25. Дайте визначення поняття клітинного циклу.

А. Проміжок життя клітини від її виникнення до ділення на дві дочірні називають клітинним циклом. У різних організмів і в різних тканинах тривалість клітинних циклів різна.

Усі нові клітини виникають в результаті ділення надвоє вже існуючих. Багатоклітинний організм також починає свій розвиток гущавині усього з однієї єдиної клітини. Шляхом багатократних ділень утворюється величезна кількість клітин, які і складають організм.

У багатоклітинних організмах не усі клітини здатні до ділення унаслідок їх високої спеціалізації. Саме такими є клітини, що мають різну тривалість життя. Наприклад, нервові і м'язові клітини після завершення ембріонального періоду розвитку організму перестають ділитися і функціонують упродовж усього подальшого життя організму. Сукупність послідовних і взаємозв'язаних процесів в період підготовки клітини до ділення і в період ділення називається мітотичним циклом (від назви основного типу ділення - мітоза).

У безперервно тканинних клітинах, що розмножуються, клітинний цикл співпадає з мітотичним циклом і складається з чотирьох періодів із строгою послідовністю змін один одного : постмітотичного (G1), синтетичного (S - синтез), премітотичного (G2) амітозу . Перші три періоди - це інтерфаза. За тривалістю вона складає велику частину мітотичного циклу клітини.

27. Охарактеризуйте інтерфазу та її періоди.

А. Інтерф́аза — це комплекс процесів у клітині між двома клітинними поділами .

G₀ (2N-2C), «G» від «growth» — англ. Ріст. Клітини входять у цю фазу одразу ж після клітинного воділу. Зазвичай, у цій фазі знаходяться усі дифференційовані клітини дорослого організму. Такі клітини не беруть участь у регенерації органів. Клітини з фази G₀ можуть повернутися до фази G₁ під дією антигенів, гормонів, ростових факторів.

G₁ (2N-2C): перша фаза росту клітини — (у цій фазі немає ні реплікації, ні поділу). Фаза може тривати від 90 хвилин до декількох днів. Деякі клітини мають досить коротку фазу G₁ (запліднена яйцеклітина під час утворення бластоцисти).

S (перехід до 2N-4C): «S» від «synthesis» — англ. Синтез. Протягом цієї фази відбувається синтез ДНК у клітині (реплікація ДНК). Відбувається реплікація хромосом, тобто геном материнської клітини подвоюється і рівномірно розподіляється між дочірніми клітинами. ДНК подвоюється завдяки комплементарності пуринів і піримідинів (напівконсервативний поділ). Триває ця фаза близько восьми годин. У кінці кожна хромосома дає дві сестринські хроматиди.

G₂ (2N-4C): Це друга фаза клітинного росту. Триває вона 3-4 години.

M : Це фаза клітинного поділу. Соматичні клітини завершують клітинний цикл мітозом, тоді як попередники статевих клітин (сперматогонії та овогонії) переходять у стадію мейозу (теж M)

28. Які типи клітинного поділу ви знаєте?

А. Типи клітинного поділу:

• Мітоз

• Інтерфаза

• Профаза

• Прометафаза

• Метафаза

• Анафаза

• Телофаза

29. Охарактеризуйте процес мітотичного поділу

А.

30. Визначте функції мітохондрій в клітині

А. Мітохрондріальний матрикс

Матрикс — простір, обмежений внутрішньою мембраною. Матрикс містить надзвичайно сконцентровану суміш сотень ферментів, на додаток до спеціальних мітохондріальних рибосом, тРНК і декількох копій мітохонднальноїної ДНК. Головні функції ферментів включають окислення пірувата і жирних кислот, та лимонно-кислотний цикл .

Мітохондрії мають свій власний генетичний матеріал і системи для виробництва власної РНК і білків (Див. синтез білків). Ця нехромосомна ДНК кодує нечисленні мітохондріальні пептиди (13 у людини), що використовуються у внутрішній мітохондріальній мембрані разом з білками що кодуються генами клітинного ядра.

Б. Хоча добре відомо, що мітохондрії перетворюють органічні речовини на клітинне «паливо» у формі АТФ, мітохондрії також грають важливу роль в багатьох процесах метаболізму, наприклад:

Апоптоз — запрограмована смерть клітини,

Екзітотоксичне пошкодження нейронів за допомогою глютамату

Клітинний ріст

Регулювання клітинної окислювально-відновлювального стану

Синтез гему

Синтез стероїдів

Деякі мітохондріальні функції виконуються тільки в специфічних видах клітин. Наприклад, мітохондрії в клітинах печінки містять ферменти, які дозволяють їм детоксіфікувати аміак, побічний продукт метаболізму білків. Мутація в генах регулюючих будь-яку з цих функцій, може приводити до мітохондріальних хвороб.

Отже найголовніша функція - це синтез АТФ

Перетворення енергії

Основна роль мітохондрій — виробництво АТФ, що відображається великим числом білків у внутрішній мембрані призначених для цього завдання. Це робиться за рахунок окислювання основних продуктів гліколізу: пірувату і NADH, які виробляються в цитозолі. Цей процес клітинного дихання, відомого як аеробне дихання, залежить від присутності кисню. Коли кисень обмежений, гликолітична продукція метаболізується процесом анаеробного дихання, який протікає незалежно від мітохондрій. Виробництво АТФ з глюкози дає приблизно в 15 разів більше енергії при аеробному диханні, ніж при анаеробному.

Піруват і лимонно-кислотний цикл

Основні статті: Декарбоксиляція пірувату, Лимонно-кислотний цикл

Кожна молекула пірувату, вироблена в процесі гліколізу, активно транспортується через внутрішню мітохондріальну мембрану в матрицю, де вона окислюється і комбінується з коферментом A, утворюючи молекули CO₂, ацетил-CoA і NADH.

NADH and FADH₂: електронно-транспортний ланцюжок

Основна стаття: Електронно-транспортний ланцюжок

Виробництво тепла

У спеціалізованих тканинах деяких організмів головною функцією мітохондрій є виробництво тепла, що здійснюється завдяки роз'єднанню процесів окисного фосфорилювання та синтезу АТФ. Зокрема таку особливість має бурий жир наявний у новонароджених ссавців та звірів, які впадають у сплячку. Таку ж функцію виконують мітохондрій у тканинах суцвіття Symplocarpus foetidus, які рано навесні сильно нагріваються для того, щоб збільшити випаровування пахучих речовин для приваблення запилювачів.

Депо кальцію

31. Вітаміни

А. Вітаміни (від лат. vita – життя та аміни, тобто речовини, що містять аміногрупу) – це органічні речовини різної хімічної природи, що є необхідними для нормального метаболізму в організмі.

Значення вітамінів

Не дивлячись на їх незначну добову потребу та незначний вміст у організмі, вони мають велике значення:

відіграють значну роль у обміні речовин та енергії,

входять до складу ферментів,

необхідні для синтезу гормонів.

Вітаміни мають певні фізіологічні особливості:

не синтезуються в організмі,

швидко розпадаються в при надходженні,

практично не відкладаються про запас.

При відсутності вітамінів розвивається захворювання авітамінози, при нестачі гіповітамінози.

Сьогодні відомо приблизно 50 вітамінів. Їх поділяють на дві групи

водорозчинні,

жиророзчинні або ліпорозчинні.

Водорозчинні вітаміни.

До водорозчинних належать вітаміни групи В та аскорбінова кислота (вітамін С).

Метаболізм більшості водорозчинних вітамінів має спільні риси. Вони всмоктуються у кишечнику, запасаються у зв’язаному з ферментами або транспортними білками вигляді та видаляються з сечею, коли їх рівень перевищує нирковий поріг.

В організмі людини створюється лише незначний резерв вільного вітаміну, який у більшості випадків повинен поповнюватися за рахунок їжі. Так, деякий запас фолієвої кислоти міститься у печінці. Виснаження резервів може відбутися через декілька місяців для аскорбінової кислоти та через декілька років для вітаміну В₁₂.(що також запасається в печінці). Надлишок цих вітамінів не є токсичним. Виключення становлять побічні ефекти при введенні великих доз нікотинової кислоти (призводить до розширенню судин шкіри, почервонінню обличчя), аскорбінової кислоти (викликає пронос, утворення оксалатних ниркових камінців) та піридоксину (вітаміну В₆) (викликає сенсорну атаксію, дисфункцію сенсорних нервів, інколи – дегенерацію аксонів).

До жиророзчинних належать вітаміни А, D, E та К. Вони присутні у ліпідних харчових продуктах як тваринного, так і рослинного походження. Перетравлюються з жиром, всмоктуються у кишечнику, після чого переносяться у печінку, де і зосереджені головні запаси вітамінів А, D, К. Місцем резервування вітаміну Е слугує жирова тканина. Нерозчинні у воді, розчиняються в жирах та маслах. Відносно стабільні при звичайній температурі варки їжі, але інактивуються при ультрафіолетовому випромінюванні та при окисленні. Жиророзчинні вітаміни не видаляються з сечею, а їх надлишок в організмі здійснює токсичний ефект, в особливості надлишок вітаміну А (викликає головний біль, запаморочення, нудоту, шелушіння шкіри, болі у кістках) та вітаміну D (спричинює розвиток гіперкальциємїя, гіперкальцийурії, нефрокальцинозу).