Органеллы специального назначения
Микроворсинки – мелкие (0,1-1 мкм) неподвижные выпячивания цитоплазмы апикальной части клетки, покрытые клеточной мембраной. Они значительно увеличивают площадь поверхности клетки, облегчая процессы всасывания веществ из окружающей среды (например, микроворсинки эпителия кишечника).
Мерцательные реснички – выпячивания цитолеммы (длиной 5-10 мкм, толщиной 0,2 мкм) апикальной части клетки. Внутри реснички расположена осевая нить, состоящая из 9 дуплетов (пар) периферических микротрубочек и одной пары центральных микротрубочек, связанных с периферическими белковыми нитями. В основании реснички расположено базальное тельце, по строению сходное с центриолью.
Жгутики – по строению сходны с ресничками, но гораздо крупнее (имеют длину 50 мкм и толщину 0,2 – 0,5 мкм).
Миофибриллы – упорядоченно расположенные в поперечно-полосатых мышечных волокнах комплексы нитей актина и миозина. Обеспечивают сокращение мышечных волокон.
Нейрофибриллы – пучки нейротрубочек и нейрофиламентов в нервных клетках. Обеспечивают транспорт веществ в нервных клетках.
Акросомы сперматозоидов – преобразованный комплекс Гольджи, предназначенных для разрушения оболочки яйцеклетки при оплодотворении.
Строение интерфазного клеточного ядра: оболочка, ядерный остов, ядрышко, хроматин, кариоплазма.
Форма ядер животной клетки разнообразная. Химический состав:
белки 50-60%, 9-10% основного белка (комплекс с хромосомами)
ДНК до 30%
РНК — 1-5%
липиды 5-10 %, связаны с белками или с минеральным веществом.
Неорганические вещества P, K, Ca, Na, Mg, Fe и др.
PH ядра > pH цитоплазмы (7) ядро кислее
Размер 2-200 мкм. Ядерно-цитоплазматическое соотношение есть. Если нарушается — клетка делится либо разрушается.
Структурные компоненты ядра:
1) Ядерная оболочка (кариолемма) — 2 мембраны, снаружи — много рибосом. Перинуклеарное пространство. Ядерные поры (белковые структуры). Функции: транспорт, защита, синтез. 8 белков сверху и снизу. Есть центральная гранула.
2) Ядерная пластинка (ламина) — волокнистая структура, связана с белками ядерных пор, с определенными участками хроматина. Функции: 1) поддержка формы ядра. 2) участвует в организации межклеточного хроматина. 3) Полипептиды ламины — реорганизация ядерной оболочки в митозе.
3) Ядрышко (нуклеолис) — обнаруживается только в интерфазных ядрах. Ультраструктура:
Нитчатая (волокнистая) — протофибриллы и гранулы (созревающие субъединицы рибосом, закрученные наподобие клубка)
Аморфная субстанция
Ядрышковый хроматин — вокруг ядрышка.
Функции: источник РНК клетки, в митозе — образует основу матрикса митотических хромосом.
4) Ядерный сок (кариоплазма) — белки, нуклеиновые кислоты, ферменты, необходимые для синтеза ДНК. Функции: объединяет все структуры ядра.
5) Строма ядра (ядерная сеть) — состоит из тонких фибрилл — образуют каркас (строму) ядра.
6) Хроматин (хромосомные нити) — ДНК и гистоновые / негистоновые белки.
Диффузный — рыхлый (эухроматин) — активный хроматин, происходит постоянное считывание информации.
Конденсированный — лучше упакован, гетерохроматин, образует скопления, сгустки, нити. Функционально неактивен, инертен.
Функции: при делении клетки весь ядерный хроматин переходит в конденсированное состояние, образуя хромосомы.
6. Понятие о геноме и кариотипе человека. Значение изучения
кариотипа. Форма и классификация хромосом, их строение (хроматин,
хроматиды, хромонемы).
Геном человека — совокупность наследственного материала, заключённого в
клетке человека. Согласно этому определению человеческий геном состоит из 23 пар
хромосом, находящихся в ядре, а также множества копий митохондриальной ДНК.
Кариотип – это полный хромосомный набор клетки человека. В норме он
состоит из 46 хромосом, из них 44 аутосомы (22 пары), имеющих одинаковое строение
и в мужском, и в женском организме, и одна пара половых хромосом (XY у мужчин и
XX у женщин).
Значение изучения кариотипа
Кариотипирование (исследование кариотипа) проводится с целью определения
количества и структуры хромосом и выявления возможных отклонений от нормы.
Нарушения в хромосомном наборе (количественные и структурные) могут быть
причиной бесплодия, наследственного заболевания, рождения больного или мертвого
ребенка.
Классификация хромосом человека
Каждая соматическая клетка организма человека содержит диплоидный набор
хромосом (2п=46), или 23 пары хромосом:
- 22 пары, идентичные у мужчин и женщин, - аутосомы;
- 1 пару отличающуюся у разных полов хромосом (XX - у женщин, XY - у
мужчин) -гоносомы.
Идентичные по морфологии (размеры и форма) и содержанию генов, но
различные по родительскому происхождению хромосомы, называются
Морфологические критерии отражают размеры и конфигурацию хромосомы.
Различают количественные (длина хромосомы, центромерный индекс) и качественные
(наличие вторичной перетяжки и сателлитов) критерии классификации хромосом
человека.
В зависимости от длины хромосомы классифицируют на: большие, средние,
мелкие.
Положение центромеры. Для характеристики положения центромеры на
хромосоме используют центромерный индекс, который определяют по формуле
На основании морфологических количественных (длина и положение
центромеры) и качественных (сателлиты и вторичные перетяжки) критериев
хромосомы человека классифицируют на 7 групп, которые обозначают буквами
латинского алфавита от А до G:
- группа А (пары 1-3) - большие метацентрические хромосомы; хромосома 1
может иметь
вторичную перетяжку (lqh), хромосома 2 слабо субметацентрическая;
- группа В (пары 4-5) - большие субметацентрические хромосомы
- группа С (пары 6-12 и хромосома X) - субметацентрические хромосомы
средних размеров
- группа D (пары 13-15) - средние акроцентрические хромосомы; все хромосомы
этой группы имеют вторичную перетяжку и сателлит на проксимальном плече;
- группа Е (пары 16-18) - хромосома 16 средняя метацентрическая, может иметь
вторичную перетяжку на дистальном конце; хромосомы 17 и 18 мелкие и
субметацентрические;
- группа F (пары 19-20)- мелкие метацентрические хромосомы;
- группа G (пары 21-22 и хромосома Y) - мелкие акроцентрические хромосомы.
Хроматин
(греч.
χρώματα
— цвета,
краски) —
это вещество
хромосом,
представляю
щее собой
комплекс ДНК, РНК и белков.
Хромати́да — структурный элемент хромосомы, формирующийся в интерфазе в
ядре клетки в результате удвоения хромосомы.
Хромонема — это спиральная структура, которую удаётся увидеть в
декомпактизованных митотических хромосомах в световой микроскоп.
7. Клеточный цикл. Митоз. Фазы митоза. Биологическое значение
митоза. Амитоз.
Клеточный цикл эукариот состоит из двух периодов:
период клеточного роста (интерфаза), во время которого идет
синтез ДНК и белков и осуществляется подготовка к делению клетки. Состоит из
нескольких стадий:
G1-фазы (от англ. gap — промежуток), или фазы начального роста, во
время которой идет синтез мРНК, белков, других клеточных компонентов;
S-фазы (от англ. synthesis — синтез), во время которой идет репликация
ДНК клеточного ядра, также происходит удвоение центриолей (если есть).
G2-фазы, во время которой идет подготовка к митозу.
Дифференцировавшиеся клетки, которые более не делятся, находятся в фазе
покоя G0 (имея столько же ДНК, как в G1);
период клеточного деления (фаза М, от слова mitosis — митоз). Включает
две стадии:
кариокинез (деление клеточного ядра). Митоз, в свою очередь, делится на
пять стадий.
цитокинез (деление цитоплазмы).
Амитоз – прямое, простое деление клетки (неполноценное), без веретена
деления и равномерного распределения хромосом. Исходя из этого, предполагают, что
в ходе такого деления ДНК распределяется между двумя клетками неравномерно.
Амитоз — достаточно редкое природное явление. Обычно он встречается у
одноклеточных организмов. Также амитозом делятся клетки некоторых
многоклеточных растений и животных.
Биологическое значение амитоза заключается в:
отсутствии процессов, которые обеспечивают равномерное распределение
материала каждой хромосомы между двумя клетками; образовании многоядерных
клеток или увеличении числа клеток.
Амитоз является своеобразным видом деления, наблюдаемый также при
нормальной жизнедеятельности клетки, но в большинстве случаев — когда эти
процессы нарушены. К примеру, в результате влияния излучения или воздействия
других вредных факторов.
Митоз – деление клетки с сохранением числа хромосом. Митоз является
непрямым способом деления клетки, наиболее распространенным среди
эукариотических организмов. По продолжительности занимает около 1 часа. К митозу
клетка готовится в период интерфазы путем синтеза белков, АТФ и удвоения
молекулы ДНК в синтетическом периоде. Митоз состоит из 4 фаз: профаза, метафаза,
анафаза, телофаза.
Биологическое значение митоза очень существенно:
В результате митоза образуются дочерние клетки - генетические копии
(клоны) материнской.
Митоз является универсальным способом бесполого размножения,
регенерации и протекает одинаково у всех эукариот (ядерных организмов).
Универсальность митоза служит очередным доказательством единства
всего органического мира.
8. Мейоз, его генетическое значение.
Мейоз, или редукционное деление клетки - способ деления клетки, при котором
наследственный материал в них (число хромосом) уменьшается вдвое. Мейоз
происходит в ходе образования половых клеток (гамет) у животных и спор у растений.
В результате мейоза из диплоидных клеток (2n) получаются гаплоидные (n). Мейоз
состоит из двух последовательных делений, между которыми практически отсутствует
пауза. Удвоение ДНК перед мейозом происходит в синтетическом периоде интерфазы
(как и при митозе). Мейоз состоит из двух делений: мейоза I (редукционного) и мейоза
II (эквационного). Первое деление называют редукционным, так как к его окончанию
число хромосом уменьшается вдвое. Второе деление – эквационное, очень похоже на
митоз.
Биологическое значение мейоза:
Поддерживает постоянное число хромосом во всех поколениях,
предотвращает удвоение числа хромосом
Благодаря кроссинговеру возникают новые комбинации генов,
обеспечивается генетическое разнообразие состава гамет
Потомство с новыми признаками - материал для эволюции, который
проходит естественный отбор