1. Определение биологии как науки. Связь биологии с другими науками. Значение биологии для медицины
 Скачать 0.75 Mb.
|
1.Определение биологии как науки. Связь биологии с другими науками. Значение биологии для медицины.Биология - наука о жизни. Она изучает жизнь как особую форму движения материи, законы ее существования и развития. Термин Б. предложен Ламарков в 1802 г. Предметов изучения биологии являются живые организмы, их строение, функции, их природные сообщества. Биология лежит в основе таких наук, как медицина, экология, генетика, селекция, ботаника, зоология, анатомия, физиология, микробиология, эмбриология и др. Биология совместно с другими науками образовала такие науки, как биофизика, биохимия, бионика, геоботаника, зоогеография. «Медицина, взятая в плане теории- это прежде всего общая биология»,- писал Давыдовский. Теоретические достижения биологии широко применяются в медицине . Именно успехи и открытия в биологии определяют современный уровень медицинской науки. Так данные генетики позволили разрабатывать методы ранней диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней человека. Селекция микроорганизмов позволяет получать ферменты, витамины, гормоны, необходимые для лечения ряда заболеваний. Развитие генной инженерии открывает широкие перспективы для производства биологически активных соединений и лекарственных веществ. 2.Определение понятия «жизнь» на современном этапе науки. Фундаментальные свойства живого. Химический состав клетки. Жизнь - макромолекулярная открытая система, которой свойственна иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии. Жизнь, согласно этому определению, представляет собой ядро упорядоченности, распространяющееся в менее упорядоченной Вселенной. Стр.9 слюсарев самообновление. Связано с потоком вещества и энергии. Основу обмена веществ составляют сбалансированные и четко взаимосвязанные процессы ассимиляции (анаболизм, синтез, образование новых веществ) и диссимиляции (катаболизм, распад). В результате ассимиляции происходят обновление структур организма и образование новых его частей (клеток, тканей, частей органов). Диссимиляция определяет расщепление органических соединений, обеспечивает клетку пластическим веществом и энергией. Для образования нового нужен постоянный приток необходимых веществ извне, а в процессе жизнедеятельности (и диссимиляции, в частности) образуются продукты, которые нужно вывести во внешнюю среду; самовоспроизведение. Обеспечивает преемственность между сменяющимися генерациями биологических систем. Это свойство связано с потоками информации, заложенной в структуре нуклеиновых кислот. В связи с этим живые структуры постоянно воспроизводятся и обновляются, не теряя при этом сходства с предыдущими поколениями (несмотря на непрерывное обновление вещества). Нуклеиновые кислоты способны хранить, передавать и воспроизводить наследственную информацию, а также реализовывать ее через синтез белков. Информация, хранимая на ДНК, переносится на молекулу белка с помощью молекул РНК; саморегуляция. Базируется на совокупности потоков вещества, энергии и информации через живой организм; Саморегуляция в биологии — свойство биологичес ких систем автоматически устанавливать и поддерживать на определенном, относительно постоянном уровне те или иные физиологические и другие биологические показате ли. раздражимость. Связана с передачей информации извне в любую биологическую систему и отражает реакцию этой системы на внешний раздражитель. Благодаря раздражимости живые организмы способны избирательно реагировать на условия внешней среды и извлекать из нее только необходимое для своего существования. С раздражимостью связана саморегуляция живых систем по принципу обратной связи: продукты жизнедеятельности способны оказывать тормозящее или стимулирующее воздействие на те ферменты, которые стояли в начале длинной цепи химических реакций; поддержание гомеостаза(от гр. homoios — «подобный, одинаковый» и stasis — «неподвижность, состояние») — относительного динамического постоянства внутренней среды организма, физико-химических параметров существования системы; структурная организация — определенная упорядоченность, стройность живой системы. Обнаруживается при исследовании не только отдельных живых организмом, но и их совокупностей в связи с окружающей средой — биогеоценозов; адаптация— способность живого организма постоянно приспосабливаться к изменяющимся условиям существования в окружающей среде. В ее основе лежат раздражимость и характерные для нее адекватные ответные реакции; репродукция (воспроизведение). Так как жизнь существует в виде отдельных (дискретных) живых системы (например, клеток), а существование каждой такой системы строго ограничено во времени, поддержание жизни на Земле связано с репродукцией живых систем. На молекулярном уровне воспроизведение осуществляется благодаря матричному синтезу, новые молекулы образуются по программе, заложенной в структуре (матрице) ранее существовавших молекул; наследственность. Обеспечивает преемственность между поколениями организмов (на основе потоков информации). Тесно связана с ауторепродукцией жизни на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях. Благодаря наследственности из поколения в поколение передаются признаки, которые обеспечивают приспособление к среде обитания; изменчивость — свойство, противоположное наследственности. За счет изменчивости живая система приобретает признаки, ранее ей несвойственные. В первую очередь изменчивость связана с ошибками при репродукции: изменения в структуре нуклеиновых кислот приводят к появлению новой наследственной информации. Появляются новые признаки и свойства. Если они полезны для организма в данной среде обитания, то они подхватываются и закрепляются естественным отбором. Создаются новые формы и виды. Таким образом, изменчивость создает предпосылки для видообразования и эволюции; индивидуальное развитие (процесс онтогенеза) — воплощение исходной генетической информации, заложенной в структуре молекул ДНК (т. е. в генотипе), в рабочие структуры организма. В ходе этого процесса проявляется такое свойство, как способность к росту, что выражается в увеличении массы тела и его размеров. Этот процесс базируется на репродукции молекул, размножении, росте и дифференцировке клеток и других структур и др.; филогенетическое развитие (закономерности его установлены Ч. Р. Дарвином). Базируется на прогрессивном размножении, наследственности, борьбе за существование и отборе. В результате эволюции появилось, огромное количество видов. Прогрессивная эволюция прошла ряд ступеней. Это доклеточные, одноклеточные и многоклеточные организмы вплоть до человека. При этом онтогенез человека повторяет филогенез (т. е. индивидуальное развитие проходит те же этапы, что и эволюционный процесс); дискретность (прерывистость) и в то же время целостность. Жизнь представлена совокупностью отдельных организмов, или особей. Каждый организм, в свою очередь, также дискретен, поскольку состоит из совокупности органов, тканей и клеток. Каждая клетка состоит из органелл, но в то же время автономна. Наследственная информация осуществляется генами, но ни один ген в отдельности не может определять развитие того или иного признака. Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений. К макроэлементам относят кислород (65—75 %), углерод (15—18 %), водород (8—10 %), азот (2,0—3,0 %), калий (0,15—0,4 %), сера (0,15—0,2 %), фосфор (0,2—1,0 %), хлор (0,05—0,1 %), магний (0,02—0,03 %), натрий (0,02—0,03 %), кальций (0,04—2,00 %). микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк. 3.Доклеточный уровень организации живой материи. Вирусы. Роль вирусов в изменчивости и их применение в генной инженерии и терапии. Опыты Х.Френкель-Конрада и А.Херши и М.Чейз с использованием двух типов вирусов. Стр 12 сл Доклеточный (или молекулярный, или молекулярно-генетический) уровень организации жив.материи: Начальный уровень организации живого. Предмет исследования - молекулы нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и других биологических молекул, т.е. молекул, находящихся в клетке. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др. Вирусы-относятся к неклеточным формам жизни. Проявляют жизнь только в чьей-либо клетке (в стадии внутриклеточного паразитизма). Их существование было доказано Ивановским в 1892 г. P.S. Ивановский и Половцев первыми в мире высказали предположение, что болезнь табака, описанная в 1886 году A.D.Mayer в Голландии под названием мозаичной, представляет не одно, а два совершенно различных заболевания одного и того же растения. Одно из них - рябуха, возбудителем которой является грибок, а другое - неизвестного происхождения. Конец XIX века ознаменовался крупными достижениями в микробиологии, и, естественно, Ивановский решил узнать, не вызывает ли табачную мозаику какая-нибудь бактерия. Он просмотрел под оптическим микроскопом (электронных тогда еще не было) множество больных листьев, но тщетно - никаких признаков бактерий обнаружить не удалось. "А может быть, они такие маленькие, что их нельзя увидеть? " - подумал ученый. Если это так, то они должны пройти через фильтры, которые задерживают на своей поверхности обычные бактерии. Подобные фильтры в то время уже имелись. Мелко растертый лист больного табака Ивановский помещал в жидкость, которую затем фильтровал. Бактерии при этом задерживались фильтром, а прошедшая фильтрацию жидкость должна была быть стерильной и не способной заразить здоровое растение при попадании на него. Но она заражала! В этом суть открытия Ивановского (как просто всё гениальное!) . Здесь сказывается различие в размерах. Вирусы мельче бактерий приблизительно в 100 раз, поэтому они свободно проходили сквозь все фильтры и заражали здоровые растения, попадая на них вместе с отфильтрованной жидкостью. Бактерии к тому же отличаются способностью размножаться в искусственно созданных питательных средах, а открытые Ивановским вирусы этого не делали. "Значит, это нечто новое", - решил ученый. На дворе стоял 1892 год. Зрелые частицы вирусов – вирионы или вироспоры- состоят из белковой оболочки и нуклеокапсида, представлен нуклеиновой кислотой. Жизн.цикл: вироспора-прикрепление к клетке-внедрение в нее-латентная стадия-образование нового поколения-выход вироспор. Типы взаимодействия вируса с клеткой Различают три типа взаимодействия вируса с клеткой: продуктивный, абортивный и интегративный. Продуктивный тип — завершается образованием нового поколения вирионов и гибелью (лизисом) зараженных клеток (цитолитическая форма). Некоторые вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма). Абортивный тип — не завершается образованием новых вирионов, поскольку инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов. Интегративный тип, или вирогения — характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация) http://biofile.ru/bio/5222.html + Вирусы открыты Д.И.Ивановским (1892 г., вирус табачной мозаики). Вирусы – это внутриклеточные паразиты, они могут жить и размножаться только в живых клетках. Вирусы паразитируют на клетках организмов всех царств живой природы. Вирусы бактерий называются бактериофаги. Если вирусы выделить в чистом виде, то они существуют в форме кристаллов (у них нет собственного обмена веществ, размножения и других свойств живого). Из-за этого многие ученые считают вирусы промежуточной стадией между живыми и неживыми объектами. Вирусы – это неклеточная форма жизни. Вирусные частицы (вирионы) – это не клетки:
Синтез компонентов вируса:
Значение вирусов:
их применение в генной инженерии и терапии???? Опыты Херши и Чейза - белок фага метили радиоактивной серой, а ДНК радиоактивным фосфором, вновь образовавшиеся фаги содержали только радиоактивный фосфор. Опыты показали, что генетическая информация от внедрившегося фага его потомкам передается только проникающей в клетку нуклеиновой кислотой, а не белком, содержащимся в капсуле вируса. Вирусы, поражающие бактериальные клетки - бактериофаги. Френкель-Конрат работал с вирусом табачной мозаики (ВТМ). В этом вирусе содержится РНК, а не ДНК. Было известно, что разные штаммы вируса вызывают разную картину поражения листьев табака. После смены белковой оболочки "переодетые" вирусы вызывали картину поражения, характерную для того штамма, чья РНК была покрыта чужим белком. Следовательно, не только ДНК, но и РНК может служить носителем генетической информации. 4.Клетка - элементарная структурно-функциональная биологическая единица. Прокариотические и эукариотические клетки. Клетка- элементарная единица живой системы. Элементарной единицей она может быть названа потому, что в природе нет более мелких систем, которым были бы присущи все без исключения признаки (свойства) живого т.е. она осуществляет обмен веществ и энергии, растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители и способна двигаться. Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: безядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты). Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки. Основным отличительным признаком эукариотических клеток является наличие морфологически выраженного ядра. Кроме того, в цитоплазме таких клеток существует целый набор специальных структур, органелл, выполняющих отдельные специфические функции. К числу органелл относят мембранные структуры: ядро, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии, пластиды (в клетках растений). Кроме того, для эукариотических клеток характерно наличие немембранных структур, таких, как центриоли (в клетках животных), рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты и др. Эукариотические клетки обычно намного крупнее прокариотических. 5.Клеточная теория. Значение теории в обосновании диалектико-материалистической концепции единства жизни. Клеточная теория – это обобщение представления о структуре клетки, ее развитии и размножения. Клеточная теория была сформулирована ботаником М. Шлейденом и зоологом Т. Шванном в 1838-1839 г.г. В 1858 г. Р. Вирхов обосновал принцип преемственности клеток путем деления («каждая клетка из клетки»). Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства живой природы. Клеточная теория гласит:
6.Клетка как открытая система. Организация потоков вещества, энергии в клетке. Специализация и интеграция клеток многоклеточного организма. Клетка – открытая система, поскольку ее существование возможно только в условиях постоянного обмена веществом и энергией и информацией с окружающей средой. Характерные для всех живых систем потоки энергии, вещества и информации связаны с обменом веществ, который представляет собой единство ассимиляции и диссимиляции. Анаболизм(ассимиляция) – биосинтез – фаза метаболизма, в которой из малых молекул – предшественников (аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, азотистых оснований) синтезируются белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и др. макромолекулы. Анаболизм требует затраты свободной энергии. Источник этой энергии – АТФ. Катаболизм( диссимиляция ) – расщепление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов. Сопровождается выделением энергии. Организация потоков энергии: все функции, выполняемые клеткой, требуют затрат энергии, которая освобождается в пр.диссимиляции. Организация потока информации: связана с хранением и потоком информации в сменяющихся поколениях клеток и организмов. В этом участвуют ДНК хромосомы ядря, иРНК, рибосомы, тРНК. Главная роль в хранении и потоке информации принадлежит нуклеиновым кислотам, они обеспечивают процесс синтеза белка. Клетки многоклеточного организма объединены в различные органы и ткани и специализированы на выполнении разных функций. В зависимости от выполняемых функций клетки организованы по-разному. Они могут отличаться размерами и формой, набором и относительным количеством органоидов, наличием специфических гранул и т. п. Так, в секретирующих клетках хорошо представлены эндоплазматическая сеть с рибосомами, аппарат Гольджи и различные гранулы, в мышечных клетках - митохондрии и миофибриллы - специальные белковые волокна, обеспечивающие движение, и т. д. 7.Энергообразующие системы клетки и их характеристики. Фазы диссимиляции у гетеротрофов. Метаболизм – процесс из 2-х фаз : катаболизм (энергетический обмен) и анаболизм (пластический обмен). Катаболизм( диссимиляция ) – расщепление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов. Углеводы, жиры, белки распадаются в ходе последовательных реакций до углекислого газа (СО2), воды (Н2О), аммиака (NН3). На определенных этапах соответствующих катаболических путей значительная часть свободной энергии запасается благодаря сопряженным ферментативным реакциям в форме высокоэнергетического соединения АТФ (аденозинтрифосфата). Часть запасается также в богатых энергией водородных атомов НАДН или НАДФН. Фазы диссимиляции: 1-й этап. Подготовительный этап. Образование мономеров из полимеров. Расщепление полимеров до мономеров. Процесс протекает в пищ.тракте или цитоплазме клеток. Вся энергия расходуется в виде тепла. Из липидов глицерин и жирные кислоты; из белков аминокислоты и из углеводов глюкоза. 2-й этап. Бескислородный этап-гликолиз. Протекает в цитоплазме без участия О2. Часть энергии запасается в виде АТФ. Из 1 молекулы глюкозы, образуется 2 молекулы ПВК и в результате всей реакции образуется 2 молекулы АТФ. 3-й этап. Кислородный этап-дыхание. Протекает в митохондриях и требует присутствия О2. Из 2 молекул ПВК образуется 36 молекул АТФ. В сумме энергетического обмена образуется 6CO2, 38 АТФ и 44H2O. 8.Ассимиляция в гетеротрофной клетке. Ее фазы. Сущность. Анаболизм(ассимиляция) – биосинтез – фаза метаболизма, в которой из малых молекул – предшественников (аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, азотистых оснований) синтезируются белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и др. макромолекулы. Анаболизм требует затраты свободной энергии. Источник этой энергии – АТФ и НАДФН. I.Репликация. II.Транскрипция. III.Трансляция
Молекула ДНК раскручивается. Участвует РНК-полимераза. Транскрибируется не вся ДНК, а лишь отдельные гены (эухроматин). Этапы транскрипции: 1)Инициация- РНК-полимераза узнает промотер; 2)Элонгация- рост цепи РНК; 3) Терминация- конец транскрипции.
Этапы трансляции: 1)Инициация- к иРНК присоединяется малая субъединица рибосомы. 2)Элонгация-рост цепи. Как только сканирующий комплекс попадает на кодон АУГ происходит присоединение большой субъединицы рибосомы. 3)Терминация- окончание синтеза, когда рибосома натыкается на стоп-кодон. Биосинтез белка: белок → аминокислота → собственный белок. Последовательность процессов синтеза полипептидных цепей белковой молекулы представляется следующим образом: 1. Транскрипция– процесс синтеза и- РНК в ядре с молекулы ДНК по принципу комплементарности. Процесс включает этапы: - образование первичного транскрипта; - процессинг; - сплайсинг. Образование зрелой и-РНК включает периоды инициации, элонгации и терминации синтеза. 2. Трансляция- перенос информации о структуре белка с и-РНК на синтезирующийся полипептид. Происходит в цитоплазме на рибосоме. И включает следующие процессы: - активация аминокислоты специфическим ферментом (аминоацил Т-РНК - синтетаза) в присутствии АТФ с образованием аминоациладенилата (тройной комплекс); - присоединение активированной аминокислоты к специфической т-РНК с высвобождением аденозинмонофосфата (АМФ); - связывание этого комплекса с рибосомами; - включение аминокислот в белок с высвобождением т-РНК. Рибосома контактирует в каждый момент только с небольшим участком и-РНК, возможно равным одному триплету (кодону). Рибосома движется по и-РНК кодон за кодоном. На и-РНК одновременно может быть несколько рибосом, образующих полисому. В рибосому, движущуюся по и-РНК, т-РНК поставляет активированные аминокислоты. Аминокислота прикреплена на черешок т-РНК, на изгибе последней имеется триплет, получивший название антикодона. При совпадении антикодона т-РНК с кодоном и-РНК, по принципу комплементарности, аминокислота включается в полипептидную цепь. 9.Гликолиз и тканевое дыхание. Сущность, биологическое значение. Энергообразующие системы клетки. Окислительное фосфорилирование. Глико́лиз — процесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. У аэробов он предшествует собственно клеточному дыханию, у анаэробов завершается брожением. Сам по себе гликолиз является полностью анаэробным процессом и для осуществления не требует присутствия кислорода. Клеточное или тканевое дыхание — совокупность биохимических реакций, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений и может быть использована по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма Окислительное фосфорилирование — метаболический путь, при котором энергия, образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в митохондриях в виде АТФ. Субстратами окислительного фосфорилирования служат продукты расщепления органических соединений — белки, жиры и углеводы. Процесс окислительного фосфорилирования проходит на кристах митохондрий. 10.Качественные особенности обмена веществ (динамическая устойчивость, особенности биоэнергетики, ферментативность, энтропия). Динамическая устойчивость - способность системы восстанавливать состояние близкое к исходному после определенных процессов. Биоэнергетика — совокупность процессов превращения энергии, которые происходят в организме и обеспечивают его жизнедеятельность. Ферментативность – процессы осуществляются благодаря присутствию биологических катализаторов-ферментов, ничтожное количество которых осуществляет колоссальный объем превращений. Протекание процессов в присутствии катализаторов- ферментов. Энтропия- степень упорядоченности. Обмен живых организмов веществом и энергией с окружающей средой способствует росту свободной энергии и отрицательной энтропии в них, т. е. оттоку энтропии из организма. 11.Гипотезы происхождения эукариотических клеток (симбиотическая и инвагинационная). Слюсарев стр.240 Симбиотическая: Существует гипотеза о том, что митохондрии и пластиды представляют собой видоизмененные прокариотические организмы , которые нашли "убежище" в более крупных гетеротрофных клетках-хозяевах - предшественниках эукариот (анаэробный прокариот). Анаэробы поглощали аэробов, сохраняя их. Анаэробная бактериальная клетка приобрела симбионта, способного использовать кислород при помощи процесса дыхания. Аэробы синтезировали АТФ и отдавала хозяину- анаэробу. Все, или почти все, ныне живущие эукариоты содержат в своих клетках митохондрии , а все автотрофные эукариоты - также и пластиды. Возможно, они были приобретены в результате независимых случаев симбиоза , точнее - внутреннего симбиоза (эндосимбиоза). Инвагинационная: Согласно инвагинационной гипотезе, предковой формой эукариотической клетки был аэробный прокариот, у которого в результате мутации (при облучении) образовалось несколько ДНК, прикрепленных к мембранам; эти участки впячивались и отшнуровывались со специализацией в ядро, митохондрии, пластиды, затем происходило усложнение ядерной структуры. ИГ позволяет предположительно объяснить происхождение 2-ых мембран ядра, митохондрий и пластид. 12.Клеточный цикл, его периодизация. Митотический цикл и его механизмы. Проблемы клеточной пролиферации в медицине. В жизни клетки различают жизненный цикл и клеточный цикл. Жизненный цикл значительно длиннее — это период от образования клетки до ее гибели. В течение жизни клетки растут, дифференцируются, выполняют специфические функции. Клеточный цикл значительно короче. Этот собственно процесс подготовки к делению (интерфаза) и само деление (митоз). Поэтому этот цикл называют еще митотическим. Совокупность процессов, происходящих в клетке от одного деления до следующего, называется митотическим циклом. Различают 4 периода этого цикла: пресинтетический, синтетический и постсинтетический (все три периода – интерфаза) и митоз. Пресинтетический период (G1) следует за делением. В это время накапливаются РНК и белок, необходимые для образования клет.структур. G1 продолжается от 10 ч до суток. Синтетический период (S) характеризуется синтезом ДНК и редупликацией (удвоением) хромосомных структур. Поэтому к концу этого периода кол-во ДНК удваивается. Продолжается синтез РНК и белка. Продолжается 6-10 ч. Постсинтетический период (G2) происходит накопление энергии и продолжается синтез РНК. Продолжается 3-4 ч. Митоз (кариокинез) наступает после интерфазы и условно делится на такие фазы: 1) профаза, 2) прометафаза, 3) метафаза, 4) анафаза, 5) телофаза. В начале профазы центриоль делится и расходится к полюсам ядра. Хромосомы претерпевают процесс скручивания (спирализации). К концу профазы исчезают ядрышки, ядерная оболочка растворяется под действием ферментов лизосом. (2n4c). В прометафазе хромосомы направляются к экватору клетки. (2n4c). В метафазе хромосомы находятся в области экватора клетки. Каждая хромосома состоит из 2 хроматид. (2n4c). В анафазе происходит расхождение хроматид к полюсам клетки, которые после этого становятся сестринскими, или дочерними. (4n4c) В телофазе дочерние хромосомы достигают полюсов. После этого хромомсомы деспирализуются, вокруг них образуются ядерные оболочки, восстанавливается ядрышко. Далее происходит цитокинез, т.е. разделение цитоплазмы. (2n4c) Пролиферация — разрастание ткани организма путём размножения клеток делением. Клеточная пролиферация – увеличение числа клеток путем митоза, приводящее к росту ткани, в отличие от другого способа увеличения ее массы (например, отек). У нервных клеток пролиферация отсутствует. Значение пролиферации в медицине определяется способностью клеток разных тканей к делению, с делением клеток связан процесс заживления ран и восстановление тканей после хирургических операций. Проблема регенерации представляет интерес для медицины, для восстановительной хирургии. Главная проблема заключается в пролиферации раковых клеток, которую очень сложно контролировать и подавлять. (В опухолях атипичные клетки делятся митотическим способом. В результате деления образуются идентичные измененной клетки. Деление происходит многократно. В итоге опухоль быстро растет) 13.Физиологическая и репаративная регенерация. Биологическое и медицинское значение проблем регенерации. Cлюсарев стр.178 Регенерация – способность организмов восстанавливать поврежденные ткани/органы. Различают физиологическую, репаративную и патологическую регенерацию. Физиологическая– естественное восстановление клеток и тканей в онтогенезе. Например, смена эритроцитов, кожного эпителия. Репаративная– восстановление после повреждения или гибели клеток и тканей. Патологическая–разрастание тканей не идентичных здоровым тканям. Например, разрастание рубцовой ткани на месте ожога, хряща - на месте перелома, размножение клеток соединительной ткани - на месте мышечной ткани сердца, раковая опухоль. Проблемы: Возраст, особенности обмена веществ, состояние нервной и эндокринной систем, питание, интенсивность кровообращения в повреждённой ткани, сопутствующие заболевания могут ослабить, усилить или качественно изменить процесс регенерации . В некоторых случаях это приводит к возникновению еще одного вида регенерации - патологической регенерации . Её проявления: длительно незаживающие язвы, нарушения срастания переломов костей, избыточные разрастания тканей или переход одного типа ткани в другой. 14.Временная организация клетки. Клеточный и митотический цикл. Строение хромосом и динамика её структур в клеточном цикле. Гетеро- и эухроматин. В жизни клетки различают жизненный цикл и клеточный цикл. Жизненный цикл значительно длиннее — это период от образования клетки до ее гибели. В течение жизни клетки растут, дифференцируются, выполняют специфические функции. Клеточный цикл значительно короче. Этот собственно процесс подготовки к делению (интерфаза) и само деление (митоз). Поэтому этот цикл называют еще митотическим. Совокупность процессов, происходящих в клетке от одного деления до следующего, называется митотическим циклом. Хромосомы — структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре. Основу хромосомы составляет одна непрерывная двухцепочечная молекула ДНК; длина ДНК одной хромосомы может достигать нескольких сантиметров. Молекула находится в спирализованном состоянии.
|