Клетка – структурная и функциональная единица живого

Клетка представляет собой сложную систему взаимодействующих молекул, молекулярных комплексов, формируемых ими структур. Лишь будучи организованными в клетку, все вместе они дают такой «эффект» как жизнь, которая определяется наличием ряда свойств живого. Таким образом, клетку называют элементарной структурной и функциональной единицей живого, поскольку на уровнях ниже клеточного жизнь не проявляется.

Конечно, в биологии выделяют молекулярный уровень живого. Однако им подчеркивают, что живые организмы состоят из иного типа молекул по-сравнению с неживой природой. Для живого характерно протекание особых химических реакций (редупликация ДНК, синтез АТФ, белка и др.). Но отдельно взятые органические молекулы и даже их комплексы не проявляют всех основных свойств живого, а значит не могут считаться структурной и функциональной единицей жизни. Они лишь ее составные части.

Также обстоит дело и с вирусами. Да, это самостоятельный организм неклеточного строения. Но хоть какие-то свойства живого он проявляет, лишь заразив клетку. Только в этом случае вирус способен размножаться и синтезировать свои компоненты. Вне клетки — вирус это стабильный молекулярный комплекс без обмена веществ.

На протяжении веков ученые постепенно осознавали, что в основу жизни на Земле положена такая структура как клетка, что все живые организмы, несмотря на их огромное разнообразие, имеют клеточное строение. В XVII веке клетки впервые увидел в микроскоп Р. Гук, а в XIX веке уже была разработана клеточная теория, согласно которой все организмы имеют клеточное строение, а каждая новая клетка происходит лишь от другой клетки. Появилась наука цитология.

В дальнейшем совершенствование техники позволило ученым изучить клеточные структуры и химические реакции, протекающие в клетках. Были открыты многие закономерности клеточной организации, характерные для клеток всех организмов. Ученые выяснили, как протекает клеточный обмен веществ, размножение клеток, передача наследственных признаков, как в генетическом материале появляются изменения (мутации) и другое.

Важное значение имеет клеточная мембрана. Она, огораживая внутреннее содержимое от внешней среды, обладая избирательной проницаемостью, дает возможность клеточному содержимому действовать как единое целое, организованное в систему, что и делает клетку структурной и функциональной единицей живого.

Первые клетки могли появиться в условиях древней Земли, когда условия на планете были совершенно другими, чем сейчас. В первичном бульоне (тогдашний мировой океан) белковые капли могли объединяться с нуклеиновыми кислотами, а когда их окружала липидная (жировая) оболочка, то возникло что-то наподобие клетки (но еще далеко не живой). Далее происходил отбор на наиболее устойчивые. В некоторых из таких протобионтов появились химические взаимодействия между нуклеиновыми кислотами и белками, что в последствии легло в основу жизни.

Первыми настоящими клетками были прокариоты (бактерии и археи). У них нет ядра и других мембранных органелл. Наследственный материал организован не в хромосомы, а в кольцевой нуклеоид, находящийся в цитоплазме.

Позже от прокариот произошли эукариоты. Это могло произойти в результате объединения в одну клетку нескольких клеток прокариот. Именно эволюция эукариот дала все разнообразие жизни на Земле. Эукариотические клетки смогли образовывать настоящую многоклеточность.

Итак, клетка, возникнув в определенных условиях как обособленная система взаимодействующих молекулярных комплексов, стала проявлять удивительные свойства, не характерные для отдельно взятых органических веществ. Эти свойства на сегодняшний день и составляют основу жизни, в процессе эволюции они стали проявляться на уровнях выше клеточного. Так обмен веществ, поток энергии, гомеостаз характерен и для организма и для биогеоценоза. Размножаются и обладают раздражимостью не только клетки, но и целые организмы. Но в любом случае, клетка остается элементарной структурной и функциональной единицей живого.