Сколько ядер в клетках грибов

Особенности строения грибной клетки

В течение длительного времени ученые причисляли грибы к растениям. Такая классификация объяснялась внешним сходством организмов. Грибы, как и растения, лишены способности передвигаться. На первый взгляд, у грибов и животных нет ничего общего. Однако с появлением возможности проводить исследования клеток ученым удалось выявить сходство между клеткой грибов и животных.

Основываясь на новых данных, исследователи исключили грибы из группы растений. Отнести их к животным было бы также некорректно в силу ряда отличий. Таким образом, грибы были выделены в отдельное царство, которых всего в природе существует пять:

• животные;
• растения;
• грибы;
• бактерии;
• вирусы.

Грибы относят к эукариотам. К данной категории также принадлежат животные и растительные организмы, в клетках которых есть ядро.

С помощью ядра в клетке формируется защита генетической информации, которая записана на ДНК. В природном мире можно встретить одноклеточные и многоклеточные грибы. Их клетка обладает стандартным строением и включает три части:

• плазматическая мембрана;
• ядро;
• цитоплазма.

Цитоплазма состоит из:

• органоидов;
• включений.

Органоиды характеризуются постоянством. Данные компоненты клетки выполняют ряд определенных функций. Для клеточных включений не характерна стабильность. Данные элементы необходимы, чтобы запасать вещества.

Включения имеют относительно несложную структуру, по сравнению с органоидами. Как правило, они представляют собой капли или кристаллы, состоящие из питательных веществ, которые грибная клетка использует при возникновении такой необходимости.

Так как грибы – это эукариоты, в их клетках обязательно присутствует ядро. Кроме того, что оно защищает генетическую информацию, записанную на ДНК, к его основным функциям также относится координация всех процессов, которые происходят в клетке. Такая структура кружена ядерной мембраной со специальными порами, в состав которых входят белки под названием нуклеопорины.

С помощью этих образований осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Внутренняя среда мембраны носит название кариоплазмы. Она содержит ДНК в виде хромосом. Клетки растительных и животных организмов обычно обладают одним ядром. Грибная же клетка, как правило, обладает не одним, а двумя и более ядрами.

Грибы представлены огромным разнообразием видов, среди которых встречаются одноклеточные и многоклеточные, сапротрофы и симбионты. Среда обитания грибов также многообразна. В настоящее время насчитывается свыше 100 тысяч видов грибов. Общим признаком этих организмов является основа в виде мицелия.

Это тело, которое также называют грибницей. Образование сложено тонкими нитями или гифами. С помощью таких структур всасываются питательные вещества. Низшие виды характеризуются мицелием, не разделенным на клетки. Данные организмы представляют собой как бы единую клетку.

У высших видов грибов мицелий является многоклеточным. Срок жизни данной структуры составляет от нескольких суток до нескольких лет. На основе организма в виде мицелия формируются плодовые тела, которые предназначены для размножения организмов. В их состав входят сплетения гиф.

Плодовые тела визуально различимы и называются грибами. Непосредственно грибница скрыта. Она может простираться на значительное расстояние. В связи с этим, определенные виды грибов считают наибольшими земными организмами.

В зависимости от способа питания грибы бывают:

• сапротрофами или сапрофитами;
• симбионтами.

В первом случае грибы представляют собой санитаров живой природы, так как их рацион питания состоит из разлагающихся органических останков.  Благодаря ферментам, организмы преобразуют органику в неорганические вещества, которые доступны растениям. Таким образом, образуется гумус.

Симбионты сотрудничают с другими организмами. Как правило, это деревья. Грибы формируют микоризу с корневой системой, что способствует всасыванию растением питательных веществ. При этом выделяются ферменты, которые стимулируют рост корней. В свою очередь, грибы получают углеводы от растений в виде веществ, ускоряющих развитие спор.

Существуют также паразиты. Такие грибы используют другие живые организмы как среду обитания и пищу. В данной группе выделяют несколько разновидностей в зависимости от специфики жизнедеятельности, мест обитания, внешнего вида:

1. Шляпочные грибы обитают на почвах и гниющей древесине. Организмы обладают скрытой грибницей и плодовым телом, состоящим из шляпки и ножки. Среди многообразия шляпочных грибов встречаются съедобные виды с большой концентрацией белка, минералов, органических кислот и эфирных масел. Клетки ядовитых организмов содержат опасные токсины.
2. Сумчатые грибы классифицируют на съедобные и паразитические. К данной категории относят сморчки, строчки, мучнистую росу, спорынью.
3. Плесневелые грибы являются сапротрофами, которые произрастают на почве, растениях, продуктах питания, останках животных. Данные грибы состоят из тонких гифов, образующих паутину. В их числе есть полезные виды, которые человек активно использует для производства антибиотиков. Паразитические типы плесневелых грибов опасны для человека и животных, так как являются причиной болезней. Также эти организмы образуют плесень на строениях, бытовых предметах и вещах.
4. Дрожжи – особый вид грибов, которые не имеют мицелия. Дрожжи являются неподвижными организмами и размножаются методом почкования. Некоторые виды таких грибов используются в производстве хлеба, пива, спирта и вина.
5. Паразитами называют грибы, которые обладают мицелием, растущим внутри корня, стебля или плодов растений. К данным видам относят мучнистую росу, спорынью, ржавчинные и головневые грибы, организмы, которые вызывают паршу и плодовую гниль. Паразитами также являются трутовики, у которых мицелий прорастает в древесную кору.

Как устроена грибная клетка, состав

Грибная клетка обладает привычным строением. Структура этого образования представлена на рисунке ниже. Клетка состоит из органоидов в виде:

• митохондрий;
• рибосом;
• эндоплазматического ретикулума;
• лизосом;
• клеточного центра;
• комплекса Гольджи.

Старая грибная клетка может включать вакуоль. Для органоидов клетки характерно наличие определенных функций:

• митохондрии обеспечивают клеточное дыхание и генерацию энергии;
• рибосомы отвечают за процесс трансляции, то есть образование полипептидной цепи из отдельных аминокислот;
• эндоплазматический ретикулум необходим для синтеза жиров, а также участвует в обмене веществ;
• лизосомы отвечают за клеточное пищеварение;
• клеточный центр принимает участие в процессе деления клетки;
• комплекс Гольджи синтезирует органические вещества, классифицирует белки.

По сравнению с растениями, грибные клетки не содержат пластид. В растительных организмах данные органоиды выполняют функцию фотосинтеза (хлоропласты) и отвечают за окрас лепестков (хромопласты). В отличие от растений лишь старые клетки грибов обладают вакуолью. Клетки растительных организмов содержат вакуоль на протяжении всего жизненного цикла.  

Строение клеток грибов достаточно простое. Клетки грибов близки с клетками растений. Однако вместо крахмала они запасают гликоген. Еще одним отличием является отсутствие у грибных клеток возможности осуществлять синтез органических веществ.

Грибная клетка обладает твердой оболочкой. Данная структура включает:

• хитин;
• белки;
• жиры;
• углеводы.

Под оболочкой находится мембрана, внутри которой расположены цитоплазма. Как и у клеток животных организмов, у грибных клеток нет пластид. Они обладают клеточным центром и несколькими вакуолями. Одной из особенностей грибных клеток является то, что они могут включать несколько ядер. Данное явление обусловлено отсутствием связи цитокинеза с делением ядра.

Таким образом, когда ядро делится, не во всех случаях формируется новая клетка. Также эти организмы обладают дикарионами, которые представляют собой специальные половые клетки с женскими и мужскими ядрами. Хромосомы в грибных клетках достаточно маленького размера, их количество составляет от 2 до 28.

Оболочка грибной клетки отличает данные организмы от представителей других царств. С помощью оболочки клетка контактирует с внешней средой. Она может обладать разным составом и функциями, что определяется фазой и типом роста гриба.

Клеточные оболочки, характерные для старых организмов, могут быть покрыты слоем слизи или оксалатом кальция. Основным компонентом оболочки является хитин, который в определенных случаях составляет более половины от общей массы клетки.

Некоторые виды грибов обладают оболочкой, в состав которой входит хитозан, целлюлоза, галактоза, манноза. Как правило, оболочка включает множество слоев, что обеспечивает ее устойчивость к разрушению и определяет форму вегетативных тел.

Между оболочкой и цитоплазмой сформирована мембрана, в состав которой входят липиды и белки. Функция цитоплазмы заключается в регулировании поступления питательных веществ во внутреннее пространство грибной клетки. Цитоплазма состоит из органоидов, а также микротрубочек, из которых складывается скелет клетки.

Митохондрии грибных организмов схожи с растительными, а тельца Гольджи практически отсутствуют. Мембрану окружают особые тельца, которые называют ломасомами.

Ядро грибной клетки обладает небольшими размерами и двойной мембраной. Ядро необязательно включает ядрышко. Некоторые грибные клетки содержат несколько ядер. Основной функцией ядра является репликация ДНК. Особенностью грибов является возможность присутствия спаренных ядер. Митоз характеризуется закрытым характером течения. При этом исключается разрушение ядерной оболочки после деления.

В результате образование новой клетки не гарантировано. В связи с этим одна клетка может включать несколько ядер. Во время жизни клетка гриба не вырабатывает растительный крахмал. Однако она содержит много гликогена, который играет роль энергетического резерва. Еще одной особенностью грибной клетки служит возможность перемещения ядра из одной клетки организма в другую.

Вакуоли представляют собой место скопления запасов питательных веществ. В молодых организмах вакуоли небольшого размера. По мере старения они соединяются и образуют единую большую вакуоль. Питательные вещества не во всех случаях запасаются в вакуолях. Они могут скапливаться в цитоплазме, принимая форму капель или гранул.

Внутренняя структура цитоплазмы характеризуется наличием различных включений. Они могут быть вредными и полезными для организма. Данные образования необходимы для размножения, обеспечения клетки питательными веществами, защиты. Наиболее известными из включений являются гликоген, волютин, жиры, пигменты, органические кислоты, эфирные масла, смолы, токсины, витамины.

Чем клетка гриба похожа на клетку растения и животного

Основное сходство клеток растений и грибов заключается в особенностях строения. Такие клетки обладают клеточной стенкой, которая расположена поверх плазматической мембраны. Подобное образование нельзя встретить в клетках животных организмов и можно наблюдать у растений. Однако в случае клеток, принадлежащих представителям флоры, клеточная стенка состоит из целлюлозы. У грибных клеток стенка построена из хитина.

За счет включений из гликогена грибная клетка по строению напоминает клетку животного организма. По сравнению с грибами и животными, запасающими гликоген, растительные организмы накапливают крахмал. Еще одним сходством животной и грибной клетки является метод питания.

Грибы относятся к гетеротрофам, то есть питательные вещества в организм поступают из внешней среды. Растения относятся к автотрофам, так как питаются за счет фотосинтеза, получая питательные вещества самостоятельно.

Обобщая сведения о клетках представителей царств растений, животных и грибов, можно сделать следующие выводы:

• грибы, как и растения, обладают клеточной стенкой;
• у грибной клетки клеточная стенка состоит из хитина, что характерно для животных организмов;
• как и клетки животных, грибные клетки накаливают гликоген, а не крахмал;
• способ питания грибов схож с животными, так как они поглощают готовые органические вещества;
• сходство с растениями выражается в том, что питательные вещества у грибов всасываются через оболочку.

Таким образом, грибы являются особым, уникальным организмом, которые невозможно причислить к царству животных или растений. Невозможность подобной классификации обусловлена специальным строением грибных клеток. Организмы занимают отдельное место в живой природе, а также имеют огромное значение для круговорота веществ.

С помощью грибов происходи разложение мертвых организмов, в результате чего образуются простые неорганические вещества, формирующие плодородную почву. Из грибов получают белок, антибиотики, витамины, ферменты. Некоторые виды таких грибов человек использует в пищу, применяет в хлебопечении и виноделии.

Характеристика клеточной оболочки грибов

Достаточно большой процент от общей массы сухого мицелия грибов представляет их клеточная стенка. Доля составляет от 5% до 15%. Ее состав отличается в зависимости от таксономической группы грибов. В таблице можно ознакомиться с примерами химического состава оболочки у определенных видов организмов в % от сухого веса их клеточной стенки.

Оболочка грибов характеризуется двухфазной системой. В ней есть микрофибриллы, которые входят в состав аморфной массы матрикса. Оболочка включает минимум два слоя с различно направленной ориентацией фибрилл. Как правило, направление внутреннего слоя совпадает с главной осью клетки, а наружного – располагается под углом к ней. Проанализировать строение и развитие клеточной стенки грибов можно на рисунке. Структура обладает следующими компонентами:

1. Ненапряженная зона кончика гифы.
2. Зона образования поперечных фибрилл методом интуссусцепции, проникновение микрофибрилл.
3. Область продольного растяжения фибрилл (область расслабления).
4. Область формирования внутреннего слоя жестких продольных фибрилл (область ригидификации и прекращения развития наружной сети фибрилл).

Дрожжи обладают многослойной оболочкой с повышенной концентрацией маннана снаружи и глюкана – внутри. У водных видов грибов в оболочке есть ложные перегородки в форме псевдосептов. Сумчатые и базидиальные грибы обладают перегородками – септами. Строение пор клеточной стенки грибов представлено на схеме.

В состав скелетных основ оболочек грибов входят кристаллически организованные полисахариды:

• целлюлоза;
• хитин;
• хитозаном;
• маннан;
• глюканы и другие.

Хитин и хитозан в превалирующем количестве видов грибов являются азотсодержащими полимерами в составе их оболочек. Грибной хитин имеет сходства с хитином, которые содержат организмы насекомых и ракообразных. Отличие заключается в том, что грибы содержат хитин с меньшей концентрацией азота. Для примера физико-химические свойства образцов хитина микроскопических грибов и панциря краба представлены в таблице.

Ряд грибов обладают полимерами из аминосахаров, ассоциированных с маннаном, глюканом и протеинами. Клеточные оболочки грибов, как правило, не содержат одновременно целлюлозу и хитин. Наличие целлюлозы характерно для грибов, которые обитают в воде и имеют двужгутиковые зооспоры.

Глюканы отличаются от целлюлозы структурой и представлены в большом количестве. Примеры полисахаридов грибов с расшифрованной структурой по Кокрейну представлены в таблице.

Дрожжи, обитающие внутри древесной коры, характеризуются высокой концентрацией маннанов и полисахаридов, в составе которых мономеры маннозы. Грибы также могут обладать полисахаридами, которые содержат галактозу, 6-дезоксипентозу, метилпентозы, фруктозу. К примеру, оболочки клеток Penicillium chrysogenum содержат 6-дезоксипентозу, рамнозу и ксилозу.

Количество липидов у грибов определяется условиями окружающей среды и возрастом культуры. В отдельных случаях липиды могут составлять до 35%-36% от общей массы сухого вещества клеток. Оболочки дрожжей содержат свыше 3% липидов. В состав клеточных оболочек грибов также включены пигменты в значительном объеме. Как правило, они содержатся в клеточных стенках мицелия или в оболочках спор многих видов грибов.