Современное состояние клеточной теории

Таким образом, к концу прошлого века накопился обширный научный материал о строении и жизнедеятельности клетки. Были разработаны новые специальные методы исследования, которые способствовали образованию новой самостоятельной ветви биологии – цитологии. Современные представления клеточной теории формулируются следующим образом:

1. Клетка является структурно-функциональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов.

2. Клеткам присуще мембранное строение.

3. Ядро - главная составная часть клетки.

4. Клетки размножаются только делением.

5. Клеточное строение организма - свидетельство того, что растения и животные имеют единое происхождение.

С точки зрения биоэнергетики и термодинамики все системы можно поделить на изолированные, закрытые и открытые. Изолированные системы не обмениваются с окружающей средой ни веществом, ни энергией, закрытые обмениваются с окружающей средой только энергией. Открытые обмениваются с окружающей средой и веществом и энергией. Живые организмы и составляющие их клетки - открытые системы. Это не тепловая машина, а преобразователь энергии, который превращает химическую энергию пищи (энергию первоначально уловленную зелеными растениями из солнечного света) в электрическую, механическую, осмотическую. С точки зрение химии живая система находится в динамическом стационарном состоянии: в нее поступают и из нее выходят вещества, но система в целом сохраняется. Для поддержания такого состояния, которое по существу и есть жизнь, а системе все время происходит обмен веществ. Обмен веществ представляет собой процессы ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция – процесс уподобления веществ, поступающих в клетку веществами, которые по своей специфике характерны для данной клетки. Ассимиляция происходит с поглощением энергии. Источником энергии являются ранее синтезированные вещества, находящиеся в клетке. Они подвергаются распаду в процессе диссимиляции. Диссимиляция - раздробление - процесс освобождения энергии за счет распада вещества клетки. Вещества, образующиеся при диссимиляции, также подвергаются дальнейшим преобразованиям. Ассимиляция и диссимиляция - единство метаболизма. Метаболизм осуществляется при помощи ферментов – специфических органических катализаторов, синтезируемых живыми клетками. Биохимические превращения неразрывно связаны с теми структурами живой клетки, которые отвечают за выполнение той или иной функции. Такие структуры получили название органоид, так как подобно органам целого организма выполняют специфические функции.

Современные средства исследования позволили биологам установить, что по строению все живые существа следует делить на организмы "безъядерные" – прокариоты и ядерные - эукариоты. В группу прокариот попали все бактерии и сине-зеленые водоросли (цианеи), а в группу эукариот – грибы, растения и животные. В настоящее время выделяют два уровня клеточной организации: прокариотический и эукариотический. Прокариотические организмы очень просто устроены. Они не имеют типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану. Генетический материал представлен единственной нитью ДНК. Она не приобрела сложного строения и называется генофором. Деление только амитотическое. В клетке отсутствуют митохондрии, центриоли, пластиды. Эукариоты - ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул. Эукариотические клетки делятся митотически. В них имеются центриоли, митохондрии, пластиды. Среди эукариотов существуют как одноклеточные, так и многоклеточные организмы.

Эукариоты это и животные и растения. Для растений характерен аутотрофный тип питания, для животных гетеротрофный. Однако провести четкую грань между растениями и всеми животными не удается. В настоящее время все большая часть биологов считают необходимым делить эукариот на три царства: животных, грибов, растений.

Таким образом, согласно клеточной теории, все клетки гомологичны по своему строению и их основными структурными компонентами являются мембрана, цитоплазма и ядро.