гистология. гиста. Неклеточная. Среди неклеточных различают симпластическую, синцитиальную формы организации и межклеточное вещество. Симпласт
 Скачать 40.7 Kb.
|
|
Формы организации живого. В процессе эволюции выработалось 2 основные формы организации живого: клеточная и неклеточная. Среди неклеточных различают симпластическую, синцитиальную формы организации и межклеточное вещество. Симпласт представляет собой скопление цитоплазмы, содержащее много ядер. Классическим примером является мышечное волокно скелетной мышечной ткани, которое представляет собой массу цитоплазмы, по периферии которого лежат овальной формы ядра. Симпласт образуется в результате слияния нескольких клеток или деления ядер без последующего цитокинеза. Синцитиальная форма встречается очень редко. Эта форма наблюдается в мужском организме в процессе образования половых клеток. Наличие синцитиальных связей между половыми клетками обеспечивает синхронность в развитии сперматозоидов. Межклеточное вещество представляет собой сложный матрикс, заполняющий пространство между клетками. Не содержит органоиды, а обмен веществ в нем протекает медленно. Оно включает в себя различные волокна и аморфное вещество Выполняет, прежде всего, опорную функцию. Таким образом, клетка является физиологически наиболее древней и самой распространенной формой организации живого. Основные положения клеточной теории на современном этапе. - клетка - основная единица строения, функционирования и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого, способная к самовоспроизведению, саморегуляции и самообновлению; - клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологиины) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ; - размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки; - в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервной и гуморальной регуляциям Общий план строения клетки. Химическая организация и физические свойства клетки. Клетка состоит из трех частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка состоит из гликокаликса и плазмалеммы. В цитоплазме различают жидкую часть — гиалоплазму и органоиды. Мембранные органоиды отделены от гиалоплазмы мембранами. Одномембранные органоиды — эндоплазматическая сеть — ЭПС (гладкая и шероховатая), комплекс Гольджи, лизосомы. Двумембранные органоиды — митохондрии и ядро. К немембранным органоидам относятся опорный аппарат клетки (цитоскелет), состоящий из микротрубочек и микрофиламентов, клеточный центр, состоящий из двух центриолей и отвечающий за расхождение хромосом при делении клетки, рибосомы, отвечающие за синтез белков. Кроме этого, в цитоплазме в виде капель, гранул, кристаллов образуются необязательные компоненты клетки — включения. Клеточная оболочка обеспечивает избирательную проницаемость веществ, рецепторную функцию, передачу химических и электрических сигналов, отграничивает протопласт от межклеточного вещества. Основными жизненными свойствами клетки являются обмен веществ, раздражимость, размножение, старение и смерть. Биологическая мембрана как структурная основа жизнедеятельности клетки: ее молекулярная структура, свойства. Исследование биологических мембран в клетке. 1) Барьерная –плазмалемма отграничивает цитоплазму и ядро от внешней среды. Кроме того, мембрана делит внутреннее содержимое клетки на отсеки (компартменты), в которых зачастую протекают противоположные биохимические реакции. 2) Рецепторная (сигнальная) – благодаря важному свойству белковых молекул – денатурации, мембрана способна улавливать различные изменения в окружающей среде. Так, при воздействии на мембрану клетки различных средовых факторов (физических, химических, биологических) белки, входящие в ее состав, меняют свою пространственную конфигурацию, что служит своеобразным сигналом для клетки. Это обеспечивает связь с внешней средой, распознавание клеток и их ориентацию при формировании тканей и т.д. С этой функцией связана деятельность различных регуляторных систем и формирование иммунного ответа. 3) Обменная – в состав мембраны входят не только структурные белки, которые образуют ее, но и ферментативные, являющиеся биологическими катализаторами. Они располагаются на мембране в виде «каталитического конвейера» и определяют интенсивность и направленность реакций метаболизма. 4) Транспортная – молекулы веществ, диаметр которых не превышает 50 нм, могут проникать путем пассивного и активного транспорта через поры в структуре мембраны. Крупные вещества попадают в клетку путем эндоцитоза (транспорт в мембранной упаковке), требующего затраты энергии. Его разновидностями являются фаго- и пиноцитоз. Пассивный транспорт – вид транспорта, в котором перенос веществ осуществляется по градиенту химической или электрохимической концентрации без затраты энергии АТФ. Выделяют два вида пассивного транспорта: простая и облегченная диффузия. Диффузия – это перенос ионов или молекул из зоны более высокой их концентрации в зону более низкой концентрации, т.е. по градиенту. Простая диффузия – ионы солей и вода проникают через трансмембранные белки или жирорастворимые вещества по градиенту концентрации. Облегченная диффузия – специфические белки-переносчики связывают вещество и переносят его через мембрану по принципу «пинг-понга». Таким способом через мембрану проходят сахара и аминокислоты. Скорость такого транспорта значительно выше, чем простой диффузии. Активный транспорт – это вид транспорта, при котором расходуется энергия АТФ, он идёт против градиента концентрации. В нем принимают участие ферменты АТФ-азы. В наружной клеточной мембране находятся АТФ-азы, которые осуществляют перенос ионов против градиента концентрации, это явление называется ионным насосом. Примером является натрий-калиевый насос. В норме в клетке больше ионов калия, во внешней среде – ионов натрия. Поэтому по законам простой диффузии калий стремится из клетки, а натрий – в клетку. В противовес этому натрий-калиевый насос накачивает против градиента концентрации в клетку ионы калия, а ионы натрия выносит во внешнюю среду. Это позволяет поддерживать постоянство ионного состава в клетке и её жизнеспособность. В животной клетке одна треть АТФ расходуется на работу натрий-калиевого насоса. Разновидностью активного транспорта является транспорт в мембранной упаковке – эндоцитоз. Крупные молекулы биополимеров не могут проникать через мембрану, они поступают в клетку в мембранной упаковке. Различают фагоцитоз и пиноцитоз. Фагоцитоз – захват клеткой твердых частиц, пиноцитоз – жидких частиц. В этих процессах выделяют стадии: 1) узнавание рецепторами мембраны вещества; 2) впячивание (инвагинация) мембраны с образованием везикулы (пузырька); 3) отрыв пузырька от мембраны, слияние его с первичной лизосомой и восстановление целостности мембраны; 4) выделение непереваренного материала из клетки (экзоцитоз). Клеточная поверхность: структурные компоненты, функции. Кл. пов-ть включает в себя плазм. мембрану, гликокаликс и кортикальный слой. Основу кл. пов-ти составляет плазмалемма. С наружной пов-ти она покрыта толстым слоем гликокаликса – сов-ть молекул посисахаридов, гликопротеидов и гликолипидов. Основу составляют гликопротеиды. Белковая часть, которых погружена в дилипидный слой кл. оболочки, а углеводная выступает наружу и входит в состав гликокаликса. За счет него создается высокий поверхностный отрицательный заряд, играющий роль в адсорбции веществ в т.ч. и чужеродных. На внутр. пов-ти плазм м-на граничит с кортикальным слоем. Этот слой х-ся большим количеством микротрубочек и сокр. Микрофиламентов. Которые в свою очередь определяют пластичность кл. оболочки (складки и инвагинации). Плазмалемма Механизмы транспорта веществ: диффузия, пассивный и активный транспорт. Эндоцитоз и экзоцитоз. Пассивный транспорт – вид транспорта, в котором перенос веществ осуществляется по градиенту химической или электрохимической концентрации без затраты энергии АТФ. Выделяют два вида пассивного транспорта: простая и облегченная диффузия. Диффузия – это перенос ионов или молекул из зоны более высокой их концентрации в зону более низкой концентрации, т.е. по градиенту. Простая диффузия – ионы солей и вода проникают через трансмембранные белки или жирорастворимые вещества по градиенту концентрации. Облегченная диффузия – специфические белки-переносчики связывают вещество и переносят его через мембрану по принципу «пинг-понга». Таким способом через мембрану проходят сахара и аминокислоты. Скорость такого транспорта значительно выше, чем простой диффузии. Активный транспорт – это вид транспорта, при котором расходуется энергия АТФ, он идёт против градиента концентрации. В нем принимают участие ферменты АТФ-азы. В наружной клеточной мембране находятся АТФ-азы, которые осуществляют перенос ионов против градиента концентрации, это явление называется ионным насосом. Примером является натрий-калиевый насос. В норме в клетке больше ионов калия, во внешней среде – ионов натрия. Поэтому по законам простой диффузии калий стремится из клетки, а натрий – в клетку. В противовес этому натрий-калиевый насос накачивает против градиента концентрации в клетку ионы калия, а ионы натрия выносит во внешнюю среду. Это позволяет поддерживать постоянство ионного состава в клетке и её жизнеспособность. В животной клетке одна треть АТФ расходуется на работу натрий-калиевого насоса. Разновидностью активного транспорта является транспорт в мембранной упаковке – эндоцитоз. Крупные молекулы биополимеров не могут проникать через мембрану, они поступают в клетку в мембранной упаковке. Различают фагоцитоз и пиноцитоз. Фагоцитоз – захват клеткой твердых частиц, пиноцитоз – жидких частиц. В этих процессах выделяют стадии: 1)узнавание рецепторами мембраны вещества; 2) впячивание (инвагинация) мембраны с образованием везикулы (пузырька); 3) отрыв пузырька от мембраны, слияние его с первичной лизосомой и восстановление целостности мембраны; 4) выделение непереваренного материала из клетки (экзоцитоз). Рецепторная функция клеточной оболочки. Многие пронзающие белки представляют собой гликопротеиды - с наружной стороны клетки они содержат полисахаридные боковые цепочки. Часть таких гликопротеидов, покрывающих клетку "лесом" молекулярных антенн, выполняет роль рецепторов гормонов . Когда определенный гормон связывается со своим рецептором, он изменяет структуру гликопротеида, что приводит к запусканию клеточного ответа. Открываются каналы, по которым определенные вещества поступают в клетку или выводятся из нее. Клеточная поверхность обладает большим набором рецепторов, делающих возможными специфические реакции с различными агентами. Роль многих клеточных рецепторов заключается в передаче сигналов извне внутрь клетки. Адгезия: понятие, структурная и химическая основа, изменение адгезивной способности с возрастом. Клеточная адгезия (cell adhesion, лат. adhaesio — прилипание) - способность клеток слипаться друг с другом и с различными субстратами, которая обусловлена специфическими белками (см. Адгезины), связанными с плазматической мембраной; эти белки часто пронизывают мембрану и присоединяются к цитоскелету. Существуют два основных типа клеточной адгезии: клетка-внеклеточный матрикс и клетка-клетка. К белкам клеточной адгезии относятся: интегрины, функционирующие как клеточно-субстратные, так и межклеточные адгезивные рецепторы; селектины — адгезивные молекулы, обеспечивающие адгезию лейкоцитов к клеткам эндотелия; кадгерины — кальций-зависимые гомофильные межклеточные белки; адгезивные рецепторы суперсемейства иммуноглобулинов, которые особенно важны в эмбриогенезе, при заживлении ран и иммунном ответе 1. Е-кадгерины обнаружены в эпителиальных тканях, где имеют большое значение для интеграции клеток. 2. Nкадгепины присутствуют в нервной и мышечной тканях. 3. Р-кадгерины выявляются в плаценте, эпителиальных, а также в других тканях, но только на определенных этапах их дифференцировки.; хоминговые рецепторы — молекулы, обеспечивающие попадание лимфоцитов в специфическую лимфоидную ткань. Для большинства клеток характерна избирательная клеточная адгезия: после искусственной диссоциации клеток из разных организмов или тканей в суспензии собираются (агрегируют) в обособленные скопления преимущественно однотипные клетки. Клеточная адгезия нарушается при удалении из среды ионов Ca2+ и при обработке клеток специфическими ферментами (напр., трипсином). С нарушением избирательности клеточной адгезии связана способность опухолевых клеток к метастазированию. Клеточная адгезия быстро восстанавливается после удаления диссоциирующего агента. Межклеточные контакты: понятие, разновидности, функциональное значение. Простой контакт. Обеспечивает транспорт веществ между клетками бутем диффузии. Создает естественный ток жидкости Простой контакт по типу замка. Характерны для эпиталиальных и печеночных клеток. Плотный контакт. Максимальное сближение плазмолемм. Встр. В стенках сосудов. Обеспечивает прочность соединения между клетками. Десмосомы. Межмембранное пространство заполнено элекронноплотным веществом. Гладкомышечные. Полудесмосомы. Базальная пов-ть с базальной мембраной. Регистрируется скопление митохондрий и пероксисом. Щелевидные контакты – щелевидное пространство 2-4 нм. Белковые комплексы, образующие гидрофильные каналы. Соед. Цитоплазмы. Ионная и метаболическая связь. Адгезивный контакт Специализированные структуры плазматической мембраны (микроворсинки) Выросты цитоплазмы, покрытые плазмолеммой. В частности присутствуют на апикальной поверхности эпителиальных клеток тонкой кишки. Форма и положение поддерживаются благодаря наличию в них цитоскелета. В данном случае он представлен микрофиламентами – нитями из белка актина. Наличие микроворсинок способствует увеличенному всасыванию поверхности клетки. Основные структурные компоненты цитоплазмы. Гиалоплазма: химический состав, физические свойства, значение. Цитоплазма – часть клетки, ограниченная плазмолеммой и яд. Оболочкой. Структурными элементами явл. Гиалоплазма, включения и органоиды. Гиалоплазма – часть цитоплазмы, лишенная органоидов – коллоидный раствор, состоящий из орг. Соединенй, ионов и воды. Хдесь протекают различные биохимические реакции – гликолиз. Из глюкозы образуется 2пвк, энергия в виде атф Органоиды клетки. Классификация: по распространенности, по строению, по выполняемым функциям. В отличие от включений представляют собой обязательные и постоянные структурные элементы цитоплазмы, имеющие определённое строение, выполняющие специфические функции, направленные на поддержание жизнедеятельности всей системы в целом. 1. По распространённости А) общие (митохондрии, ЭПС, комплекс гольджи и др) Б) специальные (присущи клеткам только определённого вида и обусловлены выполнением специфических функций (тонофибриллы - в эпителии, сократительные - в мышечных волокнах, нейрофибриллы - в отростках нервных клеток. 2. По строению А) Мембранные органоиды (лизосомы, пероксисомы, ЭПС, комплекс гольджи и митохондрии) Б) Немембранные органоиды (Рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, промежуточные филоменты и микрофиломенты) 3. По функциям. А) Аппарат внутриклеточного пищеварения (лизосомы и пероксисомы) Б) Синтетический аппарат клетки (рибосомы, ЭПС, комплекс гольджи) В) Энергетический аппарат клетки(митохондрии) Г) Цитоскелет (микротрубочки, промежуточные филоменты и микрофиломенты) Рибосомы: химический состав, строение, значение. Рибосомы - немебранный органоид относящийся к синтетическому аппарату клетки, имеет вид мелких частиц 10-30 Нм. Каждая рибосома состоит из двух субъединиц. Большой и малой. Имеющий различный молекулярный вес. В процессе биосинтеза субединицы соединяются комплиментарно и осуществляют биосинтез белковых молекул. Рибосомы состоят из рибосомальной РНк Рибосомы могут находится как в свободном так и в связанном виде. Рибосомы могут группироваться и образовывать полисомы, связанные или прикрепленные находятся на поверхности биологичекой мембраны, гранулярной эндоплазматический сети. Субъединицы рибосом образуются в ядре в области ядрышковых организаторов, это участки хромосом, где располагаются вторичные перетяжки (13-14,15,21,22 хромосомы) После образования субъединицы уходят из ядра в цитоплазму, комплексируются и взаимодействуют с информационной и транспортной РНК. Информационная РНК указывает в какую последовательность надо укладывать аминокислоты, на основе последовательности нуклеотидов в цепи молекулы ДНК. Информационная РНК точная копия одной из цепей. Транспортная РНК выполняет транспортную функцию, а рибосомальная РНК укладывает аминокислоты в пилипептидную цепь, на свободных рибосомах идёт синтез РНК. Строение, химическая и функциональная характеристика органоидов, составляющих цитоскелет клетки: микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты. Микротрубочки - ключевые органоиды скелета клетки, входят в состав цитоскелета. Очень много трубочек находится в кортикальном слое цитоплазмы. Микротрубочка имеет вид полого цилиндра порядка 20-25 нанометров в диаметре. Внутренняя часть заполнена веществом с низкой электронной. Состоит из глобулярного белка тубулина альфа и бета фракции располагающемся в шахматном порядке и образующих в стенке 13 скрученных по спирали, расположенных параллельно друг другу протфеломент. Тубулин не обладает АТ Фазной активностью, то есть не способен гидрлизвать молекулу АТФ и именно поэтому микротрубочки не способны к сокращению. Тубулин обладает способностью полимеризации и деполимерзации. Есть многие вещества, которые деполимеризуют тубулин. Поскольку тубулин входит в состав нитей веретена деления и воздействуя на него различными факторами, можно добиться либо остановки либо усиления клеточного деления. На этом и основано действие противоопухолевых препаратов, которые вызывают распад микротрубочек веретена деления и остановку опухолевого роста. Функции микротрубочек: 1. Опора, 2. Способствуют изменению формы и размеров клетки, 3. Участвуют в процессах транспорта и участвуют в процессах внутриклеточного движения различных органелл. Установлено что с помощью динеиновых белков, к трубочкам могут фиксироваться органоиды. И за счет изменения концентрации динеина они могут скользить по ним. Промежуточные фелмаенты. Микрофибрилы (Микронити) - важный элемент цитосклета, получили название что имеют размер меньший размер в сравнении с микротрубочками 8-10 Нм. Промежуточные филоменты могут располагаться пучками, больше всего их в клетке находится вокруг ядра, а так же в области таких межклеточных контактов как дисмосомы и полу дисмосомы а так же в отростках нервных клетках в виде нейрофибрилл, промежуточные феламенты состоят из белков и для каждого типа клеток существует свой специфический белок. Так, например в эпителиальных клетках состоят из цитокеротина. Микрофиломенты - получили название потому что наименьшие из всех элементов цитоскелета размер. Микрофиломенты состоят из сократительных белков, поэтому часто их называют сократительными филоментами. Наиболее часто встречаются белки: актин, миозин, тропомиозин и тропонин. Функции: 1. Измение формы клеток 2. транспорт 3. передвижение клеток (миграционная активность лейкоцитов) 4. Участие в образовании сократительных нитей (миофибрилл) (Клеточный центр, Реснички, Жгутик) Центриоли: распространенность, ультрамикроскопическое строение, строение. Центриоли (от лат. centrum – срединная точка, центр)представляют два перпендикулярно расположенных друг к другу цилиндра, стенки которых образованы микротрубочками и соединены системой связок. Конец одного цилиндра (дочерняя центриоль) направлен к поверхности другого (материнская центриоль). Совокупность сближенных между собой материнской и дочерней центриолей называетя диплосомой. Впервые центриоли были обнаружены и описаны в 1875 В. Флемингом. В интерфазных клетках центриоли часто располагаются возле комплекса Гольджи и ядра. Ультрамикроскопическое строение центриолей было изучено только с помощью электронного микроскопа. Стенку центриолей составляют расположенные по окружности 9 триплетов микротрубочек, образующих полый цилиндр. Системы микротрубочек центриоли можно описать формулой (9X3) + 0, подчеркивая отсутствие микротрубочек в центральной части. Ширина центриоли составляет около 0,2 мкм, длина — 0,3-0,5 мкм (однако, есть центриоли, достигающие в длину нескольких микрометров). Кроме микротрубочек в состав центриоли входят дополнительные структуры — «ручки», соединяющие триплеты. Эти органеллы в делящихся клетках принимают участие в формированииверетена деления и располагаются на его полюсах. В неделящихся клетках (например, эпителия) центриоли часто определяют полярность клеток и располагаются вблизи комплекса Гольджи. Клеточный центр: строение и функциональное значение. Реснички и жгутики: строение, механизм движения. Включения: разновидности, значение. Включения — это непостоянные структуры клетки, которые появляются в ней и исчезают в процессе метаболизма. Различают трофические, секреторные, экскреторные и пигментные включения. Группа трофических включений объединяет углеводные, липидные и белковые включения. Наиболее распространенным представителем углеводных включений является гликоген — полимер глюкозы. Липидными включениями наиболее богаты клетки жировой ткани — липоциты, резервирующие запасы жира для нужд всего организма. На ультрамикроскопическом уровне липидные включения имеют правильную округлую форму и в зависимости от химического состава характеризуются высокой, средней или низкой электронной плотностью. Белковые включения, например, вителлин в яйцеклетках, накапливается в цитоплазме в виде гранул. Секреторные включения представляют собой разнообразную группу. Секреторные включения синтезируются в клетках и выделяются (секретируются) в просветы протоков (клетки экзокринных желез), в межклеточную среду (гормоны, нейромедиаторы, факторы роста и др.), кровь, лимфу, межклеточные пространства (гормоны). На ультрамикроскопическом уровне секреторные включения имеют вид мембранных пузырьков, содержащих вещества разной плотности и интенсивности окраски, что зависит от их химического состава. Экскреторные включения — это, как правило, продукты метаболизма клетки, от которых она должна освободиться. К экскреторным включениям относятся также инородные включения — случайно попавшие в клетку субстраты. Пигментные включения Данная группа включений характерна для пигментоцитов. Пигментоциты, присутствуя в дерме кожи, защищают организм от глубокого проникновения опасного для него ультрафиолетового излучения, в радужке, сосудистой оболочке и сетчатке глаза пигментоциты регулируют поток света на фоторецепторные элементы глаза и предохраняют их от перераздражения светом. В процессе старения очень многие соматические клетки накапливают пигмент липофусцин, по присутствию которого можно судить о возрасте клетки. В эритроцитах и симпластах скелетных мышечных волокон присутствуют соответственно гемоглобин или миоглобин — пигменты-переносчики кислорода и углекислоты. |