- •Модуль і. Предмет, основні поняття та етапи еволюції клітинної форми життя Принципи біології й еволюції клітинних форм життя
- •1. Макросистема форм життя на Землі
- •2. Порівняльна характеристика клітин про- і еукаріот
- •3. Загальний план будови усередненої еукаріотичної клітини
- •4. Ендосимбіотічна теорія еволюції еукаріотичних клітин
- •5. Біологічні потенції до прогресивної еволюції про- і еукаріотичних клітин
- •Клітина — елементарна одиниця життя
- •1. Предмет цитології
- •2. Історія вчення про клітину
- •3. Сучасні положення клітинної теорії
- •Модуль іі. Мембранний принцип клітинної форми життя Біомембрани клітини
- •1. Загальні уявлення про біологічні мембрани
- •2. Мембранні ліпіди
- •3. Властивості ліпідного бішару мембрани
- •4. Мембранні білки
- •5. Основні функції мембран
- •Цитоплазма. Органели цитоплазми. Вакуолярна система
- •2. Вакуолярна система
- •3. Походження і рециркуляція мембран
- •Органели цитоплазми. Мітохондрії
- •2. Функція мітохондрій
- •3. Біогенез мітохондрій
- •Модуль ііі. Генетичні аспекти клітинної форми життя Будова та функції ядра. Генетичний апарат клітин про- та еукаріот
- •1. Будова та функції ядра
- •2. Особливості будови генома еукаріот
- •Інтерфазне ядро. Негенетичні структури, похідні хромосом
- •1. Ядерна оболонка: будова та функції
- •2. Ядерце
- •3. Будова і функції рибосом
- •4. Ядерний матрикс. Ядерний сік
- •Модуль іv. Самовідновлення клітинних організмів Цитоскелет
- •1. Загальна характеристика цитоскелетних структур
- •2. Будова скелетних м’язових фібрил хребетних
- •3. Актинові філаменти в не м’язових клітинах
- •Клітинний цикл. Мітоз
- •1. Загальна характеристика клітинного циклу і стадій мітотичного циклу
- •Клітинні основи розмноження організмів. Мейоз
- •1. Характеристика способів розмноження організмів
- •2. Безстатеве розмноження та його біологічне значення
- •3. Цитологічні та генетичні закономірності при вегетативному розмноженні
- •4. Статеве розмноження та його еволюційні форми
- •5. Мейоз та його біологічне значення
- •6. Цитологічна та генетична характеристика стадій мейозу. Випадкова комбінація гомологів (батьківських і материнських) з різних пар в гаметах при мейозі.
- •Рекомендована література
- •1. Ченцов ю. С. Общая цитология / ю. С. Ченцов. — м. : миа, 2010. — 368 с.
- •6. Фролов а. К. Иммуноцитогенетика / Фролов а. К., Арцимович н. Т., Сохин а. А. — м. : Медицина, 1993. — 240 с.
- •8. Словник новітніх цитофізіологічних понять і термінів / в. Дудок, ю. Чайковський, о. Луцик, м. Гжеготський. — л. : Leopolis, 2004. — 74 с.
- •8. Соколов в. И. Цитология, гистология и эмбриология / в. И. Соколов, е. И. Чумасов. — м.: КолосС, 2004. — 351 с.
- •13. Карнаухов в. Н. Люминесцентный анализ клеток / в. Н. Карнаухов ; под. Ред. А. Ю. Буданцева. — Пущино : Аналитическая микроскопия, 2004. — 131 с.
- •14. Лишко в. К. Мембраны и жизнь клетки / в. К. Лишко, м. И. Шевченко. — к. : Наукова думка, 1987. — 101 с.
- •15. Зинченко в. П. Внутриклеточная сигнализация. / в. П. Зинченко, л. П. Долгачева. — Пущино : Аналитическая микроскопия, 2003. — 84 с.
- •69600, М. Запоріжжя, вул. Гоголя, 63, каб. 102а
3. Походження і рециркуляція мембран
Поряд з однонаправленим потоком речовин, упакованих в одномембранні везикули, існує зворотний потік пустотілих сплощених везикул, що повертають мембрани попереднім структурам. Звісно, частина цих контейнерів в ході потоку речовин руйнується, наприклад в лізосомах. Ця невелика втрата мембран поновлюється новим синтезом в ЕР. В ході зворотного та прямого потоку мембран відбувається їх сортування, комплектування, так, що кожна цитоплазматична структура має свій специфічний набір мембран.
Контрольні питання:
1. Яка цитологічна картина гіалоплазми в стані золю та гелю відповідно?
2. Які речовини синтезуються в гіалоплазмі?
3. Вказати загальні ознаки та відмінності в будові апарату Гольджі клітин рослин та тварин.
4. Визначте біологічне значення ауто- та гетерофагії, здійснюваних у лізосомах.
5. Як зрозуміти гіпотезу: пероксисоми — органоїди докисневої атмосфери Землі?
6. Де утворюються мембрани і який їх потік в клітині?
Література: основна — 1-5; додаткова — 1-10.
Органели цитоплазми. Мітохондрії
Мітохондрії. Загальна морфологія мітохондрій.
Функція мітохондрій.
Біогенез мітохондрій.
Основні поняття: мітохондрії, гідроліз, гліколіз, цикл Кребса.
Мітохондрії. Загальна морфологія мітохондрій
Мітохондрії — органели, які містяться в клітинах усіх еукаріотів. Їх обов’язкова присутність в клітинах еукаріотів пов’язана з тим, що вони найбільш ефективно перетворюють енергію активованих електронів ковалентних зв’язків органічних сполук в енергію фосфатних зв’язків. АТФ — єдина доступна форма для синтезу органічних сполук клітиною. Без мітохондрій гетеротрофні еукарiотичнi клітини отримували б всю свою АТФ за рахунок анаеробного гліколізу — дуже не економічного процесу.
За останні 20 років в результаті ретельних досліджень було показано, що процеси перетворення енергії в біологічно корисні форми (АТФ) подібні у мітохондріях, хлоропластах, а також у клітинах прокаріотів. Вони відрізняються лише джерелами цієї енергії; мітохондрії використовують енергію органічних сполук; хлоропласти — енергію сонця; прокаріоти більш різноманітні за джерелами енергії: енергію органічних зв’язків сполук (сапрофіти, паразити), екзотермічні реакції (хемосинтетики), енергію сонця (фотосинтетики).
Загальна морфологія мітохондрій. Різноманітність морфології мітохондрій відображено в їх назві: мітос — нитка, хондрос — зерно (грец.). Середній розмір 0,5-1 мкм. Але вони можуть досягати в довжину кілька одиниць, і навіть десятків мкм, набуваючи розгалуженої форми.
В ультраструктурі мітохондрії розрізняють 4 структури, що мають самостійне функціональне значення: зовнішня мембрана; внутрішня мембрана; міжмембранний простір; матрикс — внутрішній вміст мітохондрії.
Зовнішня мембрана містить багато повторюваних трансмембранних білків, що утворюють широкі гідрофільні канали в біліпідному шарі. Отже, зовнішня мембрана добре проникна для більшості органічних і неорганічних мікромолекул і навіть невеликих білків. Тому біохімічний склад міжмембранного простору близький до складу цитозолю. До складу зовнішньої мембрани входять ферменти, що перетворюють ліпіди, жирні кислоти в проміжні продукти (піруват), що використовуються в метаболічних процесах вже в матриксі. Зовнішня мембрана замкнута, не пов’язана з іншими мембранами клітини (ЕС).
Між зовнішньою і внутрішньою мембраною розташовується міжмембранний простір шириною 10-20 нм. Його склад наближається до складу цитозолю через хорошу пропускну здатність зовнішньої мембрани.
Основна робоча частина мітохондрії — це матрикс і внутрішня мембрана.
Першою особливістю внутрішньої мембрани є те, що вона утворює всередині матриксу численні втиснення — кристи.
Другою особливістю внутрішньої мембрани мітохондрій є наявність більш як 10% з усіх ліпідів специфічного фосфоліпіда — кардіоліпіда. Припускають, що він сприяє слабкій проникності внутрішньої мембрани для більшості молекул, які вільно проходять через зовнішню мембрану.
Третя, і одна з основних особливостей внутрішньої мембрани — її якісний і кількісний білковий склад. Внутрішня мембрана мітохондрій відрізняється надзвичайно високим вмістом білка — у ваговому відношенні в ній приблизно 70% білка і 30% ліпідів. До складу мембрани входять білки 3-х типів: 1) специфічні транспортні білки, що вибірково регулюють перенесення метаболітів в матрикс і з нього; 2) білки, що каталізують окислювальні реакції дихального ланцюга; 3) ферментний комплекс, названий АТФ-синтетазою, який синтезує в матриксі АТФ.
Матрикс має мілко зернисту гомогенну будову, містить суміш різних ферментів. Частина з них перетворює піруват і жирні кислоти в ацетил-СоА. Інша частина становить цикл лимонної кислоти, окислюється ацетил-СоА до С02 та Н2О. Крім того, в матриксі розташовується білок-синтетична система, що складається з декількох ідентичних копій ДНК, рибосом 70S типу і набору ферментів, що беруть участь в експресії мітохондріального генома.