10.Общий план эукариотической клетки:

Типичная клетка эукариот состоит из трех составных частей – оболочки, цитоплазмы и ядра. Основу клеточной оболочки составляет плазмалемма (клеточная мембрана) и углеводно-белковая поверхностная структура.

1. Плазмалемма эукариот отличается от прокариотической меньшим содержанием белков.

2.Углеводно-белковая поверхностная структура. Животные клетки имеют небольшую белковую прослойку (гликокаликс). У растений поверхностная структура клетки –клеточная стенкасостоит из целлюлозы (клетчатки).

Функции клеточной оболочки: поддерживает форму клетки и придает механическую прочность, защищает клетку, осуществляет узнавание молекулярных сигналов, регулирует обмен веществ между клеткой и средой, осуществляет межклеточное взаимодействие.

Цитоплазма состоит из гиалоплазмы (основное вещество цитоплазмы), органоидов и включений. В гиалоплазме содержатся 3 типа органоидов:

двумембранные (митохондрии, пластиды);

одномембранные (эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, вакуоли, лизосомы);

немембранные (клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты, рибосомы, включения).

1. Гиалоплазма представляет собой коллоидный раствор органических и неорганических соединений. Гиалоплазма способна к перемещению внутри клетки – циклозу. Основные функции гиалоплазмы: среда для нахождения органоидов и включений, среда для протекания биохимических и физиологических процессов, объединяет все структуры клетки в единое целое.

2. Митохондрии («энергетические станции клеток»). Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеютскладки – кристы. Между внешней и внутренними мембранами находится матрикс. В матриксе митохондрий содержатся молекулы ДНК, мелкие рибосомы и различные вещества.

3. Пластиды характерны для растительных клеток. Различают три вида пластид: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

I. Хлоропласты – зеленые пластиды, в которых осуществляется фотосинтез. Хлоропласт имеет двухмембранную оболочку. Тело хлоропласта состоит из бесцветного белково-липидного стромы, пронизанной системой плоских мешочков (тилакоидов) образованных внутренней мембраной.Тилакоиды образуют граны. В строме содержатся рибосомы, крахмальные зерна, молекулы ДНК.

II. Хромопласты придают разным органам растения окраску.

III. Лейкопласты запасают питательные вещества. Из лейкопластов возможно образование хромопластов и хлоропластов.

4. Эндоплазматическая сеть представляет собой разветвленную систему трубочек, каналов и полостей. Различают негранулярную (гладкую) и гранулярную (шероховатую) ЭПС. На негранулярной ЭПС находятся ферменты жирового и углеводного обмена (происходит синтез жиров и углеводов). Награнулярной ЭПС располагаются рибосомы, осуществляющие биосинтез белка. Функции ЭПС: механическая и формообразующая функции; транспортная; концентрация и выделение.

5. Аппарат Гольджи состоит из плоских мембранных мешочков и пузырьков. В животных клетках аппарат Гольджи выполняет секреторную функцию. В растительных он является центром синтеза полисахаридов.

6. Вакуоли заполнены клеточным соком растений. Функции вакуолей: запасание питательных веществ и воды, поддержание тургорного давления в клетке.

7. Лизосомы – мелкие органоиды сферической формы, образованы мембраной, внутри которой содержатся ферменты, гидролизующие белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры.

8. Клеточный центр. Функцией клеточного центра является управление процессом деления клеток.

9. Микротрубочки и микрофиламенты в совокупности формируют клеточный скелет животных клеток.

10. Рибосомы эукариот более крупные (80S).

11. Включения – запасные вещества, и выделения – только в растительных клетках.

Ядро – важнейшая часть эукариотической клетки. Оно состоит из ядерной оболочки, кариоплазмы, ядрышек, хроматина.

1. Ядерная оболочка по строению аналогична клеточной мембране, содержит поры. Ядерная оболочка защищает генетический аппарат от воздействия веществ цитоплазмы. Осуществляет контроль за транспортом веществ.

2. Кариоплазма представляет собой коллоидный раствор, содержащий белки, углеводы, соли, другие органические и неорганические вещества. В кариоплазме содержатся все нуклеиновые кислоты: практически весь запас ДНК, информационные, транспортные и рибосомальные РНК.

13.Структурная, химическая и функциональная характеристика органелл, составляющих цитоскелет клеток Строение и значение центриолей, ресничек и жгутиков:

Цитоскелет — опорно-двигательная система клетки, включающая немембранные белковые нитчатые образования, выполняющие как каркасную, так и двигательную функции в клетке. К этой системе относятся фибриллярные структуры и микротрубочки. 

К фибриллярным компонентам относятся микрофиламенты, промежуточные филаментх состоит , или микрофибриллы. 

Микротрубочки представляют собой прямые, неветвящиеся длиннык полые цилиндры, стенка которых состоит из 13 субъединиц несократительного белка тубулина. В клетках микротрубочки создании ряда временных (цитоскелет интерфазных клеток, веретино деления) или постоянных (центриоли, ресничики, жгутики) структур. Микрофиламенты встречаются во многих клетках. Они распологаются в кортикальном слое цитоплазмы и состоят из сократительных белков: актина, миозина, тропомиозина, иктинина.  МИКРОФИБРИЛЫ ИЛИ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ФИЛАМЕНТЫ. Это тонкие неветвящиеся балковые структуры, распологающиеся пучками. Их белковый состав различен в разных тканях. В эпидермисе в состав микрофибрилл входит белок кератин. В состав клеток соединительной ткани-фибробластов-входит белок виметин, в мышечных тканях-десмин.

СТРОЕНИЕ ЦЕНТРИОЛЕЙ, РЕСНИЧЕК И ЖГУТИКОВ.

ЦЕНТРИОЛИ входят в состав клеточного центра, принимающего участие в процессах деления клеток. Центриоль – мелкое плотное тельце, расположенное в паре, образуя диплосому. По периферии диплосома окружена светлой зоной – центросферой. Совокупность центриолей и центросферы называетсяклеточным центром. Каждая центриоль состоит из 9 триплетов микротрубочек, формирующих полый цилиндр. Их формула (9х3)+0. Кроме микротрубочек в состав цетриолей входят ручки, соединяющие триплеты. В центриолях различают материнскую центриоль и дочернюю. От материнской центриоли отходят дополнительные микротрубочки, образующие вокруг клеточного центра светлую зону- центросферу. В отличие от микротрубочек, состоящих из несократительного белка тубулина, ручки образованы белком динеином, обладающим АТФ- зной активностью. При подготовке клетки к делению происходит удвоение центриолей.   РЕСНИЧКИ И ЖГУТИКИ – специальные органоиды клетки, встречающиеся в клетках, выполняющих специальные функции. Так, реснички характерны для клеток мерцательного эпителия воздухоносных путей. Ресничка состоит из аксонемы(осевой нити) и базального тельца. Аксонема входит в состав цитоплазматического выроста клетки, покрытого плазмолеммой и состоит из 9 дуплетов микротрубочек, расположенных по периферии и двух центральных. Реснички выполняют защитную функцию, способствуя удалению микроорганизмов и пыли оседающих на поверхности слизистой оболочки воздухоносных путей. В состав микрофиламентов кортикального слоя и пучков входят сократительные белки: актин, миозин, тропомиозин, L – актинин. 

Центриоль – центр роста микротрубочек аксонемы ресничек или жгутиков. Она сама индуцирует полимеризацию тубулина при образовании микротрубочек в интерфазе. Перед митозом она является одним из центров полимеризации микротрубочек веретена клеточного деления. Реснички и жгутики – это специальные органеллы движения.

 Реснички – это тонкий цилиндрический вырост цитоплазмы. Благодаря ресничкам и жгутикам, свободная клетка способна двигаться. Неподвижные клетки движением ресничек могут перемещать жидкость.

16.Структурно-функциональная характеристика органелл, участвующих в процессах синтеза и секреции веществ из клеток:

К ним относится комплекс Гольджи. Он состоит из системы уплощенных цистерн, трубочек, вакуолей и мелких везикул. По вертикали он отчетливо поляризован. Это выражается в наличии 2 полюсов:

1) выпуклая сторона (цис-полюс), которая обращена к ядру. Через нее в комплекс Гольджи поступают вещества в виде транспортных пузырьков, отделенных от ЭПС. Здесь происходит процессинг молекул – «дозревание»;

2) вогнутая сторона (транс-полюс), которая обращена к плазмолемме. Оттуда из комплекса Гольджи уходят вещества также в мембранной упаковке (например, отшнуровываются экзоцитозные секреторные гранулы). Экзоцитозные пузырьки транспортируются к плазмолемме. В транспорте принимают участие микротрубочки, которые имеют боковые выросты, состоят из белков, ассоциированных с микротрубочками. Эти белки последовательно и обратимо связываются с органеллами, транспортными пузырьками, секреторными гранулами, другими образованиями и таким образом обеспечивают перемещение их по цитоплазме. Мембрана экзоцитозного пузырька встраивается в плазмолемму, а содержимое выделяется за пределы клетки. Встроенная в плазмолемму мембрана секреторных (экзоцитозных) гранул отделяется в цитоплазму механизмом эндоцитоза и возвращается в комлпекс Гольджи для повторного использования. Некоторые вещества (например, стероидные гормоны) не накапливаются в комплексе Гольджи, а выделяются из клетки путем диффузии.

18. Ядро: строение, функции, химический состав. Взаимодействие структур ядра и цитоплазмы в процессе синтеза белка в клетках. Основные этапы синтеза белка:

В организме человека содержатся только эукариотические (ядерные) типы клеток. Безъядерные структуры (эритроциты, тромбоциты, роговые чешуйки) являются вторичными образованиями, так как они образуются из ядерных клеток в результате их специфической дифференцировки. Большинство клеток содержит одно ядро, лишь редко встречаются двухядерные и многоядерные клетки. Форма ядра чаще всего округлая (сферическая) или овальная. В зернистых лейкоцитах ядро подразделяется на сегменты. Локализуется ядро обычно в центре клетки, но в клетках эпителиальной ткани может быть сдвинуто к базальному полюсу. Структурные элементы ядра четко выражены только в определенный период клеточного цикла — в интерфазу. В период деления клетки (митоза или мейоза) происходят выраженные изменения структур клеток: одни исчезают, другие значительно преобразуются.

Структурные элементы ядра

Структурные элементы ядра, перечисленные ниже, бывают хорошо выражены только в интерфазе:

1) хроматин;

2) ядрышко;

3) кариоплазма;

4) кариолемма.

Ядрышко — сферическое образование (1—5 мкм в диаметре),хорошо воспринимающее основные красители и располагающееся среди хроматина. В одном ядре может содержаться от 1 до 4 и даже более ядрышек. (место образования рибосом)

Кариоплазма (нуклеоплазма или ядерный сок), состоит из воды, белков и белковых комплексов (нуклеопротеидов, гликопротеидов), аминокислот, нуклеотидов, сахаров. (При участии кариоплазмы осуществляется обмен веществв ядре, взаимодействие ядра и цитоплазмы.)

Функции ядер соматических клеток:

1) хранение генетической информации, закодированной

в молекулах ДНК;

2) репарация (восстановление) молекул ДНК после их по

вреждения с помощью специальных репаративных ферментов;

3) редупликация (удвоение) ДНК в синтетическом периоде нтерфазы;

4) передача генетической информации дочерним клеткам во время митоза;

5) реализация генетической информации, закодированной в ДНК, для синтеза белка и небелковых молекул: образование аппарата белкового синтеза (информационной, рибосомальной и транспортных РНК).

Функции ядер половых клеток:

1) хранение генетической информации;

2) передача генетической информации при слиянии женских и мужских половых клеток.

Основные этапы синтеза белка:

Белковый синтез (трансляция) может условно быть разделен на 5 стадий:

1. Активирование аминокислот.

2. Инициация трансляции.

3. Элонгация трансляции.

4. Терминация трансляции.

5. Постсинтетическая модификация белков.

19. Хроматин как форма существования хромосом в интерфазном ядре. Структурная организация хроматина. Понятие о конденсированном и деконденсированном хроматине, степень их участия в синтетических процессах:

14. Понятие о компартментализации клетки и ее функциональное значение. Лизосомы. Строение, химический состав, функции. Понятие о первичных и вторичных лизосомах, об аутофагосомах и гетерофагосомах:

Лизосомы (lysosomae) — это разнообразный класс шаровидных структур размером 0,2—0,4 мкм, ограниченных одиночной мембраной. Характерным признаком лизосом является наличие в них гидролитических ферментов — гидролаз, расщепляющих различные биополимеры. Примеры лизосомных гидролаз: фосфатазы, протеиназы, липазы.

Различают: 1) первичные лизосомы, 2) вторичные лизосомы.

• Первичными называются лизосомы, отшнуровавшиеся от аппарата Гольджи. Первичные лизосомы являются фактором, обеспечивающим экзоцитоз ферментов из клетки.

• Вторичные лизосомы, или внутриклеточные пищеварительные вакуоли, формируются при слиянии первичных лизосом с фагоцитарными вакуолями (фагосомами) или пиноцитозными вакуолями

Функциями лизосом являются:

• переваривание захваченных клеткой при эндоцитозе веществ или частиц

• аутофагия — уничтожение ненужных клетке структур, например, во время замены старых органоидов новыми, или переваривание белков и других веществ, произведенных внутри самой клетки.

• автолиз — самопереваривание клетки, приводящее к ее гибели. Пример: При превращении головастика в лягушку, лизосомы, находящиеся в клетках хвоста, переваривают его: хвост исчезает, а образовавшиеся во время этого процесса вещества всасываются и используются другими клетками тела.

15. Вклад Пуркинье, Шванна, Вирхова и др. В учение о клетке:

Ян Пуркине описал цитоплазму, которую назвал протоплазмой, усовершенствовал микроскопическую технику.

Теодор Шванн доказал гомологичность растительных и животных клеток, сделал вывод о том, что клетка является минимальной единицей жизни, и сформулировал клеточную теорию.

Рудольф Вирхов доказал, что клетки возникают только путем деления исходных клеток.

Включения цитоплазмы: определение, классификация, химическая и морфо-функциональная характеристика:

Включения цитоплазмы — необязательные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в зависимости от метаболического состояния клеток.

Различают включения трофические, секреторные, экскреторные и пигментные.

К трофическим включениям относятся капельки нейтральных жиров, которые могут накапливаться в гиалоплазме. В случае недостатка субстратов для жизнедеятельности клетки эти капельки могут резорбироваться. Другим видом включений резервного характера является гликоген — полисахарид, откладывающийся также в гиалоплазме. Отложение запасных белковых гранул обычно связано с активностью эндоплазматической сети. Так, запасы белка вителлина в яйцеклетках амфибии накапливаются в вакуолях эндоплазматической сети.

Секреторные включения — обычно округлые образования различных размеров, содержащие биологически активные вещества, образующиеся в клетках в процессе жизнедеятельности.

Экскреторные включения не содержат каких-либо ферментов или других активных веществ. Обычно это продукты метаболизма, подлежащие удалению из клетки.

Пигментные включения могут быть экзогенные (каротин, пылевые частицы, красители и др.) и эндогенные (гемоглобин, гемосидерин, билирубин, меланин, липофусцин). Наличие их в цитоплазме может изменять цвет ткани органа временно или постоянно. Нередко пигментация (или депигментация) ткани служит диагностическим признаком.

3. Ядрышко – сферическое образование, содержит различные белки, нуклеопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды. Функция ядрышек – синтез зародышей рибосом.

4. Хроматин (хромосомы). В стационарном состоянии (время между делениями) ДНК равномерно распределены в кариоплазме в виде хроматина. При делении хроматин преобразуется в хромосомы.

Функции ядра: в ядре сосредоточена информация о наследственных признаках организма (информативная функция); хромосомы передают признаки организма от родителей к потомкам (функция наследования); ядро согласует и регулирует процессы в клетке (функция регуляции).

Клетки сходные по строению и функциям образуют_Ткани: Мышечные - вытянутая форма, много митохондрий, сократительных волокон Нервные - возбудимость и проводимость, возможность создания и проведения импульса Соединительные - специфичны, в зависимости от разновидностей (их много) Эпителиальные - (защита, выделение, выстилание) - специфичны, в зависимости от разновидностей (их много).

Структурно-функциональная характеристика органелл, участвующих в биосинтезе веществ в клетках:

Рибосомы – элементарные аппараты синтеза белковых и полипептидных молекул. Это сложные рибонуклеопротеиды, в состав которых входят белки и молекулы рибосомальных РНК.

Митохондрии – органеллы синтеза АТФ, это энергетическая станция клетки (дыхание), окисление органических соединений.