Гистология экзамен. 3. Исследование критических периодов развития
 Скачать 217.82 Kb.
|
|
Аппарат Гольджи выполняет много важных функций. По каналам эндоплазматической сети к нему транспортируются продукты синтетической деятельности клетки - белки, углеводы и жиры. Все эти вещества сначала накапливаются, а затем в виде крупных и мелких пузырьков поступают в цитоплазму и либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся из нее и используются в организме. Например, в клетках поджелудочной железы млекопитающих синтезируются пищеварительные ферменты, которые накапливаются в полостях органоида. Затем образуются пузырьки, наполненные ферментами. Они выводятся из клеток в проток поджелудочной железы, откуда перетекают в полость кишечника. Еще одна важная функция этого органоида заключается в том, что на его мембранах происходит синтез жиров и углеводов (полисахаридов), которые используются в клетке и которые входят в состав мембран. Благодаря деятельности аппарата Гольджи происходят обновление и рост плазматической мембраны. Митохондрии. В цитоплазме большинства клеток животных и растений содержатся мелкие тельца (0,2-7 мкм) - митохондрии (греч. «митос» - нить, «хондрион» - зерно, гранула). Митохондрии хорошо видны в световой микроскоп, с помощью которого можно рассмотреть их форму, расположение, сосчитать количество. Внутреннее строение митохондрий изучено с помощью электронного микроскопа. Оболочка митохондрии состоит из двух мембран - наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, она не образует никаких складок и выростов. Внутренняя мембрана, напротив, образует многочисленные складки, которые направлены в полость митохондрии. Складки внутренней мембраны называют кристами (лат. «криста» - гребень, вырост) Число крист неодинаково в митохондриях разных клеток. Их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен, причем особенно много крист в митохондриях активно функционирующих клеток, например мышечных. Митохондрии называют «силовыми станциями» клеток» так как их основная функция - синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Эта кислота синтезируется в митохондриях клеток всех организмов и представляет собой универсальный источник энергии, необходимый для осуществления процессов жизнедеятельности клетки и целого организма. Новые митохондрии образуются делением уже существующих в клетке митохондрий. Лизосомы. Представляют собой небольшие округлые тельца. От Цитоплазмы каждая лизосома отграничена мембраной. Внутри лизосомы находятся ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. К пищевой частице, поступившей в цитоплазму, подходят лизосомы, сливаются с ней, и образуется одна пищеварительная вакуоль, внутри которой находится пищевая частица, окруженная ферментами лизосом. Вещества, образовавшиеся в результате переваривания пищевой частицы, поступают в цитоплазму и используются клеткой. Обладая способностью к активному перевариванию пищевых веществ, лизосомы участвуют в удалении отмирающих в процессе жизнедеятельности частей клеток, целых клеток и органов. Образование новых лизосом происходит в клетке постоянно. Ферменты, содержащиеся в лизосомах, как и всякие другие белки синтезируются на рибосомах цитоплазмы. Затем эти ферменты поступают по каналам эндоплазматической сети к аппарату Гольджи, в полостях которого формируются лизосомы. В таком виде лизосомы поступают в цитоплазму. Пластиды. В цитоплазме клеток всех растений находятся пластиды. В клетках животных пластиды отсутствуют. Различают три основных типа пластид: зеленые - хлоропласты; красные, оранжевые и желтые - хромопласты; бесцветные - лейкопласты № 22. Органеллы немембранного строения. Состав, структурно-функциональная характеристика. Обязательными для большинства клеток являются также органоиды, не имеющие мембранного строения. К ним относятся рибосомы, микрофиламенты, микротрубочки, клеточный центр. Рибосомы. Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. Это микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм. Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой. В одной клетке содержится много тысяч рибосом, они располагаются либо на мембранах гранулярной эндоплазматической сети, либо свободно лежат в цитоплазме. В состав рибосом входят белки и РНК. Функция рибосом - это синтез белка. Синтез белка - сложный процесс, который осуществляется не одной рибосомой, а целой группой, включающей до нескольких десятков объединенных рибосом. Такую группу рибосом называют полисомой. Синтезированные белки сначала накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети, а затем транспортируются к органоидам и участкам клетки, где они потребляются. Эндоплазматическая сеть и рибосомы, расположенные на ее мембранах, представляют собой единый аппарат биосинтеза и транспортировки белков. Микротрубочки и микрофиламенты – нитевидные структуры, состоящие из различных сократительных белков и обуславливающие двигательные функции клетки. Микротрубочки имеют вид полых цилиндров, стенки которых состоят из белков – тубулинов. Микрофиламенты представляют собой очень тонкие, длинные, нитевидные структуры, состоящие из актина и миозина. Микротрубочки и микрофиламенты пронизывают всю цитоплазму клетки, формируя её цитоскелет, обуславливают циклоз, внутриклеточные перемещения органелл, расхождение хромосом при делении ядерного материала и т.д. Клеточный центр (центросома). В клетках животных вблизи ядра находится органоид, который называют клеточным центром. Основную часть клеточного центра составляют два маленьких тельца - центриоли, расположенные в небольшом участке уплотненной цитоплазмы. Каждая центриоль имеет форму цилиндра длиной до 1 мкм. Центриоли играют важную роль при делении клетки; они участвуют в образовании веретена деления. В процессе эволюций разные клетки приспосабливались к обитанию в различных условиях и выполнению специфических функции. Это требовало наличия в них особых органоидах, которые называют специализированными в отличие от рассмотренных выше органоидов общего назначения. К их числу относят сократительные вакуоли простейших, миофибриллы мышечного волокна, нейрофибриллы и синаптические пузырьки нервных клеток, микроворсинки эпителиальных клеток, реснички. № 23. Жизненный цикл клетки. Способы и механизмы репродукции клеток. Митотический аппарат, его состав и значение в клеточном делении. Структурная организация центриолей и центросомы. Характеристика интерфазы и фаз митоза. Увеличение числа клеток, их размножение происходят путем деления исходной клетки. Делению клеток предшествует редупликация их хромосомного аппарата, синтез ДНК. Это правило является общим для прокариотических и эукариотических клеток. Время существования клетки как таковой, от деления до деления или от деления до смерти, называют клеточным циклом (cycluscellularis). Существует несколько способов деления клеток, среди которых можно выделить хромосомные и нехромосомные. К хромосомным способам относятся митоз, мейоз, эндомитоз. К нехромосомным - амитоз. Наиболее распространенным способом деления соматических клеток является митоз. Время существования клетки от деления до деления или от деления до смерти получило название клеточного или жизненного цикла. Жизненный цикл у различных видов клеток различен. Так, для малодифференцированных клеток он равен митотическому циклу, т.е. от деления до последующего деления. Такие клетки получили название камбиальных и являются источником регенерации органов и тканей. Для высоко дифференцированных клеток, т.е. клеток, выполняющих специальные функции (например, кардиомиоциты, нейроциты, лейкоциты и др.) процессы митотического деления не характерны. Поэтому жизненный цикл таких клеток начинается с момента их образования и заканчивается смертью. Лишь некоторые клетки этой группы могут изредка возвращаться в митотический цикл (например, гепатоциты печени, миоциты гладкой мышечной ткани), но это встречается редко. Рассмотрим митотическое деление клеток. Митотический цикл состоит из интерфазы и собственно деления. ИНТЕРФАЗА - время подготовки клетки к делению. Она представлена тремя периодами: пресинтетическим (или постмитотическим), синтетическим и постсинтетическим (или премитотическим). В постмитотическом периоде интерфазы дочерняя клетка растет, что сопровождается интенсивными процессами биосинтеза. В клетке образуются митохондрии, рибосомы, ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы. Синтезируются структурные и функциональные белки, а также ферменты, необходимые для образования предшественников ДНК. В следующем, синтетическом, периоде происходит удвоение количества ДНК, синтез белков гистонов. Постсинтетическая фаза характеризуется синтезом иРНК, синтезом и накоплением энергии, а также синтезом белков тубулинов, идущих на построение веретена деления. Кроме этих процессов в данную фазу происходит репликация центриолей. Далее начинается собственно митоз или непрямое деление клетки. Митоз состоит из следующих фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. ПРОФАЗА. Самая продолжительная фаза клеточного деления. В эту фазу происходит спирализация хромосом сначала в виде тонких длинных нитей (ранняя профаза), которые, в дальнейшем конденсируясь, становятся толстыми и короткими (поздняя профаза). В эту фазу митоза хромосомы становятся четко видны в световой микроскоп. Параллельно спирализации хромосом в профазе происходит исчезновение ядрышек, начинается разрушение ядерной оболочки: исчезают ядерные поры, оболочка распадается на фрагменты; происходит уменьшение ЭПС и количества рибосом. Начинается формирование веретена деления: центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки и от них начинают формироваться микротрубочки ахроматинового веретена. МЕТАФАЗА занимает около трети времени всего митоза. В эту фазу заканчивается образование веретена деления. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку или материнскую звезду. Микротрубочки ахроматинового веретена прикрепляются к хромосомам в области центромер. АНАФАЗА - самая короткая фаза деления. Хромосомы одновременно теряют связь друг с другом в области центромер и синхронно начинают удаляться по направлению к противоположным полюсам клетки. Происходит обособление двух идентичных наборов хромосом. ТЕЛОФАЗА начинается с остановки разошедшихся диплоидных наборов хромосом, которые достигают полюсов клетки. Здесь они деспирализуются, удлиняются и их уже нельзя четко различить. Нити веретена деления разрушаются, центриоли реплицируются. Вокруг хромосом на каждом из полюсов образуется ядерная оболочка, вновь появляются ядрышки. За телофазой начинается цитокинез (или цитотомия) - разделение цитоплазмы с образованием двух дочерних клеток. У животных цитотомия происходит путем образования перетяжки в результате впячивания плазмолеммы снаружи внутрь клетки. У растительных клеток перетяжка формируется в центре, постепенно направляясь кнаружи. Значение митотического деления клеток велико. В результате этого вида деления образуются две клетки, содержащие совершенно одинаковую наследственную информацию, генетически идентичную родительской клетке. Поэтому никаких механизмов роста. Эндомитоз - образование клеток с увеличенным содержанием ДНК, приводящее к кратному увеличению числа хромосом. Появление таких клеток происходит в результате полного отсутствия или незавершенности отдельных этапов митоза. Например, при нарушении целостности веретена деления не происходит расхождения хромосом к полюсам клетки, в результате образуется клетка с увеличенным набором хромосом, т.е. полиплоидная. При нарушении цитотомии, когда не происходит деления цитоплазмы, образуются многоядерные клетки. Эндомитоз наблюдается в интенсивно функционирующих клетках, например, гепатоцитах печени. МЕЙОЗ - хромосомный способ деления, присущий половым клеткам. Митотический аппарат – временная структура в делящейся клетке, осуществляющаядвижение хромосом к её полюсам, что обеспечивает их равномерное распределениемежду дочерними клетками.Состоит из центриолей с окружающими их центросферами и веретена деления клетки, представленного системой микротрубочек и промежуточным веществом. В зависимости от степени развития вокруг центросферы лучистого сияния различают М. а. астральный (в животных клетках) и анастральный (в растительных клетках). Формируется М. а. как из имеющихся в интерфазной клетке макромолекул, так и из материала, синтезированного перед делением. М. а. образован, главным образом, рибонуклеопротеидами (около 90 % белков и 6 % РНК); обнаружены в нём также полисахариды, липиды и аденозинтрифосфатаза. Белки М. а. обладают сократительными свойствами и по аминокислотному составу близки к белкам мышц. Образование М. а. начинается обычно в профазе митоза и заканчивается в метафазе; в анафазе М. а. начинает разрушаться. Нарушение синтеза и повреждение М. а. ведут к патологии митоза. Центриоль - органоид клеток животных (кроме некоторых простейших) и низших растений (некоторых водорослей и мхов). В отличие от остальных клеточных органоидов у центриоли четкая радиально-симметричная структура, почти одинаковая для всех организмов. Диаметр центриоли 0,2 мкм, а длина - от 0,2 до 0,6 мкм. Наиболее заметный ее компонент - 9 строенных микротрубочек, расположенных строго упорядоченно по периферии. Микротрубочки соединены между собой системой связок, а снаружи одеты чехлом из бесструктурного материала - матриксом. Клеточный центр (центросома). В клетках животных вблизи ядра находится органоид, который называют клеточным центром. Основную часть клеточного центра составляют два маленьких тельца - центриоли, расположенные в небольшом участке уплотненной цитоплазмы. Каждая центриоль имеет форму цилиндра длиной до 1 мкм. Центриоли играют важную роль при делении клетки; они участвуют в образовании веретена деления. В процессе эволюций разные клетки приспосабливались к обитанию в различных условиях и выполнению специфических функции. Это требовало наличия в них особых органоидах, которые называют специализированными в отличие от рассмотренных выше органоидов общего назначения. К их числу относят сократительные вакуоли простейших, миофибриллы мышечного волокна, нейрофибриллы и синаптические пузырьки нервных клеток, микроворсинки эпителиальных клеток, реснички и жгутики некоторых простейших. № 23. Ткань как система клеток и их производных. Современная классификация типов тканей. Гистология (histos - ткань, logos - учение) - учение отканях. Ткань - это исторически сложившаяся система гистологических элементов (клеток и межклеточного вещества), объединенных на основе сходства морфологических признаков, выполняемых функций и источников развития. Процесс образования тканей называется гистогенезом. Ткани обладают множеством признаков, по которым их можно отличить одну от другой. Это могут быть особенности структуры, функции, происхождения, характера обновления, дифференцировки. Существуют различные классификации тканей, но наиболее распространенной считается классификация, в основу которой положены морфофункциональные признаки, дающие наиболее общую и существенную характеристику тканей. В соответствии с этим различают четыре типа тканей: покровные (эпителиальные), внутренней среды (опорно-трофические), мышечные и нервная. Классификация тканей Имеется несколько классификаций тканей. Наиболее распространенной является так называемая морфофункциональная классификация, по которой насчитывают четыре группы тканей (по Заварзину): - эпителиальные ткани; - ткани внутренней среды; - мышечные ткани; - нервная ткань. Эпителиальные ткани характеризуются объединением клеток в пласты или тяжи. Через эти ткани совершается обмен веществ между организмом и внешней средой. Эпителиальные ткани выполняют функции защиты, всасывания и экскреции. Источниками формирования эпителиальных тканей являются все три зародышевых листка — эктодерма, мезодерма и энтодерма. Ткани внутренней среды (соединительные ткани, включая скелетные, кровь и лимфа) развиваются из так называемой эмбриональной соединительной ткани — мезенхимы. Ткани внутренней среды характеризуются наличием большого количества межклеточного вещества и содержат различные клетки. Они специализируются на выполнении трофической, пластической, опорной и защитной функциях. Мышечные ткани специализированны на выполнении функции движения. Они развивается в основном из мезодермы (поперечно исчерченная ткань) и мезенхимы (гладкая мышечная ткань). Нервная ткань развивается из эктодермы и специализируется на выполнении регуляторной функции - восприятии, проведении и передачи информации. Основы кинетики клеточных популяций Каждая ткань имеет или имела в эмбриогенезе стволовые клетки — наименее дифференцированные. Они образуют самоподдерживающуюся популяцию, их потомки способны дифференцироваться в нескольких направлениях под влиянием микроокружения (факторов дифференцировки), образуя клетки-предшественники и, далее, функционирующие дифференцированные клетки. Таким образом, стволовые клетки полипотентны. Они делятся редко, пополнение зрелых клеток ткани, если это необходимо, осуществляется в первую очередь за счет клеток следующих генераций (клетокпредшественников). По сравнению со всеми другими клетками данной ткани стволовые клетки наиболее устойчивы к повреждающим воздействиям. Хотя в состав ткани входят не только клетки, именно клетки являются ведущими элементами системы, т. е. определяют ее основные свойства. Их разрушение приводит к деструкции системы и, как правило, их гибель делает ткань нежизнеспособной, особенно если были затронуты стволовые клетки. Если одна из стволовых клеток вступает на путь дифференциации, то в результате последовательного ряда коммитирующих митозов возникают сначала полустволовые, а затем и дифференцированные клетки со специфической функцией. Выход стволовой клетки из популяции служит сигналом для деления другой стволовой клетки по типу некоммитирующего митоза. Общая численность стволовых клеток в итоге восстанавливается. В условиях нормальной жизнедеятельности она сохраняется приблизительно постоянной. Совокупность клеток, развивающихся из одного вида стволовых клеток, составляет стволовой дифферон. Часто в образовании ткани участвуют различные диффероны. Так, в состав эпидермиса, кроме кератиноцитов, входят клетки, развивающиеся в нейральном гребне и имеющие другую детерминацию (меланоциты), а также клетки, развивающиеся путем дифференциации стволовой клетки крови, т. е. принадлежащие уже к третьему дифферону (внутриэпидерминальные макрофаги, или клетки Лангерганса). Дифференцированные клетки наряду с выполнением своих специфических функций способны синтезировать особые вещества — кейлоны, тормозящие интенсивность размножения клеток-предшественников и стволовых клеток. Если в силу каких-либо |