מבנה התא. תאים של אורגניזמים חיים ואיזה תא

הדבר היקר ביותר שיש לאדם הוא חייו שלו וחיי יקיריו. הדבר היקר ביותר על פני כדור הארץ הוא החיים באופן כללי. ובבסיס החיים, בבסיס כל האורגניזמים החיים, נמצאים תאים. אנו יכולים לומר שלחיים על פני כדור הארץ יש מבנה תאי. לכן כל כך חשוב לדעתאיך תאים בנויים. מבנה התאים נחקר על ידי ציטולוגיה - מדע התאים. אבל הרעיון של תאים הכרחי עבור כל הדיסציפלינות הביולוגיות.

מהו תא?

הגדרת המושג

תָא היא יחידה מבנית, פונקציונלית וגנטית של כל היצורים החיים, המכילה מידע תורשתי, המורכבת מקרום ממברנה, ציטופלזמה ואברונים, המסוגלת לתחזק, להחליף, להתרבות ולפתח. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

הגדרה זו של תא, למרות שהיא קצרה, מלאה למדי. הוא משקף 3 צדדים של האוניברסליות של התא: 1) מבניים, כלומר. כיחידה מבנית, 2) פונקציונלית, כלומר. כיחידת פעילות, 3) גנטית, כלומר. כיחידה של תורשה וחילופי דורות. מאפיין חשוב של תא הוא נוכחות של מידע תורשתי בו בצורה של חומצת גרעין - DNA. ההגדרה משקפת גם את התכונה החשובה ביותר של מבנה התא: נוכחות של קרום חיצוני (פלסמולמה), המפריד בין התא וסביבתו. ו,לבסוף, 4 סימני חיים חשובים ביותר: 1) שמירה על הומאוסטזיס, כלומר. קביעות הסביבה הפנימית בתנאים של התחדשות מתמדת שלה, 2) החלפה עם הסביבה החיצונית של חומר, אנרגיה ומידע, 3) יכולת ההתרבות, כלומר. לרבייה עצמית, רבייה, 4) היכולת להתפתח, כלומר. לצמיחה, התמיינות ומורפוגנזה.

הגדרה קצרה יותר אך לא מלאה: תָא היא יחידת החיים היסודית (הקטנה והפשוטה ביותר).

הגדרה מלאה יותר של תא:

תָא היא מערכת מסודרת ומובנית של ביו-פולימרים התחום על ידי ממברנה פעילה, היוצרים את הציטופלזמה, הגרעין והאברונים. מערכת ביו-פולימר זו משתתפת במערך אחד של תהליכים מטבוליים, אנרגיה ומידע השומרים ומשכפלים את המערכת כולה כולה.

טֶקסטִיל הוא אוסף של תאים דומים במבנה, בתפקוד ובמקור, הממלאים במשותף פונקציות משותפות. בבני אדם, בארבע קבוצות הרקמות העיקריות (אפיתל, חיבור, שריר ועצב), ישנם כ-200 סוגים שונים של תאים מיוחדים [Faler D.M., Shields D. Molecular biology of the cell: A guide for doctors. / פר. מאנגלית - מ.: BINOM-Press, 2004. - 272 עמ'].

רקמות, בתורן, יוצרות איברים, ואיברים יוצרים מערכות איברים.

אורגניזם חי מתחיל מתא. אין חיים מחוץ לתא; מחוץ לתא אפשרי רק קיום זמני של מולקולות חיים, למשל בצורת וירוסים. אבל לקיום פעיל ורבייה, אפילו וירוסים זקוקים לתאים, גם אם הם זרים.

מבנה התא

האיור שלהלן מציג את דיאגרמות המבנה של 6 עצמים ביולוגיים. נתח איזה מהם יכול להיחשב תאים ואיזה לא, לפי שתי אפשרויות להגדרת המושג "תא". הצג את תשובתך בצורה של טבלה:

מבנה התא תחת מיקרוסקופ אלקטרונים

קְרוּם

המבנה האוניברסלי החשוב ביותר של התא הוא קרום התא (מילה נרדפת: plasmalemma), מכסה את התא בצורה של סרט דק. הממברנה מווסתת את הקשר בין התא לסביבתו, דהיינו: 1) היא מפרידה חלקית את תוכן התא מהסביבה החיצונית, 2) מחברת את תוכן התא עם הסביבה החיצונית.

הליבה

המבנה התא השני בחשיבותו והאוניברסלי הוא הגרעין. הוא לא קיים בכל התאים, בניגוד לממברנת התא, ולכן שמנו אותו במקום השני. הגרעין מכיל כרומוזומים המכילים גדילים כפולים של DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית). מקטעים של DNA הם תבניות לבניית RNA שליח, אשר בתורם משמשים כתבניות לבניית כל חלבוני התא בציטופלזמה. לפיכך, הגרעין מכיל, כביכול, "שרטוטים" למבנה של כל חלבוני התא.

ציטופלזמה

זוהי הסביבה הפנימית הנוזלית למחצה של התא, המחולקת לתאים על ידי ממברנות תוך תאיות. בדרך כלל יש לו שלד ציטו כדי לשמור על צורה מסוימת והוא בתנועה מתמדת. הציטופלזמה מכילה אברונים ותכלילים.

במקום השלישי נוכל לשים את כל המבנים התאיים האחרים שיכולים להיות בעלי ממברנה משלהם ונקראים אברונים.

האברונים הם קבועים, בהכרח קיימים מבני תאים המבצעים פונקציות ספציפיות ובעלי מבנה מסוים. על סמך המבנה שלהם, ניתן לחלק את האברונים לשתי קבוצות: אברוני ממברנה, הכוללים בהכרח ממברנות, ואברונים שאינם ממברניים. בתורו, אברוני הממברנה יכולים להיות ממברניים בודדים - אם הם נוצרים על ידי ממברנה אחת וממברנה כפולה - אם מעטפת האברונים כפולה ומורכבת משתי ממברנות.

תכלילים

תכלילים הם מבנים לא קבועים של התא המופיעים בו ונעלמים במהלך תהליך חילוף החומרים. ישנם 4 סוגי תכלילים: טרופי (עם אספקת חומרים מזינים), מפרשים (המכילים הפרשות), הפרשות (המכילות חומרים "לשחרור") ופיגמנטריים (מכילים פיגמנטים - חומרים צובעים).

מבנים תאיים, כולל אברונים ( )

תכלילים . הם אינם מסווגים כאברונים. תכלילים הם מבנים לא קבועים של התא המופיעים בו ונעלמים במהלך תהליך חילוף החומרים. ישנם 4 סוגי תכלילים: טרופי (עם אספקת חומרים מזינים), מפרשים (המכילים הפרשות), הפרשות (המכילות חומרים "לשחרור") ופיגמנטריים (מכילים פיגמנטים - חומרים צובעים).

1. (פלסמולמה).
2. גרעין עם גרעין .
3. רשת אנדופלזמית : מחוספס (גרגירי) וחלק (גרגירי).
4. קומפלקס גולגי (מכשיר) .
5. מיטוכונדריה .
6. ריבוזומים .
7. ליזוזומים . ליזוזומים (מהגר. ליסיס - "פירוק, פירוק, פירוק" וסומה - "גוף") הם שלפוחיות בקוטר של 200-400 מיקרון.
8. פרוקסיסומים . פרוקסיסומים הם גופי מיקרו (שלפוחיות) בקוטר 0.1-1.5 מיקרומטר, מוקפים בקרום.
9. פרוטאוזומים . פרוטאוזומים הם אברונים מיוחדים לפירוק חלבונים.
10. פאגוזומים .
11. מיקרופילמנטים . כל מיקרופילמנט הוא סליל כפול של מולקולות חלבון אקטין כדוריות. לכן, תכולת האקטין גם בתאים שאינם שרירים מגיעה ל-10% מכלל החלבונים.
12. חוטי ביניים . הם מרכיב של שלד הציטו. הם עבים יותר ממיקרופילמנטים ויש להם אופי ספציפי לרקמות:
13. מיקרוטובולים . מיקרוטובוליות יוצרות רשת צפופה בתא. דופן המיקרוטובוליות מורכבת משכבה אחת של תת-יחידות כדוריות של החלבון טובולין. חתך מראה 13 מיחידות המשנה הללו יוצרות טבעת.
14. מרכז תאים .
15. פלסטידים .
16. ואקוולים . Vacuoles הם אברונים עם ממברנה אחת. הם "מכלים" ממברניים, בועות מלאות בתמיסות מימיות של חומרים אורגניים ואי-אורגניים.
17. ריסים ודגלים (אברונים מיוחדים) . הם מורכבים מ-2 חלקים: גוף בסיסי הממוקם בציטופלזמה ואקסונמה - גידול מעל פני התא, המכוסה מבחוץ בקרום. לספק תנועה של התא או תנועה של הסביבה מעל התא.

(גַרעִינִי). תאים פרוקריוטיים הם פשוטים יותר במבנה; ככל הנראה, הם הופיעו מוקדם יותר בתהליך האבולוציה. תאים אוקריוטיים מורכבים יותר והתעוררו מאוחר יותר. התאים המרכיבים את גוף האדם הם אוקריוטיים.

למרות מגוון הצורות, ארגון התאים של כל האורגניזמים החיים כפוף לעקרונות מבניים משותפים.

תא פרוקריוטים

תא איקריוטי

מבנה של תא איקריוטי

קומפלקס פני השטח של תא חיה

כולל גליקוקליקס, ממברנות פלזמהוהשכבה הקורטיקלית של הציטופלזמה הממוקמת מתחת. קרום הפלזמה נקרא גם פלזמהלמה, הממברנה החיצונית של התא. זוהי ממברנה ביולוגית, בעובי של כ-10 ננומטר. מספק בעיקר פונקציה תוחמת ביחס לסביבה החיצונית לתא. בנוסף, הוא מבצע פונקציית תחבורה. התא אינו מבזבז אנרגיה כדי לשמור על שלמות הממברנה שלו: המולקולות מוחזקות יחד על פי אותו עיקרון שבו מולקולות השומן מוחזקות יחד - מבחינה תרמודינמית יתרון יותר שהחלקים ההידרופוביים של המולקולות יהיו ממוקמים בסמיכות אחד לשני. הגליקוקאליקס הוא מולקולות של אוליגוסכרידים, פוליסכרידים, גליקופרוטאין וגליקוליפידים "מעוגנות" בפלסמה. הגליקוקאליקס מבצע פונקציות קולטן וסמן. קרום הפלזמה של תאי בעלי חיים מורכב בעיקר מפוספוליפידים וליפופרוטאינים המשובצים במולקולות חלבון, בפרט אנטיגנים וקולטנים על פני השטח. בשכבת קליפת המוח (הסמוכה לממברנת הפלזמה) של הציטופלזמה ישנם אלמנטים ציטושלדיים ספציפיים - מיקרופילמנטים אקטין מסודרים בצורה מסוימת. התפקיד העיקרי והחשוב ביותר של השכבה הקורטיקלית (קורטקס) הוא תגובות פסאודופודיאליות: פליטה, התקשרות והתכווצות פסאודופודיה. במקרה זה, המיקרופילמנטים מסודרים מחדש, מתארכים או מתקצרים. צורת התא (לדוגמה, נוכחות של microvilli) תלויה גם במבנה שלד הציטו של השכבה הקורטיקלית.

מבנה ציטופלזמי

המרכיב הנוזלי של הציטופלזמה נקרא גם ציטוסול. במיקרוסקופ אור, נראה היה שהתא מלא במשהו כמו פלזמה נוזלית או סול, שבו הגרעין ואברונים אחרים "צפו". למעשה זה לא נכון. החלל הפנימי של תא איקריוטי מסודר בקפדנות. תנועת האברונים מתואמת בעזרת מערכות תחבורה מיוחדות, מה שנקרא מיקרוטובוליות, המשמשות כ"דרכים" תוך-תאיות וחלבונים מיוחדים דיניינים וקינסינים, הממלאים את התפקיד של "מנועים". מולקולות חלבון בודדות גם אינן מתפזרות בחופשיות בכל המרחב התוך תאי, אלא מכוונות לתאים הדרושים באמצעות אותות מיוחדים על פני השטח שלהן, המוכרים על ידי מערכות התחבורה של התא.

רשת אנדופלזמית

בתא איקריוטי קיימת מערכת של תאים קרומיים (צינורות ובורות מים) העוברים זה לתוך זה, הנקראת הרשת האנדופלזמית (או הרשת האנדופלזמית, ER או EPS). החלק הזה של ה-ER, לממברנות שלו מחוברים ריבוזומים, מכונה גַרגִירִי(אוֹ מְחוּספָּס) רטיקולום אנדופלזמי, סינתזת חלבון מתרחשת על הממברנות שלו. אותם תאים שאין להם ריבוזומים על הקירות מסווגים כ חלק(אוֹ אגרנולרי) ER, שלוקח חלק בסינתזת שומנים. החללים הפנימיים של ה-ER החלק והגרגירי אינם מבודדים, אלא עוברים זה לתוך זה ומתקשרים עם לומן של המעטפת הגרעינית.

מערכת גולג'י

הליבה

שלד ציטוס

סנטריולים

מיטוכונדריה

השוואה בין תאים פרו-אוקריוטיים

ההבדל החשוב ביותר בין אוקריוטים לפרוקריוטים נחשב זמן רב לנוכחות של גרעין נוצר ואברוני ממברנה. עם זאת, בשנות ה-70-1980. התברר שזה רק תוצאה של הבדלים עמוקים יותר בארגון שלד הציטוס. במשך זמן מה האמינו שהשלד הציטוטי אופייני רק לאאוקריוטים, אבל באמצע שנות ה-90. חלבונים הומולוגיים לחלבונים העיקריים של שלד הציטוטים של אוקריוטים התגלו גם בחיידקים.

זוהי הנוכחות של ציטושלד בעל מבנה ספציפי המאפשר לאאוקריוטים ליצור מערכת של אברוני קרום פנימי ניידים. בנוסף, הציטושלד מאפשר להתרחש אנדו ואקסוציטוזיס (ההנחה היא שבזכות האנדוציטוזיס הופיעו סימביונים תוך תאיים, כולל מיטוכונדריה ופלסידים, בתאים איקריוטיים). תפקיד חשוב נוסף של השלד הציטוטי האיקריוטי הוא להבטיח חלוקה של הגרעין (מיטוזה ומיוזה) וגוף (ציטוטומיה) של התא האיקריוטי (החלוקה של תאים פרוקריוטיים מאורגנת בצורה פשוטה יותר). הבדלים במבנה השלד הציטוניים מסבירים גם הבדלים נוספים בין פרו-אוקריוטים - למשל, הקביעות והפשטות של צורות התאים הפרוקריוטים והמגוון המשמעותי של הצורה והיכולת לשנות אותה בתאים איקריוטים, כמו גם גודל גדול יחסית של האחרון. לפיכך, הגדלים של תאים פרוקריוטיים בממוצע 0.5-5 מיקרון, הגדלים של תאים אוקריוטים בממוצע בין 10 ל-50 מיקרון. בנוסף, רק בין האוקריוטים יש תאים ענקיים באמת, כמו ביצים מסיביות של כרישים או יענים (בביצת ציפור, החלמון כולו הוא ביצה אחת ענקית), נוירונים של יונקים גדולים, שתהליכים מחוזקים על ידי שלד הציטו. , יכול להגיע לאורך של עשרות סנטימטרים.

אנפלזיה

הרס המבנה התאי (לדוגמה, בגידולים ממאירים) נקרא אנפלזיה.

היסטוריה של גילוי תאים

האדם הראשון שראה תאים היה המדען האנגלי רוברט הוק (מוכר לנו הודות לחוק הוק). בשנה, בניסיון להבין מדוע עץ השעם צף כל כך טוב, הוק החל לבחון קטעים דקים של שעם באמצעות מיקרוסקופ ששיפר. הוא גילה שהפקק מחולק להרבה תאים זעירים, מה שהזכיר לו תאי מנזר, והוא כינה את התאים האלה תאים (באנגלית cell פירושו "תא, תא, כלוב"). באותה שנה, המאסטר ההולנדי אנטון ואן לוונהוק (-) השתמש במיקרוסקופ בפעם הראשונה כדי לראות "חיות" - זזות אורגניזמים חיים - בטיפת מים. לפיכך, בתחילת המאה ה-18, מדענים ידעו שתחת הגדלה גבוהה לצמחים יש מבנה תאי, והם ראו כמה אורגניזמים שנקראו מאוחר יותר חד-תאיים. עם זאת, התיאוריה התאית של מבנה האורגניזמים נוצרה רק באמצע המאה ה-19, לאחר שהופיעו מיקרוסקופים חזקים יותר ופותחו שיטות לקיבוע וצביעה של תאים. אחד ממייסדיה היה רודולף וירצ'וב, אבל הרעיונות שלו הכילו מספר שגיאות: למשל, הוא הניח שתאים קשורים זה לזה בצורה חלשה וכל אחד קיים "בכוחות עצמו". רק מאוחר יותר ניתן היה להוכיח את תקינות המערכת הסלולרית.

ראה גם

• השוואה בין מבנה התא של חיידקים, צמחים ובעלי חיים

קישורים

• Biology Molecular Biology Of The Cell, מהדורה רביעית, 2002 - ספר לימוד בביולוגיה מולקולרית באנגלית
• ציטולוגיה וגנטיקה (0564-3783) מפרסם מאמרים ברוסית, אוקראינית ואנגלית לפי בחירת המחבר, מתורגמים לאנגלית (0095-4527)

קרן ויקימדיה. 2010.

ראה מה זה "תא (ביולוגיה)" במילונים אחרים:

ביולוגיה- ביולוגיה. תוכן: א. תולדות הביולוגיה............... 424 ויטליזם ומכיניזם. הופעת המדעים האמפיריים במאות ה-16 וה-18. הופעתה והתפתחותה של תורת האבולוציה. התפתחות הפיזיולוגיה במאה ה-19. פיתוח מדע הסלולר. תוצאות המאה ה-19... אנציקלופדיה רפואית גדולה

- (צלולה, ציטוס), היחידה המבנית והתפקודית הבסיסית של כל האורגניזמים החיים, מערכת חיה יסודית. יכול להתקיים כמחלקה. אורגניזם (חיידקים, פרוטוזואה, אצות ופטריות מסוימות) או ברקמות של בעלי חיים רב-תאיים,... ... מילון אנציקלופדי ביולוגי

התאים של חיידקים יוצרי נבגים אירוביים הם בצורת מוט ובהשוואה לחיידקים שאינם יוצרים נבגים, הם בדרך כלל גדולים יותר בגודלם. לצורות וגטטיביות של חיידקים נושאי נבגים יש תנועה פעילה חלשה יותר, למרות שהם... ... אנציקלופדיה ביולוגית

למונח זה יש משמעויות נוספות, ראה תא (משמעויות). תאי דם אנושיים (HBC) ... ויקיפדיה

ציטולוגיה (יוונית κύτος היווצרות דמוית בועות ומילה λόγος, מדע) היא ענף בביולוגיה החוקר תאים חיים, אברוניהם, מבנהם, תפקודם, תהליכי רביית תאים, הזדקנות ומוות. המונחים סלולריים משמשים גם... ויקיפדיה

עם שחר התפתחות החיים על פני כדור הארץ, כל צורות התא היו מיוצגות על ידי חיידקים. הם ספגו חומרים אורגניים המומסים באוקיינוס ​​הקדמון דרך פני הגוף.

עם הזמן, כמה חיידקים הסתגלו לייצור חומרים אורגניים מאלה אורגניים. לשם כך, הם השתמשו באנרגיה של אור השמש. נוצרה המערכת האקולוגית הראשונה שבה היו אורגניזמים אלו יצרנים. כתוצאה מכך, חמצן ששוחרר על ידי אורגניזמים אלה הופיע באטמוספירה של כדור הארץ. בעזרתו ניתן לקבל הרבה יותר אנרגיה מאותו מזון, ולהשתמש באנרגיה הנוספת כדי לסבך את מבנה הגוף: חלוקת הגוף לחלקים.

אחד ההישגים החשובים של החיים הוא הפרדת הגרעין והציטופלזמה. הגרעין מכיל מידע תורשתי. קרום מיוחד סביב הליבה אפשר להגן מפני נזק מקרי. לפי הצורך, הציטופלזמה מקבל פקודות מהגרעין המכוונות את חיי התא והתפתחותו.

אורגניזמים שבהם הגרעין מופרד מהציטופלזמה יצרו את ממלכת העל הגרעינית (אלה כוללים צמחים, פטריות ובעלי חיים).

כך, התא - הבסיס לארגון של צמחים ובעלי חיים - קם והתפתח במהלך האבולוציה הביולוגית.

אפילו בעין בלתי מזוינת, או אפילו יותר טוב בזכוכית מגדלת, ניתן לראות שבשרו של אבטיח בשל מורכב מגרגרים קטנים מאוד, או גרגירים. אלו הם תאים - "אבני הבניין" הקטנות ביותר המרכיבות את גופם של כל היצורים החיים, כולל צמחים.

חייו של צמח מתבצעים על ידי פעילות משולבת של התאים שלו, היוצרים שלם אחד. עם רב-תאי של חלקי הצמח, יש בידול פיזיולוגי של תפקידיהם, התמחות של תאים שונים בהתאם למיקומם בגוף הצמח.

תא צמחי נבדל מתא בעל חיים בכך שיש לו קרום צפוף המכסה את התוכן הפנימי מכל הצדדים. התא אינו שטוח (כפי שהוא מתואר בדרך כלל), סביר להניח שהוא נראה כמו בועה קטנה מאוד מלאה בתוכן רירי.

מבנה ותפקודי תא צמחי

בואו ניקח בחשבון תא כיחידה מבנית ותפקודית של אורגניזם. החלק החיצוני של התא מכוסה בדופן תא צפופה, שבה ישנם חלקים דקים יותר הנקראים נקבוביות. מתחתיו יש סרט דק מאוד - קרום המכסה את תוכן התא - הציטופלזמה. בציטופלזמה יש חללים - ואקוולים מלאים במוהל תאים. במרכז התא או ליד דופן התא יש גוף צפוף - גרעין עם גרעין. הגרעין מופרד מהציטופלזמה על ידי המעטפת הגרעינית. גופים קטנים הנקראים פלסטידים מופצים בכל הציטופלזמה.

מבנה של תא צמחי

מבנה ותפקודים של אברוני התא הצמחיים

אורגנואיד	צִיוּר	תיאור	פוּנקצִיָה	מוזרויות
דופן תא או קרום פלזמה		חסר צבע, שקוף ועמיד מאוד	מעביר חומרים לתוך התא וממנו.	קרום התא הוא חדיר למחצה
ציטופלזמה		חומר צמיג עבה	כל שאר חלקי התא נמצאים בו	נמצא בתנועה מתמדת
גרעין (חלק חשוב בתא)		עגול או סגלגל	מבטיח העברת תכונות תורשתיות לתאי בת במהלך החלוקה	חלק מרכזי של התא
		צורתו כדורית או לא סדירה	לוקח חלק בסינתזת חלבון
		מאגר מופרד מהציטופלזמה על ידי ממברנה. מכיל מוהל תאים	חיסכון של חומרי הזנה ומוצרי פסולת שהתא אינו זקוק להם מצטברים.	כשהתא גדל, ואקואולים קטנים מתמזגים לכדי ואקוול אחד גדול (מרכזי).
פלסטידים		כלורופלסטים	הם משתמשים באנרגיית האור של השמש ויוצרים אורגני מאי-אורגני	צורת הדיסקים התחום מהציטופלזמה על ידי ממברנה כפולה
		כרומופלסטים	נוצר כתוצאה מהצטברות של קרוטנואידים	צהוב, כתום או חום
		לוקופלסטים	פלסטידים חסרי צבע
מעטפת גרעין		מורכב משני ממברנות (חיצוניות ופנימיות) עם נקבוביות	מפריד את הגרעין מהציטופלזמה	מאפשר החלפה בין הגרעין לציטופלזמה

החלק החי בתא הוא מערכת מובנית, מסודרת, קשורה לממברנה של ביו-פולימרים ומבני קרום פנימיים המעורבים במערך של תהליכים מטבוליים ואנרגיה המשמרים ומשכפלים את המערכת כולה.

תכונה חשובה היא שלתא אין ממברנות פתוחות עם קצוות חופשיים. קרומי תאים תמיד מגבילים חללים או אזורים, וסוגרים אותם מכל הצדדים.

תרשים כללי מודרני של תא צמחי

פלזמה(קרום התא החיצוני) הוא סרט אולטרה-מיקרוסקופי בעובי 7.5 ננומטר, המורכב מחלבונים, פוספוליפידים ומים. זהו סרט אלסטי מאוד שנרטב היטב במים ומשחזר במהירות את השלמות לאחר נזק. יש לו מבנה אוניברסלי, כלומר אופייני לכל הממברנות הביולוגיות. בתאי צמחים, מחוץ לממברנת התא יש דופן תא חזק היוצר תמיכה חיצונית ושומר על צורת התא. הוא מורכב מסיבים (צלולוזה), פוליסכריד בלתי מסיס במים.

Plasmodesmataתאי צמחים, הם צינוריות תת-מיקרוסקופיות החודרות את הממברנות ומרופדות בקרום פלזמה, שעובר כך מתא אחד למשנהו ללא הפרעה. בעזרתם מתרחשת זרימה בין-תאית של תמיסות המכילות חומרים מזינים אורגניים. הם גם מעבירים ביופוטנציאלים ומידע אחר.

פורמיהנקראים פתחים בממברנה המשנית, כאשר התאים מופרדים רק על ידי הממברנה הראשונית וה-median lamina. האזורים של הממברנה הראשונית והלוח האמצעי המפרידים בין הנקבוביות הסמוכות של תאים סמוכים נקראים קרום הנקבוביות או הסרט הסוגר של הנקבוביות. הסרט הסוגר של הנקבוביות מחורר על ידי צינוריות פלזמודזמליות, אך בדרך כלל לא נוצר חור דרך בנקבוביות. נקבוביות מקלות על הובלת מים ומומסים מתא לתא. נקבוביות נוצרות בדפנות התאים השכנים, בדרך כלל אחת מול השנייה.

קרום תאבעל קליפה מוגדרת היטב, עבה יחסית בעלת אופי פוליסכרידי. קרום התא הצמחי הוא תוצר של פעילות הציטופלזמה. מנגנון גולגי והרשת האנדופלזמית לוקחים חלק פעיל בהיווצרותו.

מבנה קרום התא

הבסיס של הציטופלזמה הוא המטריצה ​​שלה, או היאלופלזמה, מערכת קולואידלית מורכבת חסרת צבע ושקופה אופטית המסוגלת לבצע מעברים הפיכים מסול לג'ל. התפקיד החשוב ביותר של ההיאלופלזמה הוא לאחד את כל המבנים התאיים למערכת אחת ולהבטיח אינטראקציה ביניהם בתהליכי חילוף החומרים הסלולריים.

היאלופלזמה(או מטריצה ​​ציטופלזמית) מהווה את הסביבה הפנימית של התא. הוא מורכב ממים וביו-פולימרים שונים (חלבונים, חומצות גרעין, פוליסכרידים, שומנים), שחלקם העיקרי מורכב מחלבונים בעלי סגוליות כימית ותפקודית משתנה. ההיאלופלזמה מכילה גם חומצות אמינו, חד סוכרים, נוקלאוטידים וחומרים אחרים במשקל מולקולרי נמוך.

ביופולימרים יוצרים תווך קולואידי עם מים, אשר, בהתאם לתנאים, יכול להיות צפוף (בצורת ג'ל) או נוזלי יותר (בצורת סול), הן לאורך הציטופלזמה והן במקטעים הנפרדים שלה. בהיאלופלזמה, אברונים ותכלילים שונים ממוקמים באינטראקציה זה עם זה ועם סביבת ההיאלופלזמה. יתר על כן, המיקום שלהם הוא לרוב ספציפי לסוגים מסוימים של תאים. דרך הממברנה הביליפידית, ההיאלופלזמה מקיימת אינטראקציה עם הסביבה החוץ-תאית. כתוצאה מכך, ההיאלופלזמה היא סביבה דינמית וממלאת תפקיד חשוב בתפקודם של אברונים בודדים ובחיי התאים בכלל.

תצורות ציטופלזמיות - אברונים

אברונים (אברונים) הם מרכיבים מבניים של הציטופלזמה. יש להם צורה וגודל מסוימים והם מבנים ציטופלזמיים חובה של התא. אם הם נעדרים או פגומים, התא בדרך כלל מאבד את יכולתו להמשיך להתקיים. רבים מהאברונים מסוגלים להתחלק ולהתרבות עצמית. הגדלים שלהם כל כך קטנים שאפשר לראות אותם רק במיקרוסקופ אלקטרונים.

הליבה

הגרעין הוא האברון הבולט ביותר ובדרך כלל הגדול ביותר של התא. הוא נחקר לראשונה בפירוט על ידי רוברט בראון ב-1831. הגרעין מספק את הפונקציות המטבוליות והגנטיות החשובות ביותר של התא. הוא משתנה למדי בצורתו: הוא יכול להיות כדורי, סגלגל, אונות או בצורת עדשה.

לגרעין יש תפקיד משמעותי בחיי התא. תא שהגרעין הוסר ממנו כבר לא מפריש קרום ומפסיק לגדול ולסנתז חומרים. תוצרי הריקבון וההרס מתגברים בו, וכתוצאה מכך הוא מת במהירות. היווצרות גרעין חדש מהציטופלזמה אינה מתרחשת. גרעינים חדשים נוצרים רק על ידי חלוקה או ריסוק של הישן.

התוכן הפנימי של הגרעין הוא קריולימפה (מיץ גרעיני), הממלא את החלל בין מבני הגרעין. הוא מכיל נוקלאולי אחד או יותר, וכן מספר לא מבוטל של מולקולות DNA המחוברות לחלבונים ספציפיים - היסטונים.

מבנה ליבה

גרעין

הגרעין, כמו הציטופלזמה, מכיל בעיקר RNA וחלבונים ספציפיים. תפקידו החשוב ביותר הוא בכך שהוא יוצר ריבוזומים, המבצעים סינתזה של חלבונים בתא.

מערכת גולג'י

מנגנון הגולגי הוא אברון המופץ באופן אוניברסלי בכל סוגי התאים האוקריוטיים. זוהי מערכת רב-שכבתית של שקיות ממברנות שטוחות, שמתעבות לאורך הפריפריה ויוצרות תהליכים שלפוחיתיים. לרוב הוא ממוקם ליד הגרעין.

מערכת גולג'י

מנגנון הגולגי כולל בהכרח מערכת של שלפוחיות קטנות (שלפוחיות), המנותקות מבורות מים מעובים (דיסקים) וממוקמות בשולי המבנה הזה. שלפוחיות אלו ממלאות את התפקיד של מערכת הובלה תוך תאית עבור גרגירי מגזר ספציפי ויכולות לשמש מקור לליזוזומים תאיים.

תפקידיו של מנגנון הגולגי מורכבים גם מהצטברות, הפרדה ושחרור מחוץ לתא בעזרת שלפוחיות של תוצרי סינתזה תוך תאיים, תוצרי ריקבון וחומרים רעילים. תוצרי הפעילות הסינתטית של התא, כמו גם חומרים שונים הנכנסים לתא מהסביבה דרך ערוצי הרשת האנדופלזמית, מועברים למנגנון הגולגי, מצטברים באברון זה, ולאחר מכן בצורת טיפות או גרגרים נכנסים לציטופלזמה. ומשמשים את התא עצמו או מופרשים החוצה. . בתאי הצמח, מנגנון הגולגי מכיל אנזימים לסינתזה של פוליסכרידים ואת החומר הרב-סוכר עצמו, המשמש לבניית דופן התא. הוא האמין כי הוא מעורב ביצירת vacuoles. מנגנון גולגי נקרא על שמו של המדען האיטלקי קמילו גולגי, שגילה אותו לראשונה ב-1897.

ליזוזומים

ליזוזומים הם שלפוחיות קטנות התחום על ידי ממברנה שתפקידה העיקרי הוא לבצע עיכול תוך תאי. השימוש במנגנון הליזוזומלי מתרחש במהלך הנביטה של ​​זרע צמחי (הידרוליזה של חומרי הזנה רזרבה).

מבנה של ליזוזום

מיקרוטובולים

מיקרוטובולים הם מבנים קרומיים, על-מולקולריים המורכבים מכדוריות חלבון המסודרות בשורות ספירליות או ישרות. מיקרוטובולים מבצעים פונקציה מכנית (מוטורית) בעיקרה, המבטיחה את הניידות וההתכווצות של אברוני התא. ממוקמים בציטופלזמה, הם נותנים לתא צורה מסוימת ומבטיחים את היציבות של הסידור המרחבי של האברונים. מיקרוטובולים מקלים על תנועת האברונים למקומות שנקבעים על פי הצרכים הפיזיולוגיים של התא. מספר לא מבוטל מהמבנים הללו ממוקמים בפלסמה, ליד קרום התא, שם הם משתתפים ביצירת ובהתמצאות של מיקרו-סיבי תאית של דפנות תאי צמחים.

מבנה מיקרוטובולי

Vacuole

ה-vacuole הוא המרכיב החשוב ביותר בתאי הצמח. זהו מעין חלל (מאגר) במסה של הציטופלזמה, מלא בתמיסה מימית של מלחים מינרליים, חומצות אמינו, חומצות אורגניות, פיגמנטים, פחמימות ומופרד מהציטופלזמה על ידי קרום ואקוולרי - הטונופלסט.

ציטופלזמה ממלאת את כל החלל הפנימי רק בתאי הצמח הצעירים ביותר. ככל שהתא גדל, הסידור המרחבי של המסה הרציפה בתחילה של הציטופלזמה משתנה באופן משמעותי: ואקוולים קטנים מלאים במוהל תאים מופיעים, והמסה כולה הופכת ספוגית. עם גדילת תאים נוספת, מתמזגים ואקוולים בודדים, דוחפים את שכבות הציטופלזמה לפריפריה, וכתוצאה מכך התא הנוצר מכיל בדרך כלל ואקואול אחד גדול, והציטופלזמה עם כל האברונים ממוקמת ליד הממברנה.

תרכובות אורגניות ומינרליות מסיסות במים של ואקוולות קובעות את התכונות האוסמוטיות המתאימות של תאים חיים. תמיסה זו בריכוז מסוים היא מעין משאבה אוסמוטית לחדירה מבוקרת לתא ולשחרור מים, יונים ומולקולות מטבוליטים ממנו.

בשילוב עם שכבת הציטופלזמה והממברנות שלה, המאופיינים בתכונות חדירות למחצה, הוואקואול יוצר מערכת אוסמוטית יעילה. נקבעים אוסמוטיות הם אינדיקטורים של תאי צמחים חיים כמו פוטנציאל אוסמוטי, כוח יניקה ולחץ טורגור.

מבנה ה-vacuole

פלסטידים

פלסטידים הם האברונים הציטופלזמיים הגדולים ביותר (אחרי הגרעין), הטבועים רק בתאי אורגניזמים צמחיים. הם לא נמצאים רק בפטריות. פלסטידים ממלאים תפקיד חשוב בחילוף החומרים. הם מופרדים מהציטופלזמה על ידי מעטפת ממברנה כפולה, ולחלק מהסוגים יש מערכת מפותחת ומסודרת של ממברנות פנימיות. כל הפלסטידים הם מאותו מקור.

כלורופלסטים- הפלסטידים הנפוצים והחשובים ביותר מבחינה תפקודית של אורגניזמים פוטואוטוטרופיים המבצעים תהליכי פוטוסינתזה, המובילים בסופו של דבר להיווצרות חומרים אורגניים ולשחרור חמצן חופשי. לכלורופלסטים של צמחים גבוהים יש מבנה פנימי מורכב.

מבנה כלורופלסט

הגדלים של הכלורופלסטים בצמחים שונים אינם זהים, אך בממוצע קוטרם הוא 4-6 מיקרון. כלורופלסטים מסוגלים לנוע בהשפעת תנועת הציטופלזמה. בנוסף, בהשפעת התאורה, נצפית תנועה אקטיבית של כלורופלסטים מסוג אמבו לכיוון מקור האור.

כלורופיל הוא החומר העיקרי של הכלורופלסטים. הודות לכלורופיל, צמחים ירוקים מסוגלים להשתמש באנרגיית אור.

לוקופלסטים(פלסטידים חסרי צבע) הם גופים ציטופלזמיים מוגדרים בבירור. הגדלים שלהם קטנים במקצת מהגדלים של הכלורופלסטים. צורתם גם אחידה יותר, מתקרבת לכדורית.

מבנה לוקופלסט

נמצא בתאי אפידרמיס, פקעות וקני שורש. כשהם מוארים, הם הופכים מהר מאוד לכלורופלסטים עם שינוי מתאים במבנה הפנימי. Leucoplasts מכילים אנזימים בעזרתם מסונתז עמילן מעודף גלוקוז הנוצר במהלך הפוטוסינתזה, שעיקרו מופקד ברקמות אגירה או איברים (פקעות, קני שורש, זרעים) בצורה של גרגרי עמילן. בצמחים מסוימים, שומנים מופקדים בלוקופלסטים. תפקוד הרזרבה של לויקופלסטים מתבטא מדי פעם ביצירת חלבוני רזרבה בצורת גבישים או תכלילים אמורפיים.

כרומופלסטיםברוב המקרים הם נגזרות של כלורופלסטים, מדי פעם - לוקופלסטים.

מבנה כרומופלסט

הבשלת ורדים, פלפלים ועגבניות מלווה בהפיכת כלורו- או לוקופלסטים של תאי העיסה לפלסטים קרטינואידים. האחרונים מכילים בעיקר פיגמנטים פלסטיים צהובים - קרוטנואידים, אשר, כאשר הם בשלים, מסונתזים בהם באופן אינטנסיבי, ויוצרים טיפות שומנים צבעוניות, כדוריות מוצקות או גבישים. במקרה זה, כלורופיל נהרס.

מיטוכונדריה

מיטוכונדריה הם אברונים האופייניים לרוב תאי הצמח. יש להם צורה משתנה של מקלות, גרגרים וחוטים. התגלה בשנת 1894 על ידי ר' אלטמן באמצעות מיקרוסקופ אור, והמבנה הפנימי נחקר מאוחר יותר באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים.

מבנה המיטוכונדריה

למיטוכונדריה מבנה כפול קרום. הממברנה החיצונית חלקה, הפנימית יוצרת צמחים בצורות שונות - צינורות בתאי צמחים. החלל בתוך המיטוכונדריון מלא בתוכן חצי נוזלי (מטריקס), הכולל אנזימים, חלבונים, שומנים, מלחי סידן ומגנזיום, ויטמינים, וכן RNA, DNA וריבוזומים. הקומפלקס האנזימטי של המיטוכונדריה מאיץ את המנגנון המורכב והמקושר של תגובות ביוכימיות המביאות להיווצרות ATP. באברונים אלו מסופקים לתאים אנרגיה - האנרגיה של קשרים כימיים של חומרים מזינים מומרת לקשרים עתירי אנרגיה של ATP בתהליך הנשימה התאית. במיטוכונדריה מתרחש הפירוק האנזימטי של פחמימות, חומצות שומן וחומצות אמינו עם שחרור האנרגיה והפיכתה לאחר מכן לאנרגית ATP. האנרגיה המצטברת מושקעת על תהליכי גדילה, על סינתזות חדשות וכו' מיטוכונדריה מתרבים בחלוקה וחיות כ-10 ימים, ולאחר מכן הם נהרסים.

רשת אנדופלזמית

הרשת האנדופלזמית היא רשת של תעלות, צינורות, שלפוחיות ובורות מים הממוקמים בתוך הציטופלזמה. התגלתה בשנת 1945 על ידי המדען האנגלי ק. פורטר, היא מערכת של ממברנות עם מבנה אולטרה-מיקרוסקופי.

מבנה הרשת האנדופלזמית

הרשת כולה מאוחדת למכלול אחד עם קרום התא החיצוני של המעטפת הגרעינית. ישנם ER חלקים ומחוספסים, הנושאים ריבוזומים. על הממברנות של ER החלק יש מערכות אנזימים המעורבות בחילוף החומרים של שומן ופחמימות. סוג זה של ממברנה שולט בתאי זרעים העשירים בחומרי אגירה (חלבונים, פחמימות, שמנים); ריבוזומים מחוברים לממברנת ה-EPS הגרעינית, ובמהלך סינתזה של מולקולת חלבון, שרשרת הפוליפפטיד עם הריבוזומים שקועה בתעלת ה-EPS. הפונקציות של הרשת האנדופלזמית מגוונות מאוד: הובלה של חומרים הן בתוך התא והן בין תאים שכנים; חלוקה של תא למקטעים נפרדים בהם מתרחשים בו זמנית תהליכים פיזיולוגיים ותגובות כימיות שונות.

ריבוזומים

ריבוזומים הם אברונים תאיים שאינם ממברניים. כל ריבוזום מורכב משני חלקיקים שאינם זהים בגודלם וניתן לחלקם לשני שברים, שממשיכים לשמור על יכולת סינתזה של חלבון לאחר שילובם לריבוזום שלם.

מבנה הריבוזום

ריבוזומים מסונתזים בגרעין, ואז עוזבים אותו, נעים לתוך הציטופלזמה, שם הם מחוברים למשטח החיצוני של הממברנות של הרשת האנדופלזמית או ממוקמים בחופשיות. בהתאם לסוג החלבון המסונתז, הריבוזומים יכולים לתפקד לבד או להיות משולבים לקומפלקסים - פוליריבוזומים.

כל היצורים החיים מורכבים מתאי - חללים קטנים סגורי קרום מלאים בתמיסה מימית מרוכזת של כימיקלים. תָא- יחידה יסודית של מבנה ופעילות חיונית של כל האורגניזמים החיים (למעט וירוסים, המכונה לעתים קרובות צורות חיים לא תאיות), בעלת חילוף חומרים משלה, המסוגל לקיום עצמאי, רבייה והתפתחות עצמית. כל היצורים החיים, כמו בעלי חיים רב-תאיים, צמחים ופטריות, מורכבים מתאי רבים, או, כמו פרוטוזואה וחיידקים רבים, הם אורגניזמים חד-תאיים. ענף הביולוגיה החוקר את המבנה והתפקוד של תאים נקרא ציטולוגיה. מאמינים כי כל האורגניזמים וכל התאים המרכיבים אותם התפתחו מתא טרום-DNA משותף.

היסטוריה משוערת של תא

בתחילה, בהשפעת גורמים טבעיים שונים (חום, קרינה אולטרה סגולה, פריקות חשמליות), הופיעו התרכובות האורגניות הראשונות, ששימשו חומר לבניית תאים חיים.

רגע המפתח בהיסטוריה של התפתחות החיים היה ככל הנראה הופעתן של מולקולות המשכפל הראשונות. משכפל הוא סוג של מולקולה המהווה זרז לסינתזה של עותקים או מטריצות משלו, שהוא אנלוגי פרימיטיבי של רבייה בעולם החי. מבין המולקולות הנפוצות ביותר כיום, המשכפלים הם DNA ו-RNA. לדוגמה, מולקולת DNA המונחת בכוס עם הרכיבים הדרושים מתחילה ליצור עותקים משלה באופן ספונטני (אם כי הרבה יותר איטי מאשר בתא בהשפעת אנזימים מיוחדים).

הופעתן של מולקולות משכפלים השיקה את מנגנון האבולוציה הכימית (הפרה-ביולוגית). הנושאים הראשונים של האבולוציה היו ככל הנראה מולקולות RNA פרימיטיביות, המורכבות מכמה נוקלאוטידים בלבד. שלב זה מאופיין (אם כי בצורה מאוד פרימיטיבית) בכל המאפיינים העיקריים של האבולוציה הביולוגית: רבייה, מוטציה, מוות, מאבק הישרדות וברירה טבעית.

האבולוציה הכימית התאפשרה על ידי העובדה ש-RNA הוא מולקולה אוניברסלית. בנוסף להיותו משכפל (כלומר, נשא של מידע תורשתי), הוא יכול לבצע פונקציות של אנזימים (לדוגמה, אנזימים שמאיצים את השכפול או אנזימים שמפרקים מולקולות מתחרות).

בשלב מסוים באבולוציה, הופיעו אנזימי RNA המזרזים את הסינתזה של מולקולות שומנים (כלומר שומנים). למולקולות ליפידים יש תכונה אחת יוצאת דופן: הן קוטביות ובעלות מבנה ליניארי, כאשר עובי קצה אחד של המולקולה גדול מזה של הקצה השני. לכן, מולקולות שומנים בתרחיף מתאספות באופן ספונטני לקליפות הקרובות בצורתן לכדוריות. אז רנ"א שמסנתז ליפידים הצליחו להקיף את עצמם במעטפת שומנים, מה ששיפר משמעותית את העמידות של ה-RNA לגורמים חיצוניים.

עלייה הדרגתית באורך ה-RNA הובילה להופעת RNAs רב-תכליתי, שחלקים בודדים מהם ביצעו פונקציות שונות.

חלוקות התאים הראשונות התרחשו ככל הנראה בהשפעת גורמים חיצוניים. סינתזה של שומנים בתוך התא הובילה לגידול בגודלו ולאובדן חוזק, כך שהקרום האמורפי הגדול חולק לחלקים בהשפעת מתח מכני. לאחר מכן, הופיע אנזים שהסדיר את התהליך הזה.

ניתן לחלק את כל צורות החיים התאיות על פני כדור הארץ לשתי ממלכות-על המבוססות על מבנה התאים המרכיבים אותן - פרוקריוטים (פרה-גרעיניים) ואוקריוטים (גרעיניים). תאים פרוקריוטיים הם פשוטים יותר במבנה; ככל הנראה, הם הופיעו מוקדם יותר בתהליך האבולוציה. תאים אוקריוטיים מורכבים יותר והתעוררו מאוחר יותר. התאים המרכיבים את גוף האדם הם אוקריוטיים. למרות מגוון הצורות, ארגון התאים של כל האורגניזמים החיים כפוף לעקרונות מבניים משותפים.

התוכן החי של התא - הפרוטופלסט - מופרד מהסביבה על ידי קרום פלזמה, או פלזמהלמה. בתוך התא מלא בציטופלזמה, בה נמצאים אברונים ותכלילים תאיים שונים, כמו גם חומר גנטי בצורת מולקולת DNA. כל אחד מאברוני התא מבצע תפקיד מיוחד משלו, וכולם יחד קובעים את הפעילות החיונית של התא בכללותו.

תא פרוקריוטים

פרוקריוטים(מלטינית פרו - לפני, לפני ויוונית κάρῠον - ליבה, אגוז) - אורגניזמים שבניגוד לאאוקריוטים, אין להם גרעין תא נוצר ואברוני קרום פנימיים אחרים (למעט מכלים שטוחים במינים פוטוסינתטיים, למשל, ב ציאנובקטריה). מולקולת ה-DNA הדו-גדילית הגדולה היחידה (בחלק מהמינים - ליניארי), המכילה את עיקר החומר הגנטי של התא (מה שנקרא נוקלואיד), אינה יוצרת קומפלקס עם חלבוני היסטון (מה שנקרא כרומטין ). פרוקריוטים כוללים חיידקים, כולל ציאנובקטריה (אצות כחולות ירוקות), וארכיאה. צאצאיהם של תאים פרוקריוטיים הם האברונים של תאים אוקריוטיים - מיטוכונדריה ופלסטידים.

לתאים פרוקריוטיים יש ממברנה ציטופלזמית, בדיוק כמו לתאים איקריוטים. לחיידקים יש קרום דו-שכבתי (דו-שכבתי שומנים), בעוד לארכיאה יש לרוב קרום חד-שכבתי. הממברנה הארכאית מורכבת מחומרים שונים מאלה המרכיבים את קרום החיידק. פני התאים עשויים להיות מכוסים בקפסולה, נדן או ריר. יתכן שיש להם פלגלה ו-villi.

איור.1. המבנה של תא פרוקריוטי טיפוסי

לפרוקריוטים אין גרעין תא, כמו באיקריוטים. DNA נמצא בתוך התא, מקופל בצורה מסודרת ונתמך בחלבונים. קומפלקס DNA-חלבון זה נקרא נוקלואיד. ב-eubacteria, החלבונים התומכים ב-DNA שונים מההיסטונים היוצרים נוקלאוזומים (באאוקריוטים). אבל לארכי-בקטריה יש היסטונים, ובאופן זה הם דומים לאאוקריוטים. תהליכי אנרגיה בפרוקריוטים מתרחשים בציטופלזמה ובמבנים מיוחדים - מזוזומים (יציאות של קרום התא שמתפתלים לספירלה כדי להגדיל את שטח הפנים עליו מתרחשת סינתזת ATP). בתוך התא עשויות להיות בועות גז, חומרי רזרבה בצורה של גרגירי פוליפוספט, גרגירי פחמימות וטיפות שומן. תכלילים של גופרית (הנוצרים, למשל, כתוצאה מפוטוסינתזה אנוקסית) עשויים להיות נוכחים. לחיידקים פוטוסינתטיים יש מבנים מקופלים הנקראים thylakoids שעליהם מתרחשת פוטוסינתזה. לפיכך, לפרוקריוטים, באופן עקרוני, יש אותם יסודות, אך ללא מחיצות, ללא ממברנות פנימיות. המחיצות הללו שקיימות הן תולדות של קרום התא.

צורתם של תאים פרוקריוטים אינה כה מגוונת. התאים העגולים נקראים cocci. גם archaea וגם eubacteria יכולים לקבל צורה זו. סטרפטוקוקים הם קוקוסים מוארכים בשרשרת. סטפילוקוקים הם "צבירים" של קוקי, דיפלוקוקים הם קוקי מאוחדים בשני תאים, טטראדים הם ארבעה, וסארצינה הם שמונה. חיידקים בצורת מוט נקראים bacilli. שני מוטות - דיפלובצילוס, מוארכים בשרשרת - סטרפטובצילים. מינים אחרים כוללים חיידקי קורינפורם (עם סיומת דמוית מועדון בקצוות), ספירילה (תאים מסולסלים ארוכים), ויבריוס (תאים מעוקלים קצרים) וספירוצ'טים (מתלתלים בצורה שונה מספירילה). כל האמור לעיל מומחש להלן וניתן שני נציגים של archaebacteria. למרות שגם ארכאה וגם חיידקים הם אורגניזמים פרוקריוטיים (ללא גרעין), למבנה התאים שלהם יש כמה הבדלים משמעותיים. כפי שצוין לעיל, לחיידקים יש דו-שכבה שומנית (כאשר הקצוות ההידרופוביים שקועים בממברנה, והראשים הטעונים בולטים משני הצדדים), ולארכיאה יכולה להיות קרום חד-שכבתי (ראשים טעונים נמצאים משני הצדדים, ובפנים שם הוא מולקולה אחת שלמה; מבנה זה עשוי להיות נוקשה יותר מאשר דו-שכבה). להלן המבנה של קרום התא של ארכיבקטריה.

אוקריוטים(אוקריוטים) (מיוונית ευ - טוב, לחלוטין ו- κάρῠον - ליבה, אגוז) - אורגניזמים שבניגוד לפרוקריוטים יש להם גרעין תא שנוצר, התחום מהציטופלזמה על ידי קרום גרעיני. החומר הגנטי כלול במספר מולקולות דנ"א דו-גדיליות ליניאריות (בהתאם לסוג האורגניזם, מספרן לגרעין יכול לנוע בין מאתיים לכמה מאות), המחוברות מבפנים לממברנה של גרעין התא ונוצרת במרחב העצום. רוב (למעט דינופלגלטים) קומפלקס עם חלבוני היסטון הנקראים כרומטין. לתאים אוקריוטיים יש מערכת של ממברנות פנימיות שבנוסף לגרעין יוצרים עוד מספר אברונים (רשת אנדופלזמית, מנגנון גולגי וכו'). בנוסף, לרובם המכריע יש סימביונים תוך תאיים קבועים - פרוקריוטים - מיטוכונדריה, וגם לאצות וצמחים יש פלסטידים.

תא חיה

מבנה תא חיה מבוסס על שלושה מרכיבים עיקריים - הגרעין, הציטופלזמה וממברנת התא. יחד עם הגרעין, הציטופלזמה יוצרת פרוטופלזמה. קרום התא הוא קרום ביולוגי (מחיצה) המפריד בין התא מהסביבה החיצונית, משמש כמעטפת לאברוני התא ולגרעין ויוצר תאים ציטופלזמיים. אם תניח את התכשיר מתחת למיקרוסקופ, תוכל לראות בקלות את המבנה של תא חיה. קרום התא מכיל שלוש שכבות. השכבות החיצוניות והפנימיות הן חלבון, ושכבת הביניים היא ליפידית. במקרה זה, שכבת הליפיד מחולקת לשתי שכבות נוספות - שכבה של מולקולות הידרופוביות ושכבת מולקולות הידרופיליות, המסודרות בסדר מסוים. על פני קרום התא ישנו מבנה מיוחד - הגליקוקאליקס, המספק את היכולת הסלקטיבית של הממברנה. המעטפת מאפשרת לחומרים הדרושים לעבור ושומרת על אלו שגורמים נזק.

איור 2. המבנה של תא חיה

המבנה של תא חיה מכוון להבטיח תפקוד מגן כבר ברמה זו. חדירת חומרים דרך הממברנה מתרחשת בהשתתפות ישירה של הממברנה הציטופלזמית. פני השטח של הממברנה הזו די משמעותיים בגלל עיקולים, יציאות, קפלים ו-villi. הממברנה הציטופלזמית מאפשרת גם לחלקיקים קטנים וגם לגדולים יותר לעבור. המבנה של תא חיה מאופיין בנוכחות ציטופלזמה, המורכבת ברובה ממים. ציטופלזמה היא מיכל לאברונים ותכלילים.

בנוסף, הציטופלזמה מכילה גם את הציטושלד - חוטי חלבון המשתתפים בתהליך חלוקת התא, תוחמים את החלל התוך תאי ושומרים על צורת התא ויכולת ההתכווצות. מרכיב חשוב בציטופלזמה הוא ההיאלופלזמה, הקובעת את הצמיגות והאלסטיות של המבנה התא. בהתאם לגורמים חיצוניים ופנימיים, ההיאלופלזמה יכולה לשנות את צמיגותה - להפוך לנוזלית או דמוית ג'ל. כשלומדים את המבנה של תא חיה, אי אפשר שלא לשים לב למנגנון התא - האברונים שנמצאים בתא. לכל האברונים יש מבנה ספציפי משלהם, אשר נקבע על פי הפונקציות שהם מבצעים.

הגרעין הוא היחידה התאית המרכזית, המכילה מידע תורשתי ומשתתפת בחילוף החומרים בתא עצמו. האברונים הסלולריים כוללים את הרשת האנדופלזמית, מרכז התא, המיטוכונדריה, ריבוזומים, קומפלקס גולגי, פלסטידים, ליזוזומים, ואקואולים. אברונים דומים נמצאים בכל תא, אך בהתאם לתפקוד, המבנה של תא חיה עשוי להיות שונה בנוכחות מבנים ספציפיים.

פונקציות של אברונים תאיים: - מיטוכונדריה מחמצנות תרכובות אורגניות וצוברת אנרגיה כימית; - הרשת האנדופלזמית, בשל נוכחותם של אנזימים מיוחדים, מסנתזת שומנים ופחמימות, הערוצים שלו מקלים על הובלת חומרים בתוך התא; - ריבוזומים מסנתזים חלבון; - קומפלקס Golgi מרכז חלבון, דוחס שומנים מסונתזים, פוליסכרידים, יוצר ליזוזומים ומכין חומרים להוצאתם מהתא או לשימוש ישיר בתוכו; - ליזוזומים מפרקים פחמימות, חלבונים, חומצות גרעין ושומנים, ובעצם מעכלים את החומרים המזינים הנכנסים לתא; - מרכז התא מעורב בתהליך חלוקת התא; - וואקוולים, עקב תכולת מוהל התאים, שומרים על טורגור התא (לחץ פנימי).

מבנה תא חי מורכב ביותר - תהליכים ביוכימיים רבים מתרחשים ברמת התא, המבטיחים יחד את הפונקציות החיוניות של האורגניזם.