Биология клетки.

Литература: 1. А.А. Заварзин, А. Д. Хазарова – биология клетки. Общая цитология. 1992г 2. Ю.С. Инцов Введение в клеточную биологию. Академ книга. 2004г. 3. Альбертс, Брей, Льюис, Рэфф. Молекулярная биология клетки. 3 тома. 2004г 4. Alberts, Johnson…

Эукариотическая клетка. Поверхностный аппарат. 1. Плазматическая мембрана 2. Надмембранный комплекс. 3. Субмембранный слой. (подстилает мембрану)

Функции поверхностного аппарата: компартментализация (ограничение клетки), связь клетки с окружающей средой (посредством транспорта, адгезии (прикрепления), узнавания, рецепция и сигнализация).

Цитоскелет. 1. Система микрофиломентов (актин-миозина) 2. Система микротрубочек (тубулина) 3. Система промежуточных филаментов. 4. Система тонких филаментов. (не всегда выделяют)

Функции цитоскелета: межклеточные контактны, образование веретена деления, каркас (опора) передвижение клетки, мышечное сокращения, образование микроворсинок (ресничек и жгутиков)

Цитоплазма и органеллы Гиалоплазма (гиалоплазма около органеллы) Цитозоль (плазма между органоидами)

Органеллы: а) немембранные: рибосомы, протеосомы, клеточный центр (образование микротрубочек) б) мембранные

ОДНОМЕМБРАННЫЕ: ЭПС (гладкая и шероховатая) аппарат гольджи (сортирующая станция) лизосомы, эндосомы, мультивезикулярные тельца, перексисомы.

ДВУХМЕМБРАННЫЕ: митохондрии, пластиды.

Ядерный аппарат клетки. 1. Поверхностный аппарат ядра (ядерная оболочка и поры) обеспечение связи и ограничение в пространстве. 2. Нуклеоплазма (ядерный сок) 3. Хроматин-хромосомы. 4. Ядрышко (фабрика по производству рибосом) 5. Ядерно-белковый матрикс и хромосомные территории.

Состав поверхностного аппарата.

Плазматическая мембрана + надмембранный комплекс + субмембранный слой.

Мембранология. (наука о всех мембранах) 1) Плазматическая 2) Мембраны органелл 3) Мембраны ядра (их две, формируют ядерную оболочку)

История исследования плазматической мембраны клетки.

Начало исследования связано с 1925г. Гортер и Грендель осуществляли экстракцию липидов из теней эритроцитов. Эритроциты при осмотическом ударе -> гемоглобин выходил из эритроцита, а вода входила внутрь. Эритроцит лопается - > тень эритроцита.

Сложили тени эритроцитов. Выделили липиды с помощью ацетона. Определили количество липидов на площади поверхности. Оказалось, что липидов хватает на сплошной бислой.

Ошибки:

1) Они выделили не все липиды (из-за ацетона) 2) Они неправильно определили площадь поверхности эритроцита.

Но эти ошибки компенсировали друг друга. И оказался и вправду бислой.

Липиды мембраны.

Амфипатичны. (амфифильны) Гидрофильная головка, гидрофобные хвосты. Головки обращены во внеклеточное пространство, хвостики на себя.

Искусственные билипидные пленки. Обладают высоким поверхностным натяжением, и оно выше чем в мембранах клетках. Соответственно там находятся белки. 1935г. Даниэлли и Даусон открывают бутербродную модель организации плазматической мембраны. Бислой липидов экранируется с обоих сторон сплошным строем белков. Первые электронно-микроскопические исследования 50ых показали, что там 2 электронно-плотных слоя (головки липидов + белки -> в 2 cлоя) 2 мембраны.

Робертсон теория унитарной биологической мембраны. (все слои на электронных фотографиях представляют собой одну унитарную бислойную мембрану)

В дальнейшем начали появляться сведения: 1) о глобулярности плазматической мембраны 2) структура мембраны при электронной микроскопии зависит от фиксации препарата. 3) мембрана может различаться даже в одной клетке. (например сперматозоид) 4) термодинамика (не выгодна бутербродная модель с точки зрения энергии и термодинамики) 5) количество белков связанных с липидами электростатически – очень небольшое, а в основном в мембране белки, которые тяжело выдрать из нее.

1972. Жидкостно-мозаичная модель. Зингер, Никольсон. До 2001г. В билипидном слое белки трех типов: 1) большинство интегральные (пронизывают полностью) 2) полуинтегральные белки 3) перефирические белки (не сплошными рядами)

Экспериментальные доказательства жидкостности и мозаичности.

Жидкостность. Культивируем соматические клетки мышей и человека. Набор поверхностных антигенов мышей и человека различается. Спонтанно сливаются. Запускаем вирус Сэндея. (обезвреживаем его под УФ) Образуется дикарион. Белки перемещаются по мембране.

Методы восстановление флуоресценции после высвечивания. FRAP Фокусируется лазерный пучок на белках с флуоресцентными метками, лазерный пучок нейтрализует свечение в ходе фотоокисления метки, (происходит фотоотбеливание) затем по прошествии времени видно, по отсутствию свечения в других местах, что белки с метками переместились в другие участки мембраны.

FLIP Белки меченные флуоресцентными метками. Лазер нарушает флуоресценцию в определенной области. В другой области флюоресценция тоже со временем падает из-за латерального движения белков по мембране.

Метод замораживания – скалывания. Замораживают в жидком азоте. Эксперимент проводят в вакууме. Скол идет между двумя бислоями. Видны бугорки белков. Мозаичность ^^ белки то есть, то нету.