|
|
Вопрос 1 Клеточная теория история и современное состояние. Значение клеточной теории для биологии и медицины
Вопрос 18
Вакуолярная система клетки представляет собой единую систему клетки, отдельные компоненты которой могут переходить друг в друга при перестройке и изменении функции мембран. В ее состав входят: эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли.
Эндоплазматическая сеть
Совокупность мембранных каналов и полостей, пронизывающих всю клетку. Бывает двух видов – гладкая (агранулярная) и шероховатая (гранулярная, гранулы – это рибосомы). Особенность гранулярной ЭПС состоит в том, что со стороны гиалоплазмы мембранная сеть покрыта мелкими гранулами - рибосомами. На гранулярной ЭПС идет синтез белка, на гладкой – синтез липидов и углеводов. Внутри каналов ЭПС синтезированные вещества накапливаются и транспортируются по клетке.
Функции:
1. а) На рибосомах гранулярной ЭПС синтезируются такие белки, которые затем
либо выводятся из клетки (экспортные белки),
либо входят в состав определённых мембранных структур (собственно мембран, лизосом и т.д.).
б) При этом синтезируемая на рибосоме пептидная цепь проникает своим лидерным концом через мембрану в полость ЭПС, где затем оказывается весь белок и формируется его третичная структура.
2. Здесь же (в просвете цистерн ЭПС) начинается модификация белков - связывание их с углеводами или иными компонентами. Таким образом, наличие в клетке хорошо развитой гранулярной ЭПС свидетельствует о высокой интенсивности белкового синтеза - особенно в отношении секреторных белков
АппаратГольджи
Стопка плоских мембранных полостей, окруженных пузырьками. По каналам ЭПС вещества поступают в АГ, там накапливаются и химически модифицируются (например, от белков отрезаются лишние участки). Затем готовые вещества заключаются в пузырьки и отправляются по месту назначения.
а) По положению и функции, в диктиосомах различают 2 части:
проксимальная (cis-) часть обращена к ЭПС,
противоположная часть называется дистальной (trans-).
б) При этом
к проксимальной части мигрируют пузырьки от гранулярной ЭПС,
обрабатываемые" в диктиосоме белки постепенно перемещаются от проксимальной части к дистальной и, наконец,
от дистальной части отпочковываются секреторные пузырьки и первичные лизосомы. Итак, перечень основных функций комплекса Гольджи таков:
сегрегация (отделение) соответствующих белков от гиалоплазмы и концентрирование их,
продолжение химической модификации этих белков,
сортировка данных белков на лизосомальные, мембранные и экспортные, включение белков в состав соответствующих структур (лизосом, секреторных пузырьков, мембран).
Лизосомы
Пузырьки, заполненные пищеварительными ферментами. Образуются в АГ. Пищеварительная вакуоль, в которой происходит переваривание пищи, получается после слияния фагоцитозного пузырька с лизосомой. Кроме того, лизосомы могут переваривать ненужные части клетки или целые клетки, например, у головастика постепенно исчезает хвост.
а) Функция лизосом - внутриклеточное переваривание макромолекул. Причём, в лизосомах разрушаются
как отдельные макромолекулы (белки, полисахориды и т.д.),
так и целые структуры - органеллы, микробные частицы и пр.
б) Это могут быть вещества и структуры той же самой клетки;
в результате, обеспечивается самообновление состава клетки (при условии одновременно идущих процессов синтеза и сборки).
в) Но, кроме того, в лизосомах разрушаются и продукты эндоцитоза, т.е. растворённые вещества или твёрдые частицы, захваченные клеткой из окружающей среды.
Вакуоли
Пузырьки, заполненные каким-либо содержимым. У животных вакуоли временные, занимают около 5% клетки. У растений и грибов имеется крупная центральная вакуоль, занимающая до 90% объема зрелой клетки. Её содержимое у растений называется клеточный сок, мембрана – тонопласт.
Вакуоль — это место запаса воды. Вакуоли развиваются из цистерн эндоплазматической сети
Вопрос 19
Структурно-функциональная характеристика рибосом
Рибосомы - постоянные органеллы клетки, не имеющие мембранного строения. Рибосомы впервые были описаны Джорджем Паладе в 1952 году. Присутствует в клетках всех организмов, как эукариот, так и прокариот.
Рибосомы состоят из малой и большой субъединиц.
Синтез рибосом эукариот происходит в ядрышке. Рибосомы представляют собой нуклеопротеид, диаметром 20-30 нм., в состав которого входит рРНК и белок.
Рибосомы, объединенные одной иРНК образуют полисому.
Функция рибосом: биосинтез белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемо мРНК. Этот процесс называется трансляцией.
Выделяют следующие виды рибосомы:
1. Свободные (полирибосомы) - синтезируют белок для всех нужд клетки.
2. Рибосомы ЭПС (прикрепленные или связанные) – синтезируют белок на эксплуатацию, т.е. синтезируют белки, функционирующие вне клетки.
3. Рибосомы митохондрий и пластид – синтезируют белки для нужд митохондрий.
Вопрос 20
Структурно-функциональная характеристика митохондрий.
Митохондрии – органеллы общего значения, двумембранного строения, обеспечивающие организм энергией. Энергетические станции клетки.
Митохондрии представляют собой структуры округлой палочковидной формы от 1 до 5 мкм.
Характерны для большинства эукариотических клеток как автотрофов, так и гетеротрофов.
Митохондрии имеют наружную и внутреннюю мембраны, перимитохондриальное и внутримитохондриальное пространство. Внутримитохондриальное пространство заполнено матриксом, содержащим кольцевую ДНК, иРНК и тРНК. Перимитохондриальное пространство представляет собой пространство между наружной и внутренней мембранами. Наружная мембрана митохондрии имеет толщину около 7 нм, не образует впячиваний и складок, замкнута сама на себя. Внутренняя мембрана образует выпячивания листовидной (кристы) или трубчатой (тубулы) формы.
Основная функция митохондрий – синтез АТФ (синтез универсальной формы химической энергии в любой живой клетке). АТФ может образовываться двумя путями:
1. в результате субстратного фосфорилирования в жидкой фазе (например, при гликолизе);
2. в процессе мембранного фосфорилирования, связанного с использованием энергии трансмембранного электрохимического градиента протонов водорода.
Митохондрии реализуют оба эти пути, первый из которых характерен для начальных процессов окисления субстрата и происходит в матриксе, а второй завершает процессы энергообразования и связан с кристами митохондрий. Именно второй путь определяет митохондрии, как энергетические станции клетки. В целом второй путь образования АТФ (процесс энергообразования в митохондриях) может быть разбит на четыре основные стадии, первые две из которых протекают в матриксе, а две последние — на кристах митохондрий:
1. Превращение поступивших из цитоплазмы в митохондрию пирувата и жирных кислот в ацетил-СоА;
2. Окисление ацетил-СоА в цикле Кребса, ведущее к образованию НАДН;
3. Перенос электронов с НАДН на кислород по дыхательной цепи;
4. Образование АТФ в результате деятельности мембранного АТФ-синтетазного комплекса.
Вопрос 21
Клетка — открытая система, поскольку ее существование возможно только в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Жизнедеятельность клетки обеспечивается процессами, образующими три потока: информации, энергии веществ.
Поток энергии обеспечивается механизмами энергообеспечения — брожением, фото — или хемосинтезом, дыханием. Дыхательный обмен включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот, использование выделяемой энергии для образования высококалорийного клеточного «топлива» в виде аденозинтрифосфата (АТФ). Энергия АТФ в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы — химическую (синтезы), осмотическую (поддержание перепадов концентрации веществ), электрическую, механическую, регуляторную. Анаэробный гликолиз — процесс бескилородного расщепления глюкозы. Фотосинтез — механизм преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ.
Дыхательный обмен одновременно составляет ведущее звено потока веществ, объединяющего метаболические пути расщепления и образования углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот.
Биологически активные вещества — гормоны, ферменты, адреналин, серотонин и т. д.
Отредактировал Святослав Дуркин, 20 окт 2012 в 18:57.
Вопрос 22
Строение интерфазного ядра.
Компоненты инт.ядра:
1)Кариолемма: - ядерная оболочка из 2ух слоев мембран. Внешний содержит рибосомы и переходит в мембр.ЭПС. Ламины – плотная пластинка ядра. Поринуклеарное пространство(20-50 нм) сообщается с цистернами ЭПС. Ядерный поровый комплекс (япк) диаметром 120нм.
Функции:-ограничивает содержимое ядра от цитолеммы . формообразование. Ядерноцитоплазматический транспорт.
2)кариоплазма-ядерный сок: ядерный матрикс-белковая структура после удвоения аминокислот; кариолимфа – коллоидный раствор.
Функции: связующая. Упаковка хроматина. Транспорт веществ внутри ядра. Регуляция внутриядерных процессов.
3)ядрышко: обязат.компонент интерфазного ядра,источник рибосом.
Состав: белки 70-80, рнк-5-14, ДНК-2-12.
Фибриллярный компонент( предшествующая рнк); гранулярный компонент( комплекс р-РНК и белки);ядрышковый организатор ЯОР(гены в особых областях хромосом).
4)хроматин: ДНП (дезоксирибонуклеопротеид).
По теории Довери-хромосомы непрерывны,т.к. сохраняются в кл во время интерфазы.
Хроматин:1) гетерохроматин: окрашивается; высоконденсированный; транскрипции не происходит.2) эухроматин: не окрашивается;деконденсированный,происходит транскрипция.
Гетерохроматин: 1) конститутивный(постоянный гетерохроматин): в образовании центромеры;хромоценты;не содержит генов; структурная функция.2) факультативный: половой хроматин-содержит гены не активные в данной клетке. Факультативный может переходить в эухроматин и наоборот!
Вопрос 23
Упаковка днк в метафазную хромасому
Уровень метафазной хромосомы - четвертый уровень упаковки генетического материала. В метафпазе хроматиды еще спирализуются. Сокращение длины нитей происходит в 20 раз. Длина метафазных хромосом от 0,2 до 150 мкм, диаметр 0,2-5,0 мкм. Кольцевые молекулы ДНК прокариотических клеток содержат 5 х 10^6 пар нуклеотидов и образуют комплексы с негистоновыми белками
Вопрос 24
Хромосомы и хроматин. Гетеро- и эухроматин.
Хромосомы - нуклеопротеидные структурные Элементы ядра клетки, содержащие, днк, в которой заключена наследственная Информация организма, способны к самовоспроизведению, обладают структурной и функциональной индивидуальностью и сохраняют её в ряду поколений.
в митотическом цикле наблюдаются следующие Особенности структурной организации хромосом:
Различают митотическую и интерфазные формы Структурной организации хромосом, взаимопереходящие друг в друга в митотическом Цикле - это функциональные и физиологические превращения
• функциональные превращения - компактизация - декомпактизация в клеточном цикле. Компактные, конденсированные, имеющие определенное строение во время митоза.
Для интерфазных хромосом в основном Свойственно деспирализованное состояние. Степень спирализации отдельных Фрагментов хромосом варьирует, образуя совокупность более или менее рыхло Расположенных нитчатых образований и глыбок хроматина ядра эукариотических Клеток.
• смена двух физиологических форм: Транспортной ( идентифицируемой во время деления. Хромосомы компактные ясно Различимые) и функциональной в виде - хроматина (в промежутках между делениями, Хромосомы разрыхленные, нитевидные и не различимые по отдельности).
Химическая организация хромосом.
Химический состав хромосом - ДНК- 40%, Гистоновых белков - 40%. Негистоновых - 20% немного РНК. Липиды,полисахариды,ионы металлов.
Имеется 5 фракций основных гистоновых белков (Н1 , Н2А , Н2В , НЗ , Н4) и более 100 фракций кислых негистоновых белков,
Функции гистоновых белков: регуляторная (прочно соединяясь с ДНК препятствуют считыванию информации) и структурная (обеспечивают пространственную организацию ДНК в хромосомах. Образуя Нуклеогистон). Функции негистоновых белков: среди них ферменты регулирующие Процессы:
• синтеза РНК (полимеразы) и процессинга РНК,
• редупликации и репарации ДНК (геликаза. ДНК Попимераза, эндонуклеаза. Экзонуклеаза, лигаза),
• регуляторная функция, заключающаяся в «запрещении» или «разрешении» считывания информации с молекулы ДНК
Днк эукариотических клеток представлена Следующими фракциями:
а) уникальные последовательности генов 56 % - Присутствуют в гаплоидном наборе в единственном числе, образуют основную часть Структурных и регуляторных генов,
б) гены со средним числом повторов 8 % - 102 - 104 копии это структурные гены кодирующие первичную структуру гистонов или Нуклеотидов рибосомальных и транспортных РНК,
в) многократно повторяющиеся гены 12 % -10б Копий - нетранскрибируемая сателлитная ДНК. Играющая роль спейсеров (фрагментов) разделяющих структурные и регуляторные гены .
г) блуждающие структурные гены, Положение которых в хромосоме меняется в зависимости от жизненного цикла,
д) молчащие гены они реплицируются, но не Транскрибируются. Участвуют в обеспечении структурной организации хроматина и В регуляции экспрессии генов.
Понятие об интерфазных слабоспирализованных Хромосомах, образующих хроматин интерфазного ядра
Классификация и функции хроматина: различают гетеро- и эухроматин.
а) гетерохроматин:
• факультативный - образуется при Спирализации одной из двух гомологичных хромосом. Типичным примером служит Тельце полового хроматина, образуемого одной из двух Х-хромосом соматических Клеток женских особей человека и млекопитающих Функциональная роль Факультативного гетерохроматина заключается в компенсации снижении дозы определенного Гена.
• структурный
отличается Высокоспирализованным состоянием, которое сохраняется на протяжении всего мит. Цикла. Он занимает постоянные участки в гомологичных хромосомах - это фрагменты Околоцентромерных, теломерных участков хромосом, Не содержит структурных генов (нетранскрибируемый); Его роль не ясна, но по видимому он выполняет опорную Функцию.
б) эухроматин - имеет менее компактную организацию, деспирализуется в Конце митоза, образует слабоокрашенные нитчатые структуры содержит структурные транскрибируемые Гены: в каждой хромосоме свой порядок расположения эухроматина и гетерохроматина. Что Используется для идентификации отдельных хромосом в цитогенетике.
Вопрос 25
1. Кариоти́п — совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данногобиологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и визуальное представление полного хромосомного набора (кариограммы).
2. Идиограмма - (идио- + греч. gramma запись, изображение; син. кариограмма) графическое изображение отдельных хромосом со всеми их структурными характеристиками.
3. Основы существующей унифицированной классификации хромосом были заложены в 1960 году в Денвере. В основу классификации положены различия в длине хромосом и расположении центромеры. На основании различий в длине выделены 23 пары хромосом, при этом парам, имеющим наибольшую длину, дан наименьший номер (самыми длинными являются хромосомы 1- и 2-й пары). Выделяют группы метацентрических, субметацентрических и акроцентрических хромосом. Отнесение хромосом к тому или иному типу производится на основе расчета центромерного индекса - отношения длины короткого плеча к длине всей хромосомы. В группе мета-центрических хромосом короткое и длинное плечи приблизительно равны, и центромерный индекс приближается к 0,5. В субметацентрических хромосомах центромерный индекс снижен и составляет от 0,25 до 0,35, в акроцентрических хромосомах он часто не превышает 0,2. На основании комбинации этих двух основных признаков хромосомы сгруппированы в 7 групп, обозначаемых буквами английского алфавита (от А до G).
Группа А включает хромосомы 1, 2, 3, причем хромосомы 1 и 3 - метацентрики (центромерный индекс первой хромосомы равен 0,48-0,49, третьей - 0,45-0,46), а хромосома 2 - самый большой субметацентрик (с центромерным индексом 0,38-0,40).
Группа В состоит из двух хромосом - 4 и 5. Это большие субметацентрические хромосомы с центромерным индексом от 0,24 до 0,30.
Вопрос 26
Деление и дифференцировка клетки. Гибель клетки. Некроз и апаптоз.
Вопрос 27
Пролифера́ция -новообразование клеток и внутриклеточных структур (митохондрий, эндоплазматической сети, рибосом и др.). Лежит в основе роста и дифференцировки тканей, обеспечивает непрерывное обновление структур организма. С помощью П. ликвидируется образовавшийся при повреждении тканей дефект и нормализуется нарушенная функция. П. может возникать и вследствие нарушения гормональных влияний, приводя к уродливому увеличению органа, например при акромегалии. П. клеток, утративших способность дифференцироваться в клетки того или иного органа, ведет к возникновению опухолей. Одни органы и ткани обладают очень высокой способностью к П. клеток (соединительная, кроветворная. костная ткань, печень, эпидермис, эпителий слизистых оболочек), другие — более умеренной (скелетные мышцы, поджелудочная железа, слюнные железы и др.), третьи — совсем или почти лишены этой способности (ц.н.с., миокард).
Виды пролиферации: эпителиальная, фиброзная, сосудистая
Вопрос 28
Клеточный цикл
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.
Интерфаза значительно более длительна, чем митоз (обычно занимает не менее 90% всего времени клеточного цикла) и подразделяется на три периода: пресинтетическиv или постмитотический (G1),синтетический (S) и постсинтетический или премитотический (G2).
1. G1 период наступает сразу же после митотического деления клетки и характеризуется активным ростом клетки и синтезом белка и РНК. G1 -период длится от нескольких часов до нескольких дней. В течение этого периода синтезируются особые "запускающие" белки (trigger proteins), или активаторы S-периода. Они обеспечивают достижение клеткой определенного порога, после которого она вступает в S-период.
2. Синтетический (S-) период характеризуется репликацией ДНК и синтезом белков, в частности, гистонов, которые поступают в ядро из цитоплазмы и обеспечивают нуклеосомную упаковку вновь синтезированной ДНК. В результате происходит удвоение числа хромосом. Одновременно удваивается число центриолей. S-период длится у большинства клеток 8-12 часов.
3. G2 период следует за S-периодом и продолжается вплоть до митоза В течение этого периода клетка осуществляет непосредственную подготовку к делению. Происходит созревание центриолей, запасается энергия, синтезируются РНК и белки (в частности, тубу-лин), необходимые для процесса деления. Длительность G2-периода составляет 2-4 часа.
Деление клеток
Митоз (кариокинезом) является универсальным механизмом деления клеток. Митоз следует за G2-периодом и завершает клеточный цикл. Он длится 1-3 часа и обеспечивает равномерное распределение генетического материала в дочерние клетки. Митоз включает 4 основные фазы профазу, метафазу, анафазу и телофазу.
Профаза начинается с конденсации хромосом, которые становятся видимыми в световой микроскоп как нитевидные структуры. Каждая хромосома состоит из двух параллельно лежащих сестринских хроматид, связанных в области центромеры. Ядрышко и ядерная оболочка к концу фазы исчезают. Кариоплазма смешивается с цитоплазмой. Центриоли мигрируют к противоположным полюсам клетки и дают начало нитям ахроматинового веретена. В области центромеры образуются особые белковые комплексы - кинетохоры, к которым прикрепляются некоторые микротрубочки веретена (кинетохорные микротрубочки)
Метафаза соответствует максимальному уровню конденсации хромосом, которые выстраиваются в области экватора митотического веретена. Хромосомы перемещаются в экваториальную плоскость и удерживаются в ней благодаря сбалансированному натяжению кинетохорных микротрубочек.
Анафаза начинается с синхронного расщепления всех хромосом на сестринские хроматиды (в области центромеры) и движения дочерних хромосом к противоположным полюсам клетки. Анафаза характеризуется удлинением митотического веретена за счет некоторого расхождения полюсов клетки. Она завершается скоплением на полюсах клетки двух идентичных наборов хромосом. В конце анафазы благодаря сокращению актиновых микрофиламентов, начинает образовываться клеточная перетяжка, которая углубляясь, в следующей фазе приведет к цитотомии.
Телофаза - конечная стадия митоза, в течение которой реконструируются ядра дочерних клеток и завершается их разделение. Вокруг Конденсированных хромосом восстанавливается кариолемма, вновь появляются ядрышки. Ядра Клеток постепенно увеличиваются, а хромосомы прогрессивно деспирализуются и исчезают, замещаясь картиной хроматина интерфазного ядpa. Одновременно происходит углубление клеточной перетяжки, и клетки в течение некоторого времени остаются связанными суживающимся цитоплазматическим мостиком. формируютя две дочерник клетки. В телофазе происходит распределение органелл между дочерними клетками.
|
|
|
Скачать 256.62 Kb.