1. Клетка в интерфазе. 2, 3 Профаза. 4, 5. Метафаза. 6, 7.Анафаза. 8.Телофаза. 9.Дочерние клетки.

В предмитотической фазе (1) в клетке удваивается число хромосом. В профазе (2,3) прекращается транскрипция, начинается спирализация хромосом (стадия рыхлого клубка), исчезает ядрышко. Распадается оболочка ядра. К концу профазы видны хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид. Хроматиды сплетены и не видны отдельно. Характерной чертой профазы является формирование веретена деления. К каждому полюсу отходят по две центриоли и от них образуются микротрубочки. Формирование микротрубочек обеспечивает полимеризация белков тубулинов. С микротрубочками связываются хромосомы.

Метафаза (4, 5) занимает 20-30 минут. В этот период завершено образование веретена деления и хромосомы распределяются в области экватора. К концу метафазы сестринские хроматиды разделяются.

В анафазе (6,7) сестринские хроматиды становятся самостоятельными хромосомами и расходятся к полюсам формирующихся клеток. Это происходит при участии микротрубочек. Телофаза (8) является окончанием митоза. Ранняя телофаза – это завершение расхождения хромосом. В поздней телофазе начинается формирование новых ядер, обособление генетического материала. Завершается поздняя телефаза разделением исходной клетки на две дочерние (9) (цитокинез или цитотомия). Хромосомы начинают транскрибировать РНК. К концу телофазы ядрышко полностью сформировано.

Назовите структуры, обозначенные цифрами. Укажите функции, выполняемые этими структурами.

Рис. 15. Фрагмент клетки. Процессы синтеза, накопления и выделения секрета.

1.Гранулярная ЭПС. 2.Транспортные пузырьки. 3.Цис-компартмент комплекса Гольджи. 4.Промежуточный компартмент комплекса Гольджи. 5.Транс-компартмент комплекса Гольджи 6.Секреторные включения. 7.Секреция (экзоцитоз). 8.Митохондрия. 9.Агранулярная ЭПС. 10.Клеточный центр. 11.Ядро.

Местом конденсации и накопления продуктов секреции, вырабатываемых в других участках клетки (в основном, в эндоплазматической сети) является комплекс Гольджи. Под электронным микросокпом органелла представляет собой скопления плоских цистерн, которые называются диктиосомы. Таких скоплений в клетке может быть несколько. Цистерны плотно прилежат друг к другу. В центральной части просвет между ними невелик, а на периферии цистерны образуют расширения – ампулы, ширина которых непостоянна. В каждой стопке около десяти цистерн. Кроме плотно расположенных плоских цистерн в зоне комплекса Гольджи наблюдается множество мелких пузырьков (везикул). Их больше по краям комплекса Гольджи. Одни авторы полагают, что цистерны взаимодействуют между собой за счет транспортных пузырьков (2), другие – что цистерны имеют участки слияния. Комплекс Гольджи поляризован, т.е. качественно не однороден с разных сторон и состоит в свою очередь из нескольких компартментов. Он имеет незрелую цис-поверхность, лежащую ближе к ядру (11), и зрелую транс-поверхность, обращенную к наружной мембране клетки. Таким образом, органелла состоит из нескольких компартментов, которые, выполняя специфические функции, функционально взаимосвязаны между собой. Цис-компартмент (3) обычно обращен к клеточному центру (10). Его внешняя поверхность обычно имеет выпуклую форму. С его цистернами сливаются микровезикулы (транспортные пиноцитозные пузырьки), направляющиеся из эндоплазматической сети. Промежуточный компартмент (4) составлен несколькими цистернами в центре органеллы. Осуществляет гликозилирование (присоединяет углеводные цепочки), фосфорилирование (присоединение фосфорных остатков), карбоксилирование (присоединение карбоксильных групп), синтез гликолипидов и липопротеинов. В нем, как и в цис-компартменте, происходит формирование третичных и четвертичных белковых комплексов. Транс-компартмент (5) располагается ближе к периферии клетки. Внешняя поверхность обычно вогнутая. Частично он переходит в транс-сеть – систему везикул, вакуолей и канальцев. Отдельные диктиосомы могут быть связаны друг с другом системой пузырьков и цистерн, примыкающих к дистальному концу скопления плоских мешков, так что образуется рыхлая трехмерная сеть, выявляемая в световом и электронном микроскопах (транс-сеть комплекса Гольджи). В структурах транс-компартмента происходит сортировка (сегрегация) белков и других веществ, образование секреторных гранул, предшественников первичных лизосом и пузырьков спонтанной секреции. Секреторные пузырьки и прелизосомы являются окаймленными и окружены белком – клатрином. Окаймленные пузырьки отщепляются от транс-сети и их перемещение является гормонозависимым. Процесс транспортировки окаймленных пузырьков находится под влиянием микротрубочек. Белковые комплексы вокруг пузырьков распадаются после отщепления пузырька от транс-сети и вновь формируются в момент секреции. Пузырьки спонтанной секреции не окружены клатрином, их формирование происходит непрерывно и они, направляясь к клеточной мембране, сливаются с ней, обеспечивая ее восстановление.

Таким образом, в комплексе Гольджи происходит формирование сложных биополимерных комплексов и, в частности, гликозилирование белков и липидов, в результате чего образуются гликопротеины, гликолипиды. В органелле формируются третичные и четвертичные структуры белков, частично происходит созревание секрета, его конденсация и упаковка.

.

Назовите структуры, обозначенные цифрами. Опишите сущность процессов фагоцитоза и пиноцитоза.

Рис. 18. Фагоцитоз и пиноцитоз.

1.Макромолекулярная структура. 2.Начало фагоцитоза. 3.Фагосома. 4.Фаголизосома (вторичная лизосома). 5.Гранулярная ЭПС. 6.Митохондрия. 7.Первичная лизосома. 8.Эндосома. 9. Аппарат Гольджи. 10.Фрагмент ядра. 11.Плазмолемма. 12.Остаточное тельце.

Существует несколько способов эндоцитоза (от греч. endon – внутри, kytos – клетка: пиноцитоз (от греч. pino – пью) и фагоцитоз (от греч. phagos – пожирающий). При пиноцитозе клетка захватывает жидкие коллоидные частицы, а при фагоцитозе – плотные частицы (макромолекулярные комплексы, части клеток, бактерии и др.). В этих процессах активную роль играют плазмолемма (11) и гликокаликс.

При пиноцитозе и фагоцитозе вбираемые клеткой частицы взаимодействуют с плазмолеммой и окружаются ею (2). Жидкие частицы окаймляются дополнительно белком клатрином (окаймленные пузырьки) (12). В последующем и при пиноцитозе и при фагоцитозе происходит взаимодействие захваченных клеткой веществ с лизосомами.

Фагоцитоз характерен для клеток макрофагов, которые находятся в рыхлой соединительной ткани в каждом органе, нейтрофилов и др. При фагоцитозе бактерий, частей клеток специализированными клетками идет взаимодействие фагоцитируемой частицы с рецепторами на поверхности клетки и активация фагоцитоза с изменением внутриклеточного содержания кальция. Это ведет к изменению полимеризации тонких микрофиламентов и микротрубочек, вызывает формирование выпячивания цитолеммы (псевдоподии) с погружением крупной частицы внутрь клетки (образование фагосомы). В дальнейшем эндоцитозные пузырьки (эндосомы) (8) могут сливаться друг с другом и внутри пузырьков, кроме поглощенных веществ обнаруживаются гидролитические ферменты, которые поступают из лизосом. Ферменты расщепляют биополимеры до мономеров, которые в результате активного транспорта через мембрану пузырька переходят в гиалоплазму. Таким образом, поглощенные молекулы внутри мембранных вакуолей, образовавшихся из элементов плазмолеммы, подвергаются внутриклеточному пищеварению.

Назовите структуру, приведенную на фотограмме. Укажите детали, обозначенные цифрами и их значение.

Рис. 19. Структура десмосомы.