Клеточная теория, её основные положения, современное состояние. Типы клеточной организации

Клеточную теорию сформулировал ученый Т. Шванн в 1839 г. Современная клеточная теория существенно дополнена Р. Биржевым и др. Основные положения современной клеточной теории:

1.клетка — основная единица строения, функционирования и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого, способная к самовоспроизведению, саморегуляции и самообновлению;

2.клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ;

3.размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной материнской клетки;

4. в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервной и гуморальной регуляциям.

Выделяют прокариотический и эукариотический типы клеточной организации.

Клеткам прокариотического типа свойственны малые размеры, отсутствие обособленного ядра, так что генетический материал в виде ДНК не отграничен от цитоплазмы оболочкой. Генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, которая лишена основных белков — гистонов гистоны являются белками клеточных ядер. Различия прокариотических и эукариотических клеток по наличию гистонов указывают на разные механизмы регуляции функции генетического материала. В прокариотических клетках отсутствует клеточный центр.К прокариотическому типу клеток относятся бактерии и синезеленые во-доросли.Эукариотический тип клеточной организации представлен двумя подтипами. Особенностью организмов простейших является то, что они исключая колониальные формы соответствуют в структурном отношении уровню одной клетки, а в физиологическом — полноценной особи. В традиционном изложении клетку растительного или животного организма описывают как объект, отграниченный оболочкой, в котором выделяют ядро и цитоплазму.

7)

Клетка как открытая система. Поток информации, энергии и вещества в клетке Структурно-функционально-метаболическая компартментация клетки. Роль мембран в компартментации клетки, структурной и функциональной дискретности клетки

Клетка является элементарной живой системой. На уровне клетки проявляются большинство основных свойств живой материи — обмен веществ и энергии, рост, развитие, раздражение, самовоспроизведение. Клетка не только единица строения, но и единица функционирования. Все ее системы взаимосвязаны и функционируют как единое целое. Таким образом, клетка является открытой биологической системой, наименьшей единицей жизни — единицей строения функционирования, размножения организмов и их взаимосвязи с окружающей средой.

Благодаря наличию потока информации клетка приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее во времени, передает в ряду поколений. В этом потоке участвуют ядро, макро молекулы, переносящие информацию в цитоплазму мРНК, цитоплазматический аппарат транскрипции рибосомы и полисомы, тРНК, ферменты активации аминокислот. Также функционируют геномы митохондрий, а в зеленых растениях — и хлоропластов.

Поток энергии обеспечивается механизмами энергообеспечения — брожением, фото — или хемосинтезом, дыханием. Дыхательный обмен включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот, использование выделяемой энергии для образования высококалорийного клеточного «топлива» в виде АТФ. Энергия АТФ в разнообразных процессах преобразуется

в тот или иной вид работы — химическую синтезы, осмотическую поддержание перепадов концентрации веществ, электрическую, механическую, регуляторную. Анаэробный гликолиз — процесс бескилородного расщепления глюкозы. Фотосинтез — механизм преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ.

Дыхательный обмен одновременно составляет ведущее звено потока веществ, объединяющего метаболические пути расщепления и образования углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот.

8)

Клеточный цикл- совокупность процессов включающих период подготовления клетки к делению и само деление. Состоит из двух стадий – стадия покоя интерфаза и стадия деления митоз

Интерфаза предшествует митозу и в ней осуществляется синтез ДНК. Подготовление клетки к делению состоит из 3 периодов 1Пресинтетический

2Синтетический

3Постсинтетический

1.Пресинтетический период – идет активный синтез белков, РНК, АТФ. Увеличив количество органоидов и размеров клетки. Молекула ДНК деспирализованы, на них синтезируются РНК длительность 12-24 часа.

2. Синтетический период- происходит синтез ДНК самоудвоение молекул т.е построение второй хроматиды из свободных нуклеотидов по принципу комплементарности образуется двухроматидная хромосома. Продолжается синтез РНК и белков.

3. Постсинтетический период – активный синтез белка и АТФ необходимы для деления. Синтез ДНК приостанавливается и накапливается энергия. Подготовка к делению завершена.

Митоз — тип деления клетки, при котором образуются дочерние клетки с таким же набором хромосом, как и у материнской клетки.

Фаза Процессы

Профаза-1. Хромосомы спирализуются, в результате чего становятся видимыми.

2. Каждая хромосома состоит из двух хроматид.

3. Ядерная мембрана и ядрышко разрушаются. Центриоль удваивается.

Метафаза-4. Хромосомы располагаются по экватору клетки. Образуется веретено деления.

Анафаза-5. Центромеры делятся, и хроматиды дочерние хромосомы расходятся к полюсам клетки с помощью нитей веретена деления.

Телофаза-6. Вокруг разошедшихся хромосом образуется новая ядерная мембрана.

-7. Исчезает веретено деления. Образуются две дочерние

клетки.

Значение митоза: обеспечивает равномерное распределение хромосом между дочерними клетками.

С начала 60-х гг. появились новые взгляды на значение для старения и продолжительности жизни закономерностей клеточной пролиферации. На основании подсчета числа делений фибробластов, высеваемых в культуру ткани от эмбриона человека и от людей в возрасте 20 лет и выше, было сделано заключение о пределе клеточных делений лимит Хейфлика, которому соответствует видовая длительность жизни. Показано, что фибробласты мыши способны удваивать свою численность 14—28 раз, цыпленка —15—35, человека—40—60, черепахи—72—114 раз. Проверка результатов, о которых идет речь, выявила, что представление об ограниченности числа клеточных делений в индивидуальном развитии является неточным.

В опухолях атипичные клетки делятся митотическим способом. В результате деления образуются идентичные измененной клетки. Деление происходит многократно. В итоге опухоль быстро растет.

Некроз от греч. nekros – мертвый – омертвение, гибель клеток и тканей в живом организме под воздействием болезнетворных факторов. Этот вид гибели клеток генетически не контролируется.

Значение некроза. Оно определяется его сущностью — “местной смертью” и выключением из функции таких зон, поэтому некроз жизненно важных органов, особенно крупных участков их, нередко ведет к смерти. Таковы инфаркты миокарда, ишемические некрозы головного мозга, некрозы коркового вещества почек, прогрессирующий некроз печени, острый панкреатит, осложнившийся панкреонекрозом. Нередко омертвение ткани является причиной тяжелых осложнений многих заболеваний разрыв сердца при миомаляции, параличи при геморрагическом и ишемическом инсультах, инфекции при массивных пролежнях, интоксикации в связи с воздействием на организм продуктов тканевого распада, например, при гангрене конечности и т.д.. Клинические проявления некроза могут быть самыми разнообразными. Патологическая электрическая активность, возникающая в областях некроза в мозге или миокарде, может приводить к эпилептическим припадкам или сердечной аритмии. Нарушение перистальтики в некротизированной кишке может вызвать функциональную динамическую кишечную непроходимость. Часто наблюдаются кровоизлияния в некротизированную ткань, например, кровохаркание hаemoptysis при некрозе легкого.