Митотический коэффициент - сколько раз может делиться клетка

Билет 1

1 Биолог сис-ма совокупность структур, объединенных выполнением единой функции; несмотря на различное происхождение отдельных элементов и их индивид черты имеющие общие морфо-функциональные особенности. Главные черты биосистемы:

1) целостность – функция каждого элемента системы определяется в большей степени структурой самой системы, в меньшей – свойствами отдельного элемента, 2) взаимоприспособляемость, синхронность работы отдельных элементов, т.е. самоорганизация биосистемы, 3) самовоспроизведение отдельных элементов системы, 4) периодичность в развитии и функционировании – биоритмы, критические периоды. Пример в экологии – биогеоциноз, в медицине, физиологии – пищеварительная система, сердечно-сосудистая система, и др.

2. Хар-ка уровня клеточной пролиферации:

1) Стабильные – все клетки находятся в состоянии необратимой дифференцировки

2) Растущие – кол-во клеток в тканях увеличивается т.к. доля клеток, идущих в митотический цикл превышает долю клеток идущих на дифференцировку

3) Обновляющиеся – происходит размножение клеток, однако общее кол-во клеток остается постоянным т.к. половина уходит в дифференцировку

Индекс Хейлика или митотический коэффициент (ск. раз клетка может делиться)

3. Мейоз - способ деления диплоидных клеток с образованием из одной материнской диплоидной клетки четырех дочер­них гаплоидных клеток.

Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра и ко­роткой интерфазы между ними.

Первое деление состоит из:

профазы I, метафазы I, анафазы 1 и телофазы I

В профазе парные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, подходят друг к другу. Этот процесс называют конъюгацией гомологичных хромосом. Хромосомы перекрещива­ются — кроссинговер, образуя мостики — хиазмы, затем обмени­ваются участками. При кроссинговере осуществляется пере­комбинация генов.

В метафазе I объединенные пары гомологичных хромо­сом биваленты, располагаются по экватору клетки; к цент­ромерам каждой из хромосом прикрепляются нити верете­на деления.

В анафазе I к полюсам клетки расходятся двухроматидные хромосомы; при этом число хромосом у каждого полюса ста­новится вдвое меньше, чем в материнской клетке.

Затем происходит телофаза, в которой образуются две клетки с гаплоидным числом двухроматидные хромосом.

После телофазы I следует короткая интерфаза (в некоторых случаях телофаза I и интерфаза отсутствуют). В интерфазе меж­ду двумя делениями мейоза удвоения хромосом не происходит, так как каждая хромосома уже состоит из двух хроматид.

Второе деление мейоза отличается от митоза только тем, что в нем участвуют клетки с гаплоидным набором хромосом; во втором делении иногда отсутствует профаза II

В метафазе II двухроматидные хромосомы располагаются по экватору (процесс идет одновременно в двух дочерних клетках).

В анафазе II к полюсам отходят уже однохроматидные хро­мосомы (сестринские хроматиды).

В телофазе II в четырех дочерних клетках формируются ядра и перегородки. В результате второго деления мейоза образуют­ся четыре клетки с гаплоидным набором хромосом (lnlc).

Биологическое значение мейоза состоит в том, что в обра­зующихся клетках создается гаплоидный набор хромосом и условия для наследственной изменчивости за счет кроссинговера и вероятности расхождения хромосом

Зачем нужен: Поддержка постоянного числа хромосом. Обеспечение механизмов изменчивости в результате кроссинговера и появления разнообразных комбинаций генов, возникающих при оплодотворении

4. клеточная организация эукариот Эукариоты – в клетках есть ядра с оболочкой – кариолеммой. Ядерная ДНК заключена в хромосомы. В цитоплазме есть органоиды:митохондрии, эндоплазм. Сеть, ап. Гольджи, лизосомы, рибосомы. Размножение – митоз или мейоз. Гипотезы происхождения эукариотов: этап эволюции1.5 млрд лет назад, первоначально – одноклеточные, потом – многоклеточные, органеллы, напр митохондрии – от внутриклеточных аэробных симбионтов.

Билет 2

1. Уровни организации жизни:

Молекулярный, Клеточный, Тканевой, Органный, Системный, Организменный, Биогеоценотический, Ноосфера

2. Ген – наследственный фактор. Функционально не делимая единица генетич. материала, участок молекулы ДНК, кодирующий первичную стр-ру полипептида молекулы Т-РКК (Р-РНК) или взаимодействующим с регуляторным белком. Совокупность генов – генотип.

Генетический код: Свойственная живым орг-ма единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых к-т в виде последовательности нуклеотидов. Определяет последовательность включения аминокислот в синтезирующуюся цепь в соответствии с последовательностью нуклеотидов ДНК гена.

Св-ва генетического кода триплетность – каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, кодоны 1-го гена не прерывается, вырожденность - аминокислотные остатки кодируются несколькими кодонами, однозначность – каждый отдельный кодон кодирует только 1-ин аминокислотный остаток, компактность – между кодонами и-РНК нет запятых (нуклеотидов, не входящих в последовательность кодонов данного гена), универсальность – ген. код одинаков для всех живых орг-в, прерывистость – между генами расположены триплеты – терминаторы, обозначающие окончание синтеза молекулы белка.

3. ХРОМОСОМЫ (от хромо... и сома), ор­ганоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследств, свойства клеток и организмов. Способны к самовоспроизведению, обладают структурной и функциональной индивидуальностью и сохраняют её в ря­ду поколений. Основу X. состав­ляет одна непрерывная двухцепочечная молекула ДНК (в X. ок. 99% ДНК клет­ки), связанная с белками (гистонами и др.) в нуклеопротеид. Строением моле­кулы ДНК, её генетич. кодом обеспечи­вается запись наследств, информации в X., белки (в X. высших растений и жи­вотных их содержится до 65%) принима­ют участие в сложной упаковке ДНК в X. и регуляции её способности к синтезу РНК — транскрипции. В процес­се функционирования X. претерпевают структурно-морфологич. преобразования, в основе к-рых лежит процесс спира-лизации — деспирализации структурных субъединиц X.— хромонем. На стадии метафазы деления клеток спирализованные (плотноупакованные) X. хорошо различимы в световом микроскопе. Каж­дая X. состоит из двух продольных ко­пий — хроматид, образовавшихся в хо­де редупликации и скреплённых центро­мерой. В клетках тела двуполых живот­ных и растений каждая X. представлена двумя т. н. гомологичными X., происхо­дящими одна от материнского, а другая от отцовского организма. Половые клет­ки, образовавшиеся в результате мейоза, содержат только одну из двух гомологичных Х. Число X. сильно варьирует: от двух до нескольких сотен X. составляют хромосомные наборы (см. Kapuomun) раз- во,ных видов. Каждый вид организмов обладает характерным и постоянным набором хромосом в клетке, закреплённым в эволюции данного вида, а его изменения происходят только в результате мутаций. В кариотипе различают неполовые X., аутосомы, ядрышкообразующие X.; у нек-рых видов могут существовать добавочные X., число к-рых непостоянно и к-рые не содержат генов, свойственных данному виду. В процессе развития многоклеточных организмов X. (Могут приобретать своеобразную форму и в нек-рых случаях имеют спец. назв., напр., политенные X. типа ламповых Не
щёток и др. К генетич. аппарату бактерий и вирусов (они содержат обычно Х одну линейную или кольцевую X., к-рая не имеет надмолекулярной укладки и не отделена от цитоплазмы ядерной оболоккой) понятие X. примерно условно, т. к.
оно сформировалось при изучении X. эукариот и подразумевает наличие в X. не только комплекса биополимеров, но и X.
специфич. надмолекулярной структуры.

4. ТРАНСЛЯЦИЯ синтез полипептидных цепей белков по матрице информационной РНК согласно генетич. коду; второй этап реализации генетич. информации в жи­вее клетках. В процессе Т. информация о специфич. строении будущего белка, записанная в виде последовательности нуклеатидов в молекулах иРНК, переводится с нуклеотидного кода в определенную последовательность аминокислот в синтезируемых белках. Осуществляется сложным макромолекулярным комплексом, состоящим кроме иРНК из рибосом, транспортных РНК (тРНК), аминацитил-тРНК-синтеза, белков фактора инициации (начала), элонгации (удлинения, или наращивания, полипептида) термпнации (окончания) Т. и др. Аминокислоты доставляются в рибосомы тРНК. На этапе инициации Т. меньшая субъединица рибосомы, инициаторная (у бактерий формилметиониловая) тРНК и факторы инициации «узнают» кодон-инициатор у 5'-конца иРНК. После этого присоединяется большая субъединица рибосомы и в ней начинается синтез белка, к-рый происходит в 3 этапа: присоединение тРНК, образование пептидной связи и продвижение рибосомы на три нуклеотида — транслокация, после чего весь цикл повторяется. При узнавании кодонов терминаторов белковые факторы терминации катализируют освобождение полипептидной цепи от рибосомы. При синтезе белка иРНК входит в состав полирибосомы (на ней одновременно ведут синтез от неск. До 100 рибосом).

У прокариот полирибо­сомы образуются в ходе транскрипции, на иРНК, ещё связанной с ДНК.

У эукариот синтез белка ограничен цитоплазмой.

Билет 3

1. Клеточная теория

Клеточная теория - одно из наиболее важных биологиче­ских обобщений, согласно которому все организмы состо­ят из клеток.

Клетка — элементарная живая система.

Существуют эволюционно неклеточные организмы (вирусы), но они (как паразиты) могут размножаться только в клетках. Различные клетки различаются и по строению, и по величине, и по функциям.

История изучения клетки связана с именами таких ученых, как М. Шлейден и Т. Шванн - которые сформулировали клеточную теорию. В работе «Микроскопиче­ские исследования о соответствии в структуре и росте живот­ных и растений» (1839 г.) Т. Шванн сформулировал основные 4 положения клеточной теории, которые затем неоднократно дополнялись и уточнялись. Современная клеточная теория включает следующие поло­жения:

клетка — основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого;

клетки всех одноклеточных и многоклеточных организ­мов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям процессов жизнедеятельности и обмену веществ;

размножение клеток происходит путем их деления, и каж­дая новая клетка образуется в результате деления исходной (ма­теринской) клетки;

4) в сложных многоклеточных организмах клетки специа­лизированны по выполняемой ими функции и образуют тка­ни; из/тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

2. Генетический материал у про и эукариот представлен ДНК. Общим является принцип записи и генетический код. Единица – нуклеотид. Выделяют уникальные, высоко и средне повторяющиеся. Для про и эукариотов нет принципиальных отличий при транскрипции и трансляции. Особенности: у прокариот – ед. кольцевая молекула ДНК. Она располагается в цитоплазме, где также находятся необходимые для экспрессии генов тРНК и ферменты, некоторые из которых заключены в рибосомы. Гены прокариот состоят из кодирующих нуклеатидных последовательностей, определяющих синтехз белка, тРНК, рРНК. Наследственный материал эукариот больше по объему Он расположен в особых ядерных структурах – хромосомах, которые отделены от цитоплазмы ядерной оболочкой. Структуры, необходимые для синтеза белка гаходится в цитоплазме и включает рибосомы, тРНК, аминокислоты и ферменты. Отличия в молекулярной структуре генов эукариотов в том, что кодирующие последовательности –экзоны, прерываются интронами – участками, не использующимися при синтезе РНК и пептидов.. Т.о. в прокариотической клетке транскрипция и трансляция происходит одновременно. В эукариотической - они протекают в разных местах (транскрипция в ядре, трансляция в цитоплазме) и разделены процессингом – в результате которого удаляются интроны, а экзоны сшиваются между собой – сплайсинг.

3. РЕПЛИКАЦИЯ редупликация, ауторепликация, процесс самовоспроизведения макромолекул нуклеиновых к-т, обеспечивающий точное копи­рование генетич. информации и переда­чу её от поколения к поколению. В основе механизма Р. лежит ферментативный син­тез ДНК на матрице ДНК или РНК на матрице РНК. Важное место среди фер­ментов Р. занимает ДНК-зависимая ДНК-полимераза, ведущая синтез со скоростью около 1000 нуклеотидов в секун­ду (у бактерий). Р. ДНК полуконсерва­тивна,

т. е. при синтезе двух дочерних молекул ДНК каждая из них содержит одну «старую» и одну «новую» цепочку. Единица Р.— репликой. фрагменты, синтезируемые в ходе Р., на одной («от­стающей») цепи «сшиваются» ферментом ДНК-лигазой. При инициации каждого фрагмента синтезируется короткий учас­ток РНК, к-рый потом заменяется ДНК. Р. ДНК in vivo — очень точный процесс. Частота ошибок, приводящих к спонтан­ным точковым мутациям, не превышает 10~9 на нуклеотид на поколение. В Р. участвуют белки, расплетающие двойную спираль ДНК, стабилизирующие распле­тённые участки, предотвращающие запу­тывание молекул. Р. ДНК у эукариот происходит медленнее (ок. 100 нуклеоти­дов в секунду), но одновременно во мн. точках одной молекулы ДНК. Р. РНК ограничена узким кругом РНК, содержащих вирусов. Р. наз. также удвоение хро­мосом, в основе к-рого лежит Р. ДНК.

4. ИНДУКЦИЯ (от лат. inductio — побуж­дение, наведение) в физиологии, термин, используемый для обозначения возбуждающих и тормозящих взаимо­влияний нервных центров. Явление И. характерно для всех отделов нервной системы. В эмбриологии И.— взаимодейст­вие между частями развивающегося организма у ми беспозвоночных и всех хордовых, в процессе к-рого одна часть — индуктор, приходя в контакт с другой частью — реагирующей системой, опре­деляет направление развития последней.

Явление И. открыто в 1901 X. Шпеманом при изучении образования зачатка хрусталика глаза из эктодермального эпителия у зародышей земноводных. Поз­же он показал, что и для образования у этих животных нервной пластинки из эктодермы гаструлы необходим контакт эктодермы с хордомезодермой. Это взаимодействие наз. первичной эмбриональной И., а индуктор — материал спинной гу­бы бластопора — организатором. В эксперименте было показано, что реа­гирующая система, дифференцируясь под влиянием индуктора, часто сама стано­вится индуктором для возникающих поз­же зачатков органов и тканей и всё развитие зародыша представляет собой как бы цепь следующих друг за другом ин­дукционных взаимодействий. В ряде случаев установлено не только воздей­ствие индуктора на реагирующую систе­му, но и влияние последней на дальней­шую дифференцировку индуктора. Для осуществления И. необходимо, чтобы клетки, подвергающиеся действию индуктора, обладали соответствующей компетенцией. Действие индукторов, как правило, лишено видовой специфичности. Органоспецифич. действие собств. ин­дукторов может быть в эксперименте заменено действием ряда органов и тка­ней зародышей старшего возраста и взрос­лых животных (чужеродные, или гетеро­генные, индукторы) или выделенными из них химич. веществами — индуцирую­щими факторами (напр., из туловищных отделов 9—11-дневных куриных зароды­шей выделен т. н. вегетализующий фак­тор — белок с мол. м. ок. 30 000, вызы­вающий в компетентной эктодерме гаст­рулы земноводных образование энтодер­мы и вторично — хорды, мышц и др. про­изводных мезодермы). Действие индук­торов может быть имитировано обработ­кой клеток компетентной ткани более простыми химич. соединениями, (солями натрия и лития, сахарозой), а также нек-рыми повреждающими клет­ки воздействиями; по-видимому, при этом в клетках высвобождаются собств. индуцирующие факторы, находившиеся в них в связанном состоянии. Такую И. иногда наз. эвокацией, а индуцирующие стимулы — э в о к а т о р а м и. Часто термины «И.» и «индукторы» исполь­зуют для обозначения более широкого круга явлений и говорят об И. дифференцировки органов и тканей животных и растений гормонами, факторами внеш. среды (свет, темп-pa и др.), называя эти внутр. и внеш. факторы индукторами.

Билет 4

 

1. Прокариоты и эукариоты Прокариоты – древнейшие. Носитель информации - молекула ДНК, нуклеоид. Нет гистонов, обеспечивающих нуклеосомную организацию хроматина. Нет митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи. Вместо них – мезосомы. Размножаются делением. Это бактерии, син-зел водоросли, риккетсии, микоплазмы и др. Эукариоты – в клетках есть ядра с оболочкой – кариолеммой. Ядерная ДНК заключена в хромосомы. В цитоплазме есть органоиды:митохондрии, эндоплазм. Сеть, ап. Гольджи, лизосомы, рибосомы. Размножение – митоз или мейоз. Гипотезы происхождения эукариотов: этап эволюции1.5 млрд лет назад, первоначально – одноклеточные, потом – многоклеточные, органеллы, напр митохондрии – от внутриклеточных аэробных симбионтов.

2. Жизненный цикл клеток – период существования от образования клетки до ее собственного деления или гибели:фаза деления, фаза роста, фаза покоя, фаза специализации или дифференциации, фаза зрелости, фаза старения, деление или гибель.

Митотический цикл.

Митоз - непрямое деление клетки, в результате которого сначала происходит удвоение наследственного материала, а затем его равномерное распределение между двумя дочер­ними клетками. На процесс деления клетки митозом уходит 1-3 часа. Промежуток между двумя клеточными делениями называют интер­фазой, продолжительность которой обычно занимает около 90% времени клеточного цикла (рис. 4. 25).

Интерфаза состоит из трех периодов.

пресинтетический период (G1), который начинается сра­зу же за завершением предыдущего митоза. В этот период в
клетке синтезируются РНК и белки, образуется достаточноечисло органоидов, клетка растет. Количество генетического ма­териала в клетке не меняется. Число хромосом в клетке равно двойному, гаплоидному (2п), но каждая хромосома все еще
состоит из одной хроматиды, то есть из одной молекулы ДНК.Таким образом, формула клетки в этот период — 2п2с;

синтетический период (S) характеризуется тем, что про­исходит удвоение молекул ДНК, и к концу этого периода каж­дая хромосома состоит из двух одинаковых хроматид, а значит, из двух абсолютно одинаковых молекул ДНК. Таким образом,
формула клетки становится: 2п4с;в течение постсинтетического периода (G2) происходит подготовка клетки к делению: синтезируются белки, необхо­ ёдимые для образования веретена деления и для формирования хромосом; запасается АТФ. Формула клетки не меняется, оста­ ваясь 2п4с.

Непосредственно процесс деления клетки подразделяют на четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу В профазе происходит спирализация хромосом. Оболочка ядра разрушается. Центриоли расходятся к полюсам клетки. Формируется веретено деления — 2п4с.

В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом — 2п4с.

В анафазе центромеры делятся, и хроматиды хромосом рас­ходятся к полюсам клетки за счет укорочения нитей веретена деления. Формула клетки становится 4п4с.

В телофазе заканчивается кариокинез — деление ядра. Хромо­сомы деспирализуются, образуется ядерная оболочка. А далее происходит цитокинез — деление клетки. В конце телофазы из материнской клетки (4п4с) образуются две идентичные клет­ки с наборами генетического материала 2п2с.

Биологическое значение митоза в том, что в итоге его об­разуются две клетки с совершенно одинаковой наследственной информацией. Митоз позволяет увеличивать число клеток в организме, обеспечивая рост, вегетативное размножение, ре­генерацию и заживление повреждений тела.

Ствол клетки – камбиальные клетки, родоначальные в обновляющихся тканях животных (кроветворной, лимфоидной, эпидермисе, пищеварительном тракте и др.) Размножение и дифференцировка ствол. Кл-к восстанавливает потерю специализ. Кл-к при их естественной или аварийной гибели Ст. Кл-кт индивидуальны для каждого тканевого типа. Напр. из ст. кроветв кл-кт обр-ся эритроциты, лейкоциты или мегакариоциты

Дифференцировка – возникновение различий между однородными клетками и тканями в ходе развития особи, приводящие к формированию специализированных клеток, органов и тканей, т.е. приобретаются хим., морфологические и функцион. Особенности. Например мезодерма – нефротом – эпителий почек и семявыносящих путей. Гл факторы – различия цитоплазмы ранних эмбриональных клеток и специфические влияния соседних клеток – индукция. Молек-ген основа диф-ки – активность специф. для каждого вида ткани генов. Экспрессия гена в признак – сложный этапный процесс. Виды – обратимая и необратимая.

Регуляция пролиферации и дифференцировки клеток: геномная, внутриклеточные и тканевые регуляторы (фактор роста нервов, др), индукция клеточная и частей органов, целых органови частей системы друг на друга, гормоны. Мутации как сбой регуляции.

Уровни организации хроматина: ДНК – нуклоеосомная нить – элементарная хроматиновая фибрилла – интерфазная хромонема (укладка в петли, далее глыбки хроматина как компактная структура)– метафазная хроматида (суперспирализация, отдельные хромосомы хорошо различимы). Ядерная структура в интерфазе называется хроматин, в метафазе - хромосома

Билет 5

1.Биол мембрана. – важная роль в компартментации. Функции: барьерная, регуляция и избирательная проницаемость веществ, раздел гидрофильной и гидрофобной поверхности с размещением на границе ферментных комплексов, рецепторная роль включений в мембрану, структурная. Функциональная специализация мембран клетки из-за отличия молекулярного состава. Молекулярная организация – бимолекулярный слой липидов, гидрофобные участки обращены друг к другу, гидрофильные – на поверхности слоя. Белковые молекулы встроены в слой или размещены на его поверхностях. Сложные структуры – гликопротеиды. Металлопротеиды. Глико-липиды как компоненты мембран, обеспечивающие специализацию.

2. Прокариоты и эукариоты Прокариоты – древнейшие. Носитель информации - молекула ДНК, нуклеоид. Нет гистонов, обеспечивающих нуклеосомную организацию хроматина. Нет митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи. Вместо них – мезосомы. Размножаются делением. Это бактерии, син-зел водоросли, риккетсии, микоплазмы и др.

3. Регуляция пролиферации и дифференцировки клеток: геномная, внутриклеточные и тканевые регуляторы (фактор роста нервов, др), гормоны, биогенные амины, др, индукция клеточная и частей органов, целых органов и частей системы друг на друга. Мутации как сбой регуляции.

4. Жизненный цикл клеток – период существования от образования клетки до ее собственного деления или гибели:фаза деления, фаза роста, фаза покоя, фаза специализации или дифференциации, фаза зрелости, фаза старения, деление или гибель.

Билет 6

1. Органеллы – постоянные клеточные структуры, обеспечивающие выполнение специфических функций в процессе жизнедеятельности клетки. В эукариот. клетке к ним относят хромосомы, клеточную мембрану. Аппарат Гольджи,ЭПС, рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, лизосомы, в животных клетках также присутствуют центриоли, микрофибриллы, в растительных только свойственные им пластиды. Прокариоты имеют лишь клеточную мембрану и рибосомы, отличающиеся от рибосом эукариот. К специф органеллам относят жгутики, реснички Хромосомы - это важнейшие органоиды ядра, содержащие ДНК в комплексе с основными белками — гистонами; этот комплекс составляет около 90% вещества хромосом. Хромосо­мы могут иметь длину, в десятки и сотни раз превышающую диаметр ядра. В интерфазу (период между делениями) хромо­сомы видны только под электронным микроскопом и пред­ставляют собой длинные тонкие нити, именуемые хроматином (деспирализованное состояние хромосом). В этот период идет процесс удвоения (редупликации) хромосом; в конце интерфа­зы каждая хромосома состоит из двух хроматид. Каждая хро­мосома имеет первичную перетяжку, на которой расположена центромера; перетяжка делит хромосому на два плеча одина­ковой или разной длины. Центромера служит местом прикреп­ления нити веретена деления. У ядрышковых хромосом име­ется еще вторичная перетяжка, где формируется ядрышко.

Функция хромосом заключается в контроле над всеми про­цессами жизнедеятельности клетки. Хромосомы служат носи­телями генов, то есть носителями генетической информации.

Цитоплазма — живое содержимое клетки, состоит из мембран и органоидов (ЭПС, рибосом, митохондрий, пластид, аппарата Гольджи, лизосом, центриолей и др.). Пространство между ними заполнено коллоидным раствором — гиалоплазмой. Снаружи цитоплазма ограничена клеточной мембраной (плазмалеммой), внутри — мембраной ядерной оболочки. У растительных клеток имеется еще и внутренняя пограничная мембрана, отделяющая клеточный сок и образующая вакуоль.

Цитоплазма содержит большое количество воды с растворен­ными в ней солями и органические вещества. Цитоплазма — это среда для внутриклеточных физиологических и биохимических процессов. Она способна к движению: круговому, струйчатому, ресничному.

Плазмалемма — это биологическая клеточная мембрана, ок­ружающая цитоплазму (рис. 4. 15). В основе ее строения лежит двойной слой липидов — водонерастворимых молекул, имеющих полярные «головки» и длинные неполярные «хвосты», представленные цепями жирных кислот; больше всего в мембранах представлены фосфолипиды, в головках которых содержатся остатки фосфорной кислоты. Хвосты липидных молекул обра­щены друг к другу, полярные головки смотрят наружу, образуя гидрофильную поверхность. С заряженными головками соеди­няются белки (их называют «периферические мембранные бел­ки»). Другие белковые молекулы могут быть погружены в слой липидов за счет взаимодействия с их неполярными хвостами. Часть белков пронизывает мембрану насквозь, образуя каналы или поры. У некоторых клеток мембрана является единствен­ной структурой, служащей оболочкой, у других клеток поверх мембраны имеется дополнительная клеточная стенка (напри­мер, целлюлозная оболочка у растительных клеток). Животные клетки снаружи от мембраны бывают покрыты тонким слоем, состоящим из белков и полисахаридов — гликокаликсом.

Клеточная мембрана выполняет множество важных функ­ций, от которых зависит жизнедеятельность клеток:

образует барьер между внутренним содержимым клетки и внешней средой;

обеспечивает обмен веществ между цитоплазмой и внешней
средой, из которой в клетку через мембрану поступают вода,
ионы, неорганические и органические молекулы, а во внеш­
нюю среду через мембрану выводятся продукты обмена и
вещества, синтезированные в клетке; транспорт веществ че­
рез мембрану осуществляется разными способами: крупные
молекулы биополимеров поступают через мембрану благо­
даря фагоцитозу, явлению, впервые описанному И. И. Меч­
никовым, а процесс захвата и поглощения капелек жидко­
сти происходит путем пиноцитоза;

• несет большое число рецепторов — специальных белков,
роль которых заключается в передаче сигналов внутрь клетки.
Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или эндоплазматический

ретикулум (ЭПР), — это сеть каналов, пронизывающая всю цитоплазму. Стенки этих каналов представляют собой мембра­ны, контактирующие со всеми органоидами клетки. ЭПС и орга­ноиды вместе составляют единую внутриклеточную систему, которая осуществляет обмен веществ и энергии в клетке и обеспечивает внутриклеточный транспорт веществ.

Различают гладкую и гранулярную ЭПС. Гранулярная (ше­роховатая) ЭПС состоит из мембранных мешочков (цистерн), покрытых рибосомами, благодаря чему она кажется шерохова­той. Гладкая ЭПС лишена рибосом, ее строение ближе к труб­чатому типу. На рибосомах гранулярной сети синтезируются белки, которые затем поступают внутрь каналов ЭПС, где и

приобретают третичную структуру. На мембранах гладкой ЭПС синтезируются липиды и углеводы, которые также поступают внутрь каналов ЭПС.

ЭПС выполняет функции:

•участвует в синтезе органических веществ;
•транспортирует синтезированные вещества в комплекс

Гольджи;

•разделяет клетку на отсеки.

ЭПС имеется во всех клетках, исключая бактериальные и эритроциты. Она составляет от 30 до 50% объема клетки.

Комплекс Гольджи — это сложная сеть полостей, трубочек и пузырьков вокруг ядра. Состоит из трех основных компонен­тов: группы мембранных полостей, системы трубочек, отходя­щих от полостей и пузырьков на концах трубочек. Функции комплекса Гольджи:

в его полостях накапливаются вещества, которые синтези­
руются и транспортируются по ЭПС;

здесь вещества подвергаются химическим изменениям;

модифицированные вещества упаковываются в мембран­
ные пузырьки, которые выбрасываются клеткой в виде сек­
ретов:

пузырьки используются клеткой в качестве лизосом.
Лизосомы — это небольшие пузырьки диаметром примерно

1 мкм, ограниченные мембраной и содержащие комплекс фер­ментов, который обеспечивает расщепление жиров, углеводов и белков. Они участвуют в переваривании частиц, попавших в клетку в результате эндоцитоза, и в удалении отмирающих ор­ганов (например, хвоста у головастиков), клеток и органоидов. При голодании лизосомы растворяют некоторые органоиды, не убивая при этом клетку. Образование лизосом идет в комплексе Гольджи.

Митохондрии — внутриклеточные органоиды, оболочка ко­торых состоит из двух мембран (рис. 4. 16).

Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует выросты, называемые кристами. Внутри митохондрии находится полу­жидкий матрикс, который содержит РНК, ДНК, белки, липи­ды, углеводы, ферменты, АТФ и другие вещества. В матриксе тоже есть рибосомы. Число митохондрий зависит от вида клет­ки. Митохондрии могут быть спиральными, округлыми, вытя­нутыми, чашевидными, а также могут менять форму.

Функции митохондрий связаны с тем, что на внутренней мембране находятся ферменты дыхательные и синтеза АТФ. Благодаря этому митохондрии обеспечивают и клеточное ды­хание, и синтез АТФ.

Митохондрии могут сами синтезировать белки, так как в них есть собственные ДНК, РНК и рибосомы. Размножают­ся митохондрии делением надвое.

Хлоропласты относят к пластидам, то есть органоидам, при­сущим только растительным клеткам. Это зеленые пластинки, диаметром 3—4 мкм, имеющие овальную форму. Хлоропласты, как и митохондрии, имеют наружную и внутреннюю мембра­ны (рис. 4. 17).

Внутренняя мембрана образует выросты — тилакоиды, ти-лакоиды образуют стопки — граны, которые объединяются друг с другом внутренней мембраной. В одном хлоропласте может быть несколько десятков гран. В мембранах тилакоидов нахо­дится хлорофилл, а в промежутках между гранами в матриксе (строме) хлоропласта находятся рибосомы, РНК и ДНК. На ри­босомах хлоропластов, как и на рибосомах митохондрий, идет синтез белков.

Основная функция хлоропластов - обеспечение процесса фо­тосинтеза: в мембранах тилакоидов идет световая фаза, а в стро­ме хлоропластов — темновая фаза фотосинтеза. В матриксе хлоропластов видны гранулы первичного крахмала, то есть крахмала, синтезированного в процессе фотосинтеза из глю­козы.

Хлоропласты, как и митохондрии, размножаются делением. Таким образом, в морфологической и функциональной орга­низации митохондрий и хлоропластов есть общие черты. Основ­ная характеристика, объединяющая эти органоиды, состоит в том, что они имеют собственную генетическую информацию и синтезируют собственные белки.

Клеточный центр относится к немембранным компонентам клетки. В состав его входят микротрубочки и две центриоли. Центриоли находятся в середине центра организации микротрубочек. Центриоли обнаружены не во всех клетках, имеющих клеточный центр (например, их нет у покрытосеменных рас­тений). Каждая центриоль - это цилиндр размером около 1 мкм, по окружности которого расположены девять триплетов мик­ротрубочек. Центриоли располагаются под прямым углом друг к другу (рис. 4. 18).

Перед делением центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки, и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. От центриолей протягиваются микротрубочки, ко­торые образуют митотическое веретено деления. Часть нитей веретена прикрепляется к хромосомам. Формирование нитей веретена происходит в профазе.

Рибосомы — это субмикроскопические органоиды диаметром 15—35 нм, которые были открыты во всех клетках с помощью электронного микроскопа. В каждой клетке может быть не­сколько тысяч рибосом. Большая их часть образуется в ядрыш­ке ядра в виде субъединиц (большой и малой) и затем перехо­дит в цитоплазму. Мембран не имеют. В состав рибосом входят р-РНК и белки.

На рибосомах идет синтез белков. Большая часть белков синтезируется на шероховатой ЭПС; частично синтез белков идет на рибосомах, находящихся в цитоплазме в свободном состоянии. Группы из нескольких десятков рибосом образуют полисомы.ров, а также кристаллические включения (органические крис­таллы, которые могут образовывать в клетках белки, вирусы, соли щавелевой кислоты и т. д. и неорганические кристаллы, образованные солями кальция). В отличие от органоидов, эти включения не имеют мембран или элементов цитоскелета и пе­риодически синтезируются и расходуются.К клеточным органоидам движения относят реснички и жгутики — это выросты мемб­раны диаметром около 0,25 мкм, содержащие в середине микротрубочки. Такие органо­иды имеются у многих клеток: у простейших, у одноклеточных водорослей, у зооспор, у спер­матозоидов, в клетках тканей многоклеточных животных, на­пример в дыхательном эпите­лии для продвижения слизи.

Клеточные включения — это непостоянные структуры клет­ки. К ним относятся капли и зерна белков, углеводов, жиров

.

2. процессинг – совокупность реакций, ведущих к превращению продуктов транскрипции и трансляции в функционирующие молекулыю Ему подвергаются предшественники тРНК, р РНК, м РНК и мню белков. Сущность процессинга у эукариот в изменении первичного транскрипта, удалении из него некодирующих концевых интронных участков с последующим соединением (сплайсингом) кодирующих последовательностей (экзонов). Процессинг происходит в ядре. В отличие от эукариот прокариотические гены целиком состоят из нукоеотидных последовательностей, участвующих в кодировании информации, в связи ч с чем, сразу после транскрипции РНК могут выполнять роль матриц для трансляции. Процессинг у прокариот требуется очень редко.

3. Митоз - непрямое деление клетки, в результате которого сначала происходит удвоение наследственного материала, а затем его равномерное распределение между двумя дочер­ними клетками. На процесс деления клетки митозом уходит 1-3 часа. Промежуток между двумя клеточными делениями называют интер­фазой, продолжительность которой обычно занимает около 90% времени клеточного цикла (рис. 4. 25).

Интерфаза состоит из трех периодов.

пресинтетический период (G1), который начинается сра­зу же за завершением предыдущего митоза. В этот период в синтезируются РНК и белки, образуется достаточноечисло органоидов, клетка растет. Количество генетического ма­териала в клетке не меняется. Число хромосом в клетке равно двойному, гаплоидному (2п), но каждая хромосома все еще
состоит из одной хроматиды, то есть из одной молекулы ДНК.Таким образом, формула клетки в этот период — 2п2с;

синтетический период (S) характеризуется тем, что про­исходит удвоение молекул ДН

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: