1. Клетка — структурная и функциональная единица живого

Клетку считают открытой элементарной живой системой. Клетка отграничена от окружающей среды клеточной мембра­ной, а внутри нее выделяется более плотное ядро, находящее­ся в полужидкой цитоплазме. Клетка обладает всеми призна­ками живого: самовоспроизведением, саморегуляцией, истори­ческим развитием, информационным отражением. В клетках происходят процессы обмена веществ и превращения энергии. Новые клетки могут возникать только из исходных клеток в процессе их деления. Классик клеточной теории Р. Вирхов специально подчеркивал: каждая клетка происходит только из клетки.

Достижения цитологии (науки о клетках) связаны с приме­нением физических и химических методов: электронного мик­роскопа, рентгеноструктурного анализа и других. Увеличение в сотни тысяч раз позволяет увидеть мельчайшие детали внут­реннего строения клеток. До 98% массы клетки приходится на кислород, углерод, водород, азот, калий, серу и фосфор. Остальные 2% составляют примерно 50 химических элементов.

Вещественный состав клетки: вода (около 80%), минераль­ные соли и органические соединения (липиды, углеводы, бел­ки, нуклеиновые кислоты, аминокислоты и т.д.). Белки регу­лируют обмен веществ клетки, нуклеиновые кислоты — хра­нители наследственной информации и регуляторы образования белков — ферментов. Липиды (жиры и жироподобные веще­ства) выполняют энергетическую роль, участвуют в процессах метаболизма и размножения клеток. Углеводы служат источ­ником энергии, строительным материалом, (клеточная стенка у растений состоит в основном из полисахарида целлюлозы) и выполняют запасающую фунхцию, накапливаясь в качестве резервного продукта.

В состав белков входят десятки и даже сотни мономеров — остатков аминокислот. Аминокислоты содержат в себе как кис­лотную группу СООН, так и щелочную группу NH^. Благода­ря этому аминокислоты легко соединяются между собой. Мо­лекулы разных белков сильно различаются по массе, содержа­нию разных аминокислот и порядку их расположения. Поэтому молекулярная масса белков колеблется от десятков тысяч до десятков миллионов. Изменение последовательности даже од­ной пары аминокислот влечет изменение свойств исходного белка и превращение его в новый. Установлено, что белки сами по себе, без контролирующего воздействия нуклеиновых кис­лот, размножаться не могут.

Нуклеиновые кислоты тоже построены из мономеров, но других — нуклеотидов, резко отличающихся от аминокислот. Нуклеотиды включают три компонента: азотистое основание, углевод и остаток фосфорной кислоты. Разнообразие их соче­таний определяет индивидуальную природу нуклеиновых кис­лот. Нуклеиновые кислоты, включающие сахар рибозу, назы­ваются рибонуклеиновыми (РНК), а те, которые содержат са­хар дезоксирибозу, называются дезоксирибонуклеиновыми кис­лотами (ДНК). ДНК в клетках расположена главным образом в ядре, а РНК — преимущественно в цитоплазме. ДНК являет­ся хранителем наследственной информации. Наследственная информация в ДНК определяется порядком взаимного распо­ложения в них азотистых оснований, который воспроизводит­ся в дочерних молекулах. РНК в качестве посредников помога­ют передаче генетической информации в процессе биосинтеза белка. Если при этом будет поврежден какой-либо нуклеотид в молекуле ДНК, то не будет образован тот белок-фермент, за синтез которого отвечает ДНК, а это повлечет нарушение нор­мального обмена веществ клетки и сделает ее неполноценной.