По отношению к мембране мембранные белки делятся на поли- и монотопические.
· Политопические, или трансмембранные, белки полностью пронизывают мембрану и, таким образом, взаимодействуют с обеими сторонами липидного бислоя. Как правило, трансмембранный фрагмент белка является альфа-спиралью, состоящей из гидрофобных аминокислот (возможно от 1 до 20 таких фрагментов). Только у бактерий, а также в митохондриях и хлоропластахтрансмембранные фрагменты могут быть организованы как бета-складчатая структура (от 8 до 22 поворотов полипептидной цепи).
· Интегральные монотопические белки постоянно встроены в липидный бислой, но соединены с мембраной только на одной стороне, не проникая на противоположную сторону.
· Биохимическая классификация
По биохимической классификации мембранные белки делятся на интегральные и периферические.
· Интегральные мембранные белки прочно встроены в мембрану и могут быть извлечены из липидного окружения только с помощью детергентов или неполярных растворителей. По отношению к липидному бислою интегральные белки могут быть трансмембранными политопическими или интегральными монотопическими.
· Периферические мембранные белки являются монотопическими белками. Они либо связаны слабыми связями с липидной мембраной, либо ассоциируют с интегральными белками за счёт гидрофобных, электростатических или других нековалентных сил. Таким образом, в отличие от интегральных белков они диссоциируют от мембраны при обработке соответствующим водным раствором (например, с низким или высоким pH, с высокой концентрацией соли или под действием хаотропного агента). Эта диссоциация не требует разрушения мембраны.
Мембранные белки могут быть встроены в мембрану за счёт жирнокислотных или пренильных остатков либо гликозилфосфатидилинозитола, присоединённых к белку в процессе их посттрансляционной модификации.
5-Мембранные липиды - это амфипатические молекулы, самопроизвольно формирующие бислои. Липиды нерастворимы в воде, однако легко растворяются в органических растворителях. В большинстве животных клеток они составляют около 5О% массы плазматической мембраны. В участке липидного бислоя размером 1 х 1 мкм находится приблизительно 5 х 1ОО тыс. молекул липидов. Следовательно плазматическая мембрана небольшой животной клетки содержит примерно 1О липидных молекул. В клеточной мембране присутствуют липиды трех главных типов:
1) фосфолипиды (наиболее распространенный тип);
2) холестерол
3) гликолипиды.
Все они представляют собой амфипатические молекулы, т.е. у них есть гидрофильный и гидрофобный концы.
№6НАдмембранный(гикокаликс)и подмембранный.
Гликокаликс (поверхностная оболочка) находится на внешней поверхности плазматической мембраны. Он сформирован олигосахаридными компонентами интегральных гликопротеинов мембраны и гликолипидами, придает отрицательный заряд поверхности клетки, играет роль в иммунологической специфичности, содержит антигены групп крови, участки-рецепторы, а также служит защитным механическим барьером. В клетках тонкой кишки гликокаликс содержит ферменты, гидролизующие дисахариды и полипептиды, участвующие в пищеварении.
Подмембранный (кортикальный) слой плазмолеммы образован упорядоченной сетью поперечно связанных белковых нитей из актина и актинсвязанных белков (прежде всего филамина), которая выстилает изнутри Р-поверхность плазматической мембраны.
Через плазмолемму постоянно осуществляется трансмембранный транспорт, который бывает пассивным и активным.
Мембранные рецепторы являются преимущественно гликопротеинами,которые расположены на поверхности плазмолеммы клеток и обладают способностью высокоспецефически связываться сос своими лигандами.Различают:
1-Рецепторы связанные с каналами,взаимодействуют с сигнальной молекулой(нейромедиатра),которая временно открывает или закрывает воротный механизм,в результате чего инициируется или блокируется транспорт иолнов через канал.
Каталитические рецепторы включают внеклеточную часть и цитоплазматическую часть которая функционирует как протеинкиназа.
2-Рецепторы зсвязанные с G-белками-трансмембранные белки, ассоциированные с ионными каналами или ферментом.
В составе плазмолеммы находятся интегрины,называемые клеточными адгезионными малекулами-трансмембранные белки,служащие рецепторами для внеклеточных фибриллярных макромолекул фибронектина и ламинина.
№7 Механизм транспорта низкомолекулярых веществ клеткой Активный и Пасивный траснпорт
Пассивный транспорт происходит без затрат энергии, за счет градиента концентрации, и включает простую и облегченную диффузию. Простая диффузия – перенос мелких неполярных молекул (кислород, азот, углекислый газ, бензол) и незаряженных полярных молекул (вода, глицерин) по градиенту концентрации. Облегченная диффузия – прохождение большинства ионов и мелких молекул через мембрану по специальным белковым каналам или с помощью белков-переносчиков.
Активный транспорт является энергоемким процессом, в котором перенос более крупных молекул осуществляется с помощью белков-переносчиков против градиента концентрации ионов, с активным участием плазмолеммы.Примером механизма,обеспечивающего противоположно направленный активный транспорт ионов,служит натри-калиевый насос,благодаря которому ионы натрия выводятся из цитоплазмы,а ионы калия одновременно переносятся в неё.
№8Механизм транспорта высокомолекулярных веществ.Разновидности эндоцитоза
Эндоцито́з— процесс захвата внешнего материала клеткой, осуществляемый путём образования мембранных везикул. В результате эндоцитоза клетка получает для своей жизнедеятельности гидрофильный материал, который иначе не проникает через липидный бислой клеточной мембраны. Различают фагоцитоз, пиноцитоз и рецептор-опосредованный эндоцитоз.
1-Пиноцитоз-захват и поглощение клеткой жидкости и растворимых веществ.
2-Фагоцитоз-захват и поглощение клеткой плотных.обычно крупных частиц(1мкм),обычно сопровождается образованием выпячиваний цитоплазмы-псевдоподий.
3-Рецептор-опосредованный эндоцитоз — Эффективность эндоцитоза существенно увеличивается,если он опосредован мембранными рецепторами, которые связываются с молекулами поглощаемого вещества или молекулами,находящимися на поверхности фагоцитируемого обьекта-лиганда.В дальнейшем комплекс рецептор-лиганд расщипляется и рецепторы могут вновь возвращаться в цитоплазму. Примером может служить фагоцитоз лейкоцитом бактерии. потому что на плазмолемме лейкоцита имеются рецепторы к иммуноглобулинам.
№9Специализированные структры плазмолеммы:микроворсинки,реснички
Реснички -органеллы специального назначения, участвующие в процессах движения, представляют собой выросты цитоплазмы, основу которых состовляет каркас из микротрубочек, называемый осевой нитью, или аксонемой. Длина ресничек 2-10мкм.Аксонема образована 9 переферическими парами микротрубочек и одной центрально расположенной парой,такое строение описывается формулой (9*2)+2.Внутри каждой периферической пары за счет частичного слияния микротрубочек одна из них полная,а вторая неполная.Центральная пара микротрубочек окружена центральной оболочкой,от которой к переферническим дублетам расходятся радиальные спицы.Базальное тельце по своему строению сходно с центриолью,лежит в основании каждой реснички.При развитии ресничек базальное тельце играет роль матрицы,на которой происходит сборка компонентов аксонемы.
Микроворсинки -пальцевидные выросты цитоплазмы клетки диаметром 0,1 мкм и длиной 1 мкм,основу которых образуют актиновые микрофиламенты.Микроворсинки обеспечивают многократное увелечение площади поверхности клетки,на которой происходит расщипление и всасывание веществ.на апикальной поверхности некоторых клеток,активно участвующих в указанных процессах имеется до несколько тысяч микроворсинок,образующих в совокупности щеточную каемку.Стереоцилии-видоизменненые длинные микроворсинки-выявляются значительно реже,чем микроворсикнки и содержат пучок микрофиламентов.
Базальный лабиринт -этот термин используется для описания характерного строения базального отдела некоторых эпителиоцитов(в канальцах почки и части выводных протоков слюнных желез.образуя многочисленные базальные отростки,которые прикрепляются друг к другу и с отростками других клеток.Цитоплазма таких базальных отростков содержит большое количество митохондрий,лежащих вдоль отростков и вырабатывающих энергию.которая потребляется ионными насосами в их плазмолемме.Функция эпителиоцитов,обладающая базальной исчерченностью, связана с изменением ионного состава жидкости(мочи,слюны) в просвете указанных канальцев и протоков.
№10 10.Структура и типы рибосом (ЭМ, химический состав, гистохимическая характеристика). Полисомы. Синтез цитоплазматических белков на свободных полисомах
Рибосома-мелкие плотные немембранные органеллы.обеспечивающие синтез белка путем соединения аминокислот в полмпептидные цепочки.Информация о синтезе приносится к рибосомами информационной Рнк,которая образуется в ядре ву ходе считывания транскрипции фрагментов генетической информации с Днк.Каждая рибосома соситоит из 2 асимметричных субьединиц:малой,связывающей Рнк,и большой,катализирующей образование пептидных цепей.По форме малая субьединица напоминает телефонную трубку,большая-ковш.Субьединицы образованы Рибосомальными Рнк,на которые приходится около 50%их массы,и особыми белками.Первые образуются в ядрышке.белки же синтезируются в цитоплазме,после чего транспортируются в ядро,где связываются с Ррнк.Вдальнейшем субьединицы поотдельности через ядерные поры направляются из я дра в цитоплазму,где они участвуют в синтезе белка. Рибосомы могут встречаться в цитоплазме поодиночке или формировать скопления, которые называются полисомами.В последних отдельные рибосомы удерживаются общей нитью иРНК,кодирует последовательность аминокислот в белке соотвествующей последовательности нуклеотидовРибосомы переводят эту генетическую информацию в реальную последовательность аминокислот в ходе белкового синтеза.
Синтез белков:
1) Выход из ядра мРНК
2)сборка большой и малой субъединиц рибосом
3)формирование полисом
4)синтез на полисомах сигнального пептида
5)связывание сигнал распознающей частицы(СРЧ) с пептидом(прекращение синтеза пептида)
6)миграция СРЧ к рецептору аЭПС
7)присоединение большой субъединицы рибосом к мембране аЭПС
8)отсоединение СРЧ от рецептора(возобновление синтеза пептида)
9)поступление полипептида внутрь ЭПС
10)отщепление пептида и выход его в цитоплазму
№11. Эндоплазматическая сеть. Строение, разновидности ЭПС. Структура гранулярной и агранулярной эндоплазматической сети (СМ,ЭМ) и их функции
Эндоплазматическая сеть –органелла,обеспечивающая синтез углеводов,липидов и белков.Она имеет мембранное строение и состоит из системы уплощенных,удлиненных трубчатых образований.Мембрана Эпс тоньше чем плазмолемма и содержит более высокую концентраю белка.Различают гранулярную Эпс и гладкую Эпс,которые связаны в области перехода,называемой переходной Эпс.
Гранулярная ЭПС – система трубочек и цистерн, окруженных мембраной, снаружи усеянной рибосомами. Она обеспечивает биосинтез всех мембранных белков и белков, предназначенных для экспорта из клетки, а также начальное гликозилирование и посттрансляционные изменения белковых молекул.
В ГЭПС различают внутреннюю часть (цистерну), содержащую продукты синтеза, и рецепторы (специфические гликопротеины, рибофорины) на мембранах, к которым прикрепляются большие субъединицы рибосом.
иРНК располагается между малой и большой субъединицами рибосомы; наблюдается в клетках, синтезирующих белки «на экспорт» (гландулоциты слюнных желез, желез пищеварительного тракта и др.).
Агранулярная (гладкая) ЭПС – нерегулярная, неправильной формы сеть анастомозирующих трубочек, канальцев, цистерн и везикул диаметром 20—100 нм, окруженных мембранами без рибосом. Она выполняет функции небелкового синтеза (углеводы, липиды, холестерин), синтеза стероидных гормонов, детоксикации лекарств, обмена жиров и холестерина, выделения и обратного поглощения ионов кальция во время сокращения и расслабления миофибрилл.
Переходная (транзиторная) ЭПС – участок перехода ГЭПС в АЭПС у формирующейся поверхности комплекса Гольджи, в котором цистерны распадаются на отдельные окаймленные транспортные пузырьки, переносящие материал из ГЭПС в комплекс Гольджи.
№12. Комплекс Гольджи, (СМ и ЭМ). Полярность комплекса Гольджи. Особенности процессинга молекул и направленный транспорт веществ
Комплекс Гольджи (КГ) – мембранная органелла, которая состоит из нескольких дисковидных мешочков (цистерн), собранных в стопку, не анастомозирующих между собой, а также пузырьков –сферические окруженные мембранной элементы диаметром 40-80 нм с содержимым умеренной плотности,образуясь пктем отщипления от цистерн ии вакуолей-крупный(диамеиром 0,1-1 мкм)окруженные мембранной сферические образования,отделяющейся от цистерн на зрелой поверхности комплекса гольджи в некоторых железтых клетках. Они содержат секреторный продукт умеренной плотности находящейся в процессе конденсации. Другая сторона стопки образует внешнюю вогнутую поверхность (транс-поверхность, или поверхность созревания). Мелкие везикулы диаметром 40–80 нм (включая транспортные везикулы ЭПС) связаны с внутренней выпуклой цис-поверхностью, а конденсированные вакуоли – секретированные вещества, конденсированные в гранулы, – с внешней транс-поверхностью.
В зависимости от типа клетки и ее активности размеры и степень развития КГ варьируют.
Функции КГ: переработка и перераспределение мембран; синтез полисахаридов и гликопротеинов; модификация продуктов ЭПС путем прибавления жирных кислот, сульфатирования, гликозилирования; концентрация и упаковка синтезированных веществ в секреторные гранулы; участие в образовании лизосом.
№13 Структура и функции эндосом и лизосом. Типы лизосом
Лизосомы– плотные органеллы, окруженные одинарной мембраной. Они содержат около 60 гидролитических ферментов (протеазы, нуклеазы, липазы, гликозидазы, фосфорилазы, фосфатазы, сульфатазы), активно участвующих во внутриклеточном пищеварении. Лизосомы могут быть обнаружены по позитивной реакции на кислую фосфатазу.
Первичные лизосомы – вновь образованные тельца, еще не принимавшие участия в пищеварении.
Вторичные лизосомы – органеллы, в которых происходит переваривание; они имеют различное происхождение. Различают следующие разновидности лизосом:
– гетерофагическая вакуоль, или фаголизосома, формируется, когда вещества, поглощенные из внешней среды, изолируются в фагосоме, которая сливается с первичной лизосомой;
– аутофагическая вакуоль, или аутофагосома, образуется, когда органелла, подлежащая разрушению, окружается мембранами ГЭПС, которые формируют вакуоль, сливающуюся с первичной лизосомой;
– мультивезикулярное тельце образуется, когда жидкость, поступившая в клетку внутри мелких пиноцитозных пузырьков, окружается мембраной и формируется вакуоль, сливающаяся с первичной лизосомой;
– остаточные тельца – лизосомы, содержащие непереваренные вещества.
Лизосомы формируются гранулярной ЭПС и КГ.
Гидролазы лизосом, возможно, движутся прямо из элементов ЭПС в первичные лизосомы в обход КГ.
Распространенным типом остаточных телец в организме человека являются липофусциновые гранулы, накапливающиеся в некоторых клетках (нейроны, кардиомиоциты) при старении.
Эндосомы, или окаймленные пузырьки, вовлечены в связанный с рецепторами плазмолеммы захват клеткой специфических макромолекул из окружающей среды и их переваривание. Они формируются после того, как специфические макромолекулы связываются с рецепторами плазматической мембраны, что вызывает скопление рецепторов в одном месте и формирование покрытых плазмолеммой углублений, которые инвагинируют и отделяются, образуя окаймленные пузырьки, окруженные клатрином.
Клатрин формирует структуру, похожую на решетчатую корзинку. Последняя окружает везикулу предположительно для того, чтобы эндосомы не сливались с другими мембранными органеллами.
Выделяют ранние (периферические) и поздние (перинуклеарные) эндосомы.Эндосомы обеспечивают перенос макромолекул с поверхности клетки в лизосомы и их частичный или полный гидролиз на стадиях, предшествующих лизосомальному уровню деградации.
Функция лизосом: активное участие в завершающих этапах процесса внутриклеточного переваривания захваченных клеткой макромолекул, что лежит в основе гетерофагии (защитные реакции клетки) и аутофагии (омоложение, т. е. обновление клеточных структур).
№14 Митохондрии. СМ и ЭМ. Наружная и внутренняя митохондриальные мембраны. Митохондриальный матрикс. Функции митохондрий.Образование митохондрий
Митохондрии– палочковидные, различимые в световом микроскопе мембранные полуавтономные органеллы длиной 2—10 мкм и шириной 0,2–2,0 мкм (рис. 2.2). Они построены из наружной и внутренней мембран, разделенных межмембранным пространством (матрикс). Наружная мембрана окружает всю органеллу, содержит много молекул специализированных транспортных белков (поринов), а также небольшое количество рецепторов и ферментных систем.
Внутренняя мембрана формирует кристы, содержащие ферментные комплексы цепи переноса электронов, которые участвуют в окислительном фосфорилировании. В ее состав входят белки 3 типов: 1) транспортные, 2) ферменты дыхательной цепи и сукцинатдегидрогеназа, 3) комплекс АТФ-синтетазы.
Кристы – это складки внутренней мембраны толщиной 18–20 нм. На них находятся элементарные (грибовидные) частицы – оксисомы, или F1-частицы, состоящие из головки диаметром 8–9 нм и ножки толщиной 2–3 нм, на которых происходит сопряжение процессов окисления и фосфорилирования.
Большинство крист по форме пластинчатые (ламеллярные), в некоторых клетках (клетки коркового вещества надпочечника, желтого тела яичника и др.) они имеют форму пузырьков и трубочек (тубулярно-везикулярные кристы).
Матрикс (внутренняя среда) содержит гранулы, которые связывают двухвалентные катионы (магния и кальция). В матриксе находятся ферменты цикла Кребса, ферменты белкового синтеза и окисления жирных кислот.
Митохондрии имеют собственный генетический аппарат из ДНК (кольцевой формы), иРНК, тРНК и рРНК (с ограниченной способностью к кодированию), поэтому большинство белков митохондрий кодируются ядерной ДНК. Они производят аденозин-трифосфат (АТФ) – главный и первичный запас энергии в клетке. Это энергетические станции клетки.
№15 Цитоскелет. Основные элементы цитоскелета: микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты. ЭМ, химический состав, функции.
Цитоскелет представляет собой сложную динамическую систему микротрубочек,микрофиламентов,промежуточных филаментов и микротрабекул,эти компоненты цитоскелета являются немембранными,каждый из которых образует в клетке трехмерную сеть.
Микротрубочки-наиболее крупные компоненты цитоскелета.Они проедставляют собой полыесцилиндрические образования,имеющие форму трубочек,длиной до нескольких микрометровси диаметром 24-25 нм.Стенка микротрубочек состоит из спиралевидно уложенных нитей –протофиламентов толщиной 5 нм,образованных димером из белковых молекул альфаи бета-тубулина. Функции микротрубочек: поддержание формы и полярности клетки и внутриклеточного транспорта макромолекул в ней, обеспечение движения ресничек, жгутиков и хромосом (в митозе).
Микрофиламенты-тонкие белковые нити диаметром 5-7нм,лежащие в цитоплазме поодиночке,в виде ситей или пучками.В скелетной мышце тонкие микрофиламенты образуют упорядоченные пучки,взаимодействуют с более толстыми миозиновыми филаментами.кортикальная сеть-зона сгущения микрофиламентов под плазмолеммой.Вэтой сити микрофиламенты переплетены между собой и «сшиты» друг с другом с помощью особых белков,один изи них филаминАктин-основной белок микрофиламентов-встречающийся в мономерной форме(G или глобулярный актин).,которая способна в присутствии цАМФ и Са полимеризоваться в длинные цепи (F или фибрилярнный актин).Микрофиламенты обеспечивают сократимость мышечных клеток(при взаимодействии с миозином),участие в организации структуры межклеточных соединений(опоясывающих десомосом,обеспечение определенной жесткости клетки за счет наличия кортикальной сети.
Промежуточные филаменты – это гетерогенная популяция, включающая филаменты диаметром от 8 до 11 нм.
Выделяют кератиновые, виментиновые, десминовые, нейро-и глиальные филаменты.
Кератиновые филаменты (тонофиламенты) обычно располагаются в эпителиальных клетках и часто ассоциированы с десмосомами.
Десминовые филаменты формируют в скелетных, гладких и сердечной мышцах сети, которые объединяют миофибриллы.
Виментиновые филаменты присутствуют в фибробластах и других клетках – производных мезенхимы. Они стабилизируют содержимое ядра и тесно ассоциированы с ядерной оболочкой и ядерными порами.
Нейрофиламенты осуществляют поддержку отростков нейронов и обеспечивают состояние геля в цитоплазме клеток.
Глиальные филаменты присутствуют в астроцитах, олигодендроцитах и клетках микроглии центральной нервной системы (ЦНС).
Промежуточные филаменты имеют структурную функцию-поддкрдивающая и опорная,участие в образовании рогового вещества в эпителии кожи,поддержание формы отростков нервных клеток и фиксации трансмембранных белков.
№16 Ядро. Понятие об интерфазном ядре. Структурные компоненты ядра (СМ,ЭМ). Значение и функции ядра в жизнедеятельности клетки
Ядро является важнейим компонентом клетки,содержащим её генетический аппарат.Обычно в клетке имеется только одно ядро,однако встречаюся многоядерные клетки,которые образуются в результате деления клеток,не сопровождающегося цитолемой.Форма ядра различных клеток неодинакова всиречаются клетки с округлыми овальными,бобовидными ядром.Расположение ядра варьируется,оном ожжет лежать в центре клетки,у её базального пролюса или на переферии.
Структурные компоненты ядра: хроматин (хромосомы), ядерная оболочка (кариолемма), ядрышко, нуклеоплазма (ядерный сок).Хроматин и ядрышко представляют собой не сомостоятельные компоненты ядра,а являются морфологическим отражением хромосом,присутствующих в интерфазном ядре,но не выявляемых в качестве отдельных образований.Кариоплазма(ядерный сок)-жидкий компонет ядра.в котором распрологается хроматин и ядрышко.Содержит воду и ряд взвешенных в ней веществ:Рнк,гликопротеинов,ионов,ферментов,метаболитов.
Функции ядра: воспроизведение, накопление, хранение и распределение генетического материала (содержит 23 пары ДНК хромосом); регуляция синтеза белка в цитоплазме посредством макромолекул рибосомной РНК (рРНК), информационной РНК (иРНК) и транспортной РНК (тРНК).
№17 .Структура ядерной оболочки и ее молекулярная организация: ядерная пора и ядерная ламина.Значение ядерной ламины. Участие в импорте и экспорте веществ.
Ядерная оболочка(кариолемма) на светооптическом уравне практически не определяется.Под электронным микроскопом обнаруживается,что она состоит из 2 мембран наружной и внутренней-разделенных полостью шириной 15-40 нм и смыкающихся в области ядерных пор.
Наружняя мембраа-состовляет единое целое с мембранами гранулярной ЭПС-на ее поверхности имеются рибосомы,а перинуклеарное пространство соответствует полости цистерн грЭПС и может содержать синтезированный материал.Внутреняя мембрана-гладкая,ее интегральные белки связаны с ядерной пластинкой ламиной-слоем толщиной 80-300 нм,состоящим из переплете
Ных промежуточных филаментов(ламинов),образующих кариоскелет.Ламина играет роль в 1)поддержании формы ядра 2)упорядоченной упаковке хроматина 3)структурной организации поровых комплексов 4)формировании кариолеммы при делении клеток.
Ядерные поры более многочисленны в ядрах интенсивно функционирующих клеток и отсутствуют в ядрах спермиев.Поры содержат два параллельных кольца диаметром 80 нм которые образованы 8 белковыми гранулами.Отэтих гранул к центру сходятся фибриллы,формирирующие перегородку толщиной 5 нм,в середине которой лежит центральная гранула.Совокупность структур,связанных с ядерной порой называется комплексом ядерной поры.Ее функции состоят в обеспечении регуляции избирательного транспорта веществ между цитоплазмой и ядром, а также перенос в цитоплазму субьединиц рибосом, которые слишком велики для свободного прохождения пор.
№18Хроматин интерфазного ядра. Эухроматин и гетерохроматин. Хроматин, как показатель биосинтетической активности клетки.
Хроматин-мелкие зернышки и глыбки материала,который обнаруживаеся в ядре клеток и окрашивается в ядре клеток и окрашивается основными красителями.Хроматин состоит из комплекса Днк и белка и соотвествует хромосомам,которые в интерфазном ядре представленны длинными, тонкими перекрученными нитями и неразличимы как индивидуальные структуры. Различают эухроматин (слабоокрашиваемый, диспергированный, менее конденсированный, активно участвует в процессах транскрипции), соответствует сегментам хромосом, которые деспирализованы и открыты для транскрипции, и гетерохроматин (хорошо окрашиваемый, конденсированный, не постоянно участвует в процессах транскрипции), соответствующий конденсированным, плотно скрученным сегментам хромосом.Таким образом по морфологическим признакам ядра можно оценить активность процессов транскрипции,а следовательно синтетические функции клеток.При её повышении это соотношение изменяется в пользу эухроматина,при снижении нарастает содержание гетерхроматина.При полном подавлении функции ядра оно уменьшаетсы в размерах,содержит только гетерхроматин и окрашивается основными красителями интенсивно.
Тельце Бара – скопление гетерохроматина, соответствующее неактивной Х-хромосоме у особей женского пола.
№19 Молекулярная организация ДНК в хромосомах. Уровни укладки хроматина. Роль гистоновых белков в обеспечении структуры хроматина и реализации генетической информации
Уровни упаковки хроматина-начальный уровень упаковки хроматина,обеспечивающий образование нуклеосомной нити диаметром 11 нм,обусловлен намоткой двойной нити ДНК на блоки дисковидной формф из 8 гистоновых молекул.Нуклеосомы разделены кароткими участками свободной Днк.Второй уровень упаковки также обусловлен гистонами и приводит к скручиванию нуклеосомной нити с формированием хроматиновой фибриллы.Винтерфазе хромосомы образованы хроматиновыми фибраллами,причем каждая хроматида состоит из одной фибриллыПри дальнейшей упаковке хроматиновые фибриллы образуют петли диаметром 300нм,каждый их которых соответствует одному или нескольким генам,а те в результате еще более компактной укладки формируют участки конденсированных хромосом,которые выявляются лишь при делении клеток.В хроматиде Днк связана помимо гистонов также с негистоновыми белками,которые регулируют активность генов.ФУнкцияреализациигенетической информации в интерфазном ядре осуществляется непрерывно благодаря процессам транскрипции.При транскрипции ДНК образуется очень крупная молекула РНК,которая связывается с я дерными белками с образованием рибонуклеопротеинов.В первичном РНК-транскрипте имеются дискретные значащие последовательности нуклеотидов,разделенные длинными некодирующими вставками.
№20 Ядрышко. Структура ядрышка (СМ и ЭМ). Основные компоненты ядрышка. Роль ядрышка в синтезе рРНК и образовании рибосом.
Ядрышко– хорошо определяемое только в интерфазе ядерное образование (одно или несколько), наблюдаемое в клетках, активно синтезирующих белок. Под электронным микроскопом в ядрышке выделяют три типичных компонента: фибрилшрный компонент, состоящий из тонких, диаметром 5–8 нм, нитей (совокупность первичных транскриптов – предшественников рРНК); гранулярный компонент – скопление плотных частиц диаметром 10–20 нм (поздние стадии образования предшественников рРНК); аморфный компонент, представляющий собой связанный с ядрышком хроматин, состоящий из ДНК в области ядрышкового организатора хромосомы.
Фибриллярный и гранулярный компоненты ядрышка образуют ядрышковую нить (нуклеолонема) толщиной 60–80 нм, формирующую в пределах ядрышка широкопетлистую сеть.
Ядрышко участвует в синтезе рРНК и формировании предшественников рибосомальных субъединиц. Размеры и число ядрышек увеличиваются при повышении функциональной активности клетки.
№21. Морфологическая характеристика клетки, синтезирующей белки. Клеточный конвейер при синтезе белка.
1-Базофилия цитоплазмы (наличие грЭПС)
2-ядро с дисперстным хроматином (возможность синтеза мРНК)
3-четко выраженное ядрышко
Синтез белков:
1) Выход из ядра мРНК
2)сборка большой и малой субъединиц рибосом
3)формирование полисом
4)синтез на полисомах сигнального пептида
5)связывание сигнал распознающей частицы(СРЧ) с пептидом(прекращение синтеза пептида)
6)миграция СРЧ к рецептору аЭПС
7)присоединение большой субъединицы рибосом к мембране аЭПС
8)отсоединение СРЧ от рецептора(возобновление синтеза пептида)
9)поступление полипептида внутрь ЭПС
10)отщепление пептида и формирование транспортного пузырька
11)посттрансляционнные модификации в комплексе Гольджи
12) процессинг молекул(гликозилирование, фосфорилирование, сульфатирование)
13)конденсация секреторного продукта
14)упаковка секреторного продукта-формирование секреторной гранулы
15)вывод продукта путем экзоцитоза
№22Морфологическая характеристика клетки, синтезирующей углеводы и липиды. Клеточный конвейер при синтезе углеводов и липидов.
1-оксифильная цитоплазма (аЭПС)
2-ядро имеет конденсированный хроматин
3-отсутствует ядрышко
Синтез липидов и углеводов:
1) Выход из ядра мРНК
2)сборка большой и малой субъединиц рибосом
3)формирование полисом
4)синтез на свободных рибосомах ферментов для синтеза липидов и углеводов
5)поступление ферментов в аЭПС и начало синтеза липидов и углеводов
6)поступление синтезируемых веществ в комплекс Гольджи
7)формирование секреторной гранулы
8)выведение или сохранение секреторного продукта.
№2323.Жизненный цикл клетки: его этапы, морфофункциональная характеристика. Особенности у различных видов клеток.
Клеточный цикл – совокупность явлений между двумя последовательными делениями клетки или между ее образованием и гибелью (рис. 2.5).
В ходе КЦ обеспечивается функция воспроизведения клеток и передачи генетической информации. КЦ включает собственно митотическое деление и интерфазу – промежуток между делениями.
Интерфаза включает пресинтетический, или постмитотический (G1), синтетический (S) и постсинтетический, или премитотический (G2), периоды. В интерфазе клетка увеличивается в размерах и удваивает генетический материал.
В большинстве тканей делится лишь небольшая часть клеток, остальные дифференцируются и пребывают в G0-периоде.
G1-период – промежуток сразу после митотического деления клетки; характеризуется активным ростом клетки и синтезом белка и РНК, благодаря чему дочерние клетки достигают нормальных размеров и восстанавливают необходимый набор органелл. В этот период синтезируются особые «запускающие белки», или активаторы S-периода, которые обеспечивают переход клетки в S-период.
S-период характеризуется удвоением (репликацией) ДНК и синтезом белков (гистонов), обеспечивающих нуклеосомную упаковку вновь синтезированной ДНК. Одновременно удваивается число центриолей. S-период у большинства клеток длится 8—12 ч.
G2-период продолжается вплоть до митоза. В течение этого периода клетка готовится к делению: происходит созревание центриолей, запасается энергия, синтезируются РНК и белки (тубулины). Длительность G2-периода составляет 2–4 ч.
За G2-периодом следует митоз. Он завершает КЦ, образуется две идентичные (дочерние) клетки.
Митоз (mitosis; кариокинез, или непрямое деление клетки) является универсальным механизмом деления клеток. Он включает основные фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.
Профаза начинается с конденсации хромосом, которые под световым микроскопом предстают в виде нитевидных структур.
Каждая хромосома состоит из двух параллельно лежащих хроматид, связанных друг с другом с помощью суженного участка – центромеры. К концу профазы ядрышко и ядерная оболочка исчезают, а центриоли мигрируют к противоположным полюсам клетки и дают начало нитям митотического (ахроматинового) веретена. В области центромеры образуются особые белковые комплексы – кинетохоры, которые прикрепляют хроматиды к нитям веретена.
Метафаза соответствует максимальной конденсации хромосом. Они выстраиваются в области экватора митотического веретена в виде экваториальной (метафазной) пластинки (вид сбоку) или материнской звезды (вид со стороны полюсов), удерживаемые здесь благодаря сбалансированному натяжению кинетохорных микротрубочек.
Сестринские хроматиды в конце этой фазы разделяются щелью, соединенные только в области центромеры.
Анафаза начинается с синхронного расщепления всех хромосом на сестринские хроматиды (в области центромера) и движения дочерних хромосом к противоположным полюсам клетки. Характеризуется удлинением митотического веретена за счет некоторого расхождения полюсов клетки. Завершается скоплением на полюсах клетки двух идентичных наборов хромосом (стадия дочерних звезд).
В конце анафазы благодаря сокращению актиновых микро-филаментов, концентрирующихся по окружности клетки (сократимое кольцо), начинает образовываться клеточная перетяжка.
Телофаза – конечная стадия митоза, в течение которой реконструируются ядра дочерних клеток и завершается их разделение. Вокруг хромосом восстанавливается кариолемма, с которой связывается формирующаяся ядерная пластинка, вновь появляются ядрышки. Ядра дочерних клеток постепенно увеличиваются, а хромосомы прогрессивно деспирализуются и исчезают, замещаясь картиной хроматина интерфазного ядра. Клеточная перетяжка углубляется, так что дочерние клетки в течение некоторого времени остаются связанными только узким мостиком из пучка микротрубочек – срединным тельцем; дальнейшая перешнуровка цитоплазмы завершается образованием двух дочерних клеток.
В телофазе происходит также распределение органелл между дочерними клетками (митохондрий, ЭПС, комплекс Гольджи).
№24.Происхождение половых клеток. Морфофункциональная характеристика мужской половой клетки..
Овогенез - образование женских половых клеток. Отличается от сперматогенеза рядом особенностей и проходит в три стадии:
1. Первая стадия – период размножения оогониев – осуществляется в период внутриутробного развития. Происходит деление оогониев и формирование первичных фолликулов.
2. Вторая стадия – период роста – протекает в функционирующем яичнике и состоит в превращении овоцита 1-го порядка первичного фолликула в овоцит 1-го порядка в зрелом фолликуле. В ядре растущего овоцита происходят конъюгация хромосом и образование тетрад, а в их цитоплазме накапливаются желточные включения.
3. Третий период – период созревания – заканчивается образованием овоцита 2-го порядка и завершается выходом его из яичника в результате овуляции. Включает 2 деления:
A. При первом делении созреван