Клеточное ядро и его структурные компоненты. Хроматин. хромосомы. Укладка ДНК в составе хроматина и митотических хромосом. Кариотип.

Типы клеток живых организмов и сравнительный анализ их строения. Эукариотическая и прокариотическая, растительная и животная клетки. Биологические мембраны.

Клетка — элементарная единица живой системы. В природе нет более мелких систем, которым были бы присущи все без исключения признаки живого. Организмы бывают одноклеточными (напр. бактерии, простейшие, водоросли) или многоклеточными. Клетка обладает всеми свойствами живой системы: она осуществляет обмен веществ и энергии, растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители, способна двигаться. Она является низшей ступенью организации, обладающей всеми этими свойствами. Клетка, по существу, представляет собой самовоспроизводящуюся химическую систему. Роль барьера между данной химической системой и ее окружением играет плазматическая мембрана. Она помогает регулировать обмен между внутренней и внешней средой и, т.о., служит границей клетки. Функции в клетке распределены между различными органоидами, такими, как клеточное ядро, митохондрии и т.д.

Выделяют клетки: эукариотические и прокариотические, животные и растительные.

Прокариоты - эукариоты

Растительная – животная

Строение растительной клетки: целлюлозная оболочка, протопласт = цитоплазма + ядро. Цитоплазма = гиалоплазма + органеллы. Органеллы = одномембранные (ЭПретикулум, аппарат Гольджи, мезосомы, вакуоли, плазмолема) + двумембр-е (митохондрии, пластиды) + немембр-е (рибрсомы, центриоли).

Наличие пластид (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) — главная особенность растительной клетки.

Строение животной клетки:плазматическая мембрана + цитоплазма + ядро + органоиды = общего назнач-я (ЭПС, рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, клеточные включения) + спец. назнач-я (реснички, жгутики, миофибриллы, микроворсинки).

Клеточные мембраны – это тонкие пласты липопротеидной природы, толщиной 5-7нм., не образующие свободных концов – замкнуты в пузырьки, мешочки, полости и т.д.

Хим. состав: белки (придают прочность, жесткость), липиды (придают легкость, упругость), небольшое кол-во углеводов.

В 1831г. была предложена 1-я модель строения мембраны – модель сендвича (белки – липиды - белки). Противоречия дан. модели: 1. невозможно объяснить транспорт в-в ч/з мембрану, 2. большинство белков в мембране имеют глобулярное строение, а не ламиллярное.

Возникает 2-я модель – м. липопротеинового коврика – мол. белков и липидов при образовании мембраны пересек-ся в виде нитей в ковре (60-е г.г.).

В 1871г. возникает 3-я, жидкостно–мозаичная модель (Робертсон и Сингер). Мембрана представляет собой сплошные бимолекулярные слои фосфолипидов (структурный липид), кот. вкраплены в белковые глобулы. выдел-ся 3 типа белков: интегральные (полностью пронизывают мембрану), полуинтегральные (погружены в мембрану) и поверхностные.

Динамичность мембраны – мол-лы белков и липидов не нах-ся на одном месте, а перемещ-ся в пределах мембраны. Липиды перемещ-ся из слоя в слой, колебательными изгибами; белки – вращательными движениями.

Плазмолемма (мембрана, кот. покрывает кл. с наружи). Особенности строения: 1.большая толщина – 10нм. 2.большое кол-во холестерола: 2части фосфолипида, 1 часть холестерола. 3.наличие гликокаликса (слой углеводной природы, располаг-ся на поверхности цитопл. мембраны и представл.соб. разветвленные цепочки олиго- и полисахаридов). 4.наличие пор. 5.наличие большого кол-ва встроенных в мембрану белков-переносчиков. 6. находящийся под мембраной кортикальный слой (микротрубочки).

Ф-ции цитопл-ой мембраны: 1.защитная (отграничивание), 2.транспортная, 3.рецепторная (восприятие сигналов, поступ-х из внешн. среды и передача во внутрь кл.), 4.ферментативная, 5. участие в выработке энергии (бактериальные кл.).

Виды транспорта в-в ч/з цитоплазмат-ую мембрану:

- активный (с затратой энергии)

1. при помощи белков-переносчиков (пр. работа Na-K насоса),

2. эндоцитоз – пиноцитоз (поступление в кл. жидких в-в) и фагоцитоз (твердых в-в),

3. экзоцитоз – процесс, обратный эндоцитозу. Обеспечивает выведение высоко млекулярных соединений из кл.

- пассивный (без затраты энергии)

1.диффузия – транспорт в-в ч/з мемб. по градиенту концентраций, при кот. мемб. не оказывает существенного влияния на сам процесс.

2. облегченная диффузия – осущ-ся при участии спец. белков, встроенных в мемб. (белки-ионофоры, ионы Са²⁺, Na⁺),

3. осмос – однонаправленный транспорт в-в (чаще воды) ч/з полупроницаемую мемб. (мемб., кот. проницаема для одних и непрониц. для др.).

2. Общий план строения эукариотической клетки. Основные клеточные органеллы, их структура и функции.

Клетка — элементарная единица живой системы. В природе нет более мелких систем, которым были бы присущи все без исключения признаки живого. Организмы бывают одноклеточными (например, бактерии, простейшие, водоросли) или многоклеточными. Клетка обладает всеми свойствами живой системы: она осуществляет обмен веществ и энергии, растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители и способна двигаться. Она является низшей ступенью организации, обладающей всеми этими свойствами. Функции в клетке распределены между различными органоидами, такими, как клеточное ядро, митохондрии и т.д.

Основные клеточные органеллы:

1. эндоплазматический ретикулум. Различают:

- гладкий (ГЭР) – система тонких и ветвящихся трубочек и канальцев. Ф-ции: биосинтез липидов, некот. углеводов (гликогена), ресинтез липидов (сборка липидов из готовых компонентов), детоксикация ядов, токсинов, лек-х средств, накопление и проведение ионов Са²⁺.

- шероховатый (ШЭР) – система уплощенных структур (цистерн), связ-х др. с др. и образующих внутримембранное пространство. на поверхности цистерн нах-ся рибосомы. Ф-ции: биосинтез белков, начальная пространсляционная модификация белков, внутриклет-й транспорт в-в, синтез белковых компонентов и сборка клет-х мембран.

2. рибосомы – немембр. органеллы, состоят из РНК и структурных белков. Располаг-ся свободно в цитоплазме или на мембранах ШЭР. Состоят из 2-х субъединиц: большой и малой. различают 70S (прокариоты) и 80S (эукариоты). Ф-ции: обеспечение биосинтеза белка – машины для сборки белковых мол-л. Совокупонсть рибосом и и-РНК участвующих в биосинтезе 1-го и того же белка наз-ся полисомой.

3. аппарат Гольджи.Открыт уч. Гольджи при обработке кл. тяжелыми Ме (осмий, серебро). Различают 2 морфолог-х вида:

- сетчатый (в кл. кишечного эпителия) – имеет вид 3-мерной сети, заполняющей цит-му кл.

- диффузный (в нерв. кл.) – вид палочек, зернышек, дисков, располаг-ся на некот. расстоянии от ядра.

Ультраструктура: стр-ая ед. – диктиосома (30-50 шт.) – система уплощенных мемб. мешочков, заканчивающихся по краям трубочками и пузырьками: 5-10 мешочков толщиной 25нм, d диктиосомы = 1мкм. Выделяют проксимальную часть (ближе к ядру) и дистальную (ближе к цитопл-й мемб.). Ф-ции: 1.биосинтез углеводов, г.о. полисахаридов. 2.хим-ое связывание полисах-в с белками = гликопротеиды; с липидами = гликолипидов. 3.обеспечение транспорта в-в, синтезируемых в ЭПР и в аппарате Гольджи за пределы кл. 4.построение цитопл-ой мемб. и клеточной стенки у растений. 5.образование лизосом.

4. лизосомы. мелкие мембранные пузырьки d= 0,3-0,5нм, нар. мемб., внутри – матрикс. Содерж-ся гидролитические ферменты, способные переваривать все типы в-в. Более 60 разновидностей (80% в матриксе, 20% на внутр. пов-сти мемб.). различают:

- первичные – мелкие мембранные пузырьки, кот. только что отщепились от диктиосомы АГ. Малые размеры и бесструктурное внутр. содержание.

- вторичные – образ-ся в рез-те слияния первичных с пищеварительными вакуолями. Крупные размеры и внутр. содержимое структурировано.

- третичные – лизосомы, содержащие неперевар-ые остатки. 2 пути их развития: а) выведение содержимого за пределы кл. путем экзоцитоза, б) превращение в остаточные тельца.

- аутофагосомы – лизосомы, участвующие в переваривании клеточных стр-р пришедших в негодность.

5. митохондрии. Килихер - саркосомы, затем Альтман – биопласты, и Бенда – митохондрии. – нитевидные тельца. Под свет микроск. – зернистые нити d=0,5мкм, L- 1-10мкм (развернутые митох-и в кл. дрожжей, спиральные у основания жгутика). В кл. их несколько сот. Располаг-ся в кл. там, где идут затраты большого кол-ва энергии (у основания жгутика, в обл. синоптических контактов). Ультрастр-ра: наруж. мемб., перимитохондриальное пространство, внутр.мемб., кристы (грибовидные тельца – мол. и ферменты АТФ-синтетазы), матрикс (тонкозернистое строение, содержит гранулы -70S рибосомы, и нити - РНК), кольцевые ДНК. Ф-ции: 1.окисление орг-ких в-в (в мит-ях протекают кислородные этапы энергетическтгт обмена), 2.биосинтез АТФ.

6. центриоли. Обнаружил Флеминг в составе кл. центра. Располаг-ся вблизи кл. ядра и состоит из центриолы и центросферы (пучки, отходящие от центриолей микротрубочек). в кл. нах-ся в виде диплосомы (в составе различают материнские и дочерние центриолы. Сомиты только на матер-й ц. Различают дистальную и проксим. части). Полые цилиндры, стенки кот. состоят из микротруб-к. d= 0,15 мкм, L=0,3-0,5мкм. Ультрастр-ра: 9 триплетов микротр-к, располагающихся под углом 40° по отношению к R-центриоли. Ф-ции: 1.явл-ся основными центрами орга. 2.обеспеч-т построение и функционир-е веретена деления.

7. реснички и жгутики.Органеллы спец. назначения. строение жг. ресн. одинаково, но сущ-ет 2 отличия: 1.ресн. короткие, жг. длинные. 2.ресн. много, жг. 1-4. Стр-ра: выросты цитоплазм-й мемб., внутри кот. располаг-ся определенным образом микротрубочки. Оксонема (осевая нить). –центральна мемб., оксонема- базальное тельце. Ф-ция двигательная (маятниковое движ-е – инфуз-я туфелька, крючкообразное – реснички мерцательного эпителия, бороздкообразные – для жгутиков, волнообразное).

8. Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ, вредных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.

9. Клеточные включения — скопления запас иных питательных веществ: белков, жиров и углеводов.

Опорно-двигательная система клетки и ее роль в жизни клетки. Микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты и структуры формируемые при их участии. Типы движений в животном царстве и их механизмы.

2 фактора: 1. способность некот. кл. сохранять опред-ю форму (двояковогнутая форма эритроцитов, звездчатая ф. паренхимы). 2.способность кл. к движению: амебоидное движение, при помощи ресничек и жгутиков, за счет сокращения миофибрилл. Опорно- двигательная с-ма – это с-ма белковых нитей, образующих внурт. цитоскелет кл., а также отвечающий за все типы движения кл.

Харак-ка основн. элементов ОДС:

1. микротрубочки: d=20-22нм, хим. состав – глобулярные белки, альфа- и бета- тубулин. Представляют собой полые цилиндры, стенки кот. выложены глобулами белка тубулина. В кл. располаг-ся свободно в цит-ме или в составе органелл (центриоли, реснички, жгутики, веретено деления). Ф-ции: 1.опорная, 2.двигательная (работа ресническ и жгут-в).

2. микрофиламенты: d=7нм, хим. состав: основной белок – глобулярный б. актин и вспомог-й б. актинин, миозин, тропомиозин. Это 2 взаимо - переплетающиеся цепочки б. актина. В кл. располаг-ся свободно в цит-ме (в кортикальном слое) или в составе органелл (ворсинки, миофибриллы). Ф-ции: 1.опорная, 2. двигательная (амебоидное движение и движение за счет миофибрилл).

2. промежуточные миофиламенты: d=10нм, хим. с-в: фибриллярные белки – кератин (кл. эпителия), виментин (кл. мезенхимы), десмин (Z- пластинки). Состоят из взаимо - переплетающихся нитей фибрилл-х белков на подобие нитей в канате. располаг-ся в цит-ме. Ф-ция опорная.

Клеточное ядро и его структурные компоненты. Хроматин. хромосомы. Укладка ДНК в составе хроматина и митотических хромосом. Кариотип.

Я. Открыто Пуркинье в 1826г. в животной клетке.В 1833г. Броуном в раст. кл.

Функции:

1. хранение генетич. информации и передача ее из поколения в поколение.

а) воспроизведение ДНК – репликация, б) поддержание неизменной структуры ДНК – репарация, в) изменение структуры ДНК (закономерное – рекомбинация, случайное - мутация).

2. реализация генетической информации а) транскрипция (перепис. Инф-ции сДНК на РНК ) б) процессинг (созревание предшественников в зрелые молекулы и-РНК,т-РНК,р-РНК) в) образование субъединиц рибосом

В животной кл. занимает центральное место, в растит. – пристеночное. Форма ядра - чаще всего сферическое, реже яйцевидное, чечевицеобразное, подковообразное, веретенообразное. В кл. кол-во ядер чаще 1, бывает 2 (инфузория туфелька), многоядерные (поперечно-полосатое мышечное волокно), безъядерные (эритроциты млекопитающих, ситовидные трубки флоэмы цветковых растений). Размер ядер 1-5 мм (микрометров). Иногда в яйцеклетках рептилий, птиц = 500 мм (0,5 мм)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: