вопросы к экзамену Медицинская биология. Пpинципы структуpнофункциональной организации клетки. Сравнительная характеристика про и эукариот
 Скачать 168.89 Kb.
|
Клетка-это структурно-фунциональная единица всего живого. Функции 1)Синтетическая(или пластическая ) строительство тела (белки ферменты); 2)Энергетическая – все внутриклеточные процессы идут с затратой энергии,основной поставщик митохондрия ; 3) Регуляторная – согласует работу синтетического аппарата и энергетических органелл которые регулируют обмен в-в; 4) Барьерно-рецепторная – специальные структуры на плазмолемме участвующие в хим. и физ. Факторах и содержат много рецепторов; 5) Транспортная- пассивный транспорт перенос ряда в-в , активный перенос с затратой энергии. Живые организмы делятся на Клеточные( про-и эукариоты) и неклеточные (вирусы фаги). Прокариоты - ядерный материал находиться в цитоплазме, органоидов нет, могут быть только одноклеточные бактерии, сине-зеленные водоросли. Эукариоты наличие форменного ядра ,органоиды мембранного строения, бывают одноклеточные, многоклеточные. Особенности строения прокариотов имеют капсулу ,клеточную стенку(муриин),цитоплазму, рибосомы, фотосинтетическая мембрана ,плазмиды(доп.генный материал), нуклеоид, кольцевая ДНК , жгутик , мезосомы(аналог митохондрий)
Клеточная теория Шлейдена Шванна 1)Клетка представляет собой основу структурной и функциональной организацией растений и животных 2)Клетки у всех организмов имеют мембранное строение 3)Ядро клетки представляет собой ее главной регуляторный органоид 4)Клетка является единицей патологии 5)Клеточное строение живых организмов является свидетельством единства их происхождения. Теория Р.Вихрова Каждая клетка происходит от другой клетки. Опроверг теорию Шлейдена и Шванна , ввел понятие каждая клетка от клетки. После открытия митоза его теория подтвердилась , но у него были ошибки: 1) Клетки слабо связаны друг с другом ; 2) Каждая клетка функционирует самостоятельно. Критики: Сетчинов, Боткин и Павлов утверждали что Вирхов изучает организм оторвано от среды а органы от организма . Они провел ряд исследований которые показали что обмен в-в , питание органов и клеток регуляция и функция организмов регулируется нервной системой
Мембраны состоят из липидных и белковых молекул. Углеводы –в виде гликопротеидов и гликолипидов . Основа мембраны двойной липидный слой из фософогликолипидов. Липидный бислой образован двумя рядами липидов 1)гидрофобные находятся внутри и 2)гидрофильные находятся с наружи. Липиды мембран гидрофильные (полярные головки) гидрофобные (хвосты ). Фософолипиды /гликолипиды/холестерол. Внутренняя часть гидрофобные => избирательная проницаемость (пропускает неполярные в-ва (О2 N2) липиды и Н2О) полярные (сахара и аминокислоты ) с помощью транспортных механизмов. Белки мембран разделяются на 2 группы интегральные(Транспортные белки ) и поверхностные (внутренние(Структурные белки, ферменты) и наружные(рецепторные)) Ф-ция мембран: барьерная , рецепторная , контактная , электрическая) Клетка отделена от окружающей среды цитоплазматической мембраной цитолемма . Все клеточные органеллы окружены мембранной (искл. Рибосомы и микротрубочки )
Ядро обеспечивает хранение, поддержание и реализацию наследственной информации. Основными структурными единицами ядра являются: 1.оболочка (двумембранная) 2.ядрышко 3. кариоплазма 4. хроматин (хромосомы) Ядерные мембраны отделяют содержимое ядра от цитоплазмы, и их контакт происходит только через поры. Ядрышко осуществляет сборку рибосом. Кариоплазма (кариолимфа) является внутренней средой ядра и по своей функции аналогична гиалоплазме. Хроматин представляет собой основной компонент ядра и определяет его главные функции. Цитологически различают гетерохроматин и эухроматин. Гетерохроматическими называют участки, находящиеся в плотноупакованном, конденсированном состоянии. В препаратах для световой микроскопии гетерохроматин окрашен более интенсивно, чем эухроматин. Гетерохроматин подразделяется на 2 фракции: констутитвный гетерохроматин и факультативный.
Она имеет первичную вторичную и третичную структуру. Первичная структура(1.Представлена последовательностью нуклеотидов в одной линейной цепи. Вторичная структура представлена двумя Комплиментарными ,анти параллельными цепями. Третичная структура (3) образуется в результате скручивания в пространстве двух комплиментарных цепей в спираль. Нуклеотиды ДНК сконструированы на основе дезоксирибозы, к первому углеродному атому, который, присоединено азотистое основание, а к пятому - остаток ортофосфорной кислоты. Полинуклеотидная цепочка образуется с помощью фосфорнодиэфирных мостиков связывающих С3 – гидроксильную группу одного нуклеотида и С5 – гидроксильную группу второго нуклеотида. Две полинуклеотидные цепи соединяются между собой водородными связями, образующимися между азотистыми основаниями по принципу комплиментарности. Напротив аденина всегда стоит тимин,а напротив гуанина – цитозин. Две комплементарные цепи ДНК являются антипаралельными.
Ген — структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Ген представляет собой последовательность ДНК, задающую последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК. Гены (точнее, аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся от родителей потомству при размножении. При этом некоторые органеллы (митохондрии, пластиды) имеют собственную ДНК, не входящую в геном организма, которая определяет их признаки. В зависимости от выполняемых функций гены делятся на1.Структурные гены – гены, контролирующие синтез структурных белков или ферментов2. Регуляторные гены – гены, контролирующие синтез различных белков, влияющих на активность структурных генов. Регуляторные гены в свою очередь делятся на:Гены – модификаторы – усиливающие и снижающие активность структурных генов.Гены – супрессоры – подавляющие активность структурных геновПо влиянию на жизнеспособность организмов гены делятся на:1 Летальные гены – гены, приводящие к гибели их носителей2. Сублитальные гены – гены, приводящие к нарушению репродуктивной функции (стерильность, пониженная жизнеспособность или нежизнеспособность потомства) их носителей3. Нейтральные гены – не влияющие на жизнеспособность организма.Строение структурных генов прокариот и эукариот специфичное. У прокариот в большинстве случаев кодирующий участок непрерывен, в генах эукариот наряду с участками, кодирующими специфический для этого гена продукт (полипептид, рибосомную РНК, транспортную РНК), имеются некодирующие участки. Кодирующие участки гена получили, как уже упоминалось, название экзонов, некодирующие — интронов. В структурном гене экзоны чередуются с интронами. Ген как бы разорван. Число и внутригенная локализация интронов характерны для каждого гена. Размеры интронов различные (от нескольких десятков до нескольких тысяч нуклеотидных пар). Нередко на долю интронов в гене приходится больше нуклеотидов, чем на долю экзонов. Роль интронов мало изучена. Если бы они не выполняли определенных функций, были не нужны организму, элиминировались бы естественным отбором. Эукариотические гены, в отличие от бактериальных, имеют прерывистое мозаичное строение. Кодирующие последовательности (экзоны) перемежаются с некодирующими (интронами).
Хромосомы-структуры ядра, интенсивно окрашивающиеся и хорошо заметные во время деления клеток. В период между делением клеток (в интерфазе) хромосомы не видны. Хромосомы могут пребывать в 2 состояниях: спирализованные – короткие и плотные, хорошо видные в световой микроскоп; деспирализованные (раскрученные) - длинные и тонкие (хроматин). В хромосомах различают первичную перетяжку (кинетохор) и плечи. Месторасположение центромеры обуславливает форму хромосомы. Если на хромосоме есть глубокие вторичные перетяжки, образуются отделяемые ими участки-спутники. В плечах хромосом видны участки более толстые и более интенсивно окрашенные - хромомеры, чередующиеся с межхромомерными нитями. Мельчайшими структурными компонентами хромосомы явл. нуклеопротеидные микрофибриллы, видимые лишь в электронный микроскоп. Нуклеопротеид-соединение белков с нуклеиновыми кислотами, в данном случае с ДНК. Лежащие вдоль хромосомы микрофибриллы спирально закручены и обр. пару или несколько пар нитей- хромонем.
Кариотипом называют диплоидный набор хромосом клетки, характиризуешся их числом, велечиной и формой. Термин введен в 1924 г. Отечествыным цитологом Левицким. Свойства криотипа соответствуют четырем эмпирическим(правилам). Правила кариотипа:1)Постояноство2)Парности.3)Индивидуальности.4)Непрерывности. Число хромосом в клетках определеного вида всегда неизмено. Число хромосом – видовой признак. Это особенность известна как правило постоянства числа хромсом. В соматических клетках представителей любого биологического вида число хромосом четное, по скольку хромосомы состовляют пары. Парные хромосомы называются гамологичными. Они совпадают по величине, в форме, другим деталям строения, порядку расположения наследственого матереила и его количество особеностям дифференцального окрашивания. Это правило справедливо для всех аутосом и геторосом гомогаметного пола. Половые хромосомы гетерогаметного пола не совпадают по всем деталям строения и на борй генов. Не гомологочиные хромосомы всегда имеют морфологические и функциональные отличия. класификации хромосомы образуют семь групп(АВСDEFG). Гетеросомы выделяют отдельно. Группа Характеристика A 1 и 3 – крупные метацентричиские, 2 – самая крупная субметацентрическая. B Крупные субметацентрические. C Средние субметацентрические.D Средние акроцентрические.E Мелкие субметацентрические.F Мелкие метацентрические.GСамые мелкие акроцентрические. На практике идентификация хромосом по указаным признакам имеет большие трудности фактически удается определить, к какой группе принадлежит та или иная хромосома, но ее конкрентный номер обычно не поддается идентификации. Дальнейшие развитие классификация хромосом получило благодаря работам шведского генетика Касперссона, который к 1970 году разработал методику диференциального окрашивания хромосом с помощью флуоресцентых краситилей. В 1971 его работы были положены в основу парижской стандартизации хромосом человека. Касперссон показал, что после обработки акрихин – ипритом, каждая хромосома не дает равномерного свечения. В хромосомах выделяют сильно флуоресцирующие участки, соответствующие гетерохроматиновым участкам и не флуоресцирующие зоны. Чередование светящихсч и не светящихся фрагментов у каждой пары хромосом строго специфично. Сегодня разработано несколько методов выявления структурной трудности фактически удается определить, к какой группе принадлежит та или иная хромосома, но ее конкрентный номер обычно не поддается идентификации. Дальнейшие развитие классификация хромосом получило благодаря работам шведского генетика Касперссона, который к 1970 году разработал методику диференциального окрашивания хромосом с помощью флуоресцентых краситилей. В 1971 его работы были положены в основу парижской стандартизации хромосом человека. Сегодня разработано несколько методов выявления структурной неоднородности хромосом человека. Их сравнительный анализ показал, что одна и та же зона в хромосоме может быть светлой – неокрашенной , но порядок расположения дисков идентичен при всех методах окраски. Следовыательно, расположение дисков имеет закономерный характер, специфичный для каждой хромосомы.
Катаболизм – аэробные и анаэробные(факультативные и облигатные) Анаболизм – гетеротрофные, аутотрофные (фотосинтезирующие и хемосинтезирующие), миксотрофные. Катаболизм: Бескислородный. Расщепление макромолекул на простые субъединицы. (Происходит в ЖКТ). Разрушаются пищеварительными ферментами. Выделяется только тепловая энергия. Гликолиз. Расщепление простых субъединиц на Ацетил-СоА, сопровождающийся образованием ограниченного кол-ва АТФ и NADH. В цитоплазме клеток и обеспечивает небольшие кол-ва метаболической энергии. Расщеплению подвергается глюкоза. Кислородный-При полном окислении Ацетил-СоА до Н2О и СО2 и образуется большое кол-во NADH, что обеспечивает синтез большого кол-ва АТФ в дыхательной цепи митохондрий, образование основного кол-ва АТФ на кристах митохондрий Белки - в желудке, под действием желудочного сока. Полисахариды-в ротовой полости, под действием слюнных желез. lefttop00Липиды-в 12-типерстной кишке, под действием желчного сока. Анаболизм Синтез промежуточных соединений из низкомолекулярных в-в (органических кислот, альдегидов) соединений – аминокислот, жирных кислот, моносахаридов. Синтез из макромолекул белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, жиров.
Одной из важнейших функций плазмолеммы является транспортная функция. К основным видам относят пассивный транспорт-диффузия (по градиенту концентрации, без затрат энергии), активный транспорт (против градиента концентрации и с затратой энергии) и везикулярный транспорт (транспорт в мембранной упаковке, осуществляется с затратой энергии). Путем диффузии в клетку (и из клетки) проникают, например: неорганические ионы, мелкие органические молекулы и вода. Транспорт воды через плазмолемму протекает по закону осмоса, т.е. переход из области меньшей концентрации солей в область их большей концентрации. Все растворы можно разделить на 3 группы:1.изотонические – растворы, концентрация которых равна концентрации солей в цитоплазме, т.е. меньше 0,9%; 2.Гипотонические-растворы, концентрация которых меньше концентрации солей в цитоплазме, т.е. меньше 0,9%; 3. Гипертонические - растворы, концентрация которых выше, чем в клетке. При помещении клетки в изотонический раствор кол-во воды в клетке не меняется. В гипотоническом растворе вода из раствора переходит в клетку. Гипертонические растворы, напротив, поглощают воду из клеток.
Небольшие количества АТФ образуется в клетках входе гликолиза и реакций цикла Кребса. Основные энергетические потребности клетки удовлетворяются благодаря синтезу АТФ в ходе окислительного фосфорилирования в элетронтранспотной цепи митохондрий. При этом поставщиком энергии служат ионы водорода, образующиеся при катоболизмев основном углеводов и жиров. И транспортируемые на кристы митохондрий никотинамидадеминдинуклеотидом(НАДН) и флавинадениндинуклеотидом(ФАДН). В ходе катаболических реакций все пищевые продукты подвержены разложению до углекислого газа и воды. В процессе катаболизма образуется АТФ. В клетке она расходуется на 3 основных вида работы: 1) механическую работу (биение жгутиков, мышечное сокращение и.т.д.); 2) транспорт веществ через мембраны . 3) обеспечение анаболических реакций (биосинтез) Анаболизм и катаболизм в клетке неразрывно взаимосвязаны. Биосинтез макромолекул обеспечивается обращением основных реакций катаболизма. Однако некоторые звенья требуют больших затрат энергии и осуществления дополнительных биохимических реакций. Исходным материалом для синтеза макромолекул, характерных для клетки, могут служить как мономеры (аминокислоты, моносахара, глицерин и жирные кислоты), так и компоненты цикла Кребса. |