БИОЛОГИЯ. 1. клетка как элементрнаяа един живого клет теория
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
1. клетка как элементрнаяа един живого. клет теория. клетка – структур един всего живого. клетки растит и живот организмов сходны по строению. Клетки представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений. Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. Это означает, что клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм — одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных. Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости, обусловливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия. Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы, клетка отличается сложным строением. При этом определенные черты обнаруживаются во всех без исключения клетках, характеризуя наиболее важные стороны клеточной организации как таковой. этапы развит клет теории: 1665г. Роберт Гук – впервые увид под микроскопом насрезе пробки клетки и назвал их «celula». 1674г. – Антуан Ван Левингук – изучает каплю. находит простейших. изучает различные жидкости организма находит в крови – клетки, в сперме – сперматозоиды. (по началу принял их за простейших сожителей). 1825г. – Карл Бэр – открыл яйцеклетку млекопитающего. 1825г. – Я.Пуркинье – увидел жидкое содержимое клетки которое назвал – протоплазма. 1831г. – Роберт Браун – увидел клеточное ядро. 1838(39)г. – Шлейден – изучает растен. общность стоения. 1838г. – Теодор Ван Шванн – создал 2 положен клет теории. 1858г. – Рудольф Вирхов – формирует положение «клетка от клетки» (мож возникнуть из предшеств клетки) 1850г. – Колликер – открыл митохондрий. 1877-81г. Руссов и Горажанкин – обнаружили цитоплазматические мостики и назвали их плазмадесмы. 1898г. –Камило Гольджи – открыл к. гольджи. (вообще 3 положения: (1) соотносит клетку с живой природой планеты в целом. (оно утверждает, что жизнь, какие бы сложные или простые формы она ни принимала, в её структурном, функциональном и генетическом отношении обеспечивается в конечном итоге только клеткой. (2) указывает что в настоящих условиях единств способом возникновения новых клеток является деление предсуществующих клеток. (3) это полож соотносит клетку с многоклеточными организмами, для которых характерен принцип целостности и системной оргинизации. ) основ полож соврем клет теор: 1) клетка- основная структурная единица живого. 2) клетки всех организмов гомологичны. (сходны по строению. хим составу. обмену веществ и основным закономерностям процессов жизнедеятельности; что свидетельствует о единстве происхождения всех клеток). 3) новые клетки образ путём деления исходной на 2 дочерние. клетка- единица размножения. 4) клетки многоклет организмов сходны по строению, происхождения и выполняемым функциям. объединяются в ткани которые подчиняются единым механизмам регуляции (межклеточные. гуморальные. нервные.) 5) клетки многоклет организмов тиотентны (Тоесть каждая клетка обладает одинаковым набором генов) -> не дифференцированные клетки могут дифференцироваться (тоесть преобразовываться в любой вид клетки) однако экспрессия генов в различных клетках отлич что приводит к их дифференцировке. 2. типы клет организ. структур функц. разлия прокариот и эукариот. В природе существует значительное разнообразие клеток, различающихся по размерам, форме, химическим особенностям. Число же главных типов клеточной организации ограничено двумя. Выделяют прокариотический и эукариотический типы с подразделением второго на подтип, характерный для простейших организмов, и подтип, характерный для многоклеточных. Клеткам прокариотического типа свойственны малые размеры (не более 0,5—3,0 мкм в диаметре или подлине), отсутствие обособленного ядра, так что генетический материал в виде ДНК не отграничен от цитоплазмы оболочкой. В клетке отсутствует развитая система мембран. Генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, которая лишена основных белков — гистонов (гистоны являются белками клеточных ядер). Благодаря значительному количеству диаминокислот аргинина и лизина они имеют щелочной характер. проариотич к. 1) представители: царство прокариоты, подцарство: бактерии и сине-зел водоросли. 2) размеры клеток: для кокков мах – 0.5 до микро метра. для палочек – 6 микрометров. 3) наследств аппарат: ядро отсутствует (его функцию выполн нуклеойд). Кольцевая двунитчатая спираль ДНК в цитоплазме. Гистон белки отсутств. Имеются плазмиды – участки ДНК в цитоплазме не сзяз с нуклеотидом. R-плазмиды содерж гены которые обеспеч устойчивость бактерий к антибиотикам. F-плазмиды – отвечают за коньюгацию у бактерий. (за обмен ген инф) 4) не разделены процессы матричного синтеза во времени и пространстве (все процессы происход в цитоплазме) 5)белок синтезирующий аппарат: рибосомы 70S типа (S-коэффициент сигментации не связ с мембранами). малая субъединица 30S, большая- 40S. 6) отсутств одномембран органойды. 7) двухмембранные тож отсутствуют 8) аэробное, анаэробное и факультативное дыхание. Дыхание осущ на мезосомах. 9)фотосинтез – встреч у фотобактерий и у сине-зел водорослей. 10)клеточный центр – отсутствует. 11) жгутики: у бактерий- не окруж мембраной не содеж микротруб. Основ белок-флагемен. папобазальное тело отсутствует. 12)цитоплазма – циклоза нет, эндо и экзо-цитоз отсутствует. элементы цитоскелета- отсутств. 13) цитоплазматич мембрана: основу составл гликокаликс, гликолипиды, фосфолипиды. холестерин отсутств. 14)над мембр комп-с: у бактерии – муреин клет стенка. у некотор есть слиз капскла. 15) простое бинарное деление. 16) азот фиксируют клубеньков бактерии. эукриотич к: 1)представители: империя-эукариоты, царство –животные, растения, грибы. 2)размеры клеток: обычно в 10 (в кубе) 10 (в четвёртой) раз больше прокариотич. 3) наследств аппарат: имеется ядро сост из 1-поверхност аппарата (кариотека) который включает кариолемму или ламину. 2-кариоплазмы (ядерный сок). 3-ядерного матрикса. 4-ядрышка или ядрышек. 5-хроматина (дезоксирибонуклеопротеидные комплексы на разных стадиях компактизации.) 4) процессы матричного синтеза разделены в пространстве (в ядре происход – репликация и трансляция. в цитоплазме - трансляция. транскрипция в пресентетич или в G1 периоде. репликация ДНК в S периоде. 5)белок синтезирующий аппарат: рибосомы 80S типа на мембранах шерох. э.п.с. или в цитоплазме. Малая субъединица 40S. большая 60S. 70S рибосомы в матриксе митохондрий и в строме пластид. 6)есть одномембран органойды в эпс, аппарате гольджи,мезосомах. 7) двухмембран орган-ы: митохондрии и пластиды во всех клетках. 8)дыхание в митохондриях аэробное. 9) фотосинтез: осуществ на мембранах тилакойдов хлоропластах . хлорофилл а участ в этом. 10) клеточный центр представлен 2-мя центриолями, каждая из которых состоит из 9 триплетов микротрубочек. У высш раст-клет центр- центросома. 0сновные белки альфа и бета тубулин. 11) жгутики окруж мембраной, содерж микротрубочки. основн бел альфа и бета тубулин. Основание жгутики прикрепл к базал мембране. 12)цитоплазма: характерен цитоз. эндо и экзо цитоз характерен для жив. клеток. имеются элементы цитоскелета (микротрубочки, микрофиламенты, промежут филаменты) 13) цитоплазматич мембрана: основу составл фосфолипиды 85%. имеется фосфотидил-холин (лецитин) фосфотидил серин. имеется холестерил. 14) над мембр комп-с: у живот- гликокаликс, у раст- целлюлоза, у грибов- хитин. (клет стенк) 15) деление: мейоз, шизогания, митоз, почкование. 16) фиксация азота: не один организм не возмж. 3. ядро. его строение и биология роль. Ядро состоит из 1)поверхн аппарата ядра (в нем выдлел: 2 мембраны, перинуклеарн пространств, поровые комплексы, ламину.) 2) кариоплазмы (нуклеоплазмы) 3) хроматина ( в нём эухроматин и гетерохроматин) 4) ядрышка (грануляр и фибриляр компонент.) Ядро – это структура клетки которая выполняет функцию хранения и передачи инф, а так же регулирует все жизненные процессы клетки. Ядро несёт в себе генетическую (наследственную) инф в виде ДНК. Ядра обычно имеют шаровидную или яйцевидную форму. Я. окружено ядерн оболочкой. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами. Через них ядро обменивается веществами с цитоплазмой(внутр средой клетки). Наружная мембрана переходит в эндоплпзматич ретикулум и может быть усеяна рибосомами. Отношение размеров ядра и клетки зависит от функциональной активности клетки. Большинство клеток одноядерные. Двуядерными могут быть кардиомиоциты. Всегда двуядерны инфузории. В них характерен ядерный дуализм.(то есть ядра различ по строению и финкциям). Малое ядро (генеративное) – диплойдное. Оно обеспечивает только половой процесс у инфузорий. Большое (вегетативное) ядро полиплойдное. Оно регулирует все остальные жизненные процессы. Многоядерными бывают клетки некоторых простейших и клетки скелетной мускулатуры. 4. П.А.Я, его строение и функции. строение ядерного порового комплекса. импор и экспорт белков через ядерные поры. П.А.Я. или кариотека )имеет микроскопическую толщину и поэтому виден в световой микроскоп. Поверхностный аппарат ядра включает: а)ядерную оболочку, или кариолемму;. б)паровые комплексы; в)периферическую плотную пластинку (ППП), или ламину. (1) Ядерная оболочка (кариолемма). состоит из 2 мембран - наружной и внутренней, разделённых перинукляеарным пространством. Обе мембраны имеют такое же жидкосто-мозаичное строение, как и плазматическая мембрана, и различаются по набору белков. Среди этих белков имеются ферменты, переносчики и рецепторы. Наружная ядерная мембрана является продолжением мембран грЭПС и может быть усеяна рибосомами, на которых идёт синтез белка. Со стороны цитоплазмы наружная мембрана окружена сетью промежуточных (ви-ментиновых) фипаментов. Между наружной и внутренней мембранами находится перинуклеарное пространство -полость шириной 15-40 нм, содержимое которого сообщается с полостями каналов ЭПС. По составу перинуклеарное пространство близко к гиалоплазме и может содержать синтезированные рибосомами белки. Главная функция кариолеммы - изоляция гиалоплазмы от кариоплазмы. Специальные белки ядерных мембран, расположенные в области ядерных пор, осуществляют транспортную функцию. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами, через которые осуществляется связь кариоплазмы и гиалоплазмы. Для регуляции такой связи в порах находятся (2) поровые комплексы. Они занимают 3-35% поверхности ядерной оболочки. Число ядерных пор с поровыми комплексами является изменчивой величиной и зависит от активности ядра. В области ядерных пор наружная и внутренняя ядерные мембраны сливаются. Совокупность структур, связанных с ядерной порой, называется комплексом ядерной поры. Типичный поровый комплекс представляет собой сложную белковую структуру - содержит более 1000 молекул белка. В центре поры расположена центральная белковая глобула (гранула), от которой по радиусу отходят тонкие фибриллы к периферическим белковым глобулам, образуя диафрагму поры. По периферии ядерной поры находятся две параллельные кольцевые структуры диаметром 80-120 нм (по одному с каждой поверхности кариолеммы), каждое из которых образовано 8 белковыми гранулами (глобулами). Белковые глобулы перового комплекса подразделяются на центральные и периферические. С помощью периферических глобул осуществляется транспорт макромолекул из ядра в гиалоплазму. (фиксируются в мембране специальным интегральным белком. От этих гранул к центру сходятся белковые фибриллы, формирующие перегородку - диафрагму поры) В нем участвуют специальные белки периферических глобул - нуклеопорины. В периферических глобулах имеется особый белок - переносчик молекул т-РНК Центральная глобула специализируется на транспорте и-РНК из ядра в гиалопдазму. В её составе имеются ферменты, участвующее в химической модификации иРНК - ее процессинге. Гранулы поровых комплексов структурно связаны с белками ядерной ламины, которая участвует в их организации Функции комплекса ядерной поры:
(3) ППП или ламина слой толщиной 80-300 нм. прилегает изнутри к внутренней ядерной мембране. Внутренняя ядерная мембрана гладкая, ее интегральные белки связаны с ламиной (периферической плотной пластинкой). Ламина состоит из специальных переплетенных белков-ламинов, образующих периферический кариоскелет. Белки-ламины относятся к классу промежуточных филаментов (скелетных фибрилл). У млекопитающих известно 4 вида этих белков - это ломимы А, В,, В2 и С. Эти белки поступают в ядро из цитоплазмы. Ламины разных видов взаимодействуют между сбой и образуют белковую сеть под внутренней мембраной ядерной оболочки. С помощью ламинов «В» ППП соединяется со спец интеграл белкомядерн оболочки. С ППП взаимодействуют и белки приферич голобул «внутр кольца» порового комплекса. К ламину «А» присоед теломерн участки хромосом. Функции ламины: 1) поддерд форму ядра. (даже есл бое мембраны разруш, то ядро за счет ламины сохр свою форму и поровые комп-сы ост на своём месте. 2) служит компонентом кариоскелета 3) участв в сборке ядерн оболочки (формирование кариоллемы) при делен клетки. 4) в интерфазном ядре к ламине прикрепл хроматин. таким образом ламина обеспеч функцию фиксации хроматина в ядре (обеспеч упорядочн укладку хроматина, участвует в пространственной организации хроматина в интерфазном ядре). Ламин «А» взаимодейств с теломерными участками хромосом. 5) обеспеч структур организацию поровых комплексов. импорт и экспор белков. В ядро через ядерные поры поступают: синтезированные цитоплазматическими рибосомами белки-ферменты, которые участвуют в процессах репликации и репарации (восстановления повреждений в ДНК); белки-ферменты, участвующие в процессе транскрипции; белки-репрессоры, которые регулируют процесс транскрипции; белки-гистоны.(которые связаны с молекулой ДНК и образуют хроматин); белки, входящие в состав субъединиц рибосом: белки ядерного матрикса, образующие кариоскелет; нуклеотиды; ионы минеральных солей, в частности, ионы Са и Mg . Из ядра в цитоплазму выходят и-РНК. т-РНК и субъединицы рибосом, которые представляют собой рибонуклеопротеидные частицы (р-РНК, связанные с белками). 5. химический сост и структур организ хроматина. уровни компактизации. хромосомы чел их строен и классификация. В ядре клеток мелкие зернышки и глыбки материала, окрашиваются основными красителями. Хроматин представляет собой дезоксирибонуклеопротеид (ДНП) и состоит из ДНК, соединённой с белка-ми-гистонами или негистоновыми белками. Гистоны и ДНК объединены в структуры, которые называются нуклеосомами. Хроматин соответствует хромосомам, которые в интерфазном ядре представлены длинными перекрученными нитями и неразличимы как индивидуальные структуры. Выраженность спирализации каждой из хромосом неодинакова по их длине. Реализацию генетической информации осуществляют деспирализованные участки хромосом. классификация хроматина: 1) эухроматин (активный деспирализованный. на нем происход считывание инф (транскрипция). в ядре выявляется как более светлые участки ближе к центру ядра) Предполагается, что в нем сосредоточена та ДНК, которая в интерфазе генетически активна. Эухроматин соответствует сегментам хромосом, которые деспирализованы и открыты для транскрипции. 2) гетерохроматин (нерабочий спирализованный, конденсированный, более компактный В ядре выявляется в виде глыбок на периферии.) делится на: конститутивный (всегда неактивен, никогда не переходит в эухроматин) и Факультативный (при определён условиях или на определен стадиях иммунного цикла может переходить в эухроматин). располагается ближе к оболочке ядра, более компактный. Примером скопления факульт гетерохроматина является тельце Барра - инактивированная Х-хромосома у самок млекопитающих, которая в интерфазе плотно скручена и неактивна. Таким образом, по морфологическим признакам ядра (по соотношению содержания эу- и гетерохроматина) можно оценить активность процессов транскрипции, а, следовательно, синтетической функции клетки. Хроматин и хромосомы представляют собой дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП), но хроматин - это раскрученное, а хромосомы - скрученное состояние. Хромосом в интерфазном ядре нет, хромосомы появляются при разрушении ядерной оболочки (во время деления). Строение хромосом: хромосомы - наиболее упакованное состояние хроматина. В хромосомах различают первичную перетяжку (центромеру), разделяющую хромосому на два плеча. Первичная перетяжка - наименее спирализованная часть хромосомы, к ней во время деления клетки присоединяются нити веретена деления. На некоторых хромосомах есть глубокие вторичные перетяжки, отделяющие небольшие участки хромосом, называемые спутниками. В области вторичных перетяжек находятся гены, кодирующие информацию об р-РНК, поэтому вторичные перетяжки хромосом называются ядрышковыми организаторами. В зависимости от места расположения центромеры различают три типа хромосом:
Концы плеч хромосом называются теломерами Уровни компаюпизации хроматина: |