Міжклітинні контакти 3 страница

23. Порівняйте первинну і вторинну перетяжки.
Центромера, чи первинна перетяжка — найважливіша частина хромосоми. Вона визначає рух хромосоми і помітна у вигляді більш світлої зони, що рухається в мітозі, захоплюючи за собою трохи відстаючі плечі хромосоми. Центромера має складну будову: в ній знаходиться ДНК із характерною послідовністю нуклеотидів, асоційованих зі спеціальними білками. Хромосома зазвичай має одну центромеру. Її втрата, напр., у результаті хромосомної аберації, викликаної іоні­зуючим випромінюванням, призводить до порушення рухливості хромосоми. Відомі види, що містять поліцентричні хромосоми з так званою дифузійною центромерою, напр., рослини роду Lusula (ожина) чи тварини: Ascaris megalocephala, комахи Hemiptera та ін. У цих видів навіть фрагменти розірваних хромосом благополучно розходяться до полюсів. Вторинні перетяжки, на відміну від первинної перетяжки, не служать місцем прикріплення ниток веретена і не визначають кута вигину хромосом при їх русі. Деякі вторинні перетяжки зв’язані з утворенням ядерець, їх називають ядерцевими організаторами. У таких вторинних перетяжках локалізуються гени, відповідальні за синтез рРНК. Синтез і дозрівання рРНК відбуваються в ядерцях. Теломери, чи кінцеві ділянки хромосом, значною мірою відповідальні за існування хромосом як індивідуальних утворень. Кінці розірваних хромосом можуть зливатися між собою, але ніколи не зливаються з теломерами. Отже, саме теломери перешкоджають злипанню хромосом.

24. Що таке плечі хромосоми? На які типи поділяються хромосоми залежно від співвідношення довжини плечей?
Центромери, або первинні перетяжки — ділянки, в яких з’єднані дві сестринські хроматиди. Ділянки ДНК, котрі розташовуються в зонах центромер, мають високоповторювані послідовності. Залежно від розміщення центромери хромосома може мати плечі однакової чи різної довжини й класифікуватись як метацентричні (центромера посередині, плечі однакової довжини), субметацентричні (центромера зміщена в один бік, є короткі і довгі плечі) та акроцентричні (одні плечі представлени супутниками зі вторинними перетяжками).

25. Що таке центромера?
Центромера, чи первинна перетяжка — найважливіша частина хромосоми. Вона визначає рух хромосоми і помітна у вигляді більш світлої зони, що рухається в мітозі, захоплюючи за собою трохи відстаючі плечі хромосоми. Центромера має складну будову: в ній знаходиться ДНК із характерною послідовністю нуклеотидів, асоційованих зі спеціальними білками. Хромосома зазвичай має одну центромеру. Її втрата, напр., у результаті хромосомної аберації, викликаної іоні­зуючим випромінюванням, призводить до порушення рухливості хромосоми. Відомі види, що містять поліцентричні хромосоми з так званою дифузійною центромерою, напр., рослини роду Lusula (ожина) чи тварини: Ascaris megalocephala, комахи Hemiptera та ін. У цих видів навіть фрагменти розірваних хромосом благополучно розходяться до полюсів. Вторинні перетяжки, на відміну від первинної перетяжки, не служать місцем прикріплення ниток веретена і не визначають кута вигину хромосом при їх русі. Деякі вторинні перетяжки зв’язані з утворенням ядерець, їх називають ядерцевими організаторами. У таких вторинних перетяжках локалізуються гени, відповідальні за синтез рРНК. Синтез і дозрівання рРНК відбуваються в ядерцях. Теломери, чи кінцеві ділянки хромосом, значною мірою відповідальні за існування хромосом як індивідуальних утворень. Кінці розірваних хромосом можуть зливатися між собою, але ніколи не зливаються з теломерами. Отже, саме теломери перешкоджають злипанню хромосом.

26. Хроматин, його види.
За допомогою спеціальних механізмів молекули ДНК компактизуються в ядрі, утворюючи хромосоми, хімічну основу яких складає хроматин – комплекс ДНК (30-45%) з гістонами (30-50%, особливий клас білків оснόвної природи) і негістоновими білками (4-33%). Хроматин такого рівня компактизації вважається низькоконденсованим, його називають еухроматином (від грецької eu – добре, повністю). Переважна його частина може бути транскрипційно активною. Більш конденсований (за рахунок додаткового скручування петельних структур) хроматин – гетерохроматин (від грецької hetero – інший) – є транскрипційно неактивним. Під час поділу клітини (мітозу) практично весь хроматин (включаючи еухроматинові ділянки) переходить до стану гетерохроматину. З нього формуються хроматиди хромосом, добре видимі під світловим мікроскопом Отже, хромосоми клітин можуть знаходитись в двох структурно-функціональних станах: в робочому, частково або повністю деконденсованому, коли за їх участю в інтерфазному ядрі відбуваються процеси транскрипції і редуплікації, і в неактивному – в стані метаболічного спокою при максимальній їх конденсації, коли вони виконують функцію розподілу і переносу генетичного матеріалу в дочірні клітини. В інтерфазному ядрі індивідуальні хромосоми не розрізняються. Різні їх ділянки, в залежності від функціональної активності, знаходяться в стані еухроматину (на електронно-мікроскопічних фотографіях – світлий, диспергований) або гетерохроматину (темні, щільно упаковані ділянки) Більша частина гетерохроматину прилягає до ядерної оболонки (пристінковий хроматин), за виключенням ділянок ядерних пор. Хромосоми приєднуються до мембрани ядерної оболонки через білки ядерного матриксу, з’єднуючись з ними особливими ділянками ДНК – MAR (matrix-associated regions). Фібрили хроматину можуть переходити від одного стану в інший в залежності від функціональної активності ядра. Проте гетерохроматин підрозділяють на постійно конденсований (конститутивний гетерохроматин) і хроматин, стан конденсації якого може змінюватись (факультативний гетерохроматин).

27. Відмінності гетеро- та еухроматину.
Гетерохроматин — конденсований (компактизований) стан хроматину, що утворює хромоцентри в ядрі на стадії інтерфази, а також райони інтенсивного забарвлення на метафазних хромосомах. Особливістю гетерохроматину є транскрипційна інертність ДНК, що входить до його складу.Більшість дослідників розрізняють поняття конститутивний і факультативний гетерохроматин. Конститутивний (структурний) гетерохроматин залишається висококомпактизованим на протязі всього клітинного циклу, фактично не має генів, ДНК-компонент структурного гетерохроматину представлений сателітними ДНК. Факультативний гетерохроматин найчастіше є формою існування інактивованих в ході індивідуального розвитку локусів хромосом. Його особливістю є здатність переходити в активний стан, деконденсуватися. Эухроматин, активный хроматин — участки хроматина, сохраняющие деспирализованное состояние элементарных дезоксирибонуклеопротеидных нитей (ДНП) в покоящемся ядре, т. е. в интерфазе (в отличие от других участков, сохраняющих спирализованное состояние — гетерохроматина).Эухроматин отличается от гетерохроматина также способностью к интенсивному синтезу рибонуклеиновой кислоты (РНК) и б о льшим содержанием негистоновых белков. В нём, помимо ДНП, имеются рибонуклеопротеидные частицы (РНП-гранулы) диаметром 200—500, которые служат для завершения созревания РНК и переноса ее в цитоплазму. Эухроматин содержит большинство структурных генов организма.

28. Більшість дослідників розрізняють поняття конститутивний і факультативний гетерохроматин. Конститутивний (структурний) гетерохроматин залишається висококомпактизованим на протязі всього клітинного циклу, фактично не має генів, ДНК-компонент структурного гетерохроматину представлений сателітними ДНК. Факультативний гетерохроматин найчастіше є формою існування інактивованих в ході індивідуального розвитку локусів хромосом. Його особливістю є здатність переходити в активний стан, деконденсуватися.

2 9. Що відбувається з ділянкою ДНП при її переході з гетерохроматин в стан еухроматину?
Ділянка ДНП стає більш низькоконденсованою.

30. Що відбувається з ділянкою ДНП при її переході зі стану еухроматину в гетерохроматин
Ділянка ДНП стає більш конденсованою.

31. Що таке статевий хроматин і де він зустрічається?
Невелике дископодібне тільце, інтенсивно фарбується гематоксиліном і лужними барвниками, знаходиться під ядерною мембраною.являє собою спіралізовану х хромосому. може знаходитися у будь яких тканинах. Вперше помітили Бар і Чертам 1949року
32. Яка функція пристінкового хроматину? В яких місцях поверхневого апарату він відсутній?
Більша частина гетерохроматину прилягає до ядерної оболонки (пристінковий хроматин), за виключенням ділянок ядерних пор.
33. Як закріпленні хромосоми в ядрі?
Хромосоми приєднуються до мембрани ядерної оболонки через білки ядерного матриксу, з’єднуючись з ними особливими ділянками ДНК – MAR (matrix-associated regions)

34. Що таке політенні хромосоми?
Існують окремі види хромосом, які трапляються лише в певних клітинах і мають деякі особливості будови. Це політенні і хромосоми типу лампових щіток.
Політенні (від грец. poly — багато і tenia — нитка), або багатониткові (гігантські) хромосоми, які мають по декілька сотень хромонем, що виникли внаслідок ендомітозної поліплоїдії, коли число хромосом (і відповідно ДНК) збільшується, а хроматиди (дочірні хромосоми) не розщеплюються і, значно потовщуючись, набувають гігантських розмірів (довжина 100–250 мкм і ширина 15–25 мкм). Наприклад, хромосоми в клітинах слинних залоз деяких двокрилих.
35. Що таке пуфи? Де і як вони утворюються? Які процеси в них відбуваються?
Структуру інтерфазного хроматину на рівні петель дуже добре видно в гігантських клітинах деяких комах. Часто в них після кількох циклів реплікації гомологічні хромосоми не відокремлюються одна від одної, а формують єдині гігантські хромосомні комплекси – політенні хромосоми, які добре видно в світловому мікроскопі (Рис.6.19,20). Політенні хромосоми найбільш досліджені в клітинах слинних залоз личинок дрозофіли, в яких ДНК в кожній з чотирьох хромосом реплікована в 10 циклах без розходження дочірніх хромосом, внаслідок чого в них знаходяться вирівняні в один ряд 1024 (210) ідентичні нитки хроматину з нерівномірною спіралізацією (див.рис.6.19). В них розрізняються більш темні ділянки (диски), де міститься багато конденсованої ДНК, і світлі міждискові ділянки, де ДНК більш витягнута (див.рис.6.20). Для кожного виду організмів розташування і ширина дисків строго специфічні, але частково можуть змінюватись при активації/інактивації хроматину під час процесів розвитку. При активації транскрипції генів ДНК дисків ще більше розгортається у вигляді петель. Тоді на політенних хромосомах утворюються пухкі структури – пуфи (або кільця Бальбіані – на честь вченого, який вперше описав політенні хромосоми). Політенні хромосоми широко використовуються для вивчення процесів, які відбуваються в хроматині. Їх застосовують для побудови карт хромосом (розташування генів по довжині хромосоми), виявлення хромосомних перебудов, визначення видової належності особин різних популяцій тощо.
36. Якими способами можна збільшити кількість копій даного гена в клітині?
Амплификация (лат. amplificatio — усиление, увеличение), в молекулярной биологии — процесс образования дополнительных копий участков хромосомной ДНК, как правило, содержащих определенные гены либо сегменты структурного гетерохроматина. Амплификация может быть ответом клеток на селективное воздействие (например, при действии метотрексата). Амплификация – один из механизмов активации онкогенов в процессе развития опухоли, например, онкогена N-myc при развитии нейробластомы (наиболее распространенная форма рака плотных тканей у детей). Также амплификация – накопление копий определенной нуклеотидной последовательности во время ПЦР – полимеразной цепной реакции.

Ядерце
37. Ультраструктурна будова ядерця.
Містить три основні морфологічні компоненти: фібрилярний центр (тут знаходиться ДНК, яка кодує рРНК), щільний фібрилярний компонент (зона новосинтезованої рРНК), гранулярний компонент (субодиниці рибосом у процесі сборки).
Ядерце - це сферичне тільце діаметром 1-2 мкм. Формування ядерця, як зазначалось відбувається на специфічній ділянці хромосоми - ядерцевому організаторі. Найчастіше це буває на вторинних перетяжках хромосом, де розташовані гени, які кодують синтез рибосомальних РНК. Ядерце є найщільнішою частиною ядра, яка добре фарбується основними фарбниками.

Ядерце знаходиться всередині ядра клітини, і не має власної мембранної оболонки, однак добре помітно під світловим і електронним мікроскопом.

38. Хімічний склад ядерця.
За хімічним складом ядерце містить РНК і білки, зокрема багато кислих білків. В ядерці виявлені також фосфати та іони Ca, K, Mg, Fe, Zn.

39. Що таке фібрилярний та гранулярний компонент ядерця? Їхнє взаємне розміщення.
За допомогою електронного мікроскопа в ядерці виявлено (1) гранулярну частину (15–20 нм в діаметрі), часто розташовану по периферії — це попередники цитоплазматичних рибосом, (2) фібрили (5–8 нм завтовшки), які є сукупністю первинних транскриптів рРНК і (3) аморфну частину — скупчення петель ДНК, організаторів ядерець і специфічних РНК-зв’язаних білків. Фібрилярні та гранулярні компоненти ядерця формують так звану нуклеолонему — ядерцеву нитку завтовшки 60–80 нм, яка виділяється своєю щільністю на фоні менш щільного матриксу. Ядерце зникає в профазі і появляється в телофазі — утворюється хромосомами — організаторами ядерець.

40. Що таке “тінь ядерця”?
Залишкове ядерце – щільна структура, що за формою повторює ядерце, складається зі щільно складених фібрил. з'являються наприкінці мітозу в новосформованих ядрах перед початком транскрипції

41. Порівняйте ультраструктурну будову активного і неактивного ядерця.
Повністю активне ядерце велике, із значним взаємопроникненням зон фібрилярних центрів, щільного фібрилярного і гранулярного компонентів. І навпаки, клітини в стані спокою або клітини з ядерцевою інактивацією після вимушеної затримки транскрипції мають маленьке і компактне ядерце, у якому різні морфологічні компоненти мають тенденцію чітко розділятися в суміжні блоки.

42. При фарбуванні гематоксиліном та еозином одне ядерце виглядає великим і рожевим, а інше — маленьке й фіолетове. Який висновок можно зробити про функціональну активність цих ядерець?
Гематоксилін — основний барвник і забарвлює він кислі структури в ядрі, як наприклад РНК і кислі білки. Відповідно, маленьке і фіолетове ядро є більш функціонально-активним, адже воно більше насичене відповідними хімічними структурами. А велике і рожеве ядро — не має кислих структур, тому є функціонально-неактивним.

43. Функції ядерець.
Функції ядерець:

· синтез рРНК;

· утворення субодиниць рибосом;

· синтез ядерних білків (гістонів).

Основною функцією ядерця є синтез рибосом. У геномі клітини є спеціальні ділянки, так звані ядерцеві організатори, що містять гени РНК (рРНК), навколо яких і формуються ядерця. У ядерці відбувається синтез рРНК РНК полімеразою I, її дозрівання, збірка рибосомних субчастинок. У ядерце локалізуються білки, які беруть участь у цих процесах. Деякі з цих білків мають спеціальну послідовність - сигнал ядерцевої локалізації (NoLS, від англ. Nucleolus Localization Signal). Слід зазначити, найвища концентрація білка в клітині спостерігається саме в ядерці. У цих структурах було локалізовано близько 600 видів різних білків, причому вважається, що лише невелика їх частина дійсно необхідна для здійснення ядерцевих функцій, а інші потрапляють туди не специфічно.Під електронним мікроскопом у ядерці виділяють кілька субкомпартментів. Так звані фібрилярні центри оточені ділянками щільного фібрилярного компонента, де і відбувається синтез рРНК. Зовні від щільного фібрилярного компонента розташований гранулярний компонент, що представляє собою скупчення дозріваючих рибосомних субчастинок.
44. Де знаходиться ядерцевий організатор?
У геномі клітини є спеціальні ділянки, так звані ядерцеві організатори, що містять гени РНК (рРНК), навколо яких і формуються ядерця. Ядерцеві організатори — ділянки хромосом, що утворюють всередині клітини так зване ядерце. Ці ділянки формують ядерце після поділу ядра. Відкриті Барбарою Мак-Клінток у 1934 році при вивченні кукурудзи[1][2]. Ядерцеві організатори містять кілька тандемних повторів генів рРНК[3]. У людей ядерцеві організатори містять гени для 5.8S, 18S, та 28S рРНК і згруповані на коротких плечах 13, 14, 15, 21 і 22 акроцентричних хромосом.

При аналізі каріотипу для ідентифікації ядерцевих організаторів використовується нітрат срібла AgNO3

46. Що таке ампліфікація ядерця? Де вібдувається цей процес? Його значення?
Изучая ядрышки ооцитов тритонов, исследователи столкнулись с интересным явлением - сверхчисленностью ядрышек. У X. laevis во время роста ооцита появляется до 1000 мелких ядрышек, не связанных с хромосомами. Именно эти ядрышки выделил О. Миллер. вместе с этим на ядро ооцита увеличивается количество рДНК. Это явление получило название амплификации. Оно заключается в том, что происходит сверхрепликация зоны ядрышкового организатора, многочисленные копии отходят от хромосом и становятся дополнительно работающими ядрышками. Такой процесс необходим для накопления огромного (1012) количества рибосом на яйцевую клетку, что обеспечит в будущем развитие эмбриона на ранних стадиях даже при отсутствии синтеза новых рибосом. Сверхчисленные ядрышки после созревания яйцевой клетки исчезают.
47. Чи є ядерце постійною структурою в ядрі?
У процесі клітинного поділу ядерце зникає, а потім знову з'являється.

Функціональна активність ядра.

48-49. Що таке ядерно-цитоплазматиче співвідношення? Як його підрахувати? Про що воно свідчить?
Це співвідношення об’ємів ядра і клітини яке також залежить також і від функцій клітини. В дуже малих клітинах, наприклад, лімфоцитах або клітинах мікроглії співвідношення ядро/цитоплазма вище, ніж 50 %, в жирових клітинах при високому вмісті ліпідів воно може бути менш ніж 1 %. Взагалі, метаболічно неактивні клітини мають менше ядро, ніж активні. Об’єм ядра збільшується із збільшенням активності клітини, при цьому в ньому зростає ступінь деконденсації активного хроматину. Співвідношення ядро/цитоплазма може бути важливим для вирішення питання про належність клітини до злоякісного стану, при якому клітини набувають збільшеного хромосомного набору
ЯЦС = Vя\Vц, де Vя − об’єм ядра, Vц − об’єм цитоплазми.

50. Які зміни відбуваються в ядрі при зростанні функціональної активності клітині?
При підвищеній синтетичній активності ядро велике, округле, інтенсивно забарвлене, ядерце велике, зі значним взаємопроникненням фібрилярних центрів, щільного фібрилярного та гранулярного компонентів, переважає еухроматин — низькоконденсований, функціонально активний.

51. Які зміни відбуваються в ядрі при зниженні функціональної активності клітині?
При пониженій синтетичній активності ядро невелике за площею, часто неправильної форми, погано забарвлюється гематоксиліном, має маленьке ядерце, в якому різні морфологічні компоненти мають тенденцію чітко розділятися на суміжні блоки. переважає гетерохроматин — висококонденсований, функціонально неактивний.

52. Які морфологічні критерії функціональної активності ядра?
Критерії функціональної активності — форма і розмір ядра, розтащування і інтенсивність його забарвлення, ЯЦС, характер будови хроматину, кількість, форма і розміри ядерець, чіткість їх меж.

Дата добавления: 2015-05-24