1 атт гиста (копия). 1. Понятие о клетке, как о наименьшей единице живого
 Скачать 94.46 Kb.
|
 PAGE \* MERGEFORMAT2 1. Понятие о клетке, как о наименьшей единице живого. Клетка является наименьшей единицей живой материи, обладающей самостоятельной жизнедеятельностью и способностью к самовоспроизведению. Клетка — это ограниченная активной мембраной, упорядоченная, структурированная система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом. Основные компоненты клетки: 1) ядро; 2) цитоплазма. По соотношению ядра и цитоплазмы (ядерно_цитоплазматическому отношению) клетки подразделяются на: 1) клетки ядерного типа (объем ядра преобладает над объемом цитоплазмы); 2) клетки цитоплазматического типа (цитоплазма преобладает над ядром). По форме клетки бывают круглыми (клетки крови), плоскими, кубическими или призматическими (клетки разного эпителия), веретенообразными (гладкомышечные клетки), отростчатыми (нервные клетки) и др. Большинство клеток содержат одно ядро, однако в одной клетке может быть 2, 3 и более ядер (многоядерные клетки). В организме имеются структуры (симпласты,синцитий), содержащие несколько десятков или даже сотен ядер. Однако эти структуры образуются или в результате слияния отдельных клеток (симпласты), или в результате неполного деления клеток (синцитий). 2. Неклеточные структуры. Неклеточные структуры подразделяются на: 1) ядерные; 2) безъядерные Ядерные- содержат ядро и возникают путем слияния клеток, или в следствие незавершенного деления. К таким образованьям относятся: симпласты и синцитии. Симпласты - это большие образования, которые состоят из цитоплазмы и большого количества ядер. Примером симпластов являются скелетные мышцы Синцитий или соклетия - эти образования характеризуются тем, что после деления исходной клетки, вновь образованные клетки остаются соединенными между собой цитоплазматическими мостиками. Безъядерные – это неклеточные структуры, которые представляют продукт жизнедеятельности отдельных групп клеток. Примером таких структур являются волокна и основное (аморфное) вещество соединительной ткани, которые продуцируются клетками фибробластами. 3. Предмет и задачи цитологии. Цитология — наука о клетке. Предметом ее изучения является клетка как структурная и функциональная единица жизни. В задачи цитологии входит изучение строения и функционирования клеток, их химического состава, функций отдельных клеточных компонентов, познание процессов воспроизведения клеток, приспособления к условиям окружающей среды, исследование особенностей строения специализированных клеток, этапов становления их особых функций, развития специфических клеточных структур и др. 4. основные положения клеточной теории на современном этапе развития науки. Современная клеточная теория включает следующие положения: 1) Клетка – основная структурно-функциональная и генетическая единица живых организмов, наименьшая единица живого; 3) Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу и важнейшим проявлениям процессов жизнедеятельности; 4) Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки; 5) Клетки многоклеточных организмов специализированы: они выполняют разные функции и образуют ткани; 6) Клетка является открытой системой через которую проходят и преобразуются потоки вещества, энергии и информации 5. Общий план организации эукариот Эукариотическая клетка состоит из 3 основных компонентов: 1. Клеточной оболочки; 2. Цитоплазмы; 3.Ядра. 1) Клеточная оболочка отграничивает цитоплазму клетки от окружающей среды или от соседних клеток. Она состоит из 3 слоев: - Наружный (надмембранный) слой – гликокаликс - Собственно мембрана (биологическая мембрана); - Подмембранная пластинка (кортикальный слой плазмолеммы). Функции: - разграничение; - транспорта веществ; - рецепция; - обеспечение межклеточных контактов. 2) Цитоплазма состоит из гиалоплазмы и организованных структур, к которым относятся органеллы и включения. Важнейшая роль цитоплазмы — объединение всех клеточных структур и обеспечение их химического взаимодействия. Она выполняет и другие функции, в частности, поддерживает тургор клетки. 3) Ядро имеет ядерную оболочку, кариоплазму, хроматин (хромосомы), ядрышко. Функции: хранение и передача наследственной информации. Все перечисленные компоненты клеток взаимодействуя между собой выполняют функции обеспечения существования клетки, как единого целого. 6.Взаимосвязь формы и размеров клеток с их функциональной специализацией. Взаимосвязь строения клетки и функции ткани наблюдается во всех без исключения клетках. Эта закономерность возникает в процессе естественного отбора - клетки, наиболее приспособленные к определенным функциям ткани, повышают функциональность и способствуют наилучшей выживаемости всего организма. Например, жировые клетки предназначены для сохранения запаса питательных веществ и никакие другие по строению клетки с этой функцией бы не справились. 7. Биологическая мембрана Клеточные мембраны состоят из липопротеиновых (жиробелковых) структур и имеют толщину в 10 нм. Стенки мембран образованы липидами трёх классов: фосфолипидами – соединениями фосфора и жиров; гликолипидами – соединениями липидов и углеводов; холестеролом (холестерином) – жирным спиртом. Эти вещества образуют жидкостно-мозаичную структуру, состоящую из трёх слоёв. Фосфолипиды формируют два внешних слоя. Они имеют гидрофильную головку, от которой отходят два гидрофобных хвостика. Гидрофобные (неполярные) группы молекул липидов погружены в толщу мембраны, а гидрофильные (полярные) головки ориентированы наружу, в окружающую водную среду. барьерную – отделяет содержимое клетки от внешней среды; транспортную – регулирует обмен веществ; ферментативную – осуществляет ферментативные реакции; рецепторную – распознаёт внешние стимулы. контактную – способствуют соединению клеток друг с другом Наиболее важной функцией является транспорт веществ при метаболизме. В клетку из внешней среды постоянно попадают жидкие и твёрдые вещества. Наружу выходят продукты обмена. Все вещества проходят через клеточную мембрану. 8. Понятие о компартментализации клетки и ее функции Компартментализация - разделение клеток эукариот на отсеки (компартменты), покрытые оболочкой из бислоя липидов, в которых локализованы определенные биохимические процессы. Функция: Принцип компартментализации позволяет клетке выполнять разные метаболические процессы одновременно. 9. Клеточная оболочка. Плазмолемма Плазмолемма — оболочка животной клетки, отграничивающая ее внутреннюю среду и обеспечивающая взаимодействие клетки с внеклеточной средой. Функции плазмолеммы: 1) разграничительная (барьерная); 2) рецепторная; 3) антигенная; 4) транспортная; 5) образование межклеточных контактов. Химический состав веществ плазмолеммы: белки, липиды, углеводы. Строение плазмолеммы: 1) бислой, составляющий основу плазмолеммы, в которую местами включены молекулы белков; 2) надмембранный слой; 3) подмембранный слой, имеющийся в некоторых клетках. В каждой липидной молекуле различают две части: 1) гидрофильную головку; 2) гидрофобные хвосты. Гидрофобные хвосты липидных молекул связываются друг с другом и образуют билипидный слой. Гидрофильные головки соприкасаются с внешней и внутренней средой. Белковые молекулы встроены в билипидный слой мембраны локально и не образуют сплошного слоя. По выполняемой функции белки плазмолеммы подразделяются на: 1) структурные; 2) транспортные; 3) белки рецепторы; 4) белки ферменты; 5) антигенные детерминанты. 10. Характеристика надмембранного (гликокаликс) и подмембранного слоев. У клеток животных и человека есть тонкий поверхностный пласт – гликокаликс. Состоит из гликопротеидов (соединений белков с углеводами) и частично гликолипидов (соединений липидов с углеводами). Гликокаликс обеспечивает непосредственную связь клеток с внешней средой и между клетками. Клетка воспринимает раздражения через гликокаликс. Не выполняет опорной функции. В гликокаликсе благодаря наличию ферментов может происходить внеклеточное пищеварение. Под плазматической мембраной расположен подмембранный слой — узкий участок цитоплазмы. Содержимое цитоплазмы в этой области более вязкое и практически не содержит органелл, здесь сосредоточены структурные элементы опорно-сократительного аппарата клетки, или цитоскелет.Функции подмембранного слоя: Поддержание формы клетки создание ее упругости изменения клеточной поверхности, за счет чего клетка участвует в эндо- и экзоцитозе, фагоцитозе, движении, секреции. С другой стороны, подмембранный слой связывает клеточную поверхность с компонентами цитоплазмы, поддерживает их упорядоченное расположение. 11. Механизмы барьерной, рецепторной и транспортной функций. • барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмены веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами. • транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке соответствующего pH и ионной концентрации, которые нужны для работы клеточных ферментов. Частицы, по какой-либо причине не способные пересечь фосфолипидный бислой (например, из-за гидрофильных свойств) но необходимые для клетки, могут проникнуть сквозь мембрану через специальные белки-переносчики (транспортеры) и белки-каналы или путем эндоцитоза. При пассивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии, путем диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. • рецепторная — некоторые белки, сидящие в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетке воспринимает те или иные сигналы). Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней. 12. Взаимосвязь плазматической мембраны над- и под- мембранного слоев в клеточной оболочке в процессе функционирования. Гликокаликс играет важную роль во взаимоотношениях клеток с окружающей средой и друг с другом, участвует в процессах рецепции, адсорбции, в ферментном расщеплении различных соединений и во многих других процессах. Под плазматической мембраной расположен подмембранный слой — узкий участок цитоплазмы. Содержимое цитоплазмы в этой области более вязкое и практически не содержит органелл, здесь сосредоточены структурные элементы опорно-сократительного аппарата клетки, или цитоскелет. 13. Структурные и химические механизмы взаимодействия клеток. Среди контактов, опосредующих соединение двух клеток, выделяют: плотные контакты, которые регулируют межклеточный транспорт и предотвращают диффузию мембранных белков; адгезивные контакты, которые связывают актиновый цитоскелет примыкающих друг к другу клеток; десмосомы, которые связывают промежуточные филаменты соседних клеток; щелевые контакты, обеспечивающие прямой перенос ионов и небольших молекул между соседними клетками. У беспозвоночных животных имеются септированные контакты, которые обладают такими же функциями, что и плотные контакты. 14. Специализированные структуры клеточной оболочки: микроворсинки, реснички, жгутики и т.д. Они характерны для зрелых клеток, являются признаками направления их дифференцировки и обеспечивают в них специфические функции. Микроворсинки - структуры клетки, располагающиеся на ее свободной поверхности и выступающие во внеклеточное пространство. Эти выпячивания значительно расширяют поверхность клетки. Микроворсинки активно всасывают и (или) активно переваривают вещества на поверхности клеток. Нередко для клеток, имеющих много микроворсинок, характерна высокая ферментативная активность и счет белков, прикрепляющихся к гликокаликсу (столбчатые энтероциты кишечника, тироциты щитовидной железы и т. д.). Реснички и жгутики являются выростами из некоторых клеток необходимые для клеточной локомоции (передвижения). Они также помогают перемещать вещества вокруг клеток и направлять их к нужным участкам. Реснички и жгутики образуются из специализированных групп микротрубочек, называемых базальными телами. Если выросты короткие и многочисленные, их называют ресничками. Если они длиннее и менее многочисленны (обычно только один или два), они называются жгутиками. Обычно реснички и жгутики имеют сердцевину, состоящую из микротрубочек, соединенных с плазматической мембраной, расположенных по схеме 9+2. Кольцо из девяти микротрубочек имеет в своем центре две особые микротрубочки, которые сгибают реснички или жгутики. Этот тип организации встречается в устройстве большинства ресничек и жгутиков эукариотических клеток. 15. Межклеточные контакты Типы межклеточных контактов: 1) простой контакт — 15—20 нм (связь осуществляется за счет соприкосновения макромолекул гликокаликсов). Простые контакты занимают наиболее обширные участки соприкасающихся клеток. При помощи простых контактов осуществляется слабая связь — адгезия, не препятствующая транспортированию веществ в межклеточные пространства. Разновидностью простого контакта является контакт типа замка, когда плазмолеммы соседних клеток вместе с участками цитоплазмы как бы впячиваются друг в друга, чем достигается увеличение площади соприкасающихся поверхностей и более прочная механическая связь; 2) десмосомный контакт. Десмосомные контакты представляют собой небольшие участки взаимодействия между клетками. Каждый такой участок имеет трехслойное строение и состоит из двух полудесмосом — электронноплотных участков, расположенных в цитоплазме в местах контакта клеток, и скопления электронноплотного материала в межмембранном пространстве — 15—20 нм. Количество десмосомных контактов у одной клетки может достигать 2000. Функциональная роль десмосом — обеспечение механического контакта между клетками; 3) плотный контакт. Данный контакт называют также замыкательными пластинками. Они локализуются в органах (желудке, кишечнике), в которых эпителий отграничивает агрессивное содержимое данных органов, например желудочный сок, содержащий соляную кислоту. Плотные контакты находятся только между апикальными частями клеток, охватывая по всему периметру каждую клетку. В этих участках межмембранные пространства от сутствуют, а билипидные мембраны соседних клеток сливаются в единую билипидную мембрану. Функциональная роль плотных контактов — прочная механическая связь клеток, препятствие транспорту веществ по межклеточным пространствам; 4) щелевидный контакт (или нексусы) — (обе мембраны пронизаны в поперечном направлении белковыми молекулами (или коннексонами), содержащими гидрофильные каналы, через которые осуществляется обмен ионами и микромолекулами соседних клеток, чем и обеспечивается их функциональная связь). Данные контакты представляют собой ограниченные участки контактов соседних клеток. Примером щелевидных кон тактов (нексусов) служат контакты кардиомиоцитов. 5) синаптический контакт (или синапс) — специфические контакты между нервными клетками (межнейронные синапсы) или между нервными и мышечными клетками (мионевральныесинапсы). Функциональная роль синапсов — передача нервного импульса или волны возбуждения (торможения) с одной клетки на другую или с нервной клетки на мышечную. 16. Основные компоненты цитоплазмы – органеллы, включения и гиалоплазма Органеллы – постоянные структурные элементы цитоплазмы клетки, имеющие специфическое строение и выполняющие определенные функции. Они в свою очередь делятся на: · мембранные органеллы: митохондрии, эндоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс, лизосомы, пероксисомы. · немембранные органеллы: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофибриллы, микрофиламенты. Так же бывают специальные органеллы, имеющиеся в цитоплазме только определенных клеток и выполняющие специфические функции этих клеток. Специальные органеллы делятся на: · цитоплазматические – миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы; · органеллы клеточной поверхности – реснички, жгутики. Включения цитоплазмы — это необязательные компоненты клетки, появляющиеся и исчезающие в зависимости от интенсивности и характера обмена веществ в клетке и от условий существования организма. Включения имеют вид зерен, глыбок, капель, вакуолей, гранул различной величины и формы. Их химическая природа очень разнообразна. В зависимости от функционального назначения включения объединяют в группы: • Трофические; • Секреты; • Пигменты; • Экскреты и др. Среди трофических включений (запасных питательных веществ) важную роль играют жиры и углеводы. Белки как трофические включения используются лишь в редких случаях (в яйцеклетках в виде желточных зерен). Пигментные включения придают клеткам и тканям определенную окраску. Секреты накапливаются в железистых клетках, так как являются специфическими продуктами их функциональной активности. Экскреты — конечные продукты жизнедеятельности клетки, подлежащие удалению из неё. Гиалоплазма — основное вещество цитоплазмы, заполняет все пространство между плазматической мембраной, оболочкой ядра и другими внутриклеточными структурами. Гиалоплазму можно рассматривать как сложную коллоидную систему, способную существовать в двух состояниях: золеобразном (жидком) и гелеобразном, которые взаимно переходят одно в другое. В процессе этих переходов осуществляется определенная работа, затрачивается энергия. Гиалоплазма лишена какой-либо определенной организации. |