Ответы на тесты по мед биологии. Мед.био 2019. 1. Прокаріотичні організми. Клітини прокаріот
 Скачать 1.14 Mb.
|
|
1.Прокаріотичні організми. Клітини прокаріот мають просту будову. Вони не мають типового ядра та мембранних органоїдів. Зверху клітина вкрита клітинною стінкою. Під нею знаходиться плазматична мембрана. В цитоплазмі прокаріот знаходяться рибосоми, включення, нуклеоїд. Нуклеоїд – це кільцева молекула ДНК, яка. прикріплюється до внутрішньої поверхні плазматичної мембрани. ДНК – спадковий матеріал клітини. Прокаріоти – це бактерії та ціанобактерії. Це одноклітинні та колоніальні організми. Вони живуть у воді, ґрунті, в організмах рослин, тварин, людини. Бактерії мають різну форму клітин: кулясту (коки, паличкоподібну (бацили) та інші. Деякі бактерії мають органоїди руху – джгутики. Живлення: автотрофне та гетеротрофне. Дихання: аеробне та анаеробне. Розмноження: безстатеве та статеве (кон'югація). При несприятливих умовах деякі прокаріоти здатні утворювати спори. 2.Плазматична мембрана Клітинна мембрана, також плазмалема, плазматична або цитоплазматична мембрана - зовнішня оболонка живої клітини, яка відокремлює цитоплазму клітини від навколишнього середовища. Складається з двох шарів ліпідів, також містить білки і вуглеводи. Клітинна мембрана є напівпроникним бар'єром, що вибірково пропускає молекули всередину клітини таз неї назовні. Структури мембрани підтримують сталий вміст води, іонів, речовин всередині клітини. Плазмалема часто містить додаткові утворення для руху, захисту, живлення, взаємодії з іншими клітинами. -Активний транспорт речовин -Загальна і вибіркова дифузія невеликих молекул і іонів -Регулювання транспорту йонів і продуктів метаболізму усередині клітин електроізоляційні властивості -Генерація нервового імпульсу та його проведення Фагоцитоз, піноцитоз, антигенні властивості -Реакція на активацію рецепторів, що призводить до різних відповідей, в залежності від виду рецепторів та клітини: від запуску сигнального шляху та активації експресії генів, до скорочення м'язової клітини, генерації потенціалу дії чи активації апоптозу 3.Ендоплазматична сітка. Лізосоми Ендоплазматична сітка – це система мікроскопічних каналів та порожнин, які обмежені мембраною. Вона поділяє клітину на ділянки, в яких протікають різні фізіологічні процеси. ЕПС транспортує та накопичує речовини у клітині. Мембрана ЕПС з'єднується з мембраною ядра та зовнішньою мембраною. Розрізняють два види ЕПС: гранулярну та агранулярну. На мембранах гранулярної ЕПС є рибосоми. На них відбувається синтез білка. На мембранах агранулярної ЕПС проходить синтез вуглеводів та ліпідів. Лізосоми – це пухирці вкриті щільною мембраною. В середині лізосом знаходяться ферменти, які розщеплюють білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти. Ферменти лізосом руйнують: •частки, які потрапляють у клітину шляхом фагоцитозу, мікроорганізми; •деякі компоненти клітини, цілі клітини чи групи клітин. Дисфункція лізосом може призводити до розвитку хвороб нагромадження. Наприклад: хвороба Тея-Сакса – ідіотія, викликана тим, що в клітинах цілком відсутній фермент гексозоамінідази А. Комплекс Гольджі.Вакуолі Комплекс Гольджі знаходиться біля ядра. У тваринній клітині – це система порожнин, яка обмежена мембраною. На кінцях порожнин знаходяться крупні та дрібні пухирці. Функції: •концентрація речовин, зневоднення; •накопичення, хімічні зміни, формування глобулярних білків, активація ферментів, пакування в пухирці; •виведення секреторних продуктів; •утворення лізосом, пероксисом, вакуолей. Вакуоля — обмежена мембраною органела, яка міститься в деяких еукаріотних клітинах і виконує різні функції (секреція, екскреція і зберігання запасних речовин). Вакуоля та її вміст розглядається, як відокремлена від цитоплазми частина. Вакуолі особливо добре помітні в клітинах рослин і грибів. Функції вакуолі: накопичення води, запасних і ергастичних речовин осмотичний тиск тургор клітин. Основна функція — видаляє надлишок води та шкідливі продукти обміну 5.Мітохондрії Мітохондрії мають вид гранул, паличок, ниток. Вони обмежені двома мембранами – зовнішньою та внутрішньою. Зовнішня мембрана гладенька. Внутрішня мембрана утворює численні складки – кристи. В середині мітохондрій знаходиться напіврідка речовина – матрикс. Тут містяться молекули ДНК, і-РНК, т-РНК, рибосоми. В матриксі синтезуються мітохондріальні білки. Основна функція мітохондрій – синтез АТФ (на кристах). Розмножуються мітохондрії поділом. 6.Немембранні органоїди клітин. Рибосоми– це мікроскопічні, округлі тільця, які виявлені в клітинах усіх організмів. Вони складаються з двох субодиниць: великої та малої. Рибосоми знаходяться на мембранах гранулярної ЕПС, мітохондріях, пластидах чи вільно розташовані в цитоплазмі. До складу рибосом входять білки та р-РНК. Функція рибосом – це синтез білка. Рибосоми утворюються в ядерцях. Клітинний центр – це органоїд клітин тварин, який знаходиться біля ядра та відіграє важливу роль під час поділу клітини. Клітинний центр складається з 2 центріолей, від яких радіально розходяться мікротрубочки. Центріолі мають вигляд порожнього циліндра, який складається з девяти комплексів мікротрубочок, потри в кожному. Під час поділу клітини центріолі розходяться до полюсів, аз мікротрубочок формується веретено поділу. 7.Клітина як відкрита система. Асиміляція і дисиміляція. Клітина постійно взаємодіє з навколишнім середовищем та є відкритою системою. Між середовищем і клітинами постійно відбувається обмін речовинами, енергією та інформацією. Обмін речовинами – це сукупність змін, які відбуваються з речовинами з моменту їх надходження в клітину організму з оточуючого середовища до моменту утворення кінцевих продуктів розпаду та виведення їх з клітин організму. У кожній клітині постійно відбуваються два взаємозв'язаних процеси: • дисиміляція або енергетичний обмін – процес розпаду складних органічних сполук на більш прості. Цей процес протікає з виділенням енергії, яка запасається в АТФ. • асиміляція або пластичний обмін – процес утворення нових органічних сполук, необхідних організму. Цей процес протікає с затратою енергії. 8.Підмембранні структури клітини. Підмембранні структури. Мікротрубочки та мікрофіламенти складаються із скоротливих білків та утворюють цитоскелет клітин. Мікротрубочки – порожнисті циліндри. Вони формують веретено поділу, приймають участь у внутрішньоклітинному транспорті речовин, утворюють джгутики, війки, центріолі. Мікрофіламенти утворюють цитоскелет клітин, розташовані під плазматичною мембраною. Забезпечують скорочення м'язових волокон, зміну форми клітин, організацію контактів з іншими клітинами, формування пучків підтримки мікровосинок, амебоїдні рухи клітин, екзо- та ендоцитоз. 9.Рецептори плазматичних мембран. Типи,функції. Рецептори – це сигнальні білкові молекули, які розташовані на плазматичних мембранах. Їх функція – забезпечити відповідну реакцію клітини на зміни середовища. Рецептори представлені трансмембранними білками, які мають спеціальну ділянку для з’єднання з активними молекулами (гормонами, ферментами та ін.). Розрізняють внутрішньоклітинні рецептори, які розташовані на мембранах органоїдів, та рецептори, які знаходяться на поверхні клітини плазматичної мембрани. Серед них виділяють рецептори двох типів: − зв’язані з каналами клітини; − не зв’язані з каналами. Рецептори, зв’язані з каналами клітини, після взаємодії з гормонами, нейромедіаторами сприяють утворенню каналу та ефект відповіді безпосередній, швидкий, короткий. Рецептори, не зв’язані з каналами клітини, взаємодіють в основному з ферментами. Тут ефект – опосередкований, уповільнений, але більш тривалий. Функції таких рецепторів лежать в основі навчання та пам’яті. Кожна клітина у багатоклітинному організмі має свій специфічний набір рецепторів. Це дозволяє реагувати на різноманітні сигнали. Одна й та сама сигнальна молекула може викликати у різних клітинах різні ефекти. Склад плазматичної мембрани. Будова плазматичної мембрани клітин еукаріотів та прокаріотів однакова. Вона складається з білків та ліпідів. Молекули ліпідів утворюють подвійний шар. Молекули білків заглиблені в інтегральні сполуки, що складаються з залишків оліго- або полісахаридів та поліпептидних ланцюгів білка, або розташовані на його зовнішній чи внутрішній поверхні. Молекули білків і ліпідів рухомі, що забезпечує динамічність плазматичної мембрани. 11.Інтерфазне ядро. Будова, функції Ядро клітини в інтерфазі, в період, коли вона не ділиться, характеризується наявністю таких складових, як каріолема (оболонка ядра, каріоплазма (ядерний сік), ядерця і хроматин, який є сукупністю інтерфазних хромосом тією чи іншою мірою деконденсованих, тобто потоншених. Каріолема -чи поверхневий апарат ядра в інтерфазній клітині складається з трьох основних компонентів: ядерної оболонки, периферичної щільної пластинки і порових комплексів .Каріолема є спеціалізованою частиною загальної мембранної системи цитоплазми. Каріоплазма— це білковий колоїд слабов’язкої консистенції. Мікроскопічно в ній виявляються грудочки хроматину (так звані хромоцентри) Хроматин У каріоплазмі мікроскопічно спостерігається хроматин, речовина, яка добре фарбується основними барвниками. Хроматин — це матеріал хромосом, дуже довга спіралізована довголанцюгова нитка ДНК, зв’язана з деякою кількістю РНК, гістонів та інших основних білків. Під світловим мікроскопом в ядрі видні хроматинові гранули, які є конденсованими ділянками хромосом. Конденсований хроматин недоступний для транскрипції отримав назву. Він міститься під каріолемою, навколо ядерця і розкиданий по каріоплазмі. Гетерохроматин поділяють на факультативний і конститутивний. Конститутивний, або структурний хроматин, ніколи не переходить в еухроматин, тоді як факультативний має здатність до такого перетворення. Останній включає ДНК, яка може піддаватися транскрипції, хоч в даний момент перебуває в конденсованому стані. При диференціації ядерних еритроцитів хребетних тварин різко збільшується кількість факультативного гетерохроматину. Роль кожного з цих різновидів хроматину різна. Тоді як деконденсований хроматин, або еухроматин відкритий для транскрипції, бере участь у передачі генетичної інформації в інтерфазі, то конденсований хроматин, або гетерохроматин не виконує такої функції. Ядерце виявляється в інтерфазному ядрі як гранула діаметром 1–2 мкм. У клітині звичайно буває 1-2, рідше більше ядерець, залежно від функціональної активності клітин, необхідності синтезу білка. 12. Хроматин. Склад,стан, види. Хроматин У каріоплазмі мікроскопічно спостерігається хроматин, речовина, яка добре фарбується основними барвниками. Хроматин — це матеріал хромосом, дуже довга спіралізована довголанцюгова нитка ДНК, зв’язана з деякою кількістю РНК, гістонів та інших основних білків. Під світловим мікроскопом в ядрі видні хроматинові гранули, які є конденсованими ділянками хромосом. Конденсований хроматин недоступний для транскрипції отримав назву. Він міститься під каріолемою, навколо ядерця і розкиданий по каріоплазмі. Гетерохроматин поділяють на факультативний і конститутивний. Конститутивний, або структурний хроматин, ніколи не переходить в еухроматин, тоді як факультативний має здатність до такого перетворення. Останній включає ДНК, яка може піддаватися транскрипції, хоч в даний момент перебуває в конденсованому стані. При диференціації ядерних еритроцитів хребетних тварин різко збільшується кількість факультативного гетерохроматину. Роль кожного з цих різновидів хроматину різна. Тоді як деконденсований хроматин, або еухроматин відкритий для транскрипції, бере участь у передачі генетичної інформації в інтерфазі, то конденсований хроматин, або гетерохроматин не виконує такої функції. 13.Рівні упакування генетичного матеріалу Нуклеосомний. Тонка нитка нуклеопротеїду складається з нуклеосом. Нуклеосома – це частина, що містить диски з 8 молекул білків-гістонів (Н 2В , НА, Н, Н, на яку накручується ділянка ДНК, що складається з 140 пар нуклеотидів. Вона робить 2 оберти навколо нуклеосоми і вкорочується приблизно в 7 разів. ДНК має негативний заряда нуклеосома – позитивний, що забезпечує міцний зв'язок між ними. Між нуклеосомами знаходиться ДНК, довжиною в 60-100 пар нуклеотидів. Нуклеомерний. Відбувається подальше вкорочення ДНК за рахунок зближення 8-10 нуклеосом, завдяки дії ще одного гістонового білка Н. Утворюються нуклеомери. Довжина ДНК зменшується в 6-10 разів. Хромомерний (хромонемний, петлеподібний). Нуклеомери збираються в групи, утворюючи хромомери. Довжина ДНК зменшується в 10-30 разів та утворюються хромонеми. Метафазний. Щільно упакована хромонема у вигляді дисків утворює метафазну хроматиду. Загалом довжина ДНК зменшується в 10 тисяч разів. ДНК. Будова та функції ДНК – це біополімер, який складається з двох спірально закручених один навколо одного, антипаралельних ланцюгів. Мономер молекули ДНК – нуклеотид. Нуклеотид ДНК складається із залишків: •Азотистих основ – аденіну (А, тиміну (Т, цитозину (Ц, гуаніну (Г •Дезоксирибози (С 5 Н 10 О 4 ); •Ортофосфатної кислоти (Н 3 РО 4 ); Між нуклеотидами одного ланцюга – ковалентний фосфодиефірний зв'язок (дезоксирибоза – ортофосфатна кислота. Модель ДНК у 1953 р. запропонували Д.Уотсон та Ф.Крик. Вони встановили, що нуклеотиди двох ланцюгів з'єднуються водневими зв'язками. Ці зв'язки виникають між комплементарними нуклеотидами А та Т – два зв'язки, Г і Ц – три зв'язки. В молекулі ДНК кількість аденіну дорівнює кількості тиміну, а кількість гуаніну – кількості цитозину, тобто АТ і ГЦ. Звідси висновок, що А+Г=Т+Ц. Співвідношення Г+Ц/А+Т у різних видів відрізняється та називається коефіцієнтом специфічності. Для бактерій він дорівнює 0,45 – 0,28, а для рослин, тварин та людини – 0,45 – 0,94. ДНК знаходиться в цитоплазмі прокаріот, в ядрі, мітохондріях, пластидах еукаріот. Функції ДНК •Зберігає спадкову інформацію; •Передає спадкову інформацію. Властивості ДНК •Здатність до самоподвоєння (реплікації). Реплікація відбувається в S – періоді інтерфази. •Репарація (лат."відновлення") – самоліквідація пошкоджених ділянок ДНК. РНК. Будова, види, функції. РНК – це біополімер, який складається з одного ланцюга. Мономер молекули РНК – нуклеотид. Нуклеотид РНК складається із залишків: •Азотистих основ – аденіну (А, урацилу (У, цитозину (Ц, гуаніну (Г •Рибози (С 5 Н 10 О 5 ); •Ортофосфатної кислоти (Н 3 РО 4 ); Розрізняють три основнітипи РНК, які відрізняються будовою та функціями: • Матрична РНК (м-РНК) чи інформаційна (і-РНК)– переносить інформацію від ДНК до місця синтезу білка. • Транспортна РНК (т-РНК) – складається з 75 – 90 нуклеотидів, має форму листка конюшини. Вона приєднує та транспортує амінокислоти до місця синтезу білка. У клітині є 61 вид т-РНК. Кожна з них має антикодон, за допомогою якого вона приєднується до комплементарного кодону м-РНК. Рибосомальна РНК (р-РНК) – крупна молекула (3000-5000 нуклеотидів), входить до складу рибосом. Реплікація ДНК. Відбувається напівконсервативним шляхом перед поділом клітини. За допомогою ферментів ланцюги материнської молекули розкручуються, руйнуються водневі зв’язки. До материнських ланцюгів комплементарно приєднуються вільні нуклеотиди. Утворюються дві дочірні молекули ДНК.В процесі реплікації беруть участь різні ферменти: • ДНК-топоізомерази розкручують молекулу • ДНК-геліказа розкручує ланцюги ДНК • ДНК-полімераза та РНК-праймаза каталізують утворення нових ланцюгів; • ДНК-полімераза – руйнує РНК-затравки, а лігаза з’єднує фрагменти Оказакі. Швидкість реплікації ДНК складає 50 нуклеотидів у секунду (у еукаріотів) і до 2000 нуклеотидів у секунду (у прокаріотів). Етапи реплікації: 1. Ініціація: • розпізнавання точки ініціації (особлива послідовність нуклеотидів) • розкручування та розходження ланцюгів ДНК з утворенням реплікативної вилки • синтез лідируючого ланцюга у напрямку 5'(3' починається з утворення РНК-праймера за допомогою білка праймази • синтез ланцюга, що запізнюється теж починається з утворення РНК-праймера та окремих ділянок – фрагментів Оказакі. 2. Елонгація: • нарощування ланцюга ДНК шляхом приєднання нуклеотидів до 3'(5' кінця ланцюга. Таким чином, утворюються нові ланцюги ДНК за участю ферменту ДНК-полімерази в присутності іонів металів Mg2+ або Mn2+ РНК-праймери видаляються ДНК-полімеразою, яка має також екзонуклеазну активність, вона також заповнює прогалини між фрагментами Оказакі, а фермент лігаза їх зшиває. 3. Термінація: завершення процесу реплікації. Кожний дочірній ланцюг ДНК скручується з материнським ланцюгом у подвійну спіраль. Так утворюються дві молекули ДНК ідентичні до материнської. Вони формуються окремими фрагментами (репліконами) по довжині хромосоми. 17. Репарація ДНК. Види репарації. Репарація – це здатність клітин до виправлення пошкоджень у молекулі ДНК. За часом проходження у клітинному циклі розрізняють репарацію: • дореплікативну – відновлення ДНК до її подвоєння; • реплікативну – самокорекція ДНК під час реплікації; • постреплікативну – видалення пошкоджених ділянок, але часто це призводить до зміни гена та передачі дефектної ДНК нащадкам. За механізмами протікання репарації виділяють неексцизійну (світлову) та ексцизійну (вирізаючу) репарації. • Неексцизійна репарація – виправлення пошкоджень ДНК, які виникли тільки під дією ультрафіолетових променів. Утворюються димери не комплементарних основ ТГЦ Ц і т.д.). На світлі активується фермент ДНК- фотоліаза, що з’єднується з пошкодженою ДНК. Фермент роз’єднує зв’язки в димерах та відновлює молекулу ДНК. • Ексцизійна репарація – виправлення пошкоджень ДНК, що виникли в результаті дії іонізуючої радіації, хімічних речовин та інших факторів. При цій репарації вирізаються димери, або вирізається пошкоджена одноланцюгова ділянка ДНК, а комплементарний ланцюг використовується як матриця для нового синтезу. Після цього відбувається репаративний комплементарний синтез за участю ДНК-полімерази. Порушення репарації призводить до тяжких спадкових хворобу людини. Наприклад: пігментна ксеродерма, синдром передчасного старіння. |