Методические рекомендации для подготовки к занятию № 2. Тема 2 Ядро. Признаки жизнедеятельности
 Скачать 0.96 Mb.
|
|
1 Тема №2: «Ядро. Признаки жизнедеятельности» Учебно-методический материал занятия Мотивационная характеристика темы: Функциональное значение ядерного аппарата определяется особыми свойствами молекулы ДНК – ее способностью к репликации (удвоению) и транскрипции. Эти свойства ДНК обеспечивают основные функции ядра: хранение и передача наследственной информации, а также регуляция клеточного метаболизма. Ядро, являясь центром клетки по управлению метаболизмом, контролирует основные функции жизнедеятельности клетки: обмен веществ и энергии, транспорт веществ, рост и размножение. Основными структурными компонентами ядра являются: ядерная оболочка, хроматин, ядрышко и кариоплазма. Цель занятия: сформировать у обучающихся представления о ведущей роли ядра в управлении клеточным метаболизмом, изучить строение ядра и его изменения на протяжении клеточного цикла, изучить основные признаки жизнедеятельности клетки (реакции матричного синтеза, энергетический обмен, транспорт веществ, пролиферация, рост, дифференцировка, клеточная гибель). Формируемые компетенции: ОК-1, ОК-5, ОПК-1, ОПК-7, ОПК-9 В результате изучения темы студент должен знать: - Микроскопическое и ультрамикроскопическое строение ядра; - Стереохимическое строение молекулы ДНК, уровни упаковки молекул ДНК в ядре интерфазной клетки и во время деления клетки; - Определение генетического кода и его свойства; - Ультрамикроскопическое строение и химический состав ядрышка, его роль в синтезе РНК и формировании рибосом; - Физико – химическую характеристику кариоплазмы; - Роль ядра в жизнедеятельности клетки и передаче генетической информации; - Матричные реакции, протекающие в клетке: репликация, транскрипция, трансляция - Основные этапы синтеза видоспецифического белка, регуляция процессов транскрипции и трансляции; - Жизненный цикл и характеристику его основных периодов; - Размножение клеток (виды, биологическая сущность); - Митотический цикл, митоз; - Понятие дифференцировки клеток, виды дифференцировки, биологический смысл; - Пути проникновения веществ в клетку (механизмы активного и пассивного транспорта); - Работу клеточного конвейера и цитологические основы секреции; - Реакция клеток на внешние воздействия, понятие об адаптации клеток; - Гибель клеток. Некроз, апоптоз. уметь: - Перечислить свойства генетического кода, раскрыть сущность каждого из свойств; - Обосновать роль ядрышка в синтезе РНК и формировании рибосом; - Излагать вопросы строения молекул ДНК, устанавливать взаимосвязь между молекулами ДНК, видами хроматина и веществом хромосом; - Раскрывать сущность основных этапов синтеза белка: транскрипции и трансляции; - Давать обоснование основным этапам жизненного цикла клетки, митотического цикла; 2 - Давать морфофункциональную характеристику основных стадий митоза (морфология ядра и цитоплазмы клетки на стадии профазы, метафазы, анафазы и телофазы); - Раскрывать биологическую сущность процесса дифференцировки клеток на конкретных примерах; - Классифицировать виды транспорта веществ, механизмы поступления в клетку микромолекул, макромолекул и частиц; - Объяснить цитологические основы секреции, роль лизосомального и синтетического аппарата клетки в работе клеточного конвейера; - Охарактеризовать реакцию клетки на внешние воздействия, дать понятие об адаптации и истощении адаптационных механизмов клетки; - Дать понятие о генетически программируемой гибели клеток, раскрыть сущность процессов, происходящих при апоптозе, и биологическую роль данного явления. - Раскрыть причины и изменения, происходящие при некрозе клеток. владеть: - Навыками самостоятельной работы с учебной литературой, современными методами изучения учебного материала, в том числе поиском в сети Интернет для подготовки к практическому занятию; - Навыками микроскопии и описания микропрепаратов делящихся клеток с указанием фазы митоза; - Навыками зарисовки микропрепаратов и обозначения на рисунке различных фаз митоза; - Навыками описания на электронограммах морфологии ядра интерфазной клетки; - Навыками решения ситуационных задач по теме занятия; - Способностью и готовностью делать обобщающие выводы по теме занятия; Базисные знания: Приступая к изучению темы практического занятия необходимо повторить знания, полученные ранее при изучении следующих дисциплин: Биология Строение эукариотических клеток, процессы пластического и энергетического обмена, происходящие в клетках, механизмы их регуляции, роль ядра. Адаптивные информационные и коммуникационные технологии Правила создания презентаций, программы для создания презентаций. Обозреватели Интернета. Сайты, страницы, сервисы, порталы. Электронные библиотеки. Дистанционные образовательные технологии Химия. Биоорганическая химия в медицине. Биофизическая химия в медицине Химико-биологическая сущность процессов, происходящих в живом организме на молекулярном и клеточном уровне. Строение и химические свойства основных классов органических соединений, биохимические основы основных метаболических реакций, происходящих в клетке, общие принципы взаимодействия сигнальных молекул с их лигандами, механизмы взаимодействия гуморальных факторов с клетками-мишенями. Вопросы для самостоятельной подготовки к практическому занятию: 1. Микроскопическое, ультрамикроскопическое строение ядра; 2. Микроскопическое, ультрамикроскопическое строение ядра; 3. Стереохимическое строение молекулы ДНК. Генетический код. Гистохимические методы выявления ДНК; 3 4. Ядрышко. Ультрамикроскопическое строение. Химический состав. Роль ядрышка в синтезе РНК, формирование рибосом; 5. Ядерный сок. Физико-химическая характеристика; 6. Роль ядра в жизнедеятельности клетки и передаче генетической информации; 7. Признаки жизнедеятельности клетки. Синтез видоспецифического белка; 8. Жизненный цикл (определение, понятие); 9. Размножение клеток (биологический смысл, виды); 10. Митотический цикл, митоз; 11. Дифференцировка клеток, определение, биологический смысл; 12. Избирательная проницаемость клеточной мембраны, пути проникновения веществ в клетку (активный, пассивный транспорт); 13. Клеточный конвейер. Цитологические основы секреции; 14. Реакция клеток на внешние воздействия. Адаптация; 15. Гибель клеток. Некроз, апоптоз. Задания для самоподготовки 1. Изучение теоретического материала по теме занятия Ядро является важнейшим компонентом клетки, содержащим ее генетический аппарат. Функции ядра: 1. хранение генетической информации (в молекулах ДНК, находящихся в хромосомах); 2. реализацию генетической информации, контролирующей осуществление разнообразных процессов в клетке — от синтетических до запрограммированной гибели (апоптоза); 3. воспроизведение и передачу генетической информации (при делении клетки). Обычно в клетке имеется только одно ядро, однако встречаются многоядерные клетки, которые образуются вследствие деления клеток, не сопровождающегося цитотомией, или слияния нескольких одноядерных клеток (последние правильнее называть симпластами). Форма ядра различных клеток неодинакова: встречаются клетки с округлым, овальным, бобовидным, палочковидным, многолопастным, сегментированным ядром; нередко на поверхности ядра имеются вдавления. Чаще всего форма ядра в целом соответствует форме клетки: оно обычно сферическое в клетках округлой или кубической формы, вытянутое или эллипсоидное в призматических клетках, уплощенное — в плоских. Расположение ядра варьирует в разных клетках; оно может лежать в центре клетки (в клетках округлой, плоской, кубической или вытянутой формы), у ее базального полюса (в клетках призматической формы) или на периферии (например, в жировых клетках). Величина ядра относительно постоянна для каждого типа клеток, однако она может меняться в определенных пределах, увеличиваясь при усилении функциональной активности клетки и уменьшаясь при ее угнетении. Компоненты ядра. В ядре неделящейся (интерфазной) клетки выявляются кариолемма (ядерная оболочка), хроматин, ядрышко и кариоплазма (ядерный сок). Как будет видно из дальнейшего изложения, хроматин и ядрышко представляют собой не самостоятельные компоненты ядра, а являются морфологическим отражением хромосом, присутствующих в интерфазном ядре, но не выявляемых в качестве отдельных образований. Ядерная оболочка (кариолемма) на светооптическом уровне практически не определяется; под электронным микро-скопом обнаруживается, что она состоит из двух 4 мембран — наружной и внутренней, — разделенных полостью шириной 15-40 нм (перинуклеарным пространством) и смыкающихся в области ядерных пор. Наружная мембрана составляет единое целое с мембранами грЭПС — на ее поверхности имеются рибосомы, а перинуклеарное пространство соответствует полости цистерн грЭПС и может содержать синтезированный материал. Со стороны цитоплазмы наружная мембрана окружена рыхлой сетью промежуточных (виментиновых) филаментов. Внутренняя мембрана — гладкая, ее интегральные белки связаны с ядерной пластинкой — ламиной — слоем толщиной 80—300 нм, состоящим из переплетенных промежуточных филаментов (ламинов), образующих кариоскелет. Ламина играет очень важную роль в: (1) поддержании формы ядра; (2) упорядоченной укладке хроматина; (3) структурной организации поровых комплексов; (4) формировании кариолеммы при делении клеток. Ядерные поры занимают 3—35% поверхности ядерной оболочки. Они более многочисленны в ядрах интенсивно функционирующих клеток и отсутствуют в ядрах спермиев. Хроматин (от греч. chroma — краска) мелкие зернышки и глыбки материала, который обнаруживается в ядре клеток и окрашивается основными красителями. Хроматин состоит из комплекса ДНК и белка и соответствует хромосомам, которые в интерфазном ядре представлены длинными, тонкими перекрученными нитями и неразличимы как индивидуальные структуры. Выраженность спирализации каждой из хромосом неодинакова по их длине. Различают два вида хроматина — эухроматин и гетерохроматин. Эухроматин соответствует сегментам хромосом, которые деспирализованы и открыты для транскрипции. Эти сегменты не окрашиваются и не видны в световой микроскоп. Гетерохроматин соответствует конденсированным, плотно скрученным сегментам хромосом (что делает их недоступными для транскрипции). Он интенсивно окрашивается основными красителями, и в световом микроскопе имеет вид гранул. Таким образом, по морфологическим признакам ядра (соотношению содержания эу- и гетерохроматина) можно оценить активность процессов транскрипции, а, следовательно, синтетической функции клетки. При ее повышении это соотношение изменяется в пользу эухроматина, при снижении — нарастает содержание гетерохроматина. При полном подавле-нии функции ядра (например, в поврежденных и гибнущих клетках, при ороговении эпителиальных клеток эпидермиса — кератиноцитов, при образовании ретикулоцитов крови) оно уменьшается в размерах, содержит только гетерохроматин и ок-рашивается основными красителями интенсивно и равномерно. Такое явление называется кариопикнозом (от греч. karyon — ядро и pyknosis — уплотнение). Функция воспроизведения и передачи генетической информации обеспечивается в ходе клеточного цикла. Клеточный цикл — совокупность явлений между двумя последовательными делениями клетки или между ее образованием и гибелью. Клеточный цикл включает собственно митотическое деление и интерфазу — промежуток между делениями. Если клетка собирается когда-нибудь делиться, то интерфаза будет состоять из трех периодов. Сразу после выхода из митоза клетка вступает в пресинтетический или G 1 период, далее переходит в синтетический или S период и потом - в постсинтетический или G 2 период. G 2 периодом заканчивается интерфаза и после нее клетка вступает в следующий митоз. Если клетка не планирует снова делиться, то она как бы выходит из клеточного цикла и вступает в период покоя, или G 0 период. Если клетка, находящаяся в G 0 периоде, снова захочет делиться, то она выходит из G 0 периода и вступает в G 1 период. Таким образом, если клетка находится в G 1 периоде, то она обязятельно рано или поздно будет 5 делиться, не говоря уже о S и G 2 периодах, когда клетка в ближайшее время обязательно вступит в митоз. Длительность периодов клеточного цикла различна. Наибольшим постоянством отличаются S, G 2 периоды и митоз, а G 1 период очень вариабелен. Так, G 1 период может продолжаться от 2-4 ч до нескольких недель или даже месяцев. Как правило, продолжительность S-периода варьирует от 6 до 8 ч, а G 2 периода - от нескольких часов до получаса. Длительность митоза составляет в среднем от 40 до 90 минут. Причем самой короткой фазой митоза можно считать анафазу. Она занимает всего несколько минут. G 1 период характеризуется высокой синтетической активностью, которая должна увеличить свой обьем до размера материнской клетки, а значит, и количество органелл, различных веществ. Непонятно почему, но клетка, прежде чем вступить в следующий митоз, должна иметь размер, равный материнской клетке. И пока этого не произойдет, клетка продолжает оставаться в G 1 периоде. Видимо, единственным исключением из этого является дробление, при котором бластомеры делятся, не достигая размеров исходных клеток. В конце G 1 периода принято различать специальный момент, называемый R- точкой (точка рестрикции, R-пункт), посе которого клетка обязательно в течение нескольких часов (обычно 1-2) вступает в S период. Период времени между R-точкой и началом S периода можно рассматривать в качестве подготовительного для перехода в S период. Самый главный процесс, который идет в S периоде, - это удвоение или редупликация ДНК. Все остальные реакции, происходящие в это время в клетке, направлены на обеспечение синтеза ДНК. К таким вспомогательным процессам можно отнести синтез гистоновых белков, синтез ферментов, регулирующих и обеспечивающих синтез нуклеотидов и образование новых нитей ДНК. Сущность G 2 периода не совсем понятна в настоящее время, однако в этот период происходит образование веществ, необходимых для самого процесса митоза. В G 2 периоде происходит синтез белков, из которых образуются микротрубочки веретена деления (тубулин, динеин, нексин, спектрин), приосходит синтез АТФ. МИТОЗ - непрямое деление клетки количество хроматид и хромосом события морфологическая картина ИНТЕРФАЗА (это еще не митоз, а промежуток между двумя митозами) G 1 -период 46 хроматид рост клетки, подготовка к S- периоду клетка имеет присущую ей форму, имеет ядро, в ядре выявляется хроматин в виде точек, зерен, глыбок; как правило, имеется ядрышко S-период 92 хроматиды (46х2) синтез (редупликация) ДНК G 2 -период 92 хроматиды (46х2) подготовка к митозу М И Т О З профаза 46 хромосом; 92 хроматиды (по 2 хроматиды в каждой хромосоме) конденсация ДНК с образованием хромосом, исчезновение ядерной оболочкии и ядра как такового клетка начинает терять нормальную форму, на месте ядра имеется клубок толстых нитей - хромосом, расположенных неупорядоченно метафаза выстраивание хромосом по экватору клетки в процессе формирования веретена деления клетка окончательно теряет нормальную форму и становится округлой, ядра нет, хромосомы в виде толстых нитей образуют структуру материнской звезды (вид сверху) или метафазной пластинки (вид сбоку) анафаза по 46 хроматид в каждой дочерней клетке разделение хромосом на отдельные хроматиды и расхождение хроматид к полюсам клетки клетка округлой или вытянутой формы, ядра нет, хромосомы в виде толстых нитей расположены у противоположных полюсов клетки телофаза разделение цитоплазмы и образование двух дочерних клеток, формирование ядер две более мелкие по размерам дочерние клетки, соединенные цитоплазматическим мостиком; ядра с толстыми нитями внутри или с большими глыбами хроматина ИНТЕРФАЗА (это уже не митоз, а промежуток до следующего митоза) G 1 -период 46 хроматид S-период 92 хроматиды (46х2) G 2 -период 92 хроматиды (46х2) следующий митоз 6 РЕАКЦИЯ КЛЕТОК НА СТРЕСС На воздействие различных видов стресса (повышение температуры, угнетение энергетического обмена, заражение вирусами, нехватка кислорода или глюкозы, повреждение окислителями, химическими препаратами, тяжелыми металлами и др.) все клетки, в том числе клетки млекопитающих и человека, отвечают стереотипной реакцией, охватывающей ядерный аппарат и компоненты цитоплазмы. В основе этой реакции лежит резкое изменение характера экспрессии генов. Она проявляется усилением синтеза особой группы защитных стрессорных белков при подавлении продукции остальных. Стрессорные белкипервоначально были обнаружены при изучении реакции клетки на повышение температуры, по-этому их назвали белками теплового шока, или HSP (сокращение от англ. Heat Shock Proteins). В дальнейшем был установлен их универсальный характер. HSP представляют собой группу белков, важнейшим из которых является HSP70. Различ-ные представители группы HSP действуют на уровне ядра и отдельных компонентов цитоплазмы и выполняют роль молекулярных спутников, обеспечивая сборку, поддержание нативной конформации (свертывание, развертывание и упаковку) других белков, их взаимодействие между собой и направленный транспорт. Они предотвращают агрегацию белков и их дальнейшее повреждение в условиях нарушенного метаболизма клетки, способствуют разборке и расщеплению возникших белковых агрегатов. Повышенная экспрессия стрессорных белков защищает клетки от повреждений и препятствует развитию их гибели механизмом апоптоза (см. ниже). Предполагают, что известный эффект возрастания резистентности организма при лихорадке может быть связан с усиленной выработкой белков группы HSP в условиях повышенной температуры. Характерно, что экспрессия главного стрессорного белка, HSP70, резко снижается с возрастом. Опухолевые клетки часто экспрессируют повышенные уровни HSP70, который защищает их от гибели. СТАРЕНИЕ И ГИБЕЛЬ КЛЕТОК Старение клеток После функционирования в течение определенного периода времени клетка гибнет, причем ее гибели часто предшествует период старения. У соматических клеток имеется запрограммированный предел возможности деления, причем их пролиферативный потенциал обратно пропорционален возрасту организма и прямо пропорционален максимальной продолжительности жизни индивидуумов данного вида. При старении клетка утрачивает способность к репликации ДНК и задерживается в G 1 -фазе клеточного цикла, переходя в G 0 -фазу; в отличие от нормальной покоящейся клетки на нее не действуют митогены. Механизмы и смысл клеточного старения, как явления, остаются предметом дискуссии. Согласно одной гипотезе, клеточное старение — результат катастрофического накопления ошибок биосинтетических механизмов клетки, согласно другой — оно является способом защиты организма от рака путем ограничения возможностей роста клеток. Возможно, старение клеток служит механизмом стабилизации размеров взрослого организма. Морфологические признаки старенияи приближающейся гибели клетки включают уменьшение ее объема, редукцию большинства органелл, увеличение содержания крупных лизосом (нередко и элементов цитоскелета), накопление пигментных и жировых включений, нарастание проницаемости клеточных мембран, вакуолизация цитоплазмы и ядра. 7 Гибель клеток Число клеток в организме, органах и тканях регулируется гомеостатическими механизмами и определяется динамическим равновесием между образованием клеток путем пролиферации и их гибелью. Поэтому гибель клеток, наряду с их размножением и дифференцировкой, является одним из ключевых процессов и факторов в обеспечении нормальной жизнедеятельности различных тканей. При гибели клеток могут наблюдаться два вида морфологических изменений, которые соответствуют различным механизмам ее развития — некроз и апоптоз. Некроз (от греч. nekrosis — умирание) возникает под действием резко выраженных повреждающих факторов — перегревания (гипертермии), переохлаждения (гипотермии), недостатка кислорода (гипоксии), нарушения кровоснабжения (ишемии), метаболических ядов, химических препаратов, механической травмы и др. Некроз представляет собой "смерть в результате несчастного случая" и часто охватывает различные по численности группы клеток. Структурно-функциональные изменения клеток при некрозе на начальных этапах его развития проявляются набуханием цитоплазмы и отдельных органелл (в особенности, митохондрий). Отмечается дисперсия рибосом, расширение цистерн ЭПС. Эти морфологические изменения обусловлены нарушением избирательной проницаемости плазмолеммы и развивают-ся в ответ на прекращение деятельности мембранных ионных насосов (из—за непосредственного повреждения мембраны или вследствие отсутствия необходимой энергии). Повышение концентрации Са 2+ в гиалоплазме вызывает активацию связанных с мембраной фосфолипаз, которые разрушают мембранные фосфолипиды и вызывают обширные повреждения мембран. Разрушение клеточных структур резко ускоряется на поздних стадиях некроза после выделения гидролаз и других ферментов из поврежденных лизосом. Изменения ядра при некрозе связаны с расщеплением ядерной ДНК лизосомальной ДНКазой на фрагменты различной длины (без какой—либо закономерности). Первоначально гетерохроматин конденсируется в виде крупных глыбок под ка- риолеммой, однако он не образует четко очерченных скоплений полулунной формы, которые характерны для ядер клеток, подвергающихся апоптозу (см. ниже). В дальнейшем ядро уменьшается, уплотняется (явление кариопикноза — от греч. karyon — ядро и pycnosis— уплотнение греч.), распадается (подвергается кариорексису — от греч. karyon— ядро и rhexis — разрыв) и лизируется (явление кариолизиса — от греч. karyon — ядро и lysis — разрыв). Поздние явления при некрозе включают разрыв ядерной оболочки, плазмолеммы и мембран органелл, разрушение и растворение ядра, утрату базофилии набухшей цитоплазмой, исчезновение клеточных границ и распад клетки. Для некроза, в отличие от апоптоза не являющегося активным процессом (см. ниже), не требуется продолжающейся синтетической активности клетки, он не сопровождается активацией путей внутриклеточной сигнализации. Продукты распада клеток попадают в межклеточные пространства, привлекают лейкоциты и макрофаги, фагоцитирующие клеточный детрит. Фагоциты, в свою очередь, выделяют разнообразные вещества, которые обусловливают активацию и приток раз-личных клеток вследствие хемотаксиса. Описанным образом развивается и в течение определенного времени поддерживается воспалительная реакция на продукты разрушения клеток при их некрозе. АПОПТОЗ Апоптоз представляет собой вариант клеточной смерти, которая имеет место в нормальных физиологических условиях и сама клетка является активным участником своей собственной смерти. Апоптоз наиболее часто наблюдается в течение обычного клеточного обновления, при поддержании тканевого гомеостаза, в эмбриогенезе, при индукции и поддержании иммунологической толерантности, развитии нервной системы, тканевой атрофии. 8 Сейчас является общепризнанным, что большинство физиологических смертей клеток происходит путем апоптоза. Клетки, вступающие в апоптоз, имеют специфические морфологические и биохимические характеристики. Итак, морфологическими проявлениями апоптоза являются следующие показатели: сначала клетка теряет свою форму и становится округлой, а потом наступает сморщивание цитомембраны, но без нарушения проницаемости. Наблюдается агрегация хроматина около ядерной оболочки, образование клеточных перетяжек, формирование телец, окруженных мембраной (апоптотические тельца), органеллы клетки остаются интактными. Биохимическими маркерами апоптоза являются деградация геномной ДНК. Это необратимое событие и направляет клетку к гибели и проявляется до наступления изменений в клеточной проницаемости. В большинстве клеток такую фрагментацию ДНК вызывают кальций и магний-зависимые ядерные эндонуклеазы, которые селективно разрезают ДНК на сайты, локализованные между нуклеосомами (линкерные участки ДНК), и приводят к образованию моно- и олиго-нуклеосомных фрагментов ДНК. Процесс активации ферментов тонко регулируется и является АТФ-зависимым. 2. Самостоятельная работа с микропрепаратами Изучение препарата необходимо всегда начинать с малого увеличения, которое позволяет сделать обзор всего препарата и выбрать наиболее подходящие для изучения участки.При работе с большим увеличением микроскопа, необходимопомнить о том, что качество изображения не будет идентично на всех участках препарата, что связано с разной толщиной среза. Зарисовывая препарат при малом увеличении микроскопа, целесообразно периодическипереводить револьвер микроскопа на большое увеличение для детализации особенностей строения клеток и тканей. Препарат №1. Митоз в клетках корешка лука. Окрашивание железным гематоксилином. Увеличение 10 х 10, 10 х 40 Во время митотического цикла клетка проходит стадию подготовки к делению: освобождается от включений, а также удваивает количество дезоксирибонуклеиновой кислоты в ядре. Вслед за этим наступает период изменений в ядерном веществе, свойственных кариокинетическому делению. В этот период клетка проходит четыре фазы деления: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. Профаза характеризуется формированием хромосом. Передвигая препарат, найдите стадию плотного (хромосомы расположены тесно друг около друга) и рыхлого (хромосомы расположены по отдельности) клубка. Вторая фаза митотического деления - метафаза. Вступление в эту фазу ха- рактеризуется исчезновением ядерной оболочки и ядрышка. Хромосомы занимают плоскости будущего деления клетки, образуя экваториальную пластинку, или ма- теринскую звезду. Третья фаза - анафаза, возникает путем расщепления материнских хромосом. Дочерние хромосомы расходятся к полюсам, образуя дочерние звезды. Четвѐртая фаза - телофаза. Включает процесс формирования дочерних ядер и завершается цитокинезом. Дочерние звѐзды превращаются в плотные комки, в которых каждая хромосома становится неразличимой в отдельности. Препарат №2. Поглощение краски фагоцитами лимфатического узла. Окрашивание трипановым синим и квасцовым кармином. Увеличение 10 х 10, 10 х 40 9 На малом увеличении в лимфатическом необходимо найти светлые пространства – лимфатические синусы, которые хорошо выделяются на фоне лимфоцитов, имеющих ярок-малиновую окраску, обусловленную квасцовым кармином. В лимфатических синусах необходимо найти береговые клетки. Это крупные клетки слегка вытянутой формы, цитоплазма которых окрашивается базофильно – в синий цвет. На большом увеличении необходимо детально изучить береговые клетки лимфатических синусов, которые являются макрофагами. Путем фагоцитоза клетки поглотили краситель трипановый синий, который еще прижизненно был введен в организм животного. В результате фагоцитоза цитоплазма этих клеток заполнена гранулами красителя, имеющими синий цвет. 3. Изучение электронограмм Ядро клетки в интеркинезе Ядерная оболочка состоит из нескольких расплющенных мембранных мешков (фрагментов мембранной канальцевой системы), которые в митозе переходят в гиалоплазму — в систему канальцев сети. В электронном микроскопе при больших увеличениях ядерные поры представляют собой сквозные туннели, сообщающие содержимое ядра и гиалоплазмы. Стенка пор образована слившимися наружной и внутренней ядерными мембранами. В области пор отсутствует гетерохроматин, поэтому в общей ультрамикроскопической картине ядра они видны как «светлые дорожки». Размеры ядерных пор в клетках стандартны – около 90 нм в диаметре, а численность варьирует в зависимости от активности ядерно-плазменных отношений. Поровые туннели не свободны, а заполнены поровыми комплексами, состоящими из трех компонентов: поровых колец, центральных спиц и центральной гранулы. Все компоненты ядерного порового комплекса (ЯПК) – белковые производные, обеспечивающие строго избирательный транспорт макромолекул в ядро и из ядра. Ядерный поровый комплекс формирует цилиндр около 120 нм в диаметре и имеет восьмиугольную форму, поскольку закрыт прерывистыми белковыми диафрагмами из восьми субъединиц периферических гранул. Ядерный матрикс – каркас ядра. Образован белковыми фибриллами. Наблюдения за структурой хроматина с помощью электронного микроскопа показали, что как на препаратах, выделенного интерфазното хроматина или выделенных митотических хромосом, так и в составе ядра на улътратонких срезах всегда видны элементарные хромосомные фибриллы. В химическом отношении фибриллы хроматина представляют собой сложные комплексы дезоксирибонуклеопротеидов (ДНП), в состав которых входят ДНК и специальные хромосомные белки — гистоновые и негистоновые. Ультрамикроскопически ядрышко образовано специализированными участками хромосом, называемыми ядрышковыми организаторами. В этих участках находятся гены, кодирующие синтез рибосомальных РНК. На электронной микрофотографии в составе ядрышка различают три зоны – слабоокрашенную зону, содержащую ДНК из области ядрышкового организатора хромосом, гранулярную зону, в состав которой входят предшественники зрелых субъединиц рибосом, и плотную нитчатую зону, состоящую из множества тонких (около 5 нм) рибонуклеопротеиновых фибрилл, которые представляют собой РНК-транкскрипты. Варьирование размеров ядрышка связано преимущественно с изменением доли гранулярной части. 10 Вид сверху Вид сбоку Контрольно-оценочные средства уровня знаний: Оформление альбома: Задание 11. Строение ядра клетки. Обозначьте: 1 - ядерная оболочка, 2 - ядерная пора, 3 - кариоплазма, 4 - гранулярный компонент ядрышка, 5 - фибриллярный компонент ядрышка, 6 - аморфный компонент ядрышка, 7 - конденсированный хроматин; 8- диффузный хроматин, 9 - околоядрышковый хроматин. Задание 12. Схема ядерной поры. Обозначьте: 1 - центральная гранула, 2 - периферические белковые гранулы, 3-белковые фибриллы, 4 - кариолемма, 5 - ядерная ламина, 6 - перинуклеарное пространство 11 Задание 13. Указать основные процессы происходящие в ходе клеточного цикла. Описать основные этапы клеточного цикла G 1 - S - G 2 - Митоз (перечислить стадии) - Задание 14. Транспорт веществ через цитолемму. Трансмембранный перенос Эндоцитоз Экзоцитоз Условия (затрата энергии, участие белков, затрата материала цитолеммы) Виды транспорта (указать какие вещества переносятся в каждом случае) 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. Задание 15. Белковый синтез в клетке. 12 Дать характеристику основным этапам синтеза белка в клетке и указать роль рибосом, ДНК и РНК в этом процессе. 1.Транскрипция_______________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____ 2.Трансляция_________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ______ 3.Рибосома___________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ______ 4.ДНК._______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ______ 5.иРНК_______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____ 6.тРНК_______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Задание 16. Дать характеристику формам гибели клеток. Указать причины и последовательность изменения клеточных структур и функций. 1.Апоптоз_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 2.Некроз______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 13 Тестовые задания: 1. БИОЛОГИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА ОБРАЗОВАНА 1) плотной липидной фазой 2) жидкой белковой фазой и свободно перемещающимися в ней липидными каплями 3) жидкой липидной фазой и свободно перемещающимися в ней белковыми глобулами 4) плотной углеводной фазой и свободно расположенными в ней белковыми глобулами 2. В СОСТАВ ЦИТОПЛАЗМЫ КЛЕТКИ ВХОДЯТ 1) органеллы, кариоплазма, включения 2) органеллы, включения, гиалоплазма 3) органеллы, кариоплазма, включения 4) органеллы, гиалоплазма, кариоплазма 3. ПЕРОКСИСОМЫ ВЫПОЛНЯЮТ ФУНКЦИЮ 1) дезаминирования аминокислот, гидролиза АТФ 2) дезаминирования аминокислот, инактивации Н 2 О 2 3) гидролиза АДФ, окисления углеводов 4) окисления углеводов, инактивации Н 2 О 2 4. ФУНКЦИИ ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ СЕТИ 1) синтез углеводов, липидов, образование лизосом 2) синтез белков, углеводов, липидов, сборка мембран 3) синтез белков, рецепция, транспорт веществ, образование лизосом 4) синтез белков, углеводов, липидов, транспорт веществ 5. КОНЪЮГАЦИЯ ХРОМОСОМ В ПРОФАЗУ I ДЕЛЕНИЯ МЕЙОЗА ПРОИСХОДИТ НА СТАДИИ 1) диплотены 2) лептотены 3) зиготены 4) диакинеза 6. В АПИКАЛЬНЫХ ЧАСТЯХ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КЛЕТОК ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОЯВЛЯЮТСЯ 1) пероксисомы 2) включения 3) митохондрии 4) лизосомы 7. В БИОСИНТЕЗЕ БЕЛКА УЧАСТВУЮТ 1) гранулярная ЭПС, полирибосомы 2) агранулярная ЭПС, полирибосомы 3) комплекс Гольджи, полирибосомы 4) гранулярная ЭПС, пероксисомы 8. ОСНОВНЫМ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ ЯВЛЯЮТСЯ МОЛЕКУЛЫ 1) АДФ 2) ДНК 14 3) РНК 4) АТФ 9. В ПРОЦЕССЕ ТРАНСЛЯЦИИ УЧАСТВУЮТ МОЛЕКУЛЫ 1) и-РНК,р-РНК, т-РНК, аминокислоты и АДФ 2) и-РНК,р-РНК, т-РНК, аминокислоты и АТФ 3) и-РНК, т-РНК, ДНК, аминокислоты и АТФ 4) т-РНК, р-РНК, ДНК, аминокислоты и АМФ 10. ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ В КЛЕТКЕМОЛЕКУЛ РНК И ДНК МЕТОДОМ РАДИОАВТОГРАФИИ ИЗОТОПОМ МЕТЯТСЯ АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ 1) тимин и аденин 2) тимин и урацил 3) аденин и урацил 4) цитозин и урацил Эталоны ответов: вопрос, № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ответ 3 2 2 4 3 2 1 4 2 2 Ситуационные задачи: Задача № 1 Перед исследователем поставлена задача – выявить структуры, содержащие ДНК и РНК. Какие методы он должен использовать? На основании каких признаков судить можно о содержании в структурах ДНК и РНК? Эталон ответа Методы цитохимии и авторадиографии. По включению меченных предшественников и специфическому связыванию с красителями . Задача № 2 Известно, что в состав нуклеиновых кислот входят различные азотистые основания. Какие азотистые основания надо пометить изотопом для избирательного выявления в клетке методом авторадиографии синтезируемых ДНК и РНК? Эталон ответа Тимин для ДНК, урацил для РНК. Задача № 3 За пределами цитолеммы находятся ионы, концентрация которых внутри клетки больше, чем снаружи. Возможно ли поступление этих ионов в клетку? Если возможно, то каков механизм? Эталон ответа Возможно путем активного транспорта. Рекомендуемая литература Основная литература: 1.Гистология, эмбриология, цитология: учебник/Ю.И.Афанасьев и др.Изд.6-е,перераб.и доп.-М.:ГЭОТАР-Медиа,2014.-800с. 2. Коржевский Д.Э., Гиляров А.В. Основы гистологической техники: учеб. пособие. – СПб.: СпецЛит, 2010. – 95 с. 3.Гистология, эмбриология, цитология:учебник/под ред.Э.Г. Улумбекова, Ю.А. 15 Челышева.- М.: ГЭОТАР - Медиа ,2016. -944с.:ил. [электронный ресурс] Адрес электронного ресурса: http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970437827.html 4.Гистология, эмбриология, цитология: учебник/ под ред. Ю.И.Афанасьева, Н.А.Юриной. Изд.6-е, перераб. и доп.-М.: ГЭОТАР-Медиа,2016.- 800с.:ил . [электронный ресурс] Адрес электронного ресурса: http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970436639.htm Дополнительная литература: 1.Мотавкин П.А. Курс лекций по гистологии.- Владивосток : Медицина ДВ, 2007.- 360 с.: ил.- 2. Гистология для будущих врачей: тесты для эффективного освоения цитологии, эмбриологии: учеб. пособие / под ред. А.В. Павлова, А.Н. Гансбургского. – СПб.: СпецЛит, 2011. – 152 с. 3.Терминология цитологии. Международные термины по цитологии и гистологии человека с официальным списком русских эквивалентов/ под ред. В.В. Банина, В.Л.Быкова – М.: ГЭОТАР- Медиа, 2009.- 272 с. 4. Полонская Н.Ю. Основы цитологической диагностики и микроскопическая техника: учеб. пособие. – М.: Изд. центр «Академия», 2005. –160 с. 5. Руководство по гистологии / под ред. Р.К. Данилова: учеб. пособие в 2-х т. Изд. 2-е, испр. и доп. – СПб.: СпецЛит, 2011. – Т.1 – 831 с.: ил., Т.2 – 511 с.: ил. 6. Гистология. Атлас для практических занятий: учеб. пособие / под ред. Н.В. Бойчук, Р.Р. Иславмова и др. – М.: ГЭОТАР - Медиа, 2011. – 160 с.: ил. 7.Целуйко С.С. Гистология дыхательной системы человека. – Благовещенск: Издательство АГМА, 2007.- 36 с. 8. Быков В.Л., Юшканцева С.И. Гистология, цитология и эмбриология. Атлас: учеб. пособие.- М.:ГЭОТАР- Медиа, 2015. - 296 с.: ил. [электронный ресурс] Адрес электронного ресурса: http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970432013.html 9. Виноградов С.Ю., Диндяев С.В. и др. Гистология. Схемы, таблицы и ситуационные задачи по частной гистологии человека: учеб. пособие. М.:ГЭОТАР- Медиа, 2012. - 184 с.: ил. [электронный ресурс] Адрес электронного ресурса: http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970423868.html Электронные библиотечные системы (ЭБС) Электронная библиотека медицинского вуза «Консультант студента» http://www.studmedlib.ru/ru/kits/mb4/studmedlib_core/ed_med_hi-esf2k2z11-select-0014.html Ресурсы информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» http://studydoc.ru/doc/197086/sajty-po-gistologii Ссылки на сайты с образовательными ресурсами по гистологии http://pandia.ru/text/80/181/3188.php Ссылки на сайты с образовательными ресурсами по гистологии http://cytohistology.ru/ Сайт по гистологии, цитологии и эмбриологии. Строение, функции и развитие клеток, тканей и органов человека https://nsau.edu.ru/images/vetfac/images/ebooks/histology/ Руководство-атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии с приложением «Экзамен» http://meduniver.com/Medical/gistologia/ Основы гистологии, частная гистология, книги по гистологии http://www.med-edu.ru/basic-science/gist_cist/ Лекции, видеоматериалы, книги по гистологии http://www.histol.ru/tables/000-ru.htm Гистология в таблицах и схемах |