Строение и функции лизосом

Билет.

(1)Транспорт веществ через мембраны

Пассивный транспорт. Если вещество движется через мембрану из области с высокой концентрацией в сторону низкой концентрации (т.е. по градиенту концентрации этого вещества) без затраты клеткой энергии, то такой транспорт называется пассивным, или диффузией. Различают два типа диффузии: простую и облегченную. Простая диффузия характерна для небольших нейтральных молекул (H₂O, CO₂, O₂), а также гидрофобных низкомолекулярных органических веществ. Эти молекулы могут проходить без какого—либо взаимодействия с мембранными белками через поры или каналы мембраны до тех пор, пока будет сохраняться градиент концентрации. Облегченная диффузия. Характерна для гидрофильных молекул, которые переносятся через мембрану также по градиенту концентрации, но с помощью специальных мембранных белков — переносчиков. Для облегченной диффузии, в отличие от простой, характерна высокая избирательность. Один из возможных механизмов облегченной диффузии может быть следующим: транспортный белок (транслоказа) связывает вещество, затем сближается с противоположной стороной мембраны, освобождает это вещество, принимает исходную конформацию и вновь готов выполнять транспортную функцию.

Активный транспорт имеет место в том случае, когда перенос осуществляется против градиента концентрации. Такой перенос требует затраты энергии клеткой. Активный транспорт служит для накопления веществ внутри клетки. Источником энергии часто является АТР. Для активного транспорта кроме источника энергии необходимо участие мембранных белков. Одна из активных транспортных систем в клетке животных отвечает за перенос ионов Na⁺ и K⁺ через клеточную мембрану. Эта система называется Na⁺ — K⁺ — насос. Она отвечает за поддержание состава внутриклеточной среды, в которой концентрация К⁺ выше, чем Na⁺:

Лизосомы— это пузырьки, Имеющие одномембранную оболочку, которая снаружи иногда бывает покрыта волокнистым белковым слоем. Содержат набор ферментов (кислых гидролаз), которые осуществляют при низких значениях рН гидролитическое (в присутствии воды) расщепление веществ (нуклеиновых кислот, белков, жиров, углеводов). Основная функция — внутриклеточное переваривание различных химических соединений и клеточных структур.

Выделяют первичные (неактивные) и вторичные лизосомы (в них протекает процесс переваривания). Вторичные лизосомы образуются из первичных. Они подразделяются на гетеролизосомы и аутолизосомы.
В гетеролизосомах (или фаголизосомах) протекает процесс переваривания материала, который поступает в клетку извне путем активного транспорта (пиноцитоза и фагоцитоза).
В аутолизосомах (или цитолизосомах) подвергаются разрушению собственные клеточные структуры, которые завершили свою жизнь.
Вторичные лизосомы, которые уже перестали переваривать материал, называются остаточными тельцами. В них нет гидролаз, содержится непереваренный материал.
При нарушении целостности мембраны лизосом или при заболевании клетки гидролазы поступают внутрь клетки из лизосом и осуществляют ее самопереваривание (автолиз)

(3) ГЕТЕРОХРОМАТИН-участки хроматина, находящиеся в плотно упакованном состоянии в течение всего клеточного цикла. Интенсивно окрашиваются ядерными красителями и хорошо видны в световой микроскоп даже во время интерфазы. Гетерохроматич. р-ны хромосом реплицируются позже эухроматиновых и не транскрибируются. Различают факультативный и конститутивный (структурный) Г. Факультативный Г. присутствует только в одной из гомологичных хромосом. Пример Г. такого типа — вторая Х-хромосома у жен. особей млекопитающих, к-рая в ходе раннего эмбриогенеза инактивируется вследствие её необратимой конденсации. Структурный Г. содержится в обеих гомологичных хромосомах, локализован преим. в экспонированных участках хромосомы — в центромере, теломере, ядрышковом организаторе (во время интерфазы он располагается неподалёку от ядерной оболочки), обеднён генами, обогащен сателлитной ДНК и может инактивировать расположенные по соседству гены (т. н. эффект положения). Этот тип Г. очень вариабелен как в пределах одного вида, так и в пределах близких видов. Он может влиять на синапсис хромосом, частоту индуцированных разрывов и рекомбинацию.

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.

(4)-РНК. РНК не имеет жесткой специфической структуры и ее полинуклеотидная цепь образует изогнутые петли. В нерабочем состоянии м-РНК собрана в складки, свернута в клубок, связана с белком; а во время функционирования цепь расправляется. Матричные РНК синтезируются на ДНК в ядре. Процесс называется транскрипция (списывание).Роль м-РНК – она несет информацию об аминокислотной последовательности (т.е. о первичной структуре) синтезируемого белка. Место каждой аминокислоты в молекуле белка закодировано определенной последовательностью нуклеотидов в цепи м-РНК, т.е. в м-РНК имеются «кодовые слова» для каждой аминокислоты – триплеты, или кодоны, или генетические коды. р-РНК Она входит в состав рибосом. Полинуклеотидная цепь р-РНК легко изгибается и укладывается вместе с белком в компактные тельца. Рибосома состоит из 2-х субъдиниц – большой и малой. В рибосоме различают 2 участка – А (аминокислотный, или участок узнавания) и Р – пептидный, здесь присоединяется п/п цепь. Эти центры расположены на контактирующих поверхностях обеих субъдиниц. Рибосомы могут свободно перемещаться в клетке, что дает возможность синтезировать белки в клетке там, где это необходимо. Рибосомы мало специфичны и могут считывать информацию с чужеродных м-РНК, вместе с м-РНК рибосомы образуют матрицу. Роль р-РНК – обуславливает количество синтезируемого белка. т-РНК Содержится в цитоплазме. Основная роль – транспорт и установка аминокислот на комплиментарном кодоне м-РНК. т-РНК специфичны к аминокислотам. В неактивном состоянии она свернута в клубочек, а в активном имеет вид трилистника (клеверного листа). В молекуле т-РНК различают несколько участков: а) акцепторный стебель с последовательностью нуклеотидов АЦЦ, к нему присоединяется аминокислота. Б) участок для присоединения к рибосоме; в) антикодон – участок, комплиментарный кодону м-РНК, который кодирует аминокислоту, присоединенную к данной т-РНК.

5. Овогенез -Процесс развития женских половых клеток, в ходе которого незрелые половые клетки – овогонии, пройдя через ряд стадий (размножения, роста, деления), превращаются в зрелые, способные к оплодотворению яйцеклетки.
Если у мужчин образование сперматозоидов с наступлением половой зрелости – процесс непрерывный, то у женщин процесс созревания яйцеклетки носит циклический характер, повторяющийся через 21 – 35 дней и носящий название менструального цикла. Характеризуется он изменениями как в строении, так и функции яичников и матки.

В овогенезе в результате первого деления мейоза образуется один овоцит 1-го порядка и одна дочерняя клетка, именуемая редукционным тельцем, для которой характерно практически полное отсутствие цитоплазмы. Это тельце, как правило, остается расположенным рядом с овоцитом.

Далее следует второе деление созревания — эквационное, протекающее как обычный митоз. Однако, в отличие от чередования митозов соматических клеток здесь отсутствует отчетливая интерфаза и клетки переходят от первого деления мейоза ко второму делению мейоза без деконденсации хроматина и удвоения содержания ДНК. В образующиеся дочерние клетки (в сперматиды при сперматогенезе и в овоциты 2-го порядка при овогенезе) расходятся хроматиды от каждой из метафазных хромосом, таким образом, клетки получают истинно гаплоидный набор генетического материала (ядерная формула сперматид и овоцитов 2-го порядка — lcln).

В результате мейоза в овогенезе из одной исходной овогонии образуется 4 дифференцированные половые клетки — овоциты. В овогенезе овоциты продолжают мейоз лишь при действии мейоз-стимулирующей субстанции. Первое деление мейоза и второе деление до стадии метафазы женская половая клетка проходит, находясь в яичнике. На стадии метафазы второго деления мейоза овоцит 2-го порядка покидает яичник (овулирует) и претерпевает ана- и телофазу в маточной трубе (превращаясь в результате активирующего влияния сперматозоидов в зрелую гаплоидную половую клетку, или яйцеклетку). Если контакта со спермиями не происходит, овоцит 2-го порядка так и не завершает мейоз и погибает. В овогенезе каждая материнская клетка при каждом делении мейоза дает лишь одну полноценную половую клетку; вторая клетка -редукционное тельце. Редукционное тельце, которое образуется в результате первого деления мейоза, при втором делении также делится (но необязательно), давая два дочерних тельца. Таким образом, в результате мейоза в овогенезе образуется лишь одна дифференцированная яйцеклетка и три редукционных тельца.

Билет№11 1)При половом размножении происходит слияние гаплоидных половых клеток. гаметы образуются в результате мейоза. У одноклеточных половой размножение в виде конъюгации и копуляции. Конъюгация- оплодотворение происходит путем обмена мигрирующими ядрами, перемещающимися из одной клетки в другую по цитоплазматическому мостику, которую образуют две особи. увеличения количества особей не происходит, но происходит обмен генетическим материалом, что обеспечивает перекомбинацию наследственных свойств. Примером конъюгации могут служить: ресничные простейшие- инфузории и некоторые водоросли. Копуляция (гаметогамия)- две различающиеся по полу клетки – гаметы- сливаются и образуют диплоидную зиготу. Формы копуляции: изогамия, анизогамия, оогамия. На Iэтапе морфологические различия между клетками отсутствуют, но физиологически различаются на муж и жен-изогамия. Изогамии встречается у жгутиконосеца политома. Анизогамия(гетерогамия)-дальнейшее усложнение связанное с дифференцировкой гамет на крупные и мелкие. Форма анизогамии, когда гаметы резко различаются наз-ся оогамией. Жен гамета –крупная, неподвижная яйцеклетка. Муж- спермотозоиды - мелкие, подвижные. Оогамия характерна для животных, высших растении. У многоклеточных партеногенез-развитие гамет без оплодотворения. (у дафнии, пчел,ящериц. По способу размножения различают естественный -норм способ характерный для нектрых организмов в природе. Искусственный- вызывается по действием раздражителей на неоплодотворенную яйцеклетку.

2) Пассивный транспорт — перенос веществ по градиенту концентрации из области высокой концентрации в область низкой, без затрат энергии (например, диффузия, осмос) Простая диффузия. Характерна для небольших нейтральных молекул (H2O, CO2, O2), а также гидрофобных низкомолекулярных органических веществ. Эти молекулы могут проходить без какого-либо взаимодействия с мембранными белками через поры или каналы мембраны до тех пор, пока будет сохраняться градиент концентрации. Облегченная диффузия. Характерна для гидрофильных молекул, которые переносятся через мембрану также по градиенту концентрации, но с помощью специальных мембранных белков - переносчиков. Все транспортные белки образуют непрерывный белковый проход через мембрану. Облегченная диффузия не требует специальных энергетических затрат за счет гидролиза АТФ. Осмос - диф-зия воды ч/з полупроницаемые мембраны.

3)двумембранные: митохондрии-палочковидная /овальная форма. Отсутствуют только у прокариот и бактерии +искл зрелые эритроциты) открыл Альтман в конце 20в. Митоходр расположены в участках, где расходуется энергия. Строение, размеры и форма очень вариабельны.строение: 2 мембраны: наружная и внутренняя. Между ними располагается межмембранное пространство. Кристы-впячивания внутри мембраны.матрикс-внутреннее пространство. В состав мембран митохондрии входит белки, липиды, ДНК и РНК (способны к самопрепродукт) ф-ции: энергетические станции клетов; участие в синтезе стероидных гормонов и отдельных липидов. биолог. Процессы в результате ктрых образуется энергия:1.окислительн. реакции две фазы:анаэробная(гликолиз)с обр-ем ПВК молочн к-ты ктрых транспортир. в митохондриях выделяется энергия для образ-я 36молекул АТФ.;аэробное 2.дефосфорелирование-расщепл АТФ 3. фосфорилирование, сопряжен процессом окисления.

Пластиды — органоиды эукариотических растений и некоторых фотосинтезирующих простейших(например у эвглены зеленой). Покрыты двойной мембраной и имеют в своём составе множество копий кольцевой ДНК. Совокупность пластид клетки образует пластидом. По окраске и выполняемой функции выделяют три основных типа пластид:

Лейкопласты — неокрашенные пластиды, как правило выполняют запасающую функцию. В лейкопластах клубней картофеля накапливается крахмал. Лейкопласты высших растений могут превращаться в хлоропласты или хромопласты.

Хромопласты — пластиды, окрашенные в жёлтый, красный, зеленый или оранжевый цвет. Окраска хромопластов связана с накоплением в них каротиноидов. Хромопласты определяют окраску осенних листьев, лепестков цветов, корнеплодов, созревших плодов.

Хлоропласты — пластиды, несущие фотосинтезирующие пигменты — хлорофиллы. Имеют зелёную окраску у высших растений, харовых и зелёных водорослей. Набор пигментов, участвующих в фотосинтезе (и, соответственно, определяющих окраску хлоропласта) различен у представителей разных таксономических отделов. Хлоропласты имеют сложную внутреннюю структуру.

4) единица транскрипции у эукариот наз-ся – транскриптон. Гены эукариот отделены друг от друга районами нетранскрибируемой ДНК (межгенными спрейсерами). У прокариот гены также отделены друг от друга спрейсерами, но они значительно короче. Строение генов экзон(информативные участки)-интронной(неинформативные) структуры.РНК-полимераза разрывает водородные связи между двумя цепочками ДНК транскриптона по правилу комплементарности на нем сначала синтезируется большая молекула проинформационной РНК, списывающая инфор как с с информативной, так и с неинформативной хоны. Процессинг-разрушение неинфор-ой части РНК. Молекула иРНК формируется посредством сплайсинга (сплавления) отдельных фрагментов ферментами лигазами. Дальше иРНК выходит из ядра, идет в рибосомы, где происходит синтез белка фермента.

5)Мито́з - наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.

Мейоз — разновидность митоза, в результате которого из диплоидных (2п) соматических клеток половых желез образуются гаплоидные гаметы (1n). В анафазеI каждая пара хромосом ведет себя независимо от другой пары, в результате большое число новых комбинации. Кроссинговер-создает мощный дополнительный резерв наследственной изменчивости. При оплодотворении ядра гаметы сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом. Таким образом, мейоз обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и количества ДНК.

Дата добавления: 2014-01-04