Человеческое тело состоит из 10 триллионов клеток, причем каждая клетка выполняет свою специфическую функцию, однако деятельность их всех согласована, что дает телу возможность существовать.
Одни компоненты клетки служат для поддержания формы, другие собирают и переносят сложные молекулы, третьи предназначены для осуществления процессов деления клетки. Клетки отличаются разнообразием форм. Например, ЭРИТРОЦИТ (красное кровяное тельце) представляет собою двояковогнутый диск, а НЕЙРОН — это длинное волокно. Различные процессы внутри клеток протекают в особых отделах, называемых органеллами. Клетки получают необходимую энергию от усваиваемой пищи. Клетки содержат несколько органелл. Самая важная из них это ядро — информационный центр клетки, в котором содержится генетический материал в виде удлиненных нитевидных хромосом.
Ядро ограничено ядерной мембраной, в которой имеются поры, обеспечивающие сообщение между ядром и другими частями клетки. В центре ядра располагается ядрышко, в котором образуются рибосомы. В рибосомах происходит выработка белка клетки. Они прикрепляются к наружной поверхности грубой эндоплазматической сети.
Эта сеть представляет собой систему уплощенных полостей и трубок, соединенных с мембраной ядра. Она является источником информационных молекул РНК, управляющих синтезом белка и поступающих на рибосомы. В ней же образуются липиды, которые образуют мембрану клетки.Гладкая эндоплазматическая сеть, примыкающая к грубой, вырабатывает небольшие покрытые оболочкой сферы, называемые мембранными пузырькам, которые переносят белки к комплексу Гольджий, где производится модификация, сортировка и упаковка многих больших молекул в другие пузырьки, отделяющиеся от комплекса.
Далее они направляются к другим органеллам либо выделяются за пределы клетки Благодаря проникновению пузырьков внутрь клеточной мембраны частицы могут транспортироваться из клетки (этот процесс называется экзо-цитоз). Аналогично осуществляется и проникновение частиц внутрь клетки (эндоцитоз).
Молекулы, поступающие в клетку, могут расщепляться энзимами, содержащимися в особых пузырьках, называемых лизосомами. Митохондрии служат источниками энергии для клетки; из кислорода и питательных веществ ими вырабатывается АТФ, который затем расходуется на различные процессы метаболизма.
Большинство этих процессов представляет собой химические реакции, протекающие в водной среде цитоплазмы. Цитоплазма пронизана белковыми волокнами (микротрубочки), играющими роль каркаса или скелета, поддерживающего форму клетки, а также служащего для передвижения. Исходным пунктом этих нитей являются центриоли, которые также способствуют выстраиванию хромосом во время деления клетки.
Клеточная мембрана — это тонкий двойной слой липидных молекул, окружающий цитоплазму всех клеток. Лишь немногие молекулы могут сами по себе пройти сквозь клеточную мембрану. Специальные транспортные белки и выстеленные белками каналы в мембране пропускают внутрь сахара, аминокислоты и необходимые ионы, например, натрий и кальций. Другие белки действуют как приемники химических сигналов и обеспечивают химический «код», по которому их распознают другие клетки, в частности, клетки иммунной системы. Молекулы холестерина необходимы для обеспечения устойчивости мембраны, хотя при их переизбытке она может стать слишком жесткой
Клетки снабжаются энергией преимущественно за счет преобразования АТФ(адено-зинтрифосфата) в АДФ (аде-назиндифосфат). АТФ вырабатывается в митохондриях за счет рециркуляции АДФ.
Первый этап заключается в расщеплении пирувата — топливной молекулы, произведенной в цитоплазме из глюкозы — на углекислый газ,водород и электроны высокой энергии. Эти электроны проходят по цепочке белков внутрь мембраны, сообщая им энергию, необходимую для накачивания протонов в межмембранное пространство . По мере того, как количество поступающих протонов увеличивается, в этом пространстве создается давление, вытесняющее протоны обратно. Протоны могут проделать этот возвратный путь только посредством генератора АТФ- энзима, называемого АТФ-синтетазой, и в ходе этого процесса они приводят во вращение «лопатки» этой турбины, в результате чего образуется АТФ.
.