первые участвуют в образовании и разрушении гликозидных связей, способствуют росту, растяжению и лигнификации КС. Вторые – гликопротеины, обогащены гидроксипролином (HRGPs), пролином (PRPs), глицином (GRPs), арабиногалактановые белки (AGPs). Гликопротеин – экстенсин участвует в растяжении КС.

Инкрустирующие вещества КС:а) кутикулярные – кутин и суберин. Наружная поверхность (обращенная к атмосфере) КС эпидермальных клеток покрыта гидрофобной кутикулой, уменьшающей потерю и избыточное поступление воды в нижерасположенную ткань. Кутикула состоит из трех слоев: наружный слой из воска, далее слой заключенного в воск кутина, последний (внутренний) слой – смесь кутина, воска, полисахаридов и следов белка. Кутин – полимер из смеси жирных гидроксикислот (С₁₆ или С₁₈), связанных в трехмерную структуру. Эпикутикулярный воск – смесь эфиров жирных кислот (ЖК) с высокомолекулярными спиртами, свободных длинноцепочечных ЖК, гидроксикислот, свободных высокомолекулярных спиртов, алифатических углеводородов и кетонов. Суберин – полимер, заменяющий кутин в эпидермальных клетках подземных частей растений (корни, клубни); б) неорганические соединения –это включения минералов(главным образомкарбоната кальция и силиката кальция) в КС. Эти вещества в форме кристаллов могут появляться в цитоплазме или вакуоли клетки. Много их у крестоцветных и тыквенных растений, а также в КС некоторых зеленых водорослей.

Заключение. В живых организмах по количественному содержанию различают три группы элементов: макробиогенные, микробиогенные, ультрамикробиогенные. Преобладающий компонент клетки – вода. Физиологические процессы происходят исключительно в водной среде. Молекулы воды участвуют во многих ферментативных реакциях клетки. Химические элементы и соединения, расположенные по сложности строения, образуют пирамиду, вершиной которой является клетка. По организации клетки разделяют на прокариотические и эукариотические. Для клеток прокариот, характерны малые размеры, отсутствие ядра и большинства органелл, особое строение рибосом; у многих прокариот присутствуют плазмиды, жгутики; основной источник энергии – глюкоза. Клетки эукариот (куда входят и клетки растений) имеют ядро, разнообразные органеллы (в том числе хлоропласты, где осуществляется фотосинтез), аппарат Гольджи, ЭР, цитоскелет, цитозоль, плазмалемму и клеточную стенку.