5.Понятие о клетке, как живой элементарной системе, основе строения и функции эукариотических организмов:

Клетка-это элементарная живая система,состоящая из цитоплазмы,ядра,оболочки и являющаяся основой развития строения и жизнедеятельности животных и растительных организмов. Живому свойствен рад совокупных признаков: способность к в о с п р о и з в е д е н и ю (репродукции), и с п о л ь з ов а н и е и т р а н с ф о р м а ц и я э н е р г и и , м е т а б о л и з м , ч у в с т в и - т е л ь н о с т ь , а д а п т а ц и я , и з м е н ч и в о с т ь . Такую совокупность этих признаков впервые можно обнаружить только на клеточном уровне. Именно клетка как таковая является наименьшей единицей, обладающей всеми свойствами, отвечающими определению «живое».

Симпласты — это крупные образования, состоящие из цитоплазмы (протоплазмы) с множеством ядер.(мышечные волокна,наружный слой трофобласта плаценты);

Синцитии (соклетия) характеризуются тем, что после деления исходной клетки дочерние остаются связанными друг с другом с помощью тонких цитоплазматических перемычек.(развитие сперматогониев);

Межклеточное вещество, или матрикс соединительной ткани состоит из коллагеновых и эластических волокон, а также из основного (аморфного) вещества. Межклеточное вещество как у зародышей, так и у взрослых образуется, с одной стороны, путем секреции, осуществляемой соединительнотканными клетками, а с другой — из плазмы крови, поступающей в межклеточные пространства. У зародышей человека образование межклеточного вещества происходит начиная с 1—2-го месяца внутриутробного развития. В течение жизни межклеточное вещество постоянно обновляется — резорбируется и восстанавливается.

Кроме клеток многоклеточный организм построен из так называемых неклеточных структур, которые всегда являются вторичными относительно клеток, т.е. их производными. Среди неклеточных структур различают ядерные, содержащие ядра и возникают путем слияния клеток или вследствие незавершенного разделения их, и безъядерные - продукт деятельности определенных видов клеток. К ядерным неклеточных структур относятся симпласты и синцитий. К безъядерным неклеточным структурам относятся волокна и основное (аморфное) вещество соединительной ткани, продуцируемых одним из типов клеток - фибробластами. Аналогами основного вещества есть такие жидкие среды, как плазма крови и жидкая часть лимфы.

6.Основные положения клеточной теории на современном этапе развития науки:

1.Клетка-наименьшая элементарная единица живого,вне которой нет жизни;

2.Клетки гомологичны ,т.е. при всем богатом разнообразии все клетки растений и животных построены по единому общему принципу;

3.Клетка образуется путём деления исходной(материнской) клетки;

4.Клетка-часть целостного организма.Клетки объединены в системы тканей и органов.

Цитоплазма — обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром; подразделяется на гиалоплазму (основное вещество цитоплазмы), органоиды (постоянные компоненты цитоплазмы) и включения (временные компоненты цитоплазмы). Химический состав цитоплазмы: основу составляет вода (60–90% всей массы цитоплазмы), различные органические и неорганические соединения. Характерная особенность цитоплазмы эукариотической клетки — постоянное движение (циклоз). Оно обнаруживается, прежде всего, по перемещению органоидов клетки, например хлоропластов. Если движение цитоплазмы прекращается, клетка погибает, так как, только находясь в постоянном движении, она может выполнять свои функции.

Гиалоплазма (цитозоль) представляет собой бесцветный, слизистый, густой и прозрачный коллоидный раствор. Именно в ней протекают все процессы обмена веществ, она обеспечивает взаимосвязь ядра и всех органоидов. В зависимости от преобладания в гиалоплазме жидкой части или крупных молекул, различают две формы гиалоплазмы: золь — более жидкая гиалоплазма и гель — более густая гиалоплазма. Между ними возможны взаимопереходы: гель превращается в золь и наоборот.

Функции цитоплазмы:

1. объединение всех компонентов клетки в единую систему,

2. среда для прохождения многих биохимических и физиологических процессов,

3. среда для существования и функционирования органоидов.

4.Дополнительные методы микроскопирования: ультрафиолетовый, флюоресцентный, фазово-контрастный.

Ультрафиолетовая микроскопия. Это разновидность световой микроскопии. В ультрафиолетовом микроскопе используют более короткие ультрафиолетовые лучи с длиной волны около 0,2 мкм. Разрешаемое расстояние здесь в 2 раза меньше, чем в обычных световых микроскопах, и составляет приблизительно 0,1 мкм (do = У2- 0,2 мкм = 0,1 мкм). Полученное в ультрафиолетовых лучах невидимое глазом изображение преобразуется в видимое с помощью регистрации на фотопластинке или путем применения специальных устройств (люминесцентный экран, электронно-оптический преобразователь)

Флюоресцентная (люминесцентная) микроскопия. Явления флюоресценции заключаются в том, что атомы и молекулы ряда веществ, поглощая коротковолновые лучи, переходят в возбужденное состояние. Обратный переход из возбужденного состояния в нормальное происходит с испусканием света, но с большей длиной волны. Различают с о б с т в е н н у ю , или п е р в и ч ную, и н а в е д е н н у ю , или в т о р и ч н у ю , ф л ю о р е с ц е н ц и ю .

П е р в и ч н о й ф л ю о р е с ц е н ц и е й обладают серотонин, катехоламины (адреналин, норадреналин), содержащиеся в нервных, тучных и других клетках, после фиксации тканей в парах формальдегида при 60—80 °С (метод Фалька). Вторичная флюоресценция возникает при обработке препаратов специальными красителями — ф л ю о р о х р о м а м и .

Фазово-контрастная микроскопия. Этот метод служит для получения контрастных изображений прозрачных и бесцветных живых объектов, невидимых при обычных методах микроскопирования. Метод фазового контраста обеспечивает контрастность изучаемых неокрашенных структур за счет специальной кольцевой диафрагмы, помещаемой в конденсоре, и так называемой фазовой пластинки, находящейся в объективе. Такая конструкция оптики микроскопа дает возможность преобразовать не воспринимаемые глазом фазовые изменения прошедшего через неокрашенный препарат света в изменение его амплитуды, т.е. яркости получаемого изображения. Повышение контраста позволяет видеть все структуры, различающиеся по показателю преломления. Разновидностью метода фазового контраста является метод фазовотемнополъного контраста, дающий негативное по сравнению с позитивным фазовым контрастом изображение.

Устройство и принцип работы электронного микроскопа:

Электронные микроскопы появились в 1930-х годах и вошли в повсеместное употребление в 1950-х. Электронный микроскоп перевернут «вверх дном» по сравнению со световым микроскопом. Излучение подается на образец сверху, а изображение формируется внизу. Принцип действия электронного микроскопа в сущности тот же, что и светового микроскопа. Электронный пучок направляется конденсорными линзами на образец, а полученное изображение затем увеличивается с помощью других линз. Для изучения в электронном микроскопе можно использовать только очень тонкие срезы или частицы, так как более крупными объектами электронный пучок почти полностью поглощается. Части объекта, отличающиеся относительно более высокой плотностью, поглощают электроны и потому на сформировавшемся изображении кажутся более темными. Для окрашивания образца с целью увеличения контраста используют тяжелые металлы, такие как свинец и уран.

Клеточные оболочки ограничивают эукариотические клетки. В каждой клеточной оболочке можно выделить как минимум два слоя. Внутренний слой прилегает к цитоплазме и представлен плазматической мембраной (синонимы — плазмалемма, клеточная мембрана, цитоплазматическая мембрана), над которой формируется наружный слой. В животной клетке он тонкий и называется гликокаликсом (образован гликопротеинами, гликолипидами, липопротеинами), в растительной клетке — толстый, называется клеточной стенкой (образован целлюлозой).

Ядро:

Ядро состоит из ядерной оболочки,ядерного белкового матрикса,ядрышка и хроматина.

Оболочка ядра двумембранная состоит из наружной и внутренней ядерной мембраны,ядерной пластинки и ядерных пор.Наружная и внутренняя мембрана разделены пронуклеарным пространством и соединяются только в области ядерных пор.Наружная мембрана имеет рибосомы и переходит в мембрану гранулярной ЭПС.Внутренняя мембрана отделена от содержимого ядра ядерной пластинкой,которая содержит белки промежуточных филаментов-ламины.Содержимое ядра сообщается с цитоплазмой через 3-4 тыс.специализированных коммуникаций-ядерных пор.Поры образованы белками порового комплекса.Ядерные поры осуществляют регулируемый транспорт веществ в ядро и из ядра.

Матрикс представляет собой коплоидный раствор разнообразных ферментов.В матриксе расположены ядрышко и хроматин,

Ядрышко- резко базофильная структура.Имеет диффузную структуру.В нём выделяют хромофобную зону,содержащую ДНК ядрышкового организатора(информация о рРНК),гранулярный компонент,состоящий из рибосомных субъединиц и фибрилярных компонент,образованные рибонуклеиновыми фибриллами(РНК-транскрипты).

Функции ядрышка:синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом.Размер ядрышка больше в клетках с интенсивным метаболизмом.

Хроматин занимает основную часть объема ядра.Он представлен тёмными(электронно-плотными) глыбками-гетерохроматином и светлыми(электронно-прозрачными)областями-эухроматином.

Клетки могут иметь самую разнообразную внешнюю форму: шаровидную (лейкоциты), многогранную (клетки железистого эпителия), звездчатую и разветвленно-отростчатую (нервные и костные клетки), веретеновидную (гладкие мышечные клетки, фибробласты), призматическую (кишечный эпителиоцит), уплощенную (эндотелиоцит, мезотелиоцит) и др.

7.Плазмолемма: строение, химический состав, функции:

Плазмолемма (plasmalemma), или внешняя клеточная мембрана, среди различных клеточных мембран занимает особое место. Это поверхностная периферическая структура, не только ограничивающая клетку снаружи, но и обеспечивающая ее непосредственную связь с внеклеточной средой, а следовательно, и со всеми веществами и стимулами, воздействующими на клетку. Химический состав плазмолеммы. Основу плазмолеммы составляет липопротеиновый комплекс. Она имеет толщину около 10 нм и, таким образом,является самой толстой из клеточных мембран. Основу строения плазмолеммы составляет двойной слой липидных молекул билипидная мембрана, в которую местами включены молекулы белков, также имеется надмембранный слой гликокаликс, структурно связанный с белками и липидами билипидной мембраны, и в некоторых клетках имеется подмембранный слой.

Строение билипидной мембраны:Каждый монослой ее образован в основном молекулами фосфолипидов и, частично, холестерина. При этом в каждой липидной молекуле различают две части: гидрофильную головку и гидрофобные хвосты. Гидрофобные хвосты липидных молекул связываются друг с другом и образуют билипидный слой. Гидрофильные головки билипидного слоя соприкасаются с внешней или внутренней средой. Билипидная мембрана, а точнее ее глубокий гидрофобный слой, выполняет барьерную функцию, препятствуя проникновению воды и растворенных в ней веществ, а также крупных молекул и частиц.

Белковые молекулы встроены в билипидный слой мембраны локально и не образуют сплошного слоя.

По локализации в мембране белки подразделяются на:

• интегральные пронизывают всю толщу билипидного слоя;

• полуинтегральные включающиеся только в монослой липидов (наружный или внутренний);

• прилежащие к мембране, но не встроенные в нее.

Функции плазмолеммы. Эта мембрана выполняет ряд важнейших клеточных функций, ведущими из которых являются функция р а з г р а н и ч е н и я цитоплазмы с внешней средой, функции р е ц е п ц и и и т р а н с п о р т а различных веществ как внутрь клетки, так и из нее.

По выполняемой функции белки плазмолеммы подразделяются на:

• структурные белки;

• транспортные белки;

• рецепторные белки;

• ферментные.

Находящиеся на внешней поверхности плазмолеммы белки, в также гидрофильные головки липидов обычно связаны цепочками углеводов и образуют сложные полимерные молекулы гликопротеиды и гликолипиды. Именно эти макромолекулы и составляют надмембранный слой — гликокаликс. В неделящейся клетке имеется подмембранный слой, образованный микротрубочками и микрофиламентами.

Значительная часть поверхностных гликопротеидов и гликолипидов выполняют в норме рецепторные функции, воспринимают гормоны и другие биологически активные вещества. Такие клеточные рецепторы передают воспринимаемые сигналы на внутриклеточные ферментные системы, усиливая или угнетая обмен веществ и тем самым оказывают влияние на функции клеток. Клеточные рецепторы, а возможно и другие мембранные белки, благодаря своей химической и пространственной специфичности, придают специфичность данному типу клеток данного организма и составляюттрансплантационные антигеныилиантигены гистосовместимости.

Помимо барьерной функции, предохраняющей внутреннюю среду клетки, плазмолемма выполняет транспортные функции, обеспечивающие обмен клетки с окружающей средой.

Различают следующие способы транспорта веществ:

• пассивный транспорт способ диффузии веществ через плазмолемму (ионов, некоторых низкомолекулярных веществ) без затраты энергии;

• активный транспорт веществ с помощью белков-переносчиков с затратой энергии (аминокислот, нуклеотидов и других);

• везикулярный транспорт через посредство везикул (пузырьков), который подразделяется на эндоцитоз транспорт веществ в клетку, и экзоцитозтранспорт веществ из клетки.

В свою очередь эндоцитоз подразделяется на:

• фагоцитоз захват и перемещение в клетку крупных частиц (клеток или фрагментов, бактерий, макромолекул и так далее);

• пиноцитоз перенос воды и небольших молекул.

Процесс фагоцитоза подразделяется несколько фаз:

• адгезия (прилипание) объекта к цитолемме фагоцитирующей клетки;

• поглощение объекта путем образования вначале углубления (инвагинации), а затем и образования пузырьков — фагосомы и передвижения ее в гиалоплазму

Характеристика надмембранного слоя (гликокаликса) : сложные полимерные макромолекулы, образованные цепочками углеводов, связанными с находящимися на внешней поверхности плазмолеммы белками и гидрофильными головками липидов. Значительная часть поверхностных гликопротеидов и гликолипидов выполняет в норме рецепторные функции.  Характеристика подмембранного слоя клеточной оболочки: Образован периферическим (кортикальным) слоем цитоплазмы и содержащимися в нём элементами цитоскелета клетки, включающим актиновые микрофиламенты, промежуточные филаменты и микротрубочки. Сокращение сети микрофиламентов, связанных с белками плазмолеммы, способствует формированию псевдоподий и выростов цитоплазмы, перемещению клетки в пространстве.

8.Функциональная и структурная характеристика различных видов соединений. Простые соединения. Сложные соединения: плотные, соединения, щелевые соединения (нексусы), промежуточные соединения, десмосомы, пальцевидные соединения.

Межклеточные соединения делятся на п р о с т ы е и с л о ж н ы е . Простое межклеточное соединение— сближение плазмолемм соседних клеток на расстояние 15—20 нм (рис. 8). При этом происходит взаимодействие слоев гликокаликса соседних клеток. Гликопротеиды соседних клеток при образовании простого контакта «узнают» клетки одного типа. Наличие этих белков-рецепторов (кадгерины, интегрины и др.) характерно для определенных тканей. Они реагируют только с соответствующими им клетками.

Пальцевидные соединения (интердигитации) образуются за счет взаимной инвагинации (впячивания) обеих плазмолемм в начале в одном, а затем в другом. Это один из трех видов контактов между кардиомиоцитами.

Сложные межклеточные соединения представляют собой небольшие парные специализированные участки плазматических мембран двух соседних клеток. Они подразделяются на запирающие (изолирующие), сцепляющие (заякоривающие) и коммуникационные (объединяющие) контакты. К з а п и р а ю щ и м (изолирующим) относится плотный контакт . В этом соединении принимают участие специальные интегральные белки, расположенные на поверхности соседних клеток, образующие подобие ячеистой сети.Эта ячеистая сеть окружает в виде пояска весь периметр клетки, соединяясь с такой же сетью на поверхности соседних клеток. Эта область непроницаема для макромолекул и ионов и, следовательно, она запирает, отграничивает межклеточные щели (и вместе с ними собственно внутреннюю среду организма) от внешней среды. Этот тип соединений характерен для клеток однослойных эпителиев и эндотелия. К с ц е п л я ю щ и м , или заякоривающим, соединениям относятся адгезивный (сцепляющий) поясок и десмосомы. Общим для этой группы соединений является то, что к участкам плазматических мембран со стороны цитоплазмы подходят фибриллярные элементы цитоскелета, которые как бы заякориваются на их поверхности. Адгезивный поясок(промежуточный контакт)-опоясывает апикальную часть клетки однослойных эпителиев.Клетки связаны интегральными гликопротеидами,к которым примыкает слой примембранных белков.

Факальный контакт характерен для фибробластов.Соединяется не с соседней клеткой,а с элементами внеклеточного субстрата.В образовании этого контакта участвуют микрофиламенты.

Десмосомы-парные структуры,диаметр-0,5 мкм.Прилежит слой белков.В состав входят десмоплакины.С внешней стороны плазмолеммы соединяются с помощью десмоглеинов. Функция:механическая связь между клетками.(В клетках эпителиев,сердечных и гладких мышц)

Полудесмосомы-связь эпителиальных клеток с базалбной мембраной.

Коммуникационные соединения(щелевые контакты и синапсы):

Щелевые контакты(нексусы)- 0,5-3 мкм.В структуре плазмолемм соседних клеток располагаются коннексоны(Все ткани).Функция:перенос ионов и мелких молекул от клетки к клетке.

Синапсы-характерны для нервной ткани.Встречаются между двумя нейронами.Участки контактов двух клеток,специализированных для односторонней передачи возбуждения или торможения от одного элемента к другому.