Биология клетки. Какие виды лизосом в эукариотической клетке существуют и их функциональное значение
 Скачать 0.71 Mb.
|
|
Охарактеризовать инвагинацию и эпиболию как способы гаструляции. Для каких животных они характерны. Инвагинация - происходит впячивание стенки бластулы в бластоцель, при этом наружный слой образует эктодерму, а внутренний - энтодерму, полость внутри энтодермы называется гастроцель или полость первичной кишки. Гастроцель открывается наружу отверстием, которое называется бластопор или первичный рот, края бластопора называются губы бластопора. Инвагинация характерна для ланцетника. Эпиболия – происходит перемещение клеток боковых стенок бластулы в направлении вегетативного полюса. Характерна для амфибий.
Деляминация – расслоение клеток бластодермы на два слоя. Характерно для кишечнополостных. Иммиграция – внедрение отдельных клеток бластодермы в полость. Характерно для птиц и человека.
Молекулярно-генетическое изменения раннего развития происходят на стадии зиготы и дробления. На ранних этапах развития транскрипция генов очень низкая, это происходит из-за прочной связи ДНК и белков-гистонов. Первыми начинают работать гены, которые отвечают за пролиферацию. В настоящее время доказано, что нет качественных различий между РНК и белками в разных частях зародыша, они отличаются только количеством. Пролиферация клеток - этот процесс лежит в основе роста и развития зародыша. Все клетки делятся митозом. Дифференцировка клеток и тканей зародыша - это процессы, которые приводят к морфологическим, физиологическим, функциональным различиям клеток.
Морфогенез это совокупность процессов, в результате которых зародыш приобретает характерное внешнее и внутреннее строение. В свою очередь морфогенез связан с: а) морфогенетическое перемещение клеток; б) эмбриональная индукция; в) межклеточные взаимодействия; г) адгезия.
В ходе эмбриогенеза перемещаются отдельные клетки или группы клеток. Клетки перемещаются по поверхности других клеток (благодаря механизму амебоидного движения), где находятся особые молекулы, указывающие направление перемещения. Некоторые типы клеток перемещаются по градиенту концентрации химических веществ (хемотаксис), но этот механизм встречается значительно реже. Нарушение миграции клеток в ходе эмбриогенеза приводит к недоразвитию органов или к изменению его нормальной локализации. То и другое представляет собой врожденные пороки развития. Например, при нарушении миграции клеток – нейробластов, возникают островки серого вещества в белом веществе, и при этом клетки утрачивают способность к дифференцировке. Таким образом, миграция клеток находится под генетическим контролем, с одной стороны, и влиянием окружающих клеток и тканей – с другой.
эмбриональная индукция-это воздействие одной ткани (индуктора) на другую ткань, в результате развитие индуцируемой ткани становится качественно новым. Первой и наиболее значимой индукцией является воздействие хорды и мезодермы на эктодерму, в результате чего образуется нервная трубка. Без нервной трубки вся эктодерма будет преобразовываться в эпидермис. Это первичная эмбриональная индукция, первый шаг в цепи последовательных (вторичных, третичных) индукционных процессов в дальнейшем развитии.
Межклеточные взаимодействуя - это взаимодействие клеток или слоев при контакте или на расстоянии. Взаимодействие на расстоянии идет с участием биологически активных веществ (БАВ). Это могут быть белки, гормоны и др. На ранних этапах эмбрионального развития это гормоны матери, так как у эмбриона не образованы собственные эндокринные железы. Гормоны не вызывают новую дифференцировку, они усиливают ее. Благодаря межклеточным взаимодействиям осуществляются такие явления как морфогенетическое перемещение клеток, эмбриональная индукция, адгезия клеток.
Адгезия клеток - это прикрепление клеток друг к другу. В этом процессе принимают участие особые белковые молекулы, они называются молекулы адгезии клеток (МАК), их около 100 видов. Избирательная адгезия клеток определенного зародышевого листка друг с другом является необходимым условием нормального развития. Гибель клеток - это необходимый процесс, потому что для образования отдельных структур (протоки, каналы, отверстия и др.) нужно разрушение части клеток.
При внутриутробном развитии огромное значение играют факторы внешней среды. Если эти факторы приводят к формированию аномалий или дефектов развития, то они называются тератогенными. Тератогенные факторы могут быть физическими (высокая температура, ионизирующее излучение, рентген и др.), химическими (лекарственные препараты, соли тяжелых металлов и др.) и биологическими (вирусы, бактерии). Тератогенные факторы приводят к развитию аномалий в определенные периоды эмбрионального развития, которые называются критическими. К ним относятся: — период образования половых клеток (гаметогенез), — стадия оплодотворение, — стадия зиготы, — имплантация зародыша в стенку матки, — образование плаценты, — период гистогенеза и органогенеза, — роды.
телобластический способ образования мезодермы –способ образования мезодермы у первичноротых животных(моллюсков, червей, членистоногих) отделением двух мезодермальных полосок от двух первичных клеток зародышей (телобластов).
Эмбриональная индукция - это влияние одной ткани (индуктора) на другую ткань, в результате влияния в месте контакта образуется новая дифференцировка ( А—>В —>С ). Иногда индуктор делает индуцируемую ткань похожей на себя (А—>В —>А). Предполагают, что индукторы выделяет особые вещества - эмбриональные индукторы - это белки, которые вызывают изменения функциональной активности генов в клетке, они могут действовать при контакте и на расстоянии (дистантное влияние). Рост и старение.
Старение – неизбежно возникающий, закономерно развивающийся разрушительный процесс, снижающий приспособительные возможности организма, сокращающий продолжительность жизни и повышающий вероятность смерти. Теории старения: - программная теория старение - процесс старения генетически предопределен, это закономерная стадия индивидуального развития. - стохастическая теория старения - старение связано с накоплением повреждений на разных уровнях организации организма, которые возникают случайно (стохастически) ) под действием внешних и внутренних факторов.
Старение – неизбежно возникающий, закономерно развивающийся разрушительный процесс, снижающий приспособительные возможности организма, сокращающий продолжительность жизни и повышающий вероятность смерти. Стохастическая теория старения полагает, что старение связано с накоплением повреждений на разных уровнях организации организма, которые возникают случайно (стохастически) под действием внешних и внутренних факторов. Эти повреждения в первую очередь происходят на молекулярном уровне (ДНК, белков, липидов, мембран). Изменения на молекулярном уровне приводят к нарушениям на уровне органелл, клеток, тканей и органов и систем органов. Это снижает жизнеспособность организма и повышает вероятности смерти.
В результате стахостических процессов при действии внутренних и внешних факторов происходит повреждение структуры и функции генетического материала (повреждение оснований ДНК. Нарушение репликации и возникновение мутаций).Изменяются свойства белков хроматина, увеличивается прочность связывания гистонов и ДНК.
Изменения в организме, ведущие к смерти: Внешние и внутренние факторы→молекулярные повреждения→изменение состояния органелл клеток→изменение состояния клеток→изменение состояния тканей и органов→изменение состояния систем организма→снижение жизнеспособности организма→увеличение вероятности смерти.
Нарушение состояния макромолекул(белков,липидов и т.д.) биологических мембран; Нарушение состояния белков цитоплазмы и ядра; Нарушение ферментативных реакций.
Вес головного мозга новорожденного составляет 25% от окончательного веса мозга (во взрослом состоянии), к 5 годам – 90%, к 10 годам – 95%. Рост вилочковой железы (тимуса) – центрального органа иммунной системы. Относительный вес тимуса (к весу тела) достигает максимума к 12 годам. Абсолютный вес достигает максимума к 30 годам, а затем идет резкое уменьшение веса тимуса.
Увеличение линейных размеров человека описывается S-образной кривой. Сразу после рожде-ния идет усиленный рост организма, затем снижается и резко ускоряется к 13-14-15 годам. Это так называемый пубертатный скачок роста (в период полового созревания). Далее скорость роста несколько замедляется, а в возрасте 30-40-45 лет рост человека остается постоянным. По такой схеме растут кости, мышцы и многие внутренние органы (печень, почки, селезенка).
Рост человека определяют: - генетический фактор - это полигенный признак - несколько пар неаллельных генов отвечают за рост - эндокринный фактор - соматотропин (гормон гипофиза), половые гормоны, гормоны щитовидной железы. - социальный фактор (условия жизни, питание, курение, алкоголь) - биологический фактор (бактерии, вирусы).
С ростом человека связано формирование конституционных типов людей. Под этим следует понимать особенности внешних форм тела, особенности функций организма, особенности поведения данного человека. астенический тип - высокий рост, узкая грудная клетка, низкая диафрагма (для людей с таким типом телосложения характерны болезни дыхательной системы - туберкулез) гиперстенический тип - широкая грудная клетка, высокая диафрагма для людей с таким типом телосложения характерны болезни сердечно-сосудистой системы( инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь) - нормостенический тип - средние параметры.
Регенерация.
Эпиморфоз - это восстановление или дополнение поврежденного органа или организма в результате роста и формообразования недостающей части от раневой поверхности. Регенерация происходит за счет надстройки новой части (регенерат) от раневой поверхности. Можно различить старую и новую части органа. Этот способ характерен для восстановления наружных органов у личинок бесхвостых амфибий и для хвостатых амфибий.
Внутриклеточная регенерация-процесс восстановления макромолекул и органелл. Увеличение числа органелл достигается усилением их образования, сборки элементарных структурных единиц или путем их деления.
Атипичная регенерация - на месте удаленного органа развивается другой. Атипичная регенерация чаще встречается у беспозвоночных.
Регенерационная гипертрофия - характерна для внутренних органов (печень, селезенка, легкие). Этот способ характеризуется: •неполным восстановлением, восстанавливается только масса органа, а не форма, поэтому этот способ характерен только для органов, форма которых не влияет на функции. •рост тканей идет за счет перестройки всей оставшейся части •регенерация происходит за счет пролиферации и гипертрофии клеток •регенерация происходит по органному типу (восстанавливаются все ткани, входящие в данный орган) •масштабы регенерации зависят от условий (состояние нервной, эндокринной, иммунной систем).
Морфаллаксис - это восстановление поврежденного органа из оставшейся части за счет перестройки, формообразования и роста всей оставшейся части. Нельзя отличить старую часть от новой. Этот способ характерен для кишечнополостных и плоских червей.
Физиологическая регенерация - то процессы, которые направлены на восстановление и обновление биологических структур, изнашиваемых в процессе нормальной жизнедеятельности организма, происходит на разных уровнях: - молекулярный уровень - образование новых молекул клетки - субклеточный уровень - образование новых органелл - клеточный уровень - деление клеток. Скорость физиологической регенерации различна для разных тканей и органов.
Репаративная регенерация - процесс вторичного развития, в результате которого частично или полностью восстанавливаются поврежденные организмы, органы, ткани, клетки и их органеллы. Признаки репаративной регенерации: - вторичность развития - не связана с онтогенезом - наличие повреждения - без повреждения не может быть репаративной регенерации. Причины, которые вызывают повреждение могут быть различны: травмы, переломы, химические агенты, инфекционные агенты (например: автотомия у рептилий).
Масштаб репаративной регенерации может быть различным (например: у гидры возможно восстановление из 1/200 части тела). В регенерационный процесс может вовлекаться большая или меньшая часть органа, организма, то есть масштаб регенерации может быть различным. Например, у плоских червей целый организм может восстановиться из части, то есть в этом случае масштаб регенерации большой.
При репаративной регенерации - источником могут являться или камбиальные клетки, или обычные клетки, которые прошли дедифференцировку после повреждения, или обычные клетки, которые проходят стадию активации перед делением. Стволовая клетка - это примитивная малодифференцированная клетка, которой присуща высокая способность к пролиферации. Стволовая клетка обладает плюрипотентностью и способна дифференцироваться в разных направлениях с образованием специализированных тканей. В тканях всех органов присутствуют резидентные (или региональные) стволовые клетки, они никогда не покидают данный орган (желудочки головного мозга, дно крипт кишечника). При необходимости резидентные стволовые клетки дают клетки любой ткани. Полагают, что стволовые клетки сохраняются у человека в течение всей жизни, но с возрастом их количество уменьшается. Циркулирующие стволовые клетки присутствуют в мезенхимальной ткани, в клетках костного мозга. |