- •Роли и функции отдельных химических элементов и воды в клетках и организмах эукариот Доклад
- •Лекция № 7. Эукариотическая клетка: строение и функции органоидов
- •Вопрос 1
- •Вопрос 2
- •Вопрос 3
- •Вопрос 4
- •Вопрос 1
- •Вопрос 2
- •Вопрос 1
- •Вопрос 1. А какова концентрация протонов при рН 8,5? при рН 8,7? Как её вычислить?
- •Вопрос 2. Объем клетки бактерии — около 2 мкм³, рН цитоплазмы — 7. Сколько протонов содержится в этой клетке?
- •Вопрос 1
- •Вопрос 2
- •Вопрос 1
- •Вопрос 2
- •Вопрос 3
- •Вопрос 4
- •Основные положения клеточной теории. Клетка – структурная и функциональная единица живого.
- •Содержание химических элементов в клетке. Вода и другие неорганические вещества, их роль в жизнедеятельности клетки.
- •Органические вещества клетки: липиды, атф, биополимеры (углеводы, белки, нуклеиновые кислоты) и их роль в клетке.
- •Особенности строения клеток прокариот и эукариот.
- •Транспорт молекул через мембраны
- •Рецепторная функция и ее механизм.
- •Структура и функции клеточных контактов.
- •Локомоторная и индивидуализирующая функции пак.
- •Органеллы общего значения. Эндоплазматическая сеть.
- •Комплекс Гольджи.
- •Накопительную
- •Секреторную
- •Агрегационную
- •Митохондрии.
- •Рибосомы.
- •Клеточный центр.
- •Органеллы специального значения.
- •Ядро клетки. Строение и функции.
- •Биология
- •Раздел 1 происхождение и начальные этапы развития жизни на земле
- •Тема 1.1 Многообразие живого мира. Основные свойства живого
- •Тема 1.2 Возникновение жизни на Земле
- •Раздел 2 Цитология – учение о клетке
- •Тема 2.1 Химическая организация клетки. Макро- и микроэлементы
- •Тема 2.2 Строение и функции клетки
- •Тема 2.2.1 Комплекс Гольджи, лизосомы, митохондрии, рибосомы, клеточный центр; органоиды движения
- •Тема 2.3 Обмен веществ и превращение энергии в клетке
- •Тема 2.3.1 Пластический и энергетический обмен веществ в клетке
- •Тема 2.4 Деление клеток
- •Раздел 3 размножение и индивидальное развитие организмов
- •Тема 3.1 Формы размножения организмов
- •Тема 3.2 Эмбриональное развитие организмов
- •Тема 3.3 Постэмбриональное развитие
- •Раздел 4 Основы генетики и селекции
- •Тема 4.1 Основные понятия генетики
- •Тема 4.2 Основные закономерности наследственности
- •Тема 4.2.1 Неполное доминирование генов
- •Тема 4.2.2 III закон Менделя - закон независимого комбинирования признаков
- •Тема 4.2.3 Закон т. Моргана - хромосомная теория наследственности
- •Тема 4.3 Основные закономерности изменчивости
- •Тема 4.3.1 Классификация мутаций
- •Тема 4.3.2 Фенотипическая изменчивость (модификационная)
- •Тема 4.4 Селекция животных, растений и микроорганизмов
- •Тема 4.4.1 Самоопыление перекрёстно-опыляемых культур. Гетерозис
- •Тема 4.4.2 Работы и.В. Мичурина
- •Раздел 5 Эволюционное учение
- •Тема 5.1 Общая характеристика биологии в додарвиновский период
- •Тема 5.2 Дарвинизм
- •Тема 5.2.1 Размножение организмов в геометрической прогрессии. Борьба за существование и ее виды
- •Тема 5.2.2 Относительность приспособленности организмов. Вид – элементарная эволюционная единица
- •Тема 5.3 Микроэволюция
- •Тема 5.4 Макроэволюция. Биологические последствия приобретения приспособлений
- •Тема 5.5 Развитие органического мира
- •Тема 5.5.1 Низшие растения. Развитие жизни в палеозойскую эру
- •Тема 5.5.2 Появление сосудистых растений. Появление и расцвет земноводных
- •Тема 5.5.3 Расцвет класса птиц. Развитие плацентарных млекопитающих
- •Тема 5.6 Происхождение человека
- •Тема 5.6.1 Человеческие расы, единство их происхождения
- •Список литературы
- •Содержание
- •Тема 1. История цитологии. Методы изучения клетки.. 2
- •Тема 2. Строение клетки.. 32
- •Тема 3. Клетки и организмы... 60
- •Тема 4. Химия жизни.. 78
- •Тема 5. Генетическая программа организма.. 99
- •Тема 7. Функционирование клетки.. 134
- •Тема 1. История цитологии. Методы изучения клетки
- •1.3. Практическое задание
- •Тема 2. Строение клетки
- •Основные положения клеточной теории. Клетка – структурная и функциональная единица живого.
- •Накопительную
- •Секреторную
- •Агрегационную
- •Митохондрии.
- •Рибосомы.
- •Клеточный центр.
- •Закон расщепления, или второй закон Менделя
- •Закон чистоты гамет
- •Закон независимого комбинирования (наследования) признаков, или третий закон Менделя
- •Лекция №18. Сцепленное наследование
- •Хромосомное определение пола
- •Наследование признаков, сцепленных с полом
- •Полное доминирование
- •Неполное доминирование
- •Аллельное исключение
- •Лекция №21. Изменчивость
- •Хромосомные мутации
- •Модификационная изменчивость
- •Генеалогический метод
- •Цитогенетический метод
- •Закон Харди-Вайнберга
- •Отдаленная гибридизация страница 1
- •Отдаленная гибридизация
- •Роль и функции отдельных химических элементов.
- •Тема 4. "Химический состав клетки".
Накопительную
Секреторную
Агрегационную
В цистернах комплекса Гольджи протекают определенные биохимические процессы. В результате осуществляется химическая модификация компонентов мембраны цистерн комплекса Гольджи и молекул внутри этих цистерн. В мембранах цистерн проксимального полюса имеются ферменты, которые осуществляют синтез углеводов (полисахаридов) и их присоединение к липидам и белкам, т.е. происходит гликозилирование. Наличие этого, или другого углеводного компонента у гликозилированных белков определяет их судьбу. В зависимости от этого белки попадают в разные районы клетки и секретируются. Гликозилирование является одним из этапов созревания секрета. Кроме того, белки в цистернах комплекса Гольджи могут фосфорилироваться и ацетилироваться. В комплексе Гольджи могут синтезироваться свободные полисахариды. Часть их подвергается сульфатированию с образованием мукополисахаридов (гликозаминогликанов). Еще одним вариантом созревания секрета является конденсация белков. Этот процесс заключается в удалении молекул воды из секреторных гранул, что приводит к уплотнению секрета. Так же универсальность комплекса Гольджи в эукариотичсеких клетках является его участие в формировании лизосом. 14. Лизосомы. Лизосомы являются мембранными органоидами клетки. Внутри лизосом находится лизосомальный матрикс из мукополисахаридов и белки ферменты. Мембрана лизосом производной мембраны ЭПС, но имеет свои особенности. Это касается структуры билипидного слоя. В мембране лизосом он не сплошной (не непрерывный), а включает липидные мицеллы. Эти мицеллы составляют до 25% поверхности лизосомальной мембраны. Такое строение называется пластинчато-мицеллярное. В мембране лизосом локализуются разнообразные белки. К ним относятся ферменты: гидролазы, фосфолипазы; и низкомолекулярные белки. Гидролазы являются специфическими для лизосом ферментами. Они катализируют реакции гидролиза (расщепления) высокомолекулярных веществ. Функции лизосом:
Переваривание частиц при фагоцитозе и пиноцитозе.
Защитная при фагоцитозе
Аутофагия
Аутолиз в онтогенезе.
Основной функцией лизосом является участие в гетерофаготических циклах (гетерофагия) и в аутофаготических циклах (аутофагия). При гетерофагии расщепляются чужеродные для клетки вещества. Аутофагия связана с расщеплением собственных веществ клетки. Обычный вариант гетерофагии начинается с эндоцитоза и образования эндоцитарного пузырька. В этом случае пузырек называют гетерофагосомой. На шероховатой ЭПС синтезируются белки лизосом, включая гидролазы. Они первично гликозилируются в составе мембранного пузырька, направляются в комплекс Гольджи. Здесь происходит дополнительное гликозилирование и формирование лизосомального матрикса. В результате образуются первичные лизосомы с неактивными гидролазами. Инактивация гидролаз обусловлена их гликозилированием и действием специфических ингибиторов гидролаз. Эти ингибиторы являются низкомолекулярными белками мембраны лизосом. Первичная лизосома сближается в гетерофагосомой с помощью микротрубочек. После контакта этих мембранных пузырьков они сближаются и образуют вторичную лизосому или гетерофаголизосому. Образование гетерофагосомы активирует протонный насос, который транспортирует в нее протоны Н . Среда вторичной лизосомы становится более кислой, что индуцирует активность гидролаз. В результате вещество, попавшее во вторичную лизосому подвергается расщеплению. Низкомолекулярные продукты гидролиза проходят через мембрану вторичной лизосомы в гиалоплазму. После завершения гидролиза вторичная лизосома может сливаться с новой гетерофагосомой и начинать новый гетерофаготический цикл. Через несколько таких циклов гидролазы теряют свою активность и превращаются в телолизосому, или остаточное тельце. В телолизоме находятся остатки нерасщепленных веществ. Она может сохраняться в гиалоплазме или включаться в процесс экзоцитоза. В другом варианте гетерофагии отсутствует этап эндоцитоза чужеродных веществ. В этом случае первичная лизосома сразу включается в экзоцитоз. В результате гидролазы матрикса оказываются в гликокаликсе клетки и способны расщеплять внеклеточные чужеродные вещества. ^ Простая аутофагия (макроаутофагия) не имеет принципиальных отличий от гетерофагии. В этом случае расщепляемое вещество окружается участком не плазмолеммы, а эндомембраны (ЭПС, комплекс Гольджи). В результате образуется аутофагосома. Она сливается с первичной лизосомой и формируется вторичная лизосома. Ее называют аутофаголизосомой. Дальнейшая судьба аутофаголизосомы аналогична судьбе вторичной лизосомы в гетерофаготическом цикле. Путем аутофагии разрушаются мембранные органоиды клетки (митохондрии). При этом мембраны первичной лизосомы сливаются с наружной мембраной митохондрий. Таким же образом может разрушаться содержимое различных мембранных пузырьков цитоплазмы. Еще один вариант аутофагии получил название лизофагии. В этом случае не образуется аутофагосома. Частным случаем лизофагии является микроаутофагия, когда разрушаемое вещество проходит через мембрану лизосомыв лизосомальный матрикс. Есть вариант, когда аутофагия реализуется путем расщепления веществ в самой гиалоплазме. В этом случае фосфорилирование белков мембраны первичной лизосомы индуцирует выход нидролаз из лизосомы в гиалоплазму. Здесь и осуществляется внелизосомный гидролиз веществ. На основе аутофагии и гетерофагии осуществляются многие клеточные функции. Аутофагия характерна для всех эукариотичсеких клеток. При разрушении веществ в процессе аутофагии образуются низкомолекулярные метаболиты. Они используются в пластическом и энергетическом обмене и выполняют трофическую функцию. На основе аутофагии и гетерофагии лизосомы принимают участие в процессенге некоторых белков. Белок тиреоглолбулин связывает йод и попадает путем эндоцитоза в эпителиальные клетки щитовидной железы. Здесь лизосоме тиреоглобулин расщепляется до низкомолекулярных гормонов: тироксин и трийодтиронин. При отсутствии активности лизосомальных гидролаз нарушается нормальный катаболизм (расщепление) веществ. По нарушению катаболизма болезни накопления классифицируют на: гликогенозы, мукополисахаридозы, муколипидозы, сфинголипидозы. Это наследственные болезни. 15. Пероксисомы. Пероксисомы (микротельца) по строению сходны с лизосомами. Они состоят из матирикса и нуклеотида. Матрикс пероксисом содержит до 15 ферментов. Наиболее важные из них пероксидаза и каталаза, оксидаза D-аминокислот и уратроксидаза. Нуклеотид пероксисомы соответствует области конденсации ферментов. Пероксисомы образуются в ЭПС, отпочковываясь от агранулярной ЭПС, их ферменты частично синтезируются в гранулярной ЭПС, частично в гиалоплазме. Мембрана пероксисом непроницаема для ионов и низкомолекулярных субстратов. Пероксисомы – главный центр образования кислорода клетки. В результате окисления аминокислот, углеводов образуется Н2О2, которая благодаря каталазе распадается на воду и О2. Крупные пероксисомы печени и почек играют важную роль в обезвреживании ряда веществ. Помимо этого они участвуют в катаболизме (в обмене аминокислот, оксалата и полиаминов). В настоящее время открыт класс наследственных болезней – пероксисомные болезни, развитие которых обусловлекнно дефектом пероксисом. При этих болезнях поражаются органы, развиваются нарушения нервной системы, вызывающих смерть больных в детском возрасте.
