Основной единицей живого является клетка. Она имеет вес свойства живого, то есть, способна размножаться, видоизменяться и реагировать на раздражения. Более мелкие единицы материи этих свойств не проявляют. Р. Вирхов писал: «Клетка есть последний морфологический элемент всех живых тел, и мы не имеем права искать настоящей жизнедеятельности вне нее».
Среди живых организмов встречаются два типа организации клеток: прокариотическая клетка (у прокариот — бактерий и синезеленых водорослей) и зукариотическая клетка (у эукариот, то есть всех остальных одно- и многоклеточных организмов— растений, грибов и животных).
Прокариотическая клетка покрыта цитоплазматической мембраной, играющей роль активного барьера между цитоплазмой клетки и внешней средой. Снаружи от мембраны расположена клеточная стенка. У прокариотическх клеток нет морфологически выраженного ядра, но имеется зона, заполненная ДНК, несущей наследственную информацию. В основном веществе цитоплазмы прокариотических клеток располагаются многочисленные рибосомы.
Бактерии размножаются путем простого деления. Находящаяся в ядерной области ДНК прикреплена к мезосоме— структуре, образуемой цитоплазматической мембраной. Деление бактериальной клетки начинается с деления мезосомы; затем две половинки мезосомы расходятся, увлекая за собой ДНК, последняя также делится на две части, из которых впоследствии образуются ядерные области двух дочерних клеток.
Клетка эукариот организована сложнее, чем прокариотическая. Она покрыта цитоплазматической мембраной, которая играет важную роль в регулировании состава клеточного содержимого, так как через нее проникают все питательные вещества и продукты секреции. Каждая клетка содержит небольшое шаровидное или овальное тельце, называемое ядром. Ядро служит важным регулирующим центром клетки, оно содержит наследственные факторы (гены), определяющие ври знаки данного организма, и управляет многими внутриклеточными процессами
Все клетки любого организма происходят от зиготы — клетки, образующейся в результате слияния двух гамет (половых клеток, имеющих одинарный, или гаплоидный, набор хромосом—n). Зигота содержит диплоидный набор хромосом (2п). Одинарный набор хромосом называют геномом.
Промежуток жизни клетки от ее образования до деления на две дочерние называют клеточным циклом. У разных организмов и в разных тканях продолжительность клеточных циклов различна.
Клеточный цикл соматических клеток высших растений и животных можно разделить на две стадии: митоз и интерфазу (рис. 2.1), Под интерфазой понимают период клеточного цикла между концом одного деления и началом следующего, т.е., между двумя последовательными митозами. При световой микроскопии ядра, находящегося на стадии интерфазы, хромосомы как отдельные структуры не видны, а их окрашенное вещество имеет вид гранул, более или менее равномерно распределенных в поле зрения. Интерфазу принято разделять на три периода: G1-пресинтетический, S - синтез ДНК и G2- постсинтетический. Длительность интерфазы в клетках разных тканей различна, и определяется в основном периодом G1. Как правило, этот период — самый продолжительный, Примерно в середине G1 находится контрольная точка, до достижения которой митоз можно заблокировать ингибиторами транскрипции и трансляции. После этой точки клетка неизбежно проходит стадии синтеза ДНК, постсинтетическую - G2 и митоз. К началу деления клетки ее ДНК реплицирована и каждая хромосома уже состоит из двух идентичных нитей - хроматид, соединенных одной центромерой. Клетки, прекратившие деление, находятся в стадии покоя — G0.