1. Биология наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Место и задачи предмета в системе медицинского образования. Биология
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
Хлоропласт – двухмембранные органоиды, которые характерны для растительных клеток, благодаря хлоропластам в клетках происходит фотосинтез; ЭПС – ультрамикроскопическая система мембран, образующая трубочки, цистерны и пузырьки. Гранулярная ЭПС несет рибосомы, а гладкая лишена их. ЭПС обеспечивает транспорт внутри клетки, так и между клетками, гранулярная ЭПС участвует в синтезе белка. Аппарат Гольджи – микроскопические одномембранные органеллы, состоящие из стопочки плоских цистерн. Наиболее подвижная и изменяющаяся органелла, в цистернах которой накапливаются продукты распада или синтезы веществ. Митохондрия – микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение, является центром дыхания и энергии, на кристах идет синтез АТФ. Вакуоль - запас, поддержание гомеостаза, в клетках растений — поддержание формы клетки (тургор) одномембранная эукариоты, более выражена у растений Ядро - Хранение ДНК, транскрипция РНК, двухмембранная, содержит основную часть генома Везикулы (мембранные пузырьки) - запасают или транспортируют питательные вещества одномембранная. Лизосомы мелкие лабильные образования, содержащие ферменты, в частности гидролазы, принимающие участие в процессах переваривания фагоцитированной пищи и автолиза (саморастворение органелл) одномембранная большинство эукариот Включения клетки (биол.), все структуры цитоплазмы клетки. Обычно Включения клетки подразделяют на 3 группы: постоянные, или органоиды, осуществляющие общие функции клетки (например, митохондрии, Гольджи комплекс, хлоропласты); временные, или параплазматические, образования, появляющиеся и исчезающие в процессе обмена веществ (например, секреторные гранулы, питательные вещества, жир, крахмал и др.); специальные, или метаплазматические, образования, имеющиеся в некоторых специализированных клетках, где они выполняют частные функции, например сокращения (миофибриллы мышечных клеток), опоры (тонофибриллы в клетках эпидермиса). 5.Органоиды внутриклеточного пищеварения: первичные и вторичные лизосомы, аутофаголизосомы, остаточные тельца. Понятие об аутолизе. Лизосомы это субмикроскопический одномембранный органоид общего назначения, осущ внутриклет пищеварение. Лизосомы окруж одинарн мембраной и заполнены однородным густозернистым содержимым скислой реакцией среды. В Лиз. содерж около 50 гидролитических ферментов (протеаз, нуклеаз, гликозидаз, липаз, фосфорилаз). Ферменты лизосом – гидролазы (расшепл белки, нукл кислоты, полисахариды, липиды и другие в-ва). С помощью ферментов лизосомы выполняют функцию лизирования. При этом лизосома сливается и пиноцитозными и фагоцитозными вакуолями и изливает в них своё содержимое. мембрана лизосом: 1) содержит рецепторы, обеспецивающие её связывание с мембраной транспортных пузырьков и фагосом. 2) обеспечивает свободную диффузию продуктов пищеварения. 3) барьерная функция. 4) содержит протынный насос. ПО происхождению лизосомы – производные комплекса гольджи. Ферменты лизосом синтезируются на грЭПС и транспортируются в транспорт пузырьках в аппарат гольджи. Затем от транс-полюса аппарта гольджи отпочковываются пузырьки Гольджи – первичные лизосомы. ФУНКЦИИ: (1) гетерофагический цикл лизосом. Лизосомы обеспечивают внутриклеточное пищеварение, сливаясь с фагосомой (фагоцитозной вакуолью) и переваривая её содержимое. Процесс переваривания лизосомами внеклеточных веществ, захваченных в процессе фагоцитоза, называется гетерофагией, Она служит основным способом пищеварения у большинства простейших одноклеточных организмов, У многоклеточных гетерофагия сохраняет свое значение у специализированных клеток - лейкоцитов и тканевых микрофагов, которые выполняют защитную функцию, поглощая и лизируя чужеродные и ставшие ненужными для организма собственные структуры. Этапы гетерофагического цикла лизосом: 1) Контакт субстрата с поверхностным аппаратом клетки 2)Путем эн-доцитоза (фагоцитоза или пиноцитоза) субстрат (пищевая частица) поступает в клетку. Образуется фагоцитозная вакуоль (фагосома. или гетерофагосома). 3) Фагосома погружается в гиалоплазму. 4) Фагосома сливается с первичной лизосомой. содержащей неактивные ферменты. Слияние с фагосомой активизирует протонные насосы, которые обеспечивают активный транспорт протонов через лизосомальную мембрану в матрикс лизосомы. В результате в лизосоме образ кислая среда. В кислой среде ферменты активируются. 5) Под действием гидролитич ферментов субстрат переваривается т.е полимеры расщипл до мономеров. Мономеры через мембрану лизосом поступают в цитоплазму, где участв в процессах ассимиляции и диссимиляции. 6) После переваривания остаётся третичный лизосома (постлизосома), в ней содержатся непереваренные остатки пищи и ферментов. 7) Постлизосомы заверш гетерофагический цикл по разному: -они подходят к плазмалемме и выбрас непереваренные остатки пищи путём экзоцитоза. –либо остаются в клетке в виде остаточного тельца (миелинового тельца, или тельца с липофусцином – пигментом старения) (2) Аутофагический цикл. лизосомы обеспечивают разрушение ненужных клетке структур. аутофагич цикл – обеспечивает морфологическую перестройку клетки. Вновь создаваемые компоненты строятся за счет вещества и энергии, полученных от замещаемых ими предшественников после расщепления в лизосомах до простейших соединений, которые транспортируются через лизосомную мембрану в цитозолъ и доставляются к местам сборки новых конструкций. Продукты, подлежащие распаду, транспортируются к дизо-сомам в эндонематическнх пузырьках, которые после слияния с лизосомами называются аутофагосома. При помощи аутофагии регулируется количество структур и интенсивность физиологических процессов клетки в соответствии с определенным этапом клеточного цикла. Аутофагия служит одним из механизмов осуществления биологических ритмов на клеточном уровне. (3) При голодании лизосомы разрушают часть органоидов, не убивая клетку, и обеспечивают какое-то время питательные вещества для клетки (4) лизосомы выделяют ферменты из клетки наружу, при этом происходит секреция ферментов, разрушающих внеклеточные структуры (например, ферменты выделяются остеокластами, а также при замене хряща костной тканью); (5) автолиз (глобальный лизис) - разрушение всего содержимого клетки под действием ферментов, освободившихся из лизосомы (6) лизосомы выполняют защитную функцию - ферменты-гидролазы разрушают вредные для организма вещества. (7) акросома сперматозоида это гигантская лизосома (производное аппарата Гольджи), находящаяся в головке сперматозоида. Акросома содержит фермент гиалуронидазу, который растворяет гиалуроновую кислоту, находящеюся в оболочке яйцеклетки. Утрата лизосомами какой-либо из ферментативных систем приводят к тяжёлым патологическим состояниям целого организма - наследственным болезням. Лизосомальные болезни связаны с накоплением в лизосомах полноценных, но непереваренных веществ. Например, идиотия Тея-Сакса связана с накоплением сфинголипидов. ведет к смерти в 2-4 года. 6.Немембранные органоиды клетки: рибосомы, филаменты, центриоли, реснички, жгутики. Цитоскелет клетки. Немембранные органоиды: Клеточный центр Клеточный центр – цитоцентр, центросома, который располагается или возле ядра клетки или возле поверхности комплекса Гольджи. В неделящейся клетке клеточный центр состоит из двух основных структурных компонентов: 1) диплосомы. 2) центросферы Диплосома состоит из двух центриолей (материнской и дочерней), окруженные плотным участком цитоплазмы. От каждой центриоли лучеобразно отходят микротрубочки, получившие название центросферы. Каждая центриоль представляет собой цилиндр, стенка которого состоит из микротрубочек. Микротрубочки объединяются в триплеты (по три трубочки), образуя всего девять триплетов. Центриоли являются полуавтономными самообновляющимися структурами, которые удваиваются при делении клетки. Функции цитоцентра: 1) образование веретена деления в профазе митоза; 2) участие в формировании микротрубочек клеточного каркаса; 3) выполнение роли базисных телец ресничек в реснитчатых эпителиальных клетках центриоли. Микротрубочки Микротрубочки – полые цилиндры, являются самостоятельными органеллами, образуя цитоскелет. Они также могут входить в состав других органелл – центриолей, ресничек, жгутиков. Микротрубочки образуют цитоскелет клетки и участвуют в транспорте веществ внутри нее. Стенка микротрубочек состоит из глобулярного белка тубулина, который образован отдельными округлыми образованиями глобулы диаметром 5 нм. Глобулы могут находиться в гиалоплазме в свободном состоянии или соединяться между собой, в результате чего формируются микротрубочки. Белки-тубулины не обладают способностью к сокращению, следовательно, и микротрубочки не сокращаются. В составе ресничек и жгутиков происходит взаимодействие микротрубочек между собой, их скольжение друг относительно друга, что обеспечивает движение этих органелл. Микротрубочки (от греч. micros - малый) - это полые белковые цилиндры с диаметром 25-28 нм и толщиной стенки 5 нм. Длина микротрубочек (МТ) до 1000 мкм. Их стенка образована нитями белка тубулина. МТ построены из глобулярного белка тубулина, представляющего собой димер из а- и р-субъединиц (53 и 55 кДа). а- и р гетеродимеры образуют линейные цепочки, называемые протофиламентами. 13 протофиламентов образуют циклический комплекс. Затем кольца полимеризуются в длинную трубку. Каждый протофиламент образует спираль по отношению к центральной оси МТ. Трубчатая конструкция обеспечивает необходимую прочность МТ при минимальной затрате массы Сами МТ не способны к сокращению. Они перемещаются за счет МАР-белков (белков, ассоциированных с микротрубочками). С МТ ассоциируют два вида белков: структурные белки и белки-транслокаторы. Эти белки обеспечивают эффективное функционирование микротрубочек. МТ представляют собой динамические полярные структуры с (+) и (-)-концами (с «плюс»- и «минус»-концами). (-)-конец стабилизирован за счет связи с центросомой (центр организации микротрубочек - ЦОМТ)), в то время как для (+)-конца характерна динамическая нестабильность. Он может либо медленно расти, либо быстро укорачиваться. МТ могут удлиняться за счет присоединения тубулина к их концам (преимущественно к одному плюс-концу). Тубулиновые мономеры связывают ГТФ (гуанозинтрифосфат), который медленно гидролизуется в ГДФ (гуанозиндифосфат). Таким образом, растут МТ с (+>конца путём добавления тубулиновых субъединиц. Большинство МТ в животной клетке растет от центриоли, к которой прикреплены их «минуоьконцы. Расходясь от нее по всем направлениям МТ образуют полярный цитоскелет клетки. МТ занимают наиболее отдаленное от плазмалеммы положение. Образование микротрубочек начинается от ЦОМТ (центриоли, базальные тельца ресничек и жгутиков, центромеры хромосом). Функции микротрубочек: 1) входят в состав центриолей, базалъных телец, ресничек и жгутиков: Клеточный центр образован 2-мя перпендикулярно лежащими центриолями Между собой МТ соединены при помощи белка нексина. Реснички и жгутики. В основании ресничек и жгутиков находится базальное тельце (ЦОМТ). 2) составляют нити веретена деления клеток; 3) осуществляют внутриклеточный транспорт, например транспорт мембранных пузырьков от ЭПС к аппарату Гольджи (с помощью белка кинезина) 4) образуют цитоскелет, они нередко располагаются в зоне, непосредственно примыкающей к мембране, и поддерживают форму клетки. В нервных клетках МТ образуют каркас их аксонов, которые у крупных животных могут достигать длины нескольких метров. МТ участвуют в формировании субмембранных структур клеток животных и в образовании клеточной оболочки растительной клетки. Рибосомы (ribosomae) имеются во всех клетках, они участвуют в образовании белковых молекул - в синтезе белка. Это сложные рибонуклеопротеиды, состоящие из белков и молекул РНК. Различают рибосомы одиночные - монорибосомы и собранные в группы - полирибосомы, или полисомы. Каждая рибосома состоит из малой и большой субъединиц. Каждая субъединица рибосомы состоит из рибосомальной РНК и белка – рибонуклеопротеида. Образуются субъединицы в ядрышке, а сборка в единую рибосому осуществляется в цитоплазме. - Свободные рибосомы синтезируют белки (находятся в гиалоплазме); - несвободные (или прикрепленные) –связаны с мембранами ЭПС. ФИЛАМЕНТЫ, общее назв. внутриклеточных цитоплазматических фибриллярных (нитеподобных) белковых структур. Микрофибриллы. - (промежуточные филаменты) представляют собой тонкие неветвящиеся нити.В основном микрофибриллы локализуются в кортикальном, (подмембранном) слое цитоплазмы. Они состоят из белка, который в различных по классу клетках имеет определенную структуру.Функциональная роль микрофибрилл – участвовать наряду с микротрубочками в формировании клеточного каркаса, выполняя опорную функцию. Микрофиламенты - еще более тонкие нитчатые структуры (5 – 7 нм), состоящие из сократительных белков (актина, миозина, тропомиозина).Микрофиламенты локализуются в основном в кортикальном слое цитоплазмы.В совокупности микрофиламенты составляют сократительный аппарат клетки, обеспечивающий различные виды движений: перемещение органелл, ток гиалоплазмы, изменение клеточной поверхности, образование псевдоподии и перемещение клетки. Скопление микрофиламентов в мышечных волокнах образует специальные органеллы мышечной ткани – миофибриллы. Микрофиломенты (от греч. micros - малый и лат. filamentum — нить) - органоиды, состоящие из двух спирально закрученных цепочек, образованных короткими молекулами белка актина, на долю которого приходится более 10% всех белков клетки. Тонкие микрофиламенты (МФ) - очень тонкие белковые нити диаметром 4-7 нм, состоящие из белка актина. В клетке актин присутствует в двух состояниях: в виде отдельных глобулярных (шаровидных) субъединиц или в виде филаментов (нитей), образованных в результате полимеризации глобулярного актина. В состав МФ могут входить также тропонин, тропомиозин и другие белки. МФ полярны - они имеют плюс-конец, который растет за счет полимеризации актина и минус-конец, где происходит деполимеризация. Функции микрофиламентов: 1) образуют пучки, служащие опорой для различных внутриклеточных структур; 2) образуют сократительные системы, обеспечивая клеточную подвижность. Формируют временные органоиды перемещения (псевдоподии, ламеллоподии). Лежат в основе мышечного сокращения (нити миозина скользят относительно нитей актина). Участвуют в обеспечении всех форм движения. Влияют на действиебелков-переносчиков эндосом. 3) МФ образуют кортикальную сеть, которая близко подходит к плазмалемме и при помощи белка винкулина (с участием а-актинина и спектрина) присоединяется к белку интегрину цитоплазматической мембраны; 4) МФ образуют нити натяжения, расположенные по радиусам клетки. Нити представляют собой спирально скрученные волокна. 5) актиновые МФ принимают участие в образовании микроворсинок (рис.8). Микроворсинки находятся на апикальных поверхностях эпителиоцитов тонкой кишки. Промежуточные филоменты (скелетные фибриллы) - органоиды цитоплазмы клеток высших эукариот. Они образованы жесткими и прочными и устойчивыми в химическом отношении белковыми волокнами (нитевидными белками), перевитыми попарно или по трое между собой и объединенными боковыми сшивками в длинный тяж, похожий на канат. По своему диаметру (8-10 нм) промежуточные филаменты (ПФ) занимают промежуточное положение между микрофиламентами и микротрубочками. ПФ, по сравнению с микротрубочками и микрофила-ментами, отличаются большой стабильностью и устойчивостью к повреждающим факторам. Расположены дальше всех остальных элементов цигоскелета от плазмалеммы. Функции ПФ изучены недостаточно; установлено, однако, что они не влияют ни на движение, ни на деление клетки. Выполняют главным образом структурные функции, например, противодействуют растягивающим силам. К их основным функциям относятся: • структурная ;• обеспечение равномерного распределения сил деформации; * участие в образовании рогового вещества; • формообразующая – поддержание формы отростков нервных клеток; • удержание миофибрилл в мышечной ткани. Цитоскеле́т — это клеточный скелет, находящийся в цитоплазме живой клетки, динамичная, изменяющаяся структура, в функции которой входит поддержание и адаптация формы клетки ко внешним воздействиям, экзо- (поедание веществ из вне) и эндоцитоз (поедание веществ внутри себя), обеспечение движения клетки как целого, активный внутриклеточный транспорт и клеточное деление.Цитоскелет (опорно-двигательная система, иди каркасно-двигательная система клетки). Опорно-двигательная система клетки образована тремя основными компонентами: микротрубочками, микрофиламентами и промежуточными филаментами. Функции: 1) обеспечивает поддержание формы клеток, осуществляет изменение объема и формы клетки, передвижение ее в пространстве, 2) образует опорный каркас для всех клеточных структур, обеспечивает фиксацию составных частей клетки в определенном положении и перемещение их относительно друг друга; 3) участвует в образовании других органоидов (ресничек, жгутиков, центриолей и др.) и межклеточных контактов; 4) через цитоскелет происходит взаимодействие с белками внеклеточного матрикса (фибронектином, ламинином). Микротрубочки (от греч. micros - малый) - это полые белковые цилиндры с диаметром 25-28 нм и толщиной стенки 5 нм. Длина микротрубочек (МТ) до 1000 мкм. Их стенка образована нитями белка тубулина. МТ построены из глобулярного белка тубулина, представляющего собой димер из а- и р-субъединиц (53 и 55 кДа). а- и р гетеродимеры образуют линейные цепочки, называемые протофиламентами. 13 протофиламентов образуют циклический комплекс. Затем кольца полимеризуются в длинную трубку. Каждый протофиламент образует спираль по отношению к центральной оси МТ. Трубчатая конструкция обеспечивает необходимую прочность МТ при минимальной затрате массы Сами МТ не способны к сокращению. Они перемещаются за счет МАР-белков (белков, ассоциированных с микротрубочками). С МТ ассоциируют два вида белков: структурные белки и белки-транслокаторы. Эти белки обеспечивают эффективное функционирование микротрубочек. МТ представляют собой динамические полярные структуры с (+) и (-)-концами (с «плюс»- и «минус»-концами). (-)-конец стабилизирован за счет связи с центросомой (центр организации микротрубочек - ЦОМТ)), в то время как для (+)-конца характерна динамическая нестабильность. Он может либо медленно расти, либо быстро укорачиваться. МТ могут удлиняться за счет присоединения тубулина к их концам (преимущественно к одному плюс-концу). Тубулиновые мономеры связывают ГТФ (гуанозинтрифосфат), который медленно гидролизуется в ГДФ (гуанозиндифосфат). Таким образом, растут МТ с (+>конца путём добавления тубулиновых субъединиц. Большинство МТ в животной клетке растет от центриоли, к которой прикреплены их «минуоьконцы. Расходясь от нее по всем направлениям МТ образуют полярный цитоскелет клетки. МТ занимают наиболее отдаленное от плазмалеммы положение. Образование микротрубочек начинается от ЦОМТ (центриоли, базальные тельца ресничек и жгутиков, центромеры хромосом). Функции микротрубочек: 1) входят в состав центриолей, базалъных телец, ресничек и жгутиков: Клеточный центр образован 2-мя перпендикулярно лежащими центриолями Между собой МТ соединены при помощи белка нексина. Реснички и жгутики. В основании ресничек и жгутиков находится базальное тельце (ЦОМТ). 2) составляют нити веретена деления клеток; 3) осуществляют внутриклеточный транспорт, например транспорт мембранных пузырьков от ЭПС к аппарату Гольджи (с помощью белка кинезина) 4) образуют цитоскелет, они нередко располагаются в зоне, непосредственно примыкающей к мембране, и поддерживают форму клетки. В нервных клетках МТ образуют каркас их аксонов, которые у крупных животных могут достигать длины нескольких метров. МТ участвуют в формировании субмембранных структур клеток животных и в образовании клеточной оболочки растительной клетки. |