£ Предмет медичної біології

Медична біологія - наука, що вивчає спадковість людини, її генетичну систему, генотипові и індивідуальні відмінності людей, їх екологію, фізіологію, особливості поведінки.

Завдання медичної біології:

• вивчення патологічних явищ на внутрішньоклітинному, тканинному, орган­ному і системному рівнях;

• поглиблення знань щодо структурних, функціональних, генетичних особли­востей людського організму;

• систематизація спадкових хвороб, реалізація програми «Геном людини»;

• вивчення етіологічних чинників генних, хромосомних і геномних мутацій;

• розкриття взаємодії біологічних і соціальних чинників у виникненні патоло­гії людини;

• захист геному людини від шкідливих антропогенних впливів різного поход­ження;

• застосування методів клітинної інженерії і досягнень щодо використання генів і клітин рідкісних тварин і рослин, створення відповідних банків генетичного матеріалу, що дасть змогу зберегти унікальний живий світ нашої планети.

З

^оздіЦ рівні організоці,-кивого

Характер^исти ... _ _{най6іль}ш складна форма всесвіту,

дгг-рвв- •

«Х^еГиГе- інформаші та її реалізаиїї;

-ьг--—^{№ого середов}

_ Обмін речовин та енергії,

• подразливість; _ самооновлення; _ саморегуляція;

• самовідтворення;

_ спадковість і мінливість,

• ріст і розвиток;

. в ході реплікації ДНК та реаліз,

зростання мутагенних впливів і збільшення частки

Елементарними структурами е клітини, які обЧднуюш* у тканини і системи органів. Елементарними явищами є життєві циюіи ^КЛ1ТИ^

Екологічні проблеми рівня: ріст клітинної патології внаслідок забруднення сс_Р довища, порушення відтворення клітин. .

3. Організмовий рівень. Елементарні структури — організми та системи орган ^

з яких вони складаються, що володіють комплексом фізіологічних процесів, забезпечують життєдіяльність.

Екологічні проблеми рівня: зниження адаптаційних можливостей організмів, роз­виток граничних станів у людини (стан між здоров'ям і хворобою).

Популяційно-видовий рівень. Елементарні структури — популяції з характер­ним генофондом як основні одиниці еволюції. Елементарні явиша — видоутворен­ня на підставі природного добору.

^{ПРОбЛЄШ рівня: погі}Ршення екологічних показників популяції (чи­сельність, Щільність, віковий склад тощо)

які Елементарні структури - біогеоценози,

Екологічні ^ Т ^взаєм°зв'язком У масштабах біосфери.

поширення забрудненн ^{3біЛьшення} кількості антропоценозів та їх глобальне оруднення середовища, руйнування озонового екрана Землі.^

Хімічний склад клітини. Органічні та неорганічні сполуки

*ива клітина містити іі

тшпГ^0йЛЯ-^{ТЬ П0На}* заГ_а^Єпк^ИЙ-^{Наб,р хімічних} елементів, причому шість *

тів утворені практично всі м^Т^{1 Маси:} С, Н, N. О, Р, 8. З атомів цихелемен ₄ ^КЛ1ТИН Різних організмів.

Структурно-функціональна організація Ц еукаріотичної клітини

Клітина складається з великої кількості чітко упорядкованих різноманітних мо­лекул. Молекулярні комплекси утворюють органели, які є складовою частиною клі­тинної системи. Внутрішній простір клітини поділено мембранами на відсіки (ком- партменти), де відбуваються тільки специфічні для цього простору реакції. Таким чином, клітина є складною системою макромолекул кількох рівнів організації. Не цілісна неподільна система, в якій можна виділити низку підсистем, відповідальних за специфічні функції: мембрани (перетинки), цитоплазму, ядро, мітохондріїтощо. Клітинні органели структурно і функціонально зв'язані між собою. Життєдіяль­ність клітин може здійснюватися тільки за умов скоординованого зв'язку між ними.

Будь-яка клітина складається з поверхневого апарату, цитоплазми, органел та інших внутрішньоклітинних структур.

Поверхневий апарат клітини утворюють такі структури:

• плазматична мембрана (має ліпопротеїдну природу);

• надмембранні структури (у бактерій, рослин і грибів — клітинна стінка, у тварин — глікокалікс);

• підмембранні структури.

Плазматична мембрана — це напівпроникний ліпідний бішар із вбудованими в нього білками (рис. 1.4, див. кольорову вклейку).

і

Будову і функції структурних компонентів клітини відображено на рис. 1.4— 1.12 (див. кольорову вклейку) і в табл. 1.1.

Таблиця 1.1. Будова і функції структурних компонентів

Складові частини	Особливості будови, склад	Функції
Підмембранні компоненти
Цитоплазма	Внутрішнє середовище клітини, міститься між плазматичною мембраною і ядром. Характери­зується відносною сталістю будови та властивос­тей (гомеостаз). Основа (матрикс) цитоплазми — гіалоплазма — перебуває у рідинному стані (золь) або драглистому (гель) і містить білки, ліпіди, нук­леїнові кислоти, солі	Об'єднує складові части­ни (компартменти) кліти­ни; забезпечує гліколіз, синтез білка за участю рибосом
Цитоскелет (рис. 1.5)	Утворений мікрониточками (актин, міозин), мікротрубочками (тубулін), проміжними філамен- тами (цитокератин); є єдиною системою	Забезпечує локалізацію структур, форму клітини, транспорт компонентів

7

розділ і

Складові частини

Клітинний

центр (центросома,

функції

Матричний синтез білка

0,1-0,3 мкм) (рис. 1.12)

МИ мають дві нерівні субодиницг. малу - для при­єднання ІРНК та тРНК, велику - для синтезу поліпептидного ланцюга

Тимчасові зерна (вуглеводи і білки) та краплі

Рибосоми (15-20 мкм) (рис. 1.6, 1.11)

Запасні речовини

Включення

(жири)

Одномембранні органній (вакуолярна система клітини)

Ендоплазма­тична сітка, діаметр 25— 30 нм (рис. 1.6)

Система порожнин у вигляді канатів і цистерн (потовщень канальців), сполучених між собою й оточених мембранами (схожі на зовнішню клітин­ну мембрану). Залежно від будови є два типи ЕС: маденька (агранулярна) — без рибосом і шорстка (грану.іярна) — з рибосомами

Синтез білків (шорстка), ліпідів, вуглеводів (гла­денька), розщеплення токсинів, дозрівання і накопичення білків, транспорт речовин у різ­ні ділянки клітини

Апарат Голь- джі

(20-2000 нм) (рис. 1.7)

Утворений стопкою гьюских цистерн (мішечків), вкритих мембранами, поряд з якими розмішені міхурці та кана,іьці

Накопичення, дозріван­ня, пакування і виведен­ня (секретування речо­вин); формування лізосом

Округлі тільця, утворюються в міхурцях апарату Гольджі. Оточені мембраною, містять гідролітичні

Лізосоми, діа­метр — 1 мкм (рис. 1.8)

ферменти

Руйнування речовин, ор- ганел, клітин (внутріш­ньоклітинне травлення), утворення травних вакуо- лей

Накопичення речовин

Вакуолі

У рослин — мішечки, заповнені рідиною; у тва­рин — скоротливі, травні, фагоцитарні

Двомембранні органели

Пластиди (у рослин), 3—10 мкм (рис. 1.9) Види: хлоро­пласти, хро- мопласти, лейкопласти

Паличкоподібні, пластинчасті, у вигляді лусок і зерен. У хлоропластів зовнішня мембрана гла­денька, внутрішня — утворює грани — пакети плоских мішечків (тшіакоїдів). Тилакоїди сусідніх гран сполучаються мембранними каналами (ламе- ли). На поверхні гран знаходиться хлорофіл У пластидах є ДНК, РНК, включення. Здатні роз­множуватися

Хлоропласти забезпечу­ють фотосинтез — пере­творення світлової енер­гії на енергію хімічних зв'язків

Мітохондрії (0,5-5 мкм) (рис. 1.10)

Паличкоподібні, округлі, ниткоподібні; зовнішня мембрана гладенька, внутрішня має багато ви­ростів (крист), які збільшують поверхню Внут­рішній вміст - мітохондріальний матрикс міс­тить рибосоми, ДНК. ІРНК, тРНК

Відбуваються окисно- відновні процеси, виді­ляється енергія, що на­громаджується в АТФ. Синтезуються власні біл­ки, РНК, ДНК

ПРЕДМЕТ МЕДИЧНОЇ БІОЛОГІЇ. СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНА ОРГАНІЗАЦІЯ КЛІТИНИ

Складові частини	Особливості будови, склад	Функції
Ядро
Поверхневий апарат	Складається з 2 мембран, які мають пори	Обмеження ядра, зв'язок з цитоплазмою
Каріоплазма	Рідинне середовище ядра	Місцезнаходження ядер­них елементів
Хроматин	Речовина, що складається з ДНК, білків, ЇРНК (інтерфазна форма існування хромосом)	Носій спадкової інфор­мації
Рибонуклео- протеїдні ком­плекси	Містять ДНК, РНК	Забезпечують утворення рибосом

Життя клітин поза організмом

Досліджуючи властивості нормальних та пухлинних клітин, учені використову­ють метод клонування. Кілька десятиліть тому було встановлено, що соматичні клітини еукаріотів можна розмножувати іп уііго, тобто підтримувати у вигляді так званих клітинних культур. Розподіл хромосом при розмноженні клітин культури відбувається мітотичним шляхом. Клітинна лінія утворюється з однієї клітини (і, таким чином, є клоном).

Клоном називають групу генетично ідентичних індивідуумів, отриманих шляхом безстатевого розмноження: або один від одного, або від деякого загального предка. Найпростішим прикладом такого клону може бути популяція бактерій, усі клітини якої утворилися внаслідок повторних поділів з однієї батьківської клітини. Усі бак­терії у такому клоні успадковують гени цієї батьківської клітини.

Клонуванням є утворення монозиготних близнят у людини, які виникають з однієї зиготи на ранніх стадіях її дробіння шляхом мітозу. Клонування клітин за-

із