1.
Клеточная теория(КТ)
КТ- обобщ. предст-я о стр-и кл-к, как единиц живого, об их размножении и роли в форм-и однокл орг-мов.
КТ сформулирована 3мя немцами:
М.Шлейден-ботан, Т.Шванн-зоолог, Р.Вирхов-патан.
1838-39-осн положения:
1) все живые орг-мы сост. из клеток(клл. сходны по стр-ю и осн. св-вам),
2) клетка –единица живого
(
вне кл. нет жизни
)
;
1858-59-Вирхов
3)
Omnis cellula e cellula(клл увелич-ся в ч-ле путемделения исх кл пс удв-я её генетич мат-ла)
/4) Кл.- единая система сопряженных функц. единиц (субструктур~
органелл)
5) Клл. многокл орг-мов тотипотентны, т.е.
а) равнозначны по
V
генетич
info
, облад всеми возм-стями клл данного орг-ма,
б)отличаются друг от друга разной экспрессией генов(акт-стью)
–>
дифференцировка.
6) Многокл орг-м -новая сист.- сложн. ансамбль из мн-ва клл, объед. и интегрированный в подсистт. тканей и органов, связ. друг с другом с помощью хим. факторов.
2.
Ядерно-цитоплазматический транспорт
-м-лы до 60 кДа(
d
=9нм)проникают через поры свободно, по
gradC
(пассивная диффузия
),
v~m
-более крупные м-лы проходят с помощью акт.транспорта
(Еатф, белки-переносчики)
-транспортные белки(шаттлы= «челноки»)
--эксопртины
(выводят пре-рибосомы, тРНК, и/рРНП)
--импортины
(вводят белки
: ламины, для мяРНП, гистоны, кислые белки)
-для импорта необх
.:1)
NLS(nuclear localisation sequence)
последовательность, 2) рецептор(нуклеопорины), 3)АТФ(для транслокации)
--подробнее
: [импортин-α+импортин-β+cargo]→ в ядро → +GTP=>[GTP+импортин- β] +импортин-α +cargo;cargo ост.в ядре, ост
.возвр.в цитоплазму; в цитоплазме
: +GAP=> импортин- β +GDP+P(возвр.в ядро)
-для экспорта необх
.:1)
NES(nuclear export sequence),
2)
GTP,
3)белки
--подробнее
:
[cargo(NES)+exportin-1+GTP(Ran)]→
через поровый комплекс , из ядра
→в цитопл. под возд. GAP (GTP Associating Protein) →(GDP(Ran)+P)+exportin-1 +cargo; cargo ост.в цитоплазме, ост
.возвр.в ядро; в ядре
: GDP(Ran)+RCC-1→GTP(Ran)
-Сущ. белки-транспортеры
(РНКнаружу);
транспорт,
если:
1) правильная(не дефектная) последовательность РНК,
2) завершен сплайсинг(нет интронов),
3) исп-ся белок-транспортер-
(
гетерогенный
)hnRNPA1
--
в пор.комплексе меняется оболочка
cargo
: в ядре
CBC(cap binding complex),
в цитоплазме
PABP (poly A binding protein)
3.
Ядерная оболочка, её структура и роль
-ЯО сост.из 2х мембран(внеш и внутр), между ними перинукл. простр-во; внутр
. связ. с ламиной, наруж
.-с риб
.
и глЭР; ЯО имеет ядерные поры (отл
.
от МХ иХЛ)
-ЯО-регулятор ядерно-цитоплазм.транспорта, при этом комплекс яд.поры – транслокатор и сортировщик
--пониж метаболич.акт-сть=
>
пор меньше(эритроцит)
-наруж.мембрана
:интегр., транмп.белки
-внутр.мембрана
:транспорт только через поры
--
LBR(lamini binding receptor)
;
LAP-1,LAP-2(lamin assoc.protein), эмерин – интегр.белки, связ.внутр.мембр. с ламиной
-ламина имеет решетчатую структ. (замораживание, скалывание, напыление, травление)
-ламина “заякоривает” хроматин на внутр.мембране
РОЛЬ:
1)ЯО характ.для ЭУ, обособляет синтез Р/ДНК от синтеза белка=>
регуляция клет.акт-сти
;
2)3-мерная структ.интерФ-ного ядра(часть-ЯБМ); 3)регуляция ядерного “импорта” и “экспорта”
-ЯО восстанавливается из поровых комплексов, ламины и везикул
4. Стр-е и ф-ции яд.поры(ЯП)
-компл.ЯП сост.из белков нуклеопоринов
--М у дрожжей –50 МДа=30 белков, у позвоночных 120 МДа=50-100 белков
-во всех моделях ЯП присутствует внутриядерная
корзина (h
=200нм
)
-одна из моделей
: 2 ”кольца”(d
=120 нм
) – цитоплазм. И ядерное(по 8 субъединиц), “спицы”(80нм – d
поры
), центр.гранула(10-40нм), “корзина”
-Ф-ЦИИ: 1)транслокатор
(мех.сито,по gradC),2) сорт-щик
(рецепция и сегрегация)
5.Локализация хр-м в интерФ-м ядре
ИнтерФ-рабочая
Ф
кл-ного ядра или t,когда хр-мы функц-ют. На этой Ф хр-мы б.ч. деконденсируются.
Степень деконденсации ~ активности (min-const метаболически неактивн.уч-ки структ. гетероХ).
Кроме периферич. слоя Х,с яд.оболочкой находятся в контакте специфч. уч-ки хр-м, такие, как половые хр-мы, околоцентромерные уч-ки гетероХ, теломерные хромоцентры, гетероХ,ассоц.с ядрышком и др.(дифф. окраска на гетероХ).=>Ведущая роль этой связи (преимущ. связь гетероХ с яд.оболочкой)
Сущ. модель орг-ции интерФ-ного ядра
: развернутая хр-ма в интерФ "заякорена" на ядерной оболочке с помощью гетероХ-вых уч-ков (теломерный гетероХ, прицентормерный гетероХ, околоядрышковый гетероХ, вставочные зоны гетероХ), так,что её расположение становится фикс. в простр-ве ядра, часто повторяя телоФ-ную ориентацию, и занимает в нем соотв. V.
Кроме компактных уч-ков гетероХ сущ. больш. ч-ло конденс. уч-ков эуХ.
6.Полиплоидия, политения, их значение
полиплоидия(П)-увеличение с (кол-ва ДНК).
(эуплоидия-кратно 2n,анэуплоидия-не кратно 2n-чуть меньше/больше-признак рака)
(П)-рез-т нарушения фаз клеточного цикла.
А)полиплоидизирующий М (нет цитокинеза)-развитие человеч. печени
Б)колхицино~М(К-М)-(выпадает телоФ и анаФ)-нет расхожд. в метаФ-кардиомиоциты
В)М выпадает (не пост.)-при облучениях, обр. полиплоидные лимфоциты(эндорепликация-нет М однократно)
Г)политенизация(многонитчатость)-у насекомых (мотыль-личинка хирономуса, человеч. эмбрион-трофобласт -кл. пуповины) - (репл->покой->Терм.)
Д)слияние->дикарион
Е)n ядер -> поликарион (10-20), >20ядер->симпласт (поперечно -полосатая мм.)
Ж)многополюсный М -расхожд. хр-м, обр-е неск. ядер(похоже на Д)
пуф
-место транскрипции (синтез РНК),диски-зарепрессированные хр-мные ус-ки
пуф
-врем-е обр-е(аналогично "ёлочкам"ядрышек ооцитов рыб)
знач
.-увеличение размера->продуктивности,рост органов
7. Ядерный белковый матрикс(ЯБМ)
-белковый компонент, "держащий" структ.ядра
-ДНК имеет участки, взаимод.с ЯБМ специфич.образом
-экстркция ядерных компонентов в процессе выделения ЯБМ:(пс.этих действий ядро не теряет своей целосности)
--0.2 мМ MgCl2-связать белки(чтобы сохранить матрикс),
--2M NaCl-гипотонич р-р(для удаления всех гистонов),
--1% тритон Х100(неионный детергент)-разрушение ядерной оболочки,
--ДНК-аза и РНК-аза-отщепление ДНК и РНК.
-ЛАМИНА(Л)
-подстилает внутр.мембрану яд.оболочки
-белки,вход.в состав Л:ламины А,В,С
-Л соединяет яд.оболочку и конденс.Х
-ЯБМ=(Л)+остатки я
д
рышка (белковый матрикс) +поровые комплексы+ (межхроматиновая белковая сеть матрикса) (Збарский,Ченцов,Георгиев)
-ЯБМ-не артефак
т,т.к.связь с ДНК-специфич.и функц.
-Состав ЯБМ
:
--белок97,ДНК0.1,РНК1.2,фосфолипиды1.1(крысиная печень)
--белок92.3,ДНК1.2,РНК0.05,фосфолипиды6.9(HeLa)
---ДНК: 10000 нукл.посл.- сателлитные,120-140-гетерогенные
---РНК: гетерогенно-ядерная, рРНК, тРНК, малая ядерная
-транскрипция связана с ЯБМ(располагает участки Д/РНК опр.образом)
-Сущ. артефакт-белковый остов внутри хр-мы(scafull)-он обнаруживается только тотально(т.е.только из белков)
11.
Док-ва непр-сти хр-м в течние клеточного цикла
В интерфазном ядре не видно хр-м, подобных митотическим (они там есть).
1.
Наблюдения Бовери(1907) за морф. постоянством хр-м при делении бластомеров аскариды→хар-р распол-я хр-м в телоФ опр-т форму интерфазного ядра и порядок распол-я хр-м в след. профазе (это посл.основой для теории↑).
2.
(косв)Пост-во ч-ла и морфологии хр-м для данного кариотипа нельзя объяснить при «разборке» хр-м.
3.
Закономерно повт-ся расположение хр-м в метафазных пластинках
4.
Правило Тейлора(1964)→воспроизв-е хр-м сходно с полуконсервативной редупликацией ДНК (метка Н3
Т сохр-ся в одной хр-ме пс. деления).
5.
Индивид. хр-мы иногда можно наблюдать в интерФ-х ядрах(тельце Барра).
6.
В ряде объектов возм. выявление теломерных уч-ков хр-м в интерФ-х ядрах(хромоцентры итерФ-х ядер клеток меристемы корешков лука-теломерные уч-ки хр-м--радиоавтограф)
7.
Центромерные уч-ки хр-м в интерФ-х ядрах выявл-ся диффер. окраской на гетерохроматин(культура фибробластов мыши).
8.
Зоны локализации отд. хр-м можно выявить и в интерФ-х ядрах, не имеющих хромоцентров или конденсрованных уч-ков хр-м.(импульсная Н3
Т метка в среде пс. делений располагается не диффузно, а над опр уч-ками)
9.
Изучение репаративного синтеза ДНК при УФ-облучении клеток→не
>
½ хр-м клетки облуч-ся перед делением, облученная клетка поглощает Н3
Т до синт. периода , т.к. репартивный синтез, причем ввключ-я неравномерно, в соотв с пораж. хр-мами.
10. Прямые биохим данные: при опр-и мах
М ДНК дрозофиллы→1хр-ма–1ДНК, длина-
const
в митозе и интерФ
14. Клеточный цикл, его стадии и способы изучения
-время сущ-я кл.как таковойот деления до деления = клет.цикл
(бактерия-20мин, стентор-2-3сут.)
-смысл
кл-ного деления - в равномерном распр-и редуплиц. кл-ного мат-ла по 2м новым клл.
→G1→S→G2постсинтетич/премитотич{→G0 Ф пролиферативного покоя, откр. Lagta-R2}→ M{→G0-R(est)1} →G1пресинтетич/постмитотич→
--продолжительность ФФ сильно варьирует у разл.клл, но ~
одинакова у клл. 1 органа
-разл.содерж-е Д/РНК и интенс-сть их синтеза (по ФФ):
G1 - 2c(ДНК), S↑(РНК),S(1/4→1)max(белок)
S - (2→4)c, S(ДНК), Smax(РНК),Smax(белок)
G2 - 4c, Smax(РНК), S(1/4→1)max(белок)
M - (4→2)c, 1/4Smax(белок)
-G1
-рост кл., подготовкак синтезу ДНК(синтез белка-инициатора
S?
), синтезы ферментов метаболизма РНК и белка, ферм.,необх для обр-я ДНК
-
S
–етсь всегда(искл.-2е деление мейоза), длительность
~v
репл.ДНК(ч-лу репликонов),
v(полипл.)=v(дипл.); синтез гистонов в цитопл., синтез рРНК(необх в G2)
-
G2 –обычно короче ост.периодов, м. Выпадать; синтез кл-ных РНК и белков, синтез иРНК (для М), рРНК из S
исп-ся для синтеза «белков деления»(напр.тубулинов для М веретена)
-
G0 –дифф.клл, либо “в покое”(могут делиться)
-способы изуч-я
:
1)метод получения гетерокарионов
(с помощью инактивированных вирусов) из 2х разл клл.=> индуцированное влияние со ст-ны цитоплазм факторов
2) включение Н3-предшественников (синтезов Д/РНК)
{М-деление, ост. -интерФ}
15. Мейоз(МЗ), последовательнось фаз мейоза и его значение
-МЗ
-2 клет.цикла, клл.делятся, но репл-ся только 1 р
аз
-процесс МЗ-а универсален для всех ЭУ орг-мов
-одна из специализаций- пол.клл
., команда
– оч.рано (циклоп-пс.4го деления, дрозофилла – ранняя бластула, ч-к – до заклкдки всех органов - в каудальном отделе)
-Август Вейсман
: (для пол клл.
) 1е делелние МЗ
2n→{S}→4n→{ProI(
длинная профаза
)}
→{MI}→2*2n→ {нетS}→2*2n→{MII}→4*n (единица репл.–хр-ма
)
--первичн.зарод.клл. →гонии→ауксоциты→(синапсис) →мейотич.деление→гаметы(рост ооцита, дифф. сператоцита)
--обр-е зиготы
: ♀(1n)+♂(1n) →2n→(S)→4n→(M) →2*2n
-ProI
сост.из неск.уч-ков:
1) лептотена
(тонк.нить); «хр-мный букет»
2) зиготена
(соед.нить); объед.матер. и отцовск.(1-1)
3) пахитена
(толст.нить); длинная у ч-ка и мыши, обр-ся синаптинемный комплекс
(характ для МЗ, 0.6 Σt)
4) диплотена
(двойная нить); центромерные уч-ки отталкиваются , связь - хиазмы
5) диплокинез
(расхождение хр-м);
-МЗ(отличия от М)
:
1) ProI – длительная (сом.0.5-1.5ч, пол.-до 50 лет)
2) многофазность
3) коньюгация хр-м(рекомбинация)
– кроссинговер в местах хиазм, “обмен кусочками” в тетраде, между сестринскими невозможен
4) активация транскрипции (в М синтез РНК резко падает, в МЗ - всплеск)
5)синтез ДНК (отложенный=задержанный)-(заполнение пробела, v
синтеза ДНК различна для 2х нитей
)
6) диплотенная хр-ма – ст.”ламповых ёршиков”
“ёршик” обр. петля ДНК, на к-рой идет синтезРНК
16
. Кариотип, методы его изучения
-совокупность числа, величины и морфологии хр-м («лицо вида»)
-даже у близких видов хр-мные наборы отличаются по ч-лу, по величине 1 или неск-ких хр-м, по форме и по структуре хр-м=
>
структ. кариотипа м.б. таксономич. признаком.
=методы
: 1)
Q
-окраска (по Касперссону): обработка перпарата митотических хр-м флюорохромом акрихинипритом -
> флюоресцентный микроскоп -> поперечные светящиеся полосы
2)
G-окраска(к AT-парам) (по Гимза): обработка трипсином, к-той или щелочью, затем – смесью по Гимза: метилен-азур, метиленовый фиол-й, метиленовый синий, эозин –окрашиваются уч-ки в плечах и теломерах хр-м
2’)C(convert↑)-окраска (=?R?(reverse) к GC-парам) –окрашивание прицентромерных уч-ков(~G)
3) гематоксилин или (в проц. удаления Ca2+ Mg2+ под Ф-контрастным микроскопом) – те же полосы, чтот и при G=>
дифф.окраска,скорее всего, из-за разл. спос-сти уч-ков хр-м к искусств. деконденсации
-дифф. окрашивание позволяет четко отличить хр-мы друг от друга. Сейчас составляют хр-мные карты ч-ка, т.е. находят места генов на опр. уч-ках хр-м.
-молек. мех-мы специфич.(дифф.) окраски неизвестны. Сущ. теория, что окраш-е связано с хим. св-вами уч-ков хр-м(олаклизацией гетероХ)
18. Митоз, мех-м дв-я хр-м в этом процессе
-подготовка к М
:
1)
S-
репл.ДНК, 2) удвоение центросом(
S→G1
)
,
3)
смена цитоплазм.МТ на митотич.(
G2
)
,
4)
синтез и активация факторов регуляции М,
5)
рост клл
.: акт.процессы транскрипции и синтеза белка (весь кл.цикл, в М-на ½ меньше)
6)
удвоение прекинетохоров
- митоз
:
1)конд.хр-м
(нач.вG1;в раней проФ
,max-в метаФ)
2) распад ядрышка и ядерн. облочки
3) форм-е кинетохоров
(удвоение прекинетохоров в
G2,
проФ/прометаФ-процесс, метаФ-зрелый)
4) форм-е веретена
5) конгрессия
–выстраивание хр-м в метаФ-ную пласт
.
6) расхожд.хр-м – анаФ - сегрегация
7) цитокинез –телоФ
Все этапы сопровождаются акт-стью факторов М
--(4) миотич.веретено сост. из разл-ся МТ, обр-ся при его форм-и
-
G2-
появл. астральные МТ и «звезды».Расхождение за счет белка кинезина (к «+»концу)
-Кх связ-ся с МТ и прибл.к полюсу, затем уходит (
I
-много МТ или
II-сущ. спец.белки хромокинезины – точно неизв.
). Приблизившись к др. полюсу, Кх присоед-ся к МТ
-монополярное дв-е=
>
возникают межполюсные МТ
, появл.интерзональные МТ
(оторванные от полюсов)
-АнаФ
:А)расхожд.хр-м
к полюсам–динеины
(к «-» конц) , КхМТ укорачивается на «+»конце(фотоблитчинг)
Б) расхожд.полюсов
– в интерзон-х обл. межполюсные МТ удлинн-ся и расход-ся к полюсам, раб. кинезины
-ТелоФ
(цитокинез) – начинается обр-е ЯО
22.Судьба органелл при митозе
-сист. цистерн и каналов ЭПР резко редуц. во время М, распадается на разрозненные вавкуоли и небольшие цистерны
-АГ распадается на отд. диктиосомы
-по мере развития митотич. веретена мембр.эл-ты ядра и органоиды всё больше оттесняются к перферии клетки, т.к. её центр часть занимается огромным кол-вом МТ
-В метаФ палзм. мембраны, МХ, лпастиды, лизоссомы локализованы в полярных зонах клеток или по их периферии(обрамляя веретено деления)
-в зоне веретена(осн.–ок. полюсов, м.б. между пучками МТ или в середине веретена ) –мелкие пузырьки и рибосомы (попали пассивно) –содерж. РНК и липиды
-при делении кл.-пассивное распр-е органоидов по дочерним клеткам (м.б. деление МХ вместе с цитотомией – нитчатые МХ водорослей)
=наруш-е Фаз М -
>пат.изм-я клл.
-м.б. ассиметр. передача – 1-е деления оплодотв. яйца нематоды Caenorhabditis elegans
23. Проблема автономности хлоропластов(ХЛ) и митохондрий(МХ)
A)МХ
-МХ имеет сист.синтеза белков
(ДНК,РНК,рибосомы)
Специфичность этой сист.и её автономность-в резком отличии от таковой в клетке
--МХ-ная ДНК(богата ГЦ)не гибридизуется в ядерной, это небольшая циклическая
м-ла
--синтез МХ-ной ДНК не зависит от синтеза ядерной(внутри МХ, на своих ферментах, часто не совп. по t)
--в МХ сущ.иРНК,тРНК,рРНК;рибосомы и рРНК у МХ резко отлич. от (~) в цитоплазме: 80S-70S(30S+50Ssub, 16S+23SRNA)-50S-рибосомы цитоплазмы, раст.МХ и жив.МХ соотв.
--синтез
на МХ-ных рибосомах прекращ.при действии Cl-амфеникола(прекр.синтез у бакт
.)
-{Альтман-"биобласты"
}Предполаг.,что на заре эвол. произошло внедр-е
в кл-анаэроба прокариотич. симбионта
,облад.ферментами (цикла Кребса и окисл. фосфорилирования).
В дальнейшем происходило закрепл-е "союза" и перестройка его :МХ потеряли часть генетич.мат-ла,превратились в структ.с огранич.автономией
--малые размеры ДНК МХ не позволяют кодировать всех МХ белков=>доказано,что б.ч. белков-под генетич.контролем клет.ядра (больш-во раств.белков МХ,напр. цитохром с) и синт.вне МХ
--предст.,что МХ-ная ДНК кодирует МХ-ные белки,локализ.на мембранах и предст собой структ.белки,ответств. за правильную интеграцию в МХ-ных мембранах отд.функц.компонентов
Б) ХЛ
-у ХЛ сущ.сист.синтеза белка
,отличная от такой же в кл.
--ДНК
-небольшая линейная или циклич.м-ла, в 1ХЛ м.б.неск-ко копий
, не сост. в комплексе с гистонами
--длительность цикла и Vрепликации не совпадает у ядерной у ХЛ-ной ДНК
--рибосомы 70S(см.↑)чувствительны к Сl-амфениколу
--ХЛ возникли за счет объед-я гетеротрофов с прокариотич.СЗ водорослями
--ХЛ оч.похожи на СЗ водоросли; сущ.истинный эндосимбиоз СЗводорослей с клл.низш.жив-ных, моллюсками, коловратками
-ХЛ-структ.с огранич. автономией
--синтез ряда важнейших белков, ферм.(хлорофилл, каротиноиды, липиды, крахмал)=>метаболизм находятся под генетич.контролем ядра
--ядерные гены кодируют ДНКполимеразу и нек-рые аминоацил-тРНК-синтетазы ХЛ и рибосомные белки
-МХ включались одновременно с обр-ем ядра(из генофора), а ХЛ - ПОЗЖЕ.
24.
Вакуоли растительных клеток
-у молодых клл. м.б. неск-ко мелких вакуолей (обр. из АГ), по мере роста слив-ся в 1/неск-ко крупных (Σ до 80%), отдел. от цитоплазмы тонопластом
(
~
плазм. мембране)
-полость В заполнена т.н. клет.соком(соли, сахара, орг.к-ты, белки, вода)
-Ф-ции
:1)поддерж-е тургора
(соли), 2)резервуар
для пит.в-в, отходов, метаболитов-опиум (алкалоиды, полифенолы, глюкозиды, оксалаты, цитраты, фосфаты=
>pH(
2-5)), 3)увеличение размер
ов, 4) аутофагич.ф-ция
: протеиназа и РНК-аза, м.переваривать часть себя и дефектные клет. компоненты(
~
лизосома
!)
-алейроновые В запасают белки: альбумин и глобулин, затем обезН2Ося -
>алейроновые зерна
(~
крахм.зерна
)
-в 1 кл. м.б. ВВ с разл. ф-циями
(лизосома, хранилище)
26. Ультраструктура митохондрий(МХ), функции
-МХ как органеллы синтеза АТФ характерны, за малым искл., для всех эукариотов. Их осн. ф-ция– окисление органики и исп-е Е для синтеза АТФ.
-МХ окрашивают по Альтману пс. осмиевой фиксации (липиды) или флюорохромом родамином (только активные)
-МХ имеют разл форму, подвижны, м. сливаться
-у анаэробов МХ нет, при слиянии м. обр-ся 1 хондросома
=МХ имеет 2-мембр замкнутую оболочку(по 7 нм), между ними межмембр. простр-во(10-20 нм), внутри-впячивания- кристы(расст. между 2-мя–10-20 нм), под ними матрикс(жидкий)
-Кристы
связ-ся с внутр. мембраной через узкую шейку или стебелек
-Кристы
м.б. по-разному ориентированы к дл. оси: 1) ┴ (печень, почки), 2)продольно(кардиомиоцит), 3)ветвление, пальцевидные отростки, 4) нет выраженной ориентации.
-Внутр.мембрана
содержит 3 типа белков:
1)катализирующие окислительные р-ции в дых. цепи, 2)ферментный комплекс-АТФ-синтетаза,
3)специфич.транспортные белки, регулирующие перенос метаболитов в матрикс и из него.
-Матрикс
имеет тонкозерн. гомогенное стр-е, содержит тонкие(2-3нм) длинные нити ДНК, мелкие гранулы(15-20нм)-МХ-ные рибосомы, крупные плотные гранулы (20-40 нм)-соли Са и М
g
, тРНК, ферменты
-Наруж.мембрана
–содержит порин, обр.каналы для в-в (
m<
10кДа), ферменты синтеза МХ-ных липидов и переводящие липиды в субстрат для матрикса
-Межмембр.прост-
во-неск-ко ферментов, исп-щих выходящий из матрикса АТФ для фосфорилирования др.нуклеотидов
=ф-ции: 1)синтез АТФ в рез- те окисления органики и фосфорилирования АДФ (аэробное окисление, цикл Кребса)
29.Стр-е и ф-ции гладкого ЭР(глЭР)
-ГлЭР–часть мембр-й ретик-й системы
,
нет рибосом
-ГлЭР–мемб., обр.мелкие вакуоли, трубки, канальцы
(
d
ок.50-100 нм), м.ветвиться, сливаться
-выраж-сть глЭР в клл. и тканях –разл., обычно скопл-е в опр. месте кл.: эпит. кишечн – вблизи всас.пов-сти
-непр-сть
перехода между глЭР и грЭР, от переход. уч-ка отрыв-ся пузырьки
с белками или липидами →АГ
--глЭР
образован гранулярным, т.е. вторичный
-ф-ции
: 1) метаболизм липидов и нек-рых внутриклет. п-сахаридов (продукты м.накапливаться в полостях) 2)синтез стероидов(корковое в-во надпочечников, сальные железы, семенники), 3)метаболизм углеводов (топограф.связь глЭР с отл-ями гликогена в клл.печени), 4)процессы деградации разл. вредных (цитохром Р450) вещ-в, метаболич. дезактивация – гепатоциты, 5) депо Са2+ (поперечно-полосат. мм.; глЭР=саркоплазм. ретикулум), (6)раст
. (участие?) синтез и транспорт терпенов, стероидов, липидов
-избыток мембран пс.(4) разрушается аутофагосомами
30.Стр-е и ф-ции гранулярного ЭР(грЭР)
-(ультратонкий срез):замкн.мембраны, на сеч-мешки,цистерны,узкие каналы,ширина от 20 нм до неск.μ–от акт-сти кл.
-со ст-ны гиалоплазмы покрыт рибосомами(20нм)-темные округлые частицы; рибосомы собраны в полисомы (п рибосом, объед-х 1 иРНК) в виде спиралей, розеток, гроздей; кол-во рибосом на грЭР
~
акт-сть кл. (падение кол-ва м.б.при дифференцировке)
-в кл.грЭР м.б.в виде 1) редких разрозненных мембран, 2)локальных скопл-й таких мембран (эргастоплазма)
--1)характ для клл. с низкой метаболич. акт-стью, либо недифференцированных
--2)свойств.клл, синт.секреторные белки (гепатоциты-тельца Берга(скопл-я грЭР))
{
грЭР–тяжелая микросомальная фракция, «шероховатые микросомы»
}
-грЭР – одно из мест синтеза белка(т.к.полисомы)
-- рибосомы/полисомы в гиалоплазме (обычно недифф. клл.) обычно синтезируют белок «для себя», а на грЭР– «экскретируемые»: протеиназы, липазы, нуклеазы, казеин, γ-глобулин
-грЭР сущ. у простейших (ферменты внеклет пищевар-я,белки и гликопротеиды гликокаликса), жив, раст.(железист.клл.)
-Ф-ЦИИ(Σ):
1) синтез «экскреторных»,в т.ч. «ненужных» белков
2)синтез белков-ферментов для внутриклеточного пищеварения (лизосомы)
3)сегрегация и обособление синтезированных белков, изоляция их от осн.функц.белков клетки
-у млекопит импорт белков в ЭР котрансляционно, связ-е грЭР с иРНК только при наличии сигн.послед-сти
31.Стр-е и ф-ции АГ
-открыт в 1898 К.Гольджи и Рамон-и Кахалом («сетчатая структура»), методом импрегнации–осажд.
Os/Ag+
на нейронах
-стр-е
--АГ может иметь(сетч.структ, в ссекр.клл.) или не иметь(диффузная структ.) полярность, характ для любых клл.,в т.ч. дрожжи, для раст.-по периферии
--плоские цистерны (по краям ампулы), 1 на другой(∆= 20-25нм,5-10шт-до20); нет рибосом; диктиосомы (ср.20шт.на 1 кл.)– компонент АГ, полярны, если полярен АГ
--АГ обр-ся из
IAGIC(зона между ЭР и АГ)
--сущ. 3 зоны: промежуточная, цис(тяжелее транс) и транс(крупнее цис)
--трансАГ окружен сист вакуолей
TGN (trans Goldgi network),
здесь разделение и сортировка
-Ф-ЦИИ:
--АГ работает «на выброс» из кл.(Д.Н.Насонов-витальный краситель+импрегнация
Ag+
)
--белковые секреты
синтезируются в грЭР и через АГ выходят наружу
(в секреторных гранулах ) (Леблонд-ЭМ+радиоавтография, зимоген.гранулы)
--в зоне АГ происх вторичная модификация белков и обр-е полигликанов
(мукопротеидов)
---(1)фосфорилирование,(2)потеря части манноз
{цис-для лизосом},
(3)замена манноз на
N-Aсглюкозамины {промежут.},
(4)+галактоза, (5)+сиаловые к-ты
{транс-},
(6)→в
TGN
→в мембр. →в секреторные пузырьки
--синтез гемицеллюлоз
(полисазаридов,слизи,муцинов) →в кл-ную ст.или промежут в-ва
--сегрегация
(лизосомы, наружу,в цитоплазму)-по олигосахаридным маркерам(в т.ч. при модификации)
!секреция
1)лизосомы, 2)поток пост.секреции, 3)поток контр.секреции
32.Лизосомы,их классификация и стр-е
-открыты случайно,Х.деДюв1955(замораживание легкой макросомальной фракции→ оттаивание→ лизис)
-липопротеидная мембр., 40 гидролитич.кислых ферментов(активны при
pH5
):протеиназы, нуклеазы, глюкозидазы, фосфатазы, фосфорилазы, сульфатазы
-рН создается АТФ-зависимой протонной помпой(в Л2)
-в мембр.Л встроены белки-переносчики, для транспорта продуктов гидролиза в цитоплазму
КЛАССИФИКАЦИЯ:
1)первичные Л
-образуются АГ,содержат неакт. –азы (защищены олигосахаридами опр.стр-я)
-кислая фосфатаза-маркерный фермент(гистохимия)
2)вторичные Л
(м.б.у любых клл.) = первичнаяЛ+ фагоцитарная/пиноцитозная вакуоль
-темные, неоднор.структ, «переваривание» м.б.не до конца(см.3)
3)телоЛ
(ост. тельца, «недоперевар») -не выводятся
-откладываются пигменты, липиды, напр. липофусциновые
гранулы(ч-к)=гранулы старения-в сердце,мозге
4)аутоЛ
(аутофагосомы)-клл.прост.,раст.,жив
-(
~
)вторичнЛ, «переваривают» дефектные комп. клл.
Ф-ЦИИ:
1)переваривание
(мономер→полимер),
2)запасные
(работают,если есть работа)-гранулоциты (нейтрфилы крови)
3)метаболич.превращени
е(щитовидная железа:
I
-тироглобулин→
I-тироксин(в кровь)+белок
)
-сущ. Л-мные патологии-«болезни накопления»-Л не переваривает ч-л.
41. Процесс обр-я клеточной стенки(КС) растений
-аморфные в-ва матрикса (гемицеллюлозы и пектины) ←АГ, выдел.экзоцитозом
-фибриллы целлюлозы←ферменты плазмалеммы
-КС зрелых клл. обычно многослойные(1,2,3)
=1)при делении клл. пс. расхождения хр-м в экв. плоскости появляется скопление мелких мембр. пузырьков (от АГ, содерж. гемицеллюлозу-аморфное в-во матрикса)
2) пузырьки начинают сливаться(от центра), при слиянии с клет. стенкой образ-ся клеточная пластинка-фрагмопласт
3) в центре
фрагмопласта- гемицеллюлоза(срединная пластинка-1ичн оболочка)-за счет материнской кл., по периферии
нарастают целлюлозные фибриллы (вторичная оболочка)-за счет дочерних клл., ВНЕ их
4)синтез и полимеризация целлюлозных фибрилл-
>
утолщение 2-ичн стенки
(осн. масса кл-ной стенки), ранее синтезированные фибриллы механически сдвигаются
5)инкрустация 2-ичн оболочки лигнином-
>
увеличивается жесткость, прекращается растяжение, т.е. синтез и полимеризация фибрилл
(6) обр-е 3-ичн кл-ной стенки из дегенерировавшей цитоплазмы
-1ичн оболочка м. расти от КРАЁВ: спирогира
-протопласт-клетка без КС
-раздел-е клл. КС – не полное, остаются палзмодесмы
42. Стр-е и св-ва кл-ных стенок раст. клл. и бактерий
-КС имеется у прокариотов и клеток раст-й(у прост-х и животных - гликокаликс)
-КС-экстрацеллюлярная структура, лежащая за плазм. мембраной
-КС-продукт жизнедеят-сти кл.: компоненты синт. в кл., выдел.из цитоплазмы и собираются вне кл.вблизи плазм.мембраны, в слож.и неоднород.комплексы (принцип стр-я – армированная резина)
=основа КС- полисахариды (полностью прониц. для воды, солей, органики)
+соли и орг.в-ва (лигнин, кутин) -
>
жесткость и непроницаемость
-для КС характ. лизирование в гипотонич. р-ре (анти-сократит.вакуоль или нерпониц.КС)
А)
растительная КС(РКС)
-РКС-многосл.обр-е,защищ.пов.кл.(«наруж скелет»)
-2 компонента
:аморфный палстичный желеобразный матрикс(основа, выс.содерж воды) и опорная фибриллярная сист.; для придания жесткости и несмач-сти м.б.доп. полимеры и соли
-матрикс
: гемицеллюлозы
(раств.в конц.щелочах) – полимеры из 6оз, 5оз и уроновых к-т, не кристаллизуются и не обр.фибрилл и пектиновые в-ва (
полимеры метил-
D-глюкоуроната)
-матрикс
: мягкая пластическая масса, укрепл. фибриллами
-фибриллы
: из целлюлозы (лин.неветв полимер β-глюкозы),М=(5*10Е4-5*10Е6),т.е. 300-3000
n; содерж-е целлюлозы 12-90%, сост. из субмикроскопич. фибрилл (25 нм), объед.в пучки или волокна
-доп.компоненты
: (инкрустация) лигнин (напр., конифериловый спирт)-
>
одеревеснение, мин в-ва (
CaCO3, SiO2
), кутин/суберин (на пов РКС-адкрустация) -
>
опробковение, воск-
>
водонепрониц. слой
Б)
КС бактерий (БКС)
-каркас
-1 мешковидная мол-ла муреина(полимер
N-ацетилмурамовой к-ты и N-ацетилглюкозамина
)
-
БКС содержит много доп.компонентов
-окраска по Граму
:крист.фиолетовый, йод, спирт; окрашено?-
>
грамположительно
-грамториц. БКС
:наруж.мембр
.из липопротеидов и липосахпридов(содерж порины и рецепторы
для Б-фагов),1сл. муреиновая сеть, плазм. мембрана
--наруж мембрана– синтез кнаружи от плазм. мембраны, обесп.структ.целосность кл., барьер
--тримеры порина–перенос м-л до 900 кДа(гидрофильные поры)
--между 2мя плазм мембранами сущ.периплазма (
~
лизосомам)
(
~10
нм): муреиновый слой (1-3нм), гидролитич. ферменты и трансп.белки(сахара,а-к-ты)
-грамполож.БКС(оч.ЖЕСТКАЯ)
:толстая полимерная сеть муреина, плазматическая мембрана
;сопутств.в-ва:тейхоевые к-ты,
n-сахариды, n-пептиды, белки
-в БКС гетеротрофов локализуются ферменты; защитная и каркасная ф-ции
-Гл.отличие РКС. от жив.- осморегулят
. ф-ция
-лизоцим раств.КС и муреин
60. Регуляция клет.цикла
- см.14(клет.цикл)
- посл-сть ФФ кл.цикла универсальна
=
>
смена функц-я отд.генов обесп.прохожд-е ФФ =
> подготовка клл.к делению регулируется на генном ур-не путем послед транскрипций специфич.РНК, а тж.путем регул. трансляции этих РНК и регул. синтеза специф. белков
(изуч-е вл-я ингибиторов синтеза этих РНК и белков)
- в
G1
–синтез белка – инициатора S
- если в
S-блокада
(напр., изб.Т)=>
остановка цикла
- синтез в-в для след.Ф
Σ
в кажд.Ф: G2→M,G1; G1→S; S→G1,G2
-
G0 можно заставить вернуться в G1
(индуцир. влияние со ст-ны цитоплазм факторов)
- при получении гетерокарионов
(см.14):
S+G1→S; S+G2→(S→G2)+G2; G1+G2→(G1→G2)+G2;
M+G1→M+(M); хр-мы интерФ-ного ядра преждевр.
M+S→M+(M) ; деконд-ся , ЯО разрушается
M+G2→M+(M);
- M запуск-ся MPF(mitosis promоting factor)-в цитопл.