21. Будова центріолі. Центріоль — невелика органела, що входить до складу клітинного центру, знаходиться в цитоплазмі біля ядра.

Являє собою циліндр, стінки якого побудовані з дев'яти триплетів мікротрубочок, довжина 0,2—0,8 мкм. Структурним елементом мікротрубочок є білок тубулін. В клітинах зазвичай знаходяться дві центріолі, оточені центросомою. Центріоль характерна для усіх тваринних та деяких рослинних клітин.

Функція центріолі полягає в утворенні веретена поділу під час розмноження клітин. Крім того вони беруть участь в утворенні війок та джгутиків.

Центріоль мае циліндричну форму. Стінка цинтриолярного циліндру побудована з девяти триплетів мікротрубочок. Кожен триплет розміщений под. кутом 40 родо радіуса центріолі й складаеться з трьох мікротрубочок які позначаються літерами А(містить 13 протофібрил), В(прилягае до А, скл з 11 власних протофібрил і ще 2 протофібрили в неї спільні з А), С(прилягае до В, складаеться з 11 протофібрил і спільні з В). Від А мікротрубочки кожного триплету відходить по 2 вирости які назив ручками. Зовнішній виріст направлений до С-мікротрубочки сусіднього триплету. Внутрішній виріст направлений до центра центріолярного циліндра. Систему мікротрубочок центріолі описують ф-ю 9+3+0. Центральна частина центріолі на одному з кінців не містить ніяких структур, а ні іншому є центральна втулка зі спицями. Спиць 9, вони йдуть по одній від центральної втулки до кожного триплету. 22. Чи всі еукаріоти мають центріолі? Центріолі беруть участь у формуванні цитоплазматичних мікротрубочок під час поділу клітини, і в регуляції утворення мітотичного веретена. У клітинах вищих рослин і більшості грибів центріолей немає, і мітотичний веретено утворюється там іншим способом. 23. Як змінюється будова та кількість центріолей протягом клітинного циклу. Зміни у будові центріолі під час клітинного циклу На G0- та G1-стадіях інтерфази в клітині знаходиться дві центріолі: материнська та дочірня (див.рис.5.13). Таку пару центріолей називають диплосомою або клітинним центром. Ці дві центріолі розміщені під прямим кутом одна до одної. При цьому дочірня центріоля повернута до материнської центріолі своїм проксимальним кінцем. На материнській центріолі знаходяться сателіти, від яких відходять мікротрубочки. На дочірній центріолі сателітів та інших додаткових структур немає, вона є “голою”. На S-стадії інтерфази центріолі подвоюються. Для цього материнська й дочірня центріолі розходяться. Перпендикулярно до кожної з них закладаються нові центріолі. По закінченню S-фази і протягом всієї G2-фази в клітині присутні 4 центріолі, при цьому лише на одній з них (найстаршій) розміщені сателіти, інші три центріолі – “голі”. На початку мітозу сателіти з найстаршої центріолі зникають, мікротрубочки в цитоплазмі розбираються. Одна пара центріолей (диплосома) відходить до одного полюса клітини, а інша – до протилежного. Навколо материнської центріолі в кожній диплосомі утворюється фібрилярне гало, від якого формуються мікротрубочки веретена поділу. Дочірні центріолі в складі кожної диплосоми залишаються “голими”. Після цитотомії (поділу цитоплазми) в складі кожної з двох новоутворених клітин залишається по диплосомі По закінченні мітозу мікротрубочки веретена поділу розбираються, на материнській центріолі зникає фібрилярне гало і формуються сателіти. Від сателітів починається утворення мікротрубочок, що функціонуватимуть в інтерфазі. Настає новий G1-період. 24. Будова базального тільця. Стінка базального тільця побудована з 9 триплетів мікотрубочок, у центральній частині базального тільця мікротрубочок немае. Через це систему мікротрубочок описують як 9х3+0 Аксонеми побудовані з 9 пар мікротрубочок – дуплетів. Кожен дуплет складаеться з А і В бікротрубочок. А мікротрубочки побудовані з 13 протофібрил, а в В мікротрубочка прилягае до А мікротрубочки й мае 11 власних протофібрил і ьпротофібрили спільні з А-мікротрубочкою. У центрі аксонами е ще одна пара мікротрубочок. Кожна з мікротрубочо побудована з 13 протофібрил. Таким чином систему мікротрубочок аксонами зображують у вигляді формули 9х2+2. 25-26. Структура і функції війок і джгутиків. Війки та джгутики е органами руху в деяких найпростіших, у сперматозоїдів, за їхньою допомогою клітини слизової оболонки носа переміщують слиз разом з частинками пилу. В основі кожного джгутика чи війки міститься структура яка називаеться базальне тільце. Стінка базального тільця побудована з 9 триплетів мікротрубочок, яких у центральній частині немае. Часто систему мікротрубочок описують ф-ю 9+3+0. Д або В ззовні вкриті плазмо лемою, під якою знаходиться структура побудована з мікротрубочок. Її назив аксонемою яка побудована з 9 пар мікротрубочок – дуплетів. Кожен дуплет скл з А і В мікротрубочок. Систему мікротрубочок аксонемі в і д зображують у вигляді ф-ли 9х2+2 27. Структура і функції мікроворсинок. Мікроворсинки – тонкі пальцеподібні вирости плазмолеми, які збільшують площу контакту плазмолеми з міжклітинним простором, що зб напр. площу всисної поверхні в епітелії кишечнику. Усередині кожної мікроворсинки є пучок з 20-30 паралельних мікрофіламентів, які йдуть від основи мікроворсинки до її верхівки. + кінці всіх мікрофіламентів спрямовані до верхівки мікроворсинки. У такий спосіб сітка цих утворень кріпиться до плазмалеми і підтримує її форми. На верхівці ворсинки (+)-кінці актинових філаментів захищені віл деполімерилізації кепіруючими білками, які формують тут електроннощільну масу, так звану аморфну шапочку. Між собою мікрофіламенти скріплені за допомогою актинозв’язувальних білків — фімбрину, фасцину і віліну, а до плазмолеми вони прикріплюються за допомогою міозину 1 та кальмодуліну. В основі кожної мікроворсинки мікрофіламенти за допомогою спектрину прикріплені до так званої термальної сітки, пробудованої з проміжних філаментів. 28. Чим відрізняється будова центріолі та джгутика. Війки та джгутики е органами руху в деяких найпростіших, у сперматозоїдів, за їхньою допомогою клітини слизової оболонки носа переміщують слиз разом з частинками пилу. В основі кожного джгутика чи війки міститься структура яка називаеться базальне тільце. Стінка базального тільця побудована з 9 триплетів мікротрубочок, яких у центральній частині немае. Часто систему мікротрубочок описують ф-ю 9+3+0. Д або В ззовні вкриті плазмо лемою, під якою знаходиться структура побудована з мікротрубочок. Її назив аксонемою яка побудована з 9 пар мікротрубочок – дуплетів. Кожен дуплет скл з А і В мікротрубочок. Систему мікротрубочок аксонемі в і д зображують у вигляді ф-ли 9х2+2

Центріоль мае циліндричну форму. Стінка цинтриолярного циліндру побудована з девяти триплетів мікротрубочок. Кожен триплет розміщений под. кутом 40 родо радіуса центріолі й складаеться з трьох мікротрубочок які позначаються літерами А(містить 13 протофібрил), В(прилягае до А, скл з 11 власних протофібрил і ще 2 протофібрили в неї спільні з А), С(прилягае до В, складаеться з 11 протофібрил і спільні з В). Від А мікротрубочки кожного триплету відходить по 2 вирости які назив ручками. Зовнішній виріст направлений до С-мікротрубочки сусіднього триплету. Внутрішній виріст направлений до центра центріолярного циліндра. Систему мікротрубочок центріолі описують ф-ю 9+3+0. Центральна частина центріолі на одному з кінців не містить ніяких структур, а ні іншому є центральна втулка зі спицями. Спиць 9, вони йдуть по одній від центральної втулки до кожного триплету. Розділ №5 “Ядро” 1. З яких основних компонентів складаеться ядро

Ядерна оболонка( каріолема), ядерний сік(каріоплазма), хроматин(хромосоми), ядерце. 2. Хімічний склад каріоплазми. Каріоплазма – неструктурований вміст клітинного ядра, відмежований ядерною оболонкою від цитоплазми. В нього занурений хроматин, ядерця, а також різноманітні внутрішньоядерні гранули. Після екстракції хроматину хім. Агентами в каріоплазмі зберігаеться т з внутрішньоядерний матрикс який складаетьсяя з білкових фібрил товщиною 2-3 нм які утворюють в ядрі каркас зеднуючий ядерця, хроматин, порові комплекси ядерної оболонки та ін. Стр. 3. Будова та функції каріоскелету. Каріоскелет — каркасна внутрішньоядерна система, яка слугує для об’єднання всіх ядерних компонентів. За даними електронної мікроскопії до складу ядерного матрексу, входять три відмінні структурні компоненти : периферична ядерна ламіна з поровими комплексами, внутрішньоядерна фібрилярно-гранулярна сітка й залишкові ядерця. Інколи ядерним матриксом називають тільки внутрішньоядерну сітку. Внутрішньоядерна фібрилярна сітка виявляє набагато більшу лабільність порівняно з ядерною ламіною. Ядерний матрикс достатьно складний комплекс елементів, функціонально та структурно пов’язаних один з одним. Поверхневий апарат ядра. 4. З яких основних компонентів складається ядерна оболонка (поверхневий апарат ядра)? Ядро звичайно має розмір 8-25 мікрометрів в діаметрі. Воно оточено подвійною мембраною, яка називається ядерною оболонкою. Крізь внутрішню і зовнішню мембрани на деяких інтервалах проходять ядерні пори. Ядерна оболонка регулює і полегшує транспорт між ядром і цитоплазмою, відокремлюючи хімічні реакції, що відбуваються в цитоплазмі, від реакцій, що трапляються в межах ядра. Зовнішня мембрана безперервна з грубим ендоплазматичним ретикулумом (англ. RER) і може мати зв’язані рибосоми. Простір між двома мембранами (який називається «перинуклеарним простором») безперервний з люменом RER. Ядерна сторона ядерної оболонки оточена мережею філаментів, яка називаються ядерною ламіною.

Внутрішня частина ядра містить одне або декілька ядерець, оточених матрицею, яка називається нуклеоплазмою. Нуклеоплазма – гелеподібна рідина (подібна у цьому відношенні до цитоплазми), в якій розчинені багато речовин. Ці речовини включають нуклеотид-тріфосфати, сигнальні молекули, ДНК, РНК та білки (ензими та філаменти). 5. Порівняйте будову і хімічний склад зовнішньої та внутрішньої мембран ядра? Що таке перинуклеарний простір? Ядерна оболонка (каріолема) складається з двох ядерних мембран, зовнішньої і внутрішньої, розділених перинуклеарним простором (люменом), який має ширину 20-60 нм і складає єдине ціле з порожнинами ендоплазматичної сітки (ЕПС). Зовнішня мембрана ядерної оболонки має низку структурних особливостей, за якими її об’єднують з мембранами. Зовнішня мембрана ядра може утворювати пухирцеподібні, трубчасті або складчасті вирости в бік цитоплазми. Внутрішня мембрана відрізняється від зовнішньої тим, що на ній немає рибосом і не спостерігається її злиття і перехід в мембрани ЕПС. Але вона здатна також утворювати вирости як в бік ядра, так і в перинуклеарний простір. Крім самостійних виростів зовнішньої або внутрішньої мембрани ядерної оболонки, в багатьох типах клітин спостерігається утворення інвагінацій або вип’ячувань оболонки ядра в цілому, в якому задіяні одночасно обидві мембрани. За загальною будовою ядерні мембрани подібні до всіх інших клітинних мембран, тобто, являють собою білок-ліпідний бішар, але вони мають характерну особливість, властиву тільки ядерній оболонці – особливі пори (ядерно-поровий комплекс), діаметром 60-100 нм, які об’єднують дві ядерні мембрани і забезпечують процеси транспорту між ядром і цитоплазмою. 6. Що таке ядерна ламіна? Функції і будова? Ядерна ламіна - волокнисто-сітчаста структура, яка прилягає до всієї внутрішньої поверхні ядерної оболонки (за виключенням ділянок пор) і забезпечує структурну підтримку ядра. Ядерна ламіна складається зі споріднених білків ламінів. Більшість клітин ссавців містить чотири різних ламіни – A, B1, B2 і C. 7. Як побудована ядерна пора? Пори в ядерній оболонці (ядерно-поровий комплекс) організовані за участю спеціальних білків з загальною назвою нуклеопорини. Для ядерної пори характерна симетрія восьмого порядку (октагональна) – більшість білків в її складі представлені в кількості, кратній восьми. За даними електронної мікроскопії ядерна пора є досить лабільною структурою, який у відповідь на різні стимули може змінювати свій радіус і, можливо, провідність. 8. Що таке поросома? Як вона побудована? 9. Яким чином білки проникають із цитоплазми в ядро? Через ядерно-поровий комплекс відбувається обмін речовинами між ядром і цитоплазмою. Нуклео-цитоплазматичний транспорт можна поділити на пасивний і активний. Пасивний транспорт відбувається за рахунок дифузії речовин через пори. Дифундувати через заповнені водою канали в ЯПК можуть іони, малі метаболіти і глобулярні білки до  60 кДа. Через ЯПК активно транспортуються великі білки і рибонуклеопротеїнові комплекси  25 нм в діаметрі, які не можуть проходити за рахунок дифузії. В активному транспорті макромолекул через ЯПК беруть участь спеціальні білки транспортини, які формують транспортний комплекс і забезпечують специфічність транспорту. Відповідно до їх ролі в транспорті, їх ще поділяють на експортини (транспорт ядроцитоплазма) і імпортини (цитоплазма ядро). Спочатку в донорному компартменті (звідки субстрат транспортується) відбувається формування комплексу вантаж/транспортини. Потім комплекс тимчасово закріплюється на білках ядерної пори, розпізнається і транслокується через неї в акцепторний компартмент (в який спрямований транспорт). Далі комплекс дисоціює, а вантаж вивільнюється. Транспортини, які брали участь в утворенні комплексу, повертаються в донорний компартмент. Білки-транспортини, що переносять різні види РНК і рибонуклеопротеїнів з ядра в цитоплазму, мають в своєму складі спеціальні короткі амінокислотні послідовності – сигнали ядерного експорту, завдяки яким вантаж пропускається через пору. Білки ж, які транспортуються з цитоплазми в ядро, несуть подібні послідовності іншого складу (сигнали ядерної локалізації) безпосередньо в своїй молекулі. Серед транспортинів є як суто специфічні для переносу певних молекул, так і такі, що можуть транспортувати декілька різних субстратів. 10. Як відрізнити білки, що траспортуються в ядро від решти білків цитоплазми? В ядро переважно транспортуються білки — гістони, рибосомальні білки, ферменти, що беруть участь в процесах транскрипції, реплікації, репарації, регуляторні молекули а також різні метаболіти, такі як нуклеотиди. Із ядра в цитоплазму транспортуються зрілі молекули мРНК, субодиниці рибосом. 11. Як здійснюється активний транспорт із ядра в цитоплазму та зі цитоплазми в ядро? Активний транспорт великих субстратів – специфічний процес, який потребує енергетичних витрат. Через ЯПК активно транспортуються великі білки і рибонуклеопротеїнові комплекси 25 нм в діаметрі, які не можуть проходити за рахунок дифузії. В активному транспорті макромолекул через ЯПК беруть участь спеціальні білки транспортини, які формують транспортний комплекс і забезпечують специфічність транспорту. Відповідно до їх ролі в транспорті, їх ще поділяють на експортини (транспорт ядроцитоплазма) і імпортини (цитоплазма ядро В більшості випадків джерелом енергії для активного нуклео-цитоплазматичного транспорту є гідроліз ГТФ. Його забезпечує спеціальний білок з ГТФазною активністю, який також входить до складу транспортного комплексу. 12. Про що свідчить збільшення ядерних пор? Збільшення кількості ядерних пор свідчить про підвищення функціональної активності, транспорту речовин ядро=цитоплазма.

Хроматин. 13. Перерахуйте основні рівні компартизації ДНК. Перший рівень — це 100 Å-нуклеосомна фібрила, або нуклеосома. Кожна нуклеосома є комплексом, що складається з відрізка ДНК завдовжки 200 пар нуклеотидів і восьми молекул гістонів (по дві молекули гістонів Н2a, Н2b, Н3 і Н4). Її діаметр становить ≈10 нм, або 100 Å, що й покладено в основу назви цього рівня організації хроматину. ДНК у складі нуклеосоми намотується на поверхню білкового октамеру, утворюючи при цьому 1,5 витка.

Другий рівень організації хроматину — соленоїд, або нуклеомер. Річ у тім, що в ядрах ДНК входить до складу фібрил діаметром до 300 Å. Один з видів гістонів (Н1) викликає згортання 100 Å-нуклеосомної фібрили в 300 Å-нуклеосомну, причому в одному нуклеомері міститься по 7–8 нуклеосом

Третій рівень організації хроматину — петлі — виникає в процесі подальшого згортання 300 Å- нуклеосомної фібрили. Метафазні хромосоми мають деякий білковий остов, від якого 300 Å-нуклеосомні фібрили відходять, утворюючи петлі. І нарешті, четвертий рівень організації хроматину — це вкладання його вметафазну хромосому. Ультратонку будову хромосом до кінця ще не вивчено, але припускають, що найімовірнішим є спіральне вкладання ниток з утворенням соленоїда. Діаметр такого соленоїда має становити близько 2 мкм, а на кожен його виток припадає приблизно 10 петель. Отже, формування хромосом у метафазі мітозу відбувається за рахунок спіралізації білкового остову хромосом.

Процес цієї спіралізації є нерівномірним за довжиною та несинхронним у часі для різних ділянок хромосом. Через це деякі ділянки хромосом виявляються більшою мірою компактизованими: під час забарвлювання вони мають вигляд темніших. Ці ділянки називають гетерохроматичними, тобто такими, що складаються з гетерохроматину. Водночас інші ділянки мають більш рихлу структуру, оскільки є менш компактизованими, тому вони забарвлюються значно менше. Ці ділянки називають еухроматичними (вони складаються з еухроматину). Розподіл гетерохроматичних і еухроматичних ділянок є найважливішою характеристикою хромосом. Гетерохроматичні ділянки залишаються щільнішими не тільки під час поділу клітини й виявляються навіть у світловий мікроскоп в інтерфазному ядрі. Часто саме як ділянку гетерохроматину в ядрі видно одну з хромосом, за якою розрізняються особини різної статі (наприклад, Y-хромосома у самців XY). Припускають, що гетерохроматичні ділянки виконують структурну функцію. Інколи деякі ділянки еухроматину можуть спіралізуватися й виявляти властивості гетерохроматину. Саме так у самиць ссавців виявляється спіралізованою одна з Х-хромосом. Її спостерігають у світловий мікроскоп як ділянку гетерохроматину й називають тільце Барра. Мабуть, еухроматичні ділянки містять гени.

У макроскопічній будові хромосом виділяють кілька ділянок. Насамперед це первинна перетяжка — центромера, яка ділить хромосому на два плечі. За відносними розмірами плечей хромосоми ділять на метацентричні (з рівними плечима), субметацентричні (з різними плечима) й акроцентричні (хромосоми палочкоподібної форми з дуже коротким другим плечем). У ділянці первинної перетяжки з’єднуються дві хроматиди — подовжні частини хромосоми (до складу кожної хромосоми входить дві хроматиди). Тут же розташовано кінетохор — пластинчасте утворення, до якого приєднуються нитки веретена поділу. Цю структуру хромосоми ще вивчено недостатньо . Відомо, що кінетохор може ініціювати полімеризацію тубулінів та утворення мікротрубочок веретена поділу. Ділянки хромосом, що прилягають до центромери, містять фракції ДНК сателіта з послідовностями нуклеотидів, що часто повторюються.

Деякі хромосоми мають вторинну перетяжку. У місці вторинної перетяжки розташовані гени, що відповідають за утворення ядерця, і гени рибосомних РНК. Хромосоми, що мають вторинні перетяжки, можуть об’єднуватися між собою цими ділянками. Саме тут утворюються ядерця, тому ділянку вторинної перетяжки називають зоною ядерцевого організатора. Дистальну ділянку плеча, відокремлювану вторинною перетяжкою, називають супутником (сателітом). Ділянки хромосом, що прилягають до зони вторинної перетяжки та розташовані на кінцях плечей (у зоні теломер), складаються, як правило, з гетерохроматину. Теломери мають бути дуже щільними, оскільки перешкоджають з’єднанню хромосом між собою. Хромосоми без теломер називають «липкими»: вони можуть легко приєднуватися одна до одної. Таким чином, функція теломер полягає в підтримуванні цілісності та індивідуальності хромосом. 14. Будова подвійної спіралі ДНК? Генетична інформація, яка повинна бути стабільною і стійкою до зовнішніх факторів, зберігається в ядрі в молекулах дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Всі молекули ДНК (як про-, так і еукаріотичних клітин) побудовані з 4-х типів нуклеотидів, кожний з яких складається з азотистої основи, цукру – дезоксирибози і залишку фосфорної кислоти. В ДНК є 4 типи азотистих основ: аденін (А) і гуанін (Г) (пуринові) і цитозин (Ц) і тимін (Т). (піримідинові). Нуклеотиди зв’язані у довгі полінуклеотидні ланцюги ковалентними фосфодіефірними зв’язками, які з’єднують 5-й атом вуглецю (позначається 5) однієї дезоксирибози з 3-м (3) вуглецевим атомом наступної дезоксирибози (рис.6.11,Б). Первинна структура молекули ДНК (послідовність нуклеотидів) специфічна для кожної природної ДНК і є кодовою формою запису біологічної інформації – генетичного коду. Молекула ДНК знаходиться у клітині переважно у вигляді спіралі, що містить два ланцюги, які закручені навколо однієї загальної осі і мають антипаралельну (протилежну) орієнтацію. Існує полярність двох ланцюгів ДНК в спіралі, де напрямки 5 - 3 є протилежно спрямованими. В подвійній спіралі ДНК пуринові і піримідинові основи, обернені одна до одної. При цьому аденін (А) одного ланцюга завжди зв’язується водневими зв’язками з тиміном (Т) другого, а гуанін (Г) завжди – з цитозином (Ц.Утворення таких постійних пар в подвійній спіралі має назву комплементарності. Отже, спіраль ДНК утворюється послідовністю пар основ А-Т і Г-Ц вздовж полінуклеотидних ланцюгів. Різноманітні варіації в послідовності нуклеотидів вздовж ланцюга визначають функції кожної ділянки молекули ДНК і їх роль в передачі інформації на молекули РНК, а через останні – і на молекули білків. Макромолекулярна структура ДНК встановлена Дж.Уотсоном і Ф.Криком у 1953 році. За цією моделлю дезоксирибофосфатний остов молекули ДНК розташований зовні молекули, а азотисті основи (площина яких перпендикулярна осі спіралі) – всередині. Два ланцюги ДНК обертаються один навколо одного і утримуються за рахунок водневих зв’язків між азотистими основами. У спрощеному вигляді модель нагадує скручену навкруги своєї осі мотузкову драбину, “сходинки” якої утворені парами основ А-Т і Г-Ц .На кожний оберт спіралі припадає 10 пар основ. По довжині це складає 3,4 нм. Отже, відстань між двома парами основ – 0,34 нм. Ці величини є постійними для ДНК всіх організмів 15. Що таке гістони? Яка їх функція та розташування? Хімічну основу хромосом складає хроматин – комплекс ДНК (30-45%) з гістонами (30-50%, )і негістоновими білками (4-33%). Гістони- особливий клас висококонсервативних білків невеликого розміру, які збагачені позитивно зарядженими амінокислотними залишками аргініну і лізину, завдяки чому гістони мають яскраво виражені оснόвні властивості. Позитивно заряджені гістони утворюють сильні іонні зв’язки з від‘ємно зарядженою ДНК, формуючи нуклеосоми .Кожна нуклеосома має серцевину („кор”) з 8 гістонових білків : Н2А, Н2В, Н3 і Н4 – по дві молекули кожного. .Несмотря на преобладание в общем количестве, гистоны представлены небольшим разнообразием белков: эукариотические клетки содержат всего 5-7 типов молекул гистонов..П’ятий гістон, H1, приєднаній до ДНК в лінкерній ділянці і бере участь у формуванні більш високих рівнів компактизації структури хроматину. Гистоны – наиболее хорошо биохимически изученные белки (см. табл. 5) Гистоны синтезируются в цитоплазме, транспортируются в ядро и связываются с ДНК во время ее репликации в S-периоде, т.е. синтез гистонов и ДНК синхронизированы. При прекращении клеткой синтеза ДНК гистоновые информационные РНК за несколько минут распадаются и синтез гистонов останавливается. Включившиеся в хроматин гистоны очень стабильны, имеют низкую скорость замены. Функції гістонів: Широкое распространение гистонов, их сходство даже у очень отдаленных видов, обязательность вхождения их в состав хромосом, все это говорит об их чрезвычайно важной роли в процессе жизнедеятельности клеток. Еще до открытия нуклеосом существовало две взаимодополняющие друг друга группы гипотез о функциональной роли гистонов, о регуляторной и структурной их роли.1) регуляторна роль гістонів полягає у тому, що залежно від їх якісного та кількісного складу залежить рівень транскрипції. по мере удаления гистонов, особенно H1, происходит прогрессивная деконденсация, разворачивание фибрилл ДНП, что возможно облегчает взаимодействие РНК-полимеразы с матричной ДНК. Так же было обнаружено, что модификация гистонов приводит к усилению транскрипции и одновременной декомпактизации хроматина. 2)структурная, компактизирующая, роль гистонов в организации хроматина. Так постепенное добавление фракции гистонов к растворам чистой ДНК приводит к выпадению в осадок комплекса ДНП, и наоборот, частичное удаление гистонов из препаратов хроматина, ведет к его переходу в растворимое состояние. С другой стороны, в цитоплазматических экстрактах ооцитов земноводных или яиц морских ежей, содержащих свободные гистоны, добавление любой ДНК (включая фаговую) привводит к образованию хроматиновых фибрилл (ДНП), длина которых в несколько раз короче исходных ДНК. Эти данные говорят о структурной, компактизирующей роли гистонов. Для того, чтобы огромные сантиметровые молекулы ДНК уложить по длине хромосомы, имеющей размер всего несколько микрометров, молекула ДНК должна быть как-то скручена, компактизована с плотностью упаковки равной 1 : 10000. Оказалось, что в процессе компактизации ДНК существуют несколько уровней упаковки, первые из которых прямо определяются взаимодействием гистонов с ДНК. 16. Функції негістонових білків? Хімічну основу хромосом складає хроматин – комплекс ДНК (30-45%) з гістонами (30-50%, )і негістоновими білками (4-33%). Негистоновые белки Негистоновые белки составляют около 20% от всех белков хроматина. По определению, негистоновые белки – это все белки хроматина, кроме гистонов, выделяющиеся с хроматином или хромосомами. Это сборная группа белков, отличающихся друг от друга как по общим свойствам, так и по функциональной значимости. Около 80% из негистоновых белков относится к белкам ядерного матрикса, обнаруживаемых как в составе интерфазных ядер, так и митотических хромосом. Во фракцию негистоновых белков может входить около 450 индивидуальных белков с различной молекулярной массой (5-200 кД). Часть этих белков водорастворима, часть растворима в кислых растворах, часть непрочно связана с хроматином и диссоциирует при 0,35 М концентрации солей (3 М NaCI) в присутствии денатурирующих агентов ( 5 М мочевина). Поэтому характеристика и классификация этих белков затруднена, а сами белки еще недостаточно изучены. Среди негистоновых белков обнаруживается целый ряд регуляторных белков как стимулирующих инициацию транскрипции, так и ингибирующих ее, обнаружены белки специфически связывающиеся с определенными последовательностями на ДНК. К негистоновым белкам относят также ферменты, участвующие в метаболизме нуклеиновых кислот (ДНК-полимеразы, ДНК-топоизомеразы, метилазы ДНК и РНК, РНК-полимеразы, РНКазы и ДНКазы и т.д.), белков хроматина (протеинкиназы, метилазы, ацетилазы, протеазы и др.) и многие другие. Додаткова компактизація досягається шляхом укладання такої спіралі у вигляді петель, які утримуються негістоновими білками. При цьому петлі, які містять 50000 -100000 пар основ, прикріплюються до осьових (скелетних) білкових структур (скеффолду, scaffold). Осьові структури складаються з негістонових білків, подібних до білків ядерного матриксу

17. Що таке нуклеосома? Яікі гістонові білки входять у нуклеосому? ДНК на всіх стадіях клітинного циклу знаходиться в комплексі з гістонами – особливим класом висококонсервативних білків невеликого розміру, які збагачені позитивно зарядженими амінокислотними залишками аргініну і лізину, завдяки чому гістони мають яскраво виражені оснόвні властивості. Позитивно заряджені гістони утворюють сильні іонні зв’язки з від‘ємно зарядженою ДНК, формуючи нуклеосоми .Кожна нуклеосома має серцевину („кор”) з 8 гістонових білків (типу Н2А, Н2В, Н3 і Н4 – по дві молекули кожного), навкруги якої обкручується приблизно два витки спіралі ДНК (146 п.о.). Між кожними двома нуклеосомами залишається вільна („лінкерна”) ДНК, довжиною 50-60 п.о. Під електронним мікроскопом нуклеосомна нитка має вигляд намиста. П’ятий гістон, H1, приєднаній до ДНК в лінкерній ділянці і бере участь у формуванні більш високих рівнів компактизації структури хроматину. Полная нуклеосома содержит около 200 п.н. ДНК (146 п.н.- сердцевина, 30 п.н. - участок линкера в комплексе с гистоном H1, 30 п.н. - свободная ДНК), октамер сердцевинных (коровых) гистонов и одну молекулу гистона H1 (рис. 59). Молекулярная масса полной нуклеосомы - 262000 Да. Рассчитано, что на весь гаплоидный геном человека (3 х 109 пар оснований) приходится 1,5 х 107 нуклеосом

18. Що таке лінкерна ділянка? Між кожними двома нуклеосомами залишається вільна („лінкерна”) ДНК, довжиною 50-60 п.о. Під електронним мікроскопом нуклеосомна нитка має вигляд намиста. П’ятий гістон, H1, приєднаній до ДНК в лінкерній ділянці і бере участь у формуванні більш високих рівнів компактизації структури хроматину. Ланцюги нуклеосом можуть бути скручені у фібрилу діаметром від 20 до 30 нм, формуючи соленоїдну структуру, в якій на один оберт припадає шість нуклеосом. Ця структура стабілізована взаємодіями між різними молекулами H1. Така фібрила може спостерігатися в як метафазних хромосомах, так і в інтерфазному ядрі, і ймовірно є природною конформацією транскрипційно неактивного в даний час хроматину. Порівняно з вільною ДНК її упаковка в нуклеосомних ланцюгах є приблизно в 5-7 разів більш компактною, а в 20-30 нм соленоїді – в 40 разів 19. Де розташований гістон Н1? Гістон H1 є одним з п'яти типів гістонів, білків, відповідальних за упаковку ДНК в хромосоми. В останні десятиліття спостерігається підвищений інтерес до гістонів, багато в чому продиктований тим, що деякі ракові клітини можуть містити незвичайні модифікації гістонів.

Супрамолекулярні асоціат гістонів і ДНК називається хроматин. Чотири з п'яти типів гістонів (вузлові гістони - core histones) являють собою білкові «котушки», на які «намотується» молекула ДНК, що утворює нуклеосоми; лінкерний гістон H1 пов'язує ДНК поза нуклеосом. Вважається, що H1 допомагає в організації компактної структури хромосом, однак його точна роль поки ще не була детально з'ясовано. Раніше Артур Скултчі (Arthur I. Skoultchi) з Університету Йешива уже показав, що H1 важливий для нормального розвитку організму. У новому дослідженні Скултчі з колегами спостерігав зміни в організмі дрозофіли, що відбуваються при зниженні рівня білка на 5% від норми.

Дослідники виявили, що H1 необхідний для утримування періцентрального хроматину (області хроматину, що розташовується на центральних областях хромосом). У клітинах, зміст H1 в яких було знижено, гетерохроматину відрізнявся більшою дифузного, ніж у нормальних клітинах. Також було виявлено, що H1 грає важливу роль в регуляції експресії тих генів, які розташовані в центрі хромосом.

(розташованій на лінкерній ділянці). 20. Чим утворені 30 нм фібрили ДНП? 30 нм фібрила утворена скрученими нуклеосомами, сформовані у соленоїдну структуру, в якій на один оберт припадає шість нуклеосом. Ця структура стабілізована взаємодіями між різними молекулами Н1. Така фібрила може спостерігатися як у метафазних хромосомах, так і в інтерфазному ядрі, і ймовірно є природною конформацією транскрипційно негативного в цей час хроматину. Упаковка ДНК в нуклеосомних ланцюгах є у 40 разів компактніше в соленоїді, ніж у вільній ДНК. 21. Будова метафазної хромосоми. Будова метафазної хромосоми при дослідженні за допомогою світлового мікроскопа представляє наступним чином. Кожна хромосома складається з двох хроматид, спірально закрученими і розташовуються паралельно осі хромосоми. Для прокрашівается в інтерфазних отруті ділянок хромосом використовують термін "хромонема" - барвна нитку. Потовщення на хромонемах отримали назву хромомер. Особливість вищеописаного будови хромосом залежить від рівня змінюється при переході від інтерфазного стану хромосом до метафазної Перший, який отримав назву нуклеосомного, визначає скручування ДНК по поверхні гістоновими серцевини. Другий - об'єднання декількох нуклеосом (до 10) в намистину - називається нуклеомерний. Третій рівень - об'єднання скріпками з негістонових білків фібрил дезоксирибонуклеопротеїни в петлевий домен, званий хромомером. Четвертий - освіта хромонем. Далі, мабуть, хромонема укладається у вигляді спіралі в хроматид, хоча й дуже ймовірно, що це ще один рівень - "петельна структур". 22. Що таке теломери? Їх функції? Теломери локалізовані на обох кінцях кожної хроматиди всіх хромосом, складаються з множинних повторів особливих консервативних послідовностей ДНК і виконують низку дуже важливих функцій в клітині: підтримують стабільність хромосом, запобігають їх „злипанню”; захищають кінці хромосоми від руйнування нуклеазами; відіграють важливу роль в забезпеченні правильної реплікації кінців хромосом; забезпечують контроль нормального клітинного росту. Наявність теломер на кінцях хромосом – сигнал того, що хромосома нормальна. Коли в клітині з’являється пошкоджена хромосома або фрагмент хромосоми, такі структури позбавлені теломер хоча б на одному з кінців. Системи контролю за пошкодженням ДНК (вони є у всіх нормальних клітинах) впізнають такі кінці і зупиняють процеси клітинного циклу, щоб дати можливість системам репарації усунути пошкодження. Якщо ж це з якоїсь причини неможливо, в клітині може бути включений механізм запрограмованої загибелі (апоптоз). Через молекулярні особливості процесу реплікації ДНК при кожній наступній реплікації в нормальній соматичній клітині теломери втрачають 50-100 пар основ. Такому вкороченню може запобігати фермент теломераза, який присутній в активному стані тільки в зародкових і стовбурових клітинах. В інших соматичних клітинах, які ростуть і діляться, теломерази неактивні, їх теломери поступово вкорочуються. Це може розглядатися як своєрідний мітотичний годинник, який сигналізує про необхідність включення у старіючих клітинах механізму апоптозу до того, як в їх ДНК з часом накопичаться і передадуться дочірнім клітинам невиправлені пошкодження. Деякі ракові клітини здатні уникати такого контролю і стають „безсмертними”. Їх теломери залишаються стабільними за довжиною – це викликає їх нескінченний поділ і відсутність контролю з боку систем репарації. Припускається, що причиною цього є активація ферментів теломераз в ракових клітинах. 23. Порівняйте первинну і вторинну перетяжки. Центромера, чи первинна перетяжка — найважливіша частина хромосоми. Вона визначає рух хромосоми і помітна у вигляді більш світлої зони, що рухається в мітозі, захоплюючи за собою трохи відстаючі плечі хромосоми. Центромера має складну будову: в ній знаходиться ДНК із характерною послідовністю нуклеотидів, асоційованих зі спеціальними білками. Хромосома зазвичай має одну центромеру. Її втрата, напр., у результаті хромосомної аберації, викликаної іоні­зуючим випромінюванням, призводить до порушення рухливості хромосоми. Відомі види, що містять поліцентричні хромосоми з так званою дифузійною центромерою, напр., рослини роду Lusula (ожина) чи тварини: Ascaris megalocephala, комахи Hemiptera та ін. У цих видів навіть фрагменти розірваних хромосом благополучно розходяться до полюсів. Вторинні перетяжки, на відміну від первинної перетяжки, не служать місцем прикріплення ниток веретена і не визначають кута вигину хромосом при їх русі. Деякі вторинні перетяжки зв’язані з утворенням ядерець, їх називають ядерцевими організаторами. У таких вторинних перетяжках локалізуються гени, відповідальні за синтез рРНК. Синтез і дозрівання рРНК відбуваються в ядерцях. Теломери, чи кінцеві ділянки хромосом, значною мірою відповідальні за існування хромосом як індивідуальних утворень. Кінці розірваних хромосом можуть зливатися між собою, але ніколи не зливаються з теломерами. Отже, саме теломери перешкоджають злипанню хромосом. 24. Що таке плечі хромосоми? На які типи поділяються хромосоми залежно від співвідношення довжини плечей? Центромери, або первинні перетяжки — ділянки, в яких з’єднані дві сестринські хроматиди. Ділянки ДНК, котрі розташовуються в зонах центромер, мають високоповторювані послідовності. Залежно від розміщення центромери хромосома може мати плечі однакової чи різної довжини й класифікуватись як метацентричні (центромера посередині, плечі однакової довжини), субметацентричні (центромера зміщена в один бік, є короткі і довгі плечі) та акроцентричні (одні плечі представлени супутниками зі вторинними перетяжками). 25. Що таке центромера? Центромера, чи первинна перетяжка — найважливіша частина хромосоми. Вона визначає рух хромосоми і помітна у вигляді більш світлої зони, що рухається в мітозі, захоплюючи за собою трохи відстаючі плечі хромосоми. Центромера має складну будову: в ній знаходиться ДНК із характерною послідовністю нуклеотидів, асоційованих зі спеціальними білками. Хромосома зазвичай має одну центромеру. Її втрата, напр., у результаті хромосомної аберації, викликаної іоні­зуючим випромінюванням, призводить до порушення рухливості хромосоми. Відомі види, що містять поліцентричні хромосоми з так званою дифузійною центромерою, напр., рослини роду Lusula (ожина) чи тварини: Ascaris megalocephala, комахи Hemiptera та ін. У цих видів навіть фрагменти розірваних хромосом благополучно розходяться до полюсів. Вторинні перетяжки, на відміну від первинної перетяжки, не служать місцем прикріплення ниток веретена і не визначають кута вигину хромосом при їх русі. Деякі вторинні перетяжки зв’язані з утворенням ядерець, їх називають ядерцевими організаторами. У таких вторинних перетяжках локалізуються гени, відповідальні за синтез рРНК. Синтез і дозрівання рРНК відбуваються в ядерцях. Теломери, чи кінцеві ділянки хромосом, значною мірою відповідальні за існування хромосом як індивідуальних утворень. Кінці розірваних хромосом можуть зливатися між собою, але ніколи не зливаються з теломерами. Отже, саме теломери перешкоджають злипанню хромосом. 26. Хроматин, його види. За допомогою спеціальних механізмів молекули ДНК компактизуються в ядрі, утворюючи хромосоми, хімічну основу яких складає хроматин – комплекс ДНК (30-45%) з гістонами (30-50%, особливий клас білків оснόвної природи) і негістоновими білками (4-33%). Хроматин такого рівня компактизації вважається низькоконденсованим, його називають еухроматином (від грецької eu – добре, повністю). Переважна його частина може бути транскрипційно активною. Більш конденсований (за рахунок додаткового скручування петельних структур) хроматин – гетерохроматин (від грецької hetero – інший) – є транскрипційно неактивним. Під час поділу клітини (мітозу) практично весь хроматин (включаючи еухроматинові ділянки) переходить до стану гетерохроматину. З нього формуються хроматиди хромосом, добре видимі під світловим мікроскопом Отже, хромосоми клітин можуть знаходитись в двох структурно-функціональних станах: в робочому, частково або повністю деконденсованому, коли за їх участю в інтерфазному ядрі відбуваються процеси транскрипції і редуплікації, і в неактивному – в стані метаболічного спокою при максимальній їх конденсації, коли вони виконують функцію розподілу і переносу генетичного матеріалу в дочірні клітини. В інтерфазному ядрі індивідуальні хромосоми не розрізняються. Різні їх ділянки, в залежності від функціональної активності, знаходяться в стані еухроматину (на електронно-мікроскопічних фотографіях – світлий, диспергований) або гетерохроматину (темні, щільно упаковані ділянки) Більша частина гетерохроматину прилягає до ядерної оболонки (пристінковий хроматин), за виключенням ділянок ядерних пор. Хромосоми приєднуються до мембрани ядерної оболонки через білки ядерного матриксу, з’єднуючись з ними особливими ділянками ДНК – MAR (matrix-associated regions). Фібрили хроматину можуть переходити від одного стану в інший в залежності від функціональної активності ядра. Проте гетерохроматин підрозділяють на постійно конденсований (конститутивний гетерохроматин) і хроматин, стан конденсації якого може змінюватись (факультативний гетерохроматин). 27. Відмінності гетеро- та еухроматину. Гетерохроматин — конденсований (компактизований) стан хроматину, що утворює хромоцентри в ядрі на стадії інтерфази, а також райони інтенсивного забарвлення на метафазних хромосомах. Особливістю гетерохроматину є транскрипційна інертність ДНК, що входить до його складу.Більшість дослідників розрізняють поняття конститутивний і факультативний гетерохроматин. Конститутивний (структурний) гетерохроматин залишається висококомпактизованим на протязі всього клітинного циклу, фактично не має генів, ДНК-компонент структурного гетерохроматину представлений сателітними ДНК. Факультативний гетерохроматин найчастіше є формою існування інактивованих в ході індивідуального розвитку локусів хромосом. Його особливістю є здатність переходити в активний стан, деконденсуватися.

Эухроматин, активный хроматин — участки хроматина, сохраняющие деспирализованное состояние элементарных дезоксирибонуклеопротеидных нитей (ДНП) в покоящемся ядре, т. е. в интерфазе (в отличие от других участков, сохраняющих спирализованное состояние — гетерохроматина).

Эухроматин отличается от гетерохроматина также способностью к интенсивному синтезу рибонуклеиновой кислоты (РНК) и большим содержанием негистоновых белков. В нём, помимо ДНП, имеются рибонуклеопротеидные частицы (РНП-гранулы) диаметром 200—500, которые служат для завершения созревания РНК и переноса ее в цитоплазму. Эухроматин содержит большинство структурных генов организма.

28. Більшість дослідників розрізняють поняття конститутивний і факультативний гетерохроматин. Конститутивний (структурний) гетерохроматин залишається висококомпактизованим на протязі всього клітинного циклу, фактично не має генів, ДНК-компонент структурного гетерохроматину представлений сателітними ДНК. Факультативний гетерохроматин найчастіше є формою існування інактивованих в ході індивідуального розвитку локусів хромосом. Його особливістю є здатність переходити в активний стан, деконденсуватися. 29. Що відбувається з ділянкою ДНП при її переході з гетерохроматин в стан еухроматину? Ділянка ДНП стає більш низькоконденсованою. 30. Що відбувається з ділянкою ДНП при її переході зі стану еухроматину в гетерохроматин ? Ділянка ДНП стає більш конденсованою. 31. Що таке статевий хроматин і де він зустрічається? Невелике дископодібне тільце, інтенсивно фарбується гематоксиліном і лужними барвниками, знаходиться під ядерною мембраною.являє собою спіралізовану х хромосому. може знаходитися у будь яких тканинах. Вперше помітили Бар і Чертам 1949року 32. Яка функція пристінкового хроматину? В яких місцях поверхневого апарату він відсутній? Більша частина гетерохроматину прилягає до ядерної оболонки (пристінковий хроматин), за виключенням ділянок ядерних пор. 33. Як закріпленні хромосоми в ядрі? Хромосоми приєднуються до мембрани ядерної оболонки через білки ядерного матриксу, з’єднуючись з ними особливими ділянками ДНК – MAR (matrix-associated regions) 34. Що таке політенні хромосоми? Існують окремі види хромосом, які трапляються лише в певних клітинах і мають деякі особливості будови. Це політенні і хромосоми типу лампових щіток.    Політенні (від грец. poly — багато і tenia — нитка), або багатониткові (гігантські) хромосоми, які мають по декілька сотень хромонем, що виникли внаслідок ендомітозної поліплоїдії, коли число хромосом (і відповідно ДНК) збільшується, а хроматиди (дочірні хромосоми) не розщеплюються і, значно потовщуючись, набувають гігантських розмірів (довжина 100–250 мкм і ширина 15–25 мкм). Наприклад, хромосоми в клітинах слинних залоз деяких двокрилих. 35. Що таке пуфи? Де і як вони утворюються? Які процеси в них відбуваються? Структуру інтерфазного хроматину на рівні петель дуже добре видно в гігантських клітинах деяких комах. Часто в них після кількох циклів реплікації гомологічні хромосоми не відокремлюються одна від одної, а формують єдині гігантські хромосомні комплекси – політенні хромосоми, які добре видно в світловому мікроскопі (Рис.6.19,20). Політенні хромосоми найбільш досліджені в клітинах слинних залоз личинок дрозофіли, в яких ДНК в кожній з чотирьох хромосом реплікована в 10 циклах без розходження дочірніх хромосом, внаслідок чого в них знаходяться вирівняні в один ряд 1024 (210) ідентичні нитки хроматину з нерівномірною спіралізацією (див.рис.6.19). В них розрізняються більш темні ділянки (диски), де міститься багато конденсованої ДНК, і світлі міждискові ділянки, де ДНК більш витягнута (див.рис.6.20). Для кожного виду організмів розташування і ширина дисків строго специфічні, але частково можуть змінюватись при активації/інактивації хроматину під час процесів розвитку. При активації транскрипції генів ДНК дисків ще більше розгортається у вигляді петель. Тоді на політенних хромосомах утворюються пухкі структури – пуфи (або кільця Бальбіані – на честь вченого, який вперше описав політенні хромосоми). Політенні хромосоми широко використовуються для вивчення процесів, які відбуваються в хроматині. Їх застосовують для побудови карт хромосом (розташування генів по довжині хромосоми), виявлення хромосомних перебудов, визначення видової належності особин різних популяцій тощо. 36. Якими способами можна збільшити кількість копій даного гена в клітині? Амплификация (лат. amplificatio — усиление, увеличение), в молекулярной биологии — процесс образования дополнительных копий участков хромосомной ДНК, как правило, содержащих определенные гены либо сегменты структурного гетерохроматина. Амплификация может быть ответом клеток на селективное воздействие (например, при действии метотрексата). Амплификация – один из механизмов активации онкогенов в процессе развития опухоли, например, онкогена N-myc при развитии нейробластомы (наиболее распространенная форма рака плотных тканей у детей). Также амплификация – накопление копий определенной нуклеотидной последовательности во время ПЦР – полимеразной цепной реакции. Ядерце 37. Ультраструктурна будова ядерця. Містить три основні морфологічні компоненти: фібрилярний центр (тут знаходиться ДНК, яка кодує рРНК), щільний фібрилярний компонент (зона новосинтезованої рРНК), гранулярний компонент (субодиниці рибосом у процесі сборки). Ядерце - це сферичне тільце діаметром 1-2 мкм. Формування ядерця, як зазначалось відбувається на специфічній ділянці хромосоми - ядерцевому організаторі. Найчастіше це буває на вторинних перетяжках хромосом, де розташовані гени, які кодують синтез рибосомальних РНК. Ядерце є найщільнішою частиною ядра, яка добре фарбується основними фарбниками.

Ядерце знаходиться всередині ядра клітини, і не має власної мембранної оболонки, однак добре помітно під світловим і електронним мікроскопом. 38. Хімічний склад ядерця. За хімічним складом ядерце містить РНК і білки, зокрема багато кислих білків. В ядерці виявлені також фосфати та іони Ca, K, Mg, Fe, Zn. 39. Що таке фібрилярний та гранулярний компонент ядерця? Їхнє взаємне розміщення. За допомогою електронного мікроскопа в ядерці виявлено (1) гранулярну частину (15–20 нм в діаметрі), часто розташовану по периферії — це попередники цитоплазматичних рибосом, (2) фібрили (5–8 нм завтовшки), які є сукупністю первинних транскриптів рРНК і (3) аморфну частину — скупчення петель ДНК, організаторів ядерець і специфічних РНК-зв’язаних білків. Фібрилярні та гранулярні компоненти ядерця формують так звану нуклеолонему — ядерцеву нитку завтовшки 60–80 нм, яка виділяється своєю щільністю на фоні менш щільного матриксу. Ядерце зникає в профазі і появляється в телофазі — утворюється хромосомами — організаторами ядерець. 40. Що таке “тінь ядерця”? Залишкове ядерце – щільна структура, що за формою повторює ядерце, складається зі щільно складених фібрил. з'являються наприкінці мітозу в новосформованих ядрах перед початком транскрипції 41. Порівняйте ультраструктурну будову активного і неактивного ядерця. Повністю активне ядерце велике, із значним взаємопроникненням зон фібрилярних центрів, щільного фібрилярного і гранулярного компонентів. І навпаки, клітини в стані спокою або клітини з ядерцевою інактивацією після вимушеної затримки транскрипції мають маленьке і компактне ядерце, у якому різні морфологічні компоненти мають тенденцію чітко розділятися в суміжні блоки. 42. При фарбуванні гематоксиліном та еозином одне ядерце виглядає великим і рожевим, а інше — маленьке й фіолетове. Який висновок можно зробити про функціональну активність цих ядерець? Гематоксилін — основний барвник і забарвлює він кислі структури в ядрі, як наприклад РНК і кислі білки. Відповідно, маленьке і фіолетове ядро є більш функціонально-активним, адже воно більше насичене відповідними хімічними структурами. А велике і рожеве ядро — не має кислих структур, тому є функціонально-неактивним. 43. Функції ядерець. Функції ядерець:

• синтез рРНК;

• утворення субодиниць рибосом;

• синтез ядерних білків (гістонів).

Основною функцією ядерця є синтез рибосом. У геномі клітини є спеціальні ділянки, так звані ядерцеві організатори, що містять гени РНК (рРНК), навколо яких і формуються ядерця. У ядерці відбувається синтез рРНК РНК полімеразою I, її дозрівання, збірка рибосомних субчастинок. У ядерце локалізуються білки, які беруть участь у цих процесах. Деякі з цих білків мають спеціальну послідовність - сигнал ядерцевої локалізації (NoLS, від англ. Nucleolus Localization Signal). Слід зазначити, найвища концентрація білка в клітині спостерігається саме в ядерці. У цих структурах було локалізовано близько 600 видів різних білків, причому вважається, що лише невелика їх частина дійсно необхідна для здійснення ядерцевих функцій, а інші потрапляють туди не специфічно.

Під електронним мікроскопом у ядерці виділяють кілька субкомпартментів. Так звані фібрилярні центри оточені ділянками щільного фібрилярного компонента, де і відбувається синтез рРНК. Зовні від щільного фібрилярного компонента розташований гранулярний компонент, що представляє собою скупчення дозріваючих рибосомних субчастинок. 44. Де знаходиться ядерцевий організатор? У геномі клітини є спеціальні ділянки, так звані ядерцеві організатори, що містять гени РНК (рРНК), навколо яких і формуються ядерця. Ядерцеві організатори — ділянки хромосом, що утворюють всередині клітини так зване ядерце. Ці ділянки формують ядерце після поділу ядра. Відкриті Барбарою Мак-Клінток у 1934 році при вивченні кукурудзи[1][2]. Ядерцеві організатори містять кілька тандемних повторів генів рРНК[3]. У людей ядерцеві організатори містять гени для 5.8S, 18S, та 28S рРНК і згруповані на коротких плечах 13, 14, 15, 21 і 22 акроцентричних хромосом.

При аналізі каріотипу для ідентифікації ядерцевих організаторів використовується нітрат срібла AgNO3. 45. Як можна визначити найбільшу можливу кількість ядерець в клітині? 46. Що таке ампліфікація ядерця? Де вібдувається цей процес? Його значення? Изучая ядрышки ооцитов тритонов, исследователи столкнулись с интересным явлением - сверхчисленностью ядрышек. У X. laevis во время роста ооцита появляется до 1000 мелких ядрышек, не связанных с хромосомами. Именно эти ядрышки выделил О. Миллер. вместе с этим на ядро ооцита увеличивается количество рДНК. Это явление получило название амплификации. Оно заключается в том, что происходит сверхрепликация зоны ядрышкового организатора, многочисленные копии отходят от хромосом и становятся дополнительно работающими ядрышками. Такой процесс необходим для накопления огромного (1012) количества рибосом на яйцевую клетку, что обеспечит в будущем развитие эмбриона на ранних стадиях даже при отсутствии синтеза новых рибосом. Сверхчисленные ядрышки после созревания яйцевой клетки исчезают. 47. Чи є ядерце постійною структурою в ядрі? У процесі клітинного поділу ядерце зникає, а потім знову з'являється. Функціональна активність ядра. 48-49. Що таке ядерно-цитоплазматиче співвідношення? Як його підрахувати? Про що воно свідчить? Це співвідношення об’ємів ядра і клітини яке також залежить також і від функцій клітини. В дуже малих клітинах, наприклад, лімфоцитах або клітинах мікроглії співвідношення ядро/цитоплазма вище, ніж 50 %, в жирових клітинах при високому вмісті ліпідів воно може бути менш ніж 1 %. Взагалі, метаболічно неактивні клітини мають менше ядро, ніж активні. Об’єм ядра збільшується із збільшенням активності клітини, при цьому в ньому зростає ступінь деконденсації активного хроматину. Співвідношення ядро/цитоплазма може бути важливим для вирішення питання про належність клітини до злоякісного стану, при якому клітини набувають збільшеного хромосомного набору ЯЦС = Vя\Vц, де Vя − об’єм ядра, Vц − об’єм цитоплазми. 50. Які зміни відбуваються в ядрі при зростанні функціональної активності клітині? При підвищеній синтетичній активності ядро велике, округле, інтенсивно забарвлене, ядерце велике, зі значним взаємопроникненням фібрилярних центрів, щільного фібрилярного та гранулярного компонентів, переважає еухроматин — низькоконденсований, функціонально активний. 51. Які зміни відбуваються в ядрі при зниженні функціональної активності клітині? При пониженій синтетичній активності ядро невелике за площею, часто неправильної форми, погано забарвлюється гематоксиліном, має маленьке ядерце, в якому різні морфологічні компоненти мають тенденцію чітко розділятися на суміжні блоки. переважає гетерохроматин — висококонденсований, функціонально неактивний. 52. Які морфологічні критерії функціональної активності ядра? Критерії функціональної активності — форма і розмір ядра, розтащування і інтенсивність його забарвлення, ЯЦС, характер будови хроматину, кількість, форма і розміри ядерець, чіткість їх меж.

53. 54. 55.

Модул №3 За темами “Вакуолярна система клітини. Пероксисоми. Мітохондрії. Клітинний цикл. Поділ клітини” Розділ “ЕПС” 1. Які види ЕПС ви знаете? Які їх функції? -глЕПС — синтез ліпідів та олігосахаридів, участь у процесах детоксикації, депонування йонів кальцію. Гладкий ендоплазматичний ретикулум бере участь в багатьох процесах метаболізму. Ферменти гладкого ендоплазматичного ретикулума беруть участь в синтезі ліпідів і фосфоліпідів, жирних кислот і стероїдів. Також агранулярний ендоплазматичний ретикулум грає важливу роль у вуглеводному обміні, знезараженні клітки і запасанні кальцію. Зокрема, у зв'язку з цим в клітках надниркових залоз і печінки переважає гладкий ендоплазматичний ретикулум.

-грЕПС — участь у синтезі білків, їхньому зготранні ті глікозилюванні, Посттрансляційна модифікація білків: гідроксилування, сульфатування, фосфорилювання .

Транспорт речовин по внутрішньомембранній фазі сітки. Синтезовані білки просвітами ЕПС переміщаються до комплексу Гольджі, який бере участь у виведенні речовин з клітини. Гранулярна ендоплазматична сітка бере участь в утворенні комплексу Гольджі.

-проміжний ретикулюм — від нього відокремлюються мембранні пухирці, котрі переносять мембранний і глікопротеїдний матеріал до АГ. 2. Характеристика глЕПС і грЕПС. Ендоплазматична сітка поділяється на два субкомпартменти — дві функціонально та морфологічно відмінні частини. Це глЕПС і грЕПС, що містить на своїй поверхні рибосоми. Хоча цистерни гладенької та гранулярної сітки безпосередньо сполучаються одна з одною, мембранні білки, які забеспечують функціональні особливості обох видів ЕПС, утримаються в межах субкомпартментів.

Шорсткий та гладкий ендоплазматичний ретикулум виконують деякі різні функції в клітині. -глЕПС — 1)Накопичення іонів Кальцію 2) Синтез ліпідів, речовин типу холестерину і стероїдних гормонів. 3) Детоксикуюча функція — знешкодження екзогенних і ендогенних токсинів. 4) Ферменти органели беруть участь у синтезі глікогену (у печінкових клітинах) 5) Дещо видозмінена гладка ендоплазматична сітка добре розвинена в парієтальних клітинах фундальних залоз шлунка. Там вона бере участь у механізмі, який забезпечує підтримання концентрації іонів хлору, необхідних для вироблення соляної кислоти як складової шлункового соку. -грЕПС — участь у синтезі білків, їхньому зготранні ті глікозилюванні, Посттрансляційна модифікація білків: гідроксилування, сульфатування, фосфорилювання .

Транспорт речовин по внутрішньомембранній фазі сітки. Синтезовані білки просвітами ЕПС переміщаються до комплексу Гольджі, який бере участь у виведенні речовин з клітини. Гранулярна ендоплазматична сітка бере участь в утворенні комплексу Гольджі. 3. Як на електронограмі відрізнити ЕПС гладеньку від гранулярної і інших органел? На електронограмі ЕПС має вигляд «шкірних складок», проте ці складки немов пухкі і складки ці складаються з цистерн. Він щільно прилягає до ядерної оболонки ( на відміну від Комплексу Гольджі, з яким ЕПС можна сплутати ). грЕПС на своїй поверхні має чорні цятки за якими можна розпізнати вид ЕПС. глЕПС як наслідок без цих цяток. 4. Про що свідчить збільшення товщини й кількості цистерн гранулярної ЕПС? Тип з розвиненою грЕПС характерний для клітин з низькою метаболічною активністю та недиференційованих клітин. Ергастоплазма характерна для клітин, які активно синтезують секреторні білки. Пояснення просте – чим більше рибосом, тим більше білків які синтезуються. А рибосоми саме містяться на грЕПС. Прикладом можуть бути клітини печінки. 5. Чим відрізняється синтез білків на “експорт” від синтезу трансмембранних білків плазмалеми? Головною фукцією грЕПС є участь у синтезі білків, їхньому згортані та гліколізивуванні. На відміну від вільних рибосом цитозолю, які синтезують так звані «білкі хатнього господарства» тобто білки для власних потреб клітини, рибосоми на грЕПС синтезують експортні білки, білки лізосом та інтегральні білки мембран. Усі білки, що повинні синтезуватись на мембрані грЕПС, починають свій синтез на вільній рибосомі в цитозолі, проте досить швидко цей процес припиняться, і рибосомі разом з іРНК і новосинтезованним олігопептидом переносяться до цистерн грЕПС, де й продовжує свій синтез.

В процесі синтезу білків «на експорт» одна частина СРЧ ( частка що розпізнає N-сигнальну послідовність поліптиду ) зв’язується з рибосомою поблизу А-ділянки і відбувається припинення синтезу білка. Синтез відновлюється лише після зв’язування СРЧ з інтегральним білковим рецептором, розташованим у мембрані цистерни грЕПС. Під час синтезу поліпептид переноситься через ліпідний бішар і опиняється в просвіті грЕПС. Лише N-сигнальна послідовність підтримує його зв’язок з мембраною. Якщо ця послідовність відрізається то отриманий білок є «експортним». Якщо при перенесенні поліпептиду крізь мембрану зустрінеться послідовність з гідрофобних амінокислот( стоп послідовність )перенесення пептиду буде зупинено. При відрізанні лідерного пептиду утворюється інтегральний білок ( і залишається стоп-пептид ). Окремий випадок- синтез білків, що декілька раз пронизують мембрани. У цьому разі пептид містить декілька стартових і стопових гідрофобних послідовностей, які відповідно починають або призупиняють перенесення білкової молекули через мембрану грЕПС. 6. Чим відрізняються синтез білків “домашнього господарства” від синтезу білків для плазмалеми? Головною фукцією грЕПС є участь у синтезі білків, їхньому гортані та гліколізивуванні. На відміну від вільних рибосом цитозолю, які синтезують так звані «білкі хатнього господарства» тобто білки для власних потреб клітини, рибосоми на грЕПС синтезують експортні білки, білки лізосом та інтегральні білки мембран. Синтез білків «домашнього господарства» відбувається на вільних рибосомах цитоплазми. Синтез білків плазмалеми відбувається на рибосомах грЕПС.

Усі білки, що повинні синтезуватись на мембрані грЕПС, починають свій синтез на вільній рибосомі в цитозолі, проте досить швидко цей процес припиняться, і рибосомі разом з іРНК і новосинтезованним олігопептидом переносяться до цистерн грЕПС, де й продовжує свій синтез. 7. Чим відрізняється синтез білків «домашнього господарства» від синтезу білків на «експорт» ? Головною функцією грЕПС є участь у синтезі білків, їхньому гортані та гліколізивуванні. На відміну від вільних рибосом цитозолю, які синтезують так звані «білкі хатнього господарства» тобто білки для власних потреб клітини.

Синтез білків «домашнього господарства» відбувається на вільних рибосомах цитоплазми. Синтез білків “на експорт” відбувається на рибосомах грЕПС.

В процесі синтезу білків «на експорт» одна частина СРЧ ( частка що розпізнає N-сигнальну послідовність поліптиду ) зв’язується з рибосомою поблизу А-ділянки і відбувається припинення синтезу білка. Синтез відновлюється лише після зв’язування СРЧ з інтегральним білковим рецептором, розташованим у мембрані цистерни грЕПС. Під час синтезу поліпептид переноситься через ліпідний бішар і опиняється в просвіті грЕПС. Лише N-сигнальна послідовність підтримує його зв’язок з мембраною. Якщо ця послідовність відрізається то отриманий білок є «експортним». Якщо при перенесенні поліпептиду крізь мембрану зустрінеться послідовність з гідрофобних амінокислот( стоп послідовність )перенесення пептиду буде зупинено. При відрізанні лідерного пептиду утворюється інтегральний білок ( і залишається стоп-пептид ). 8. Як відбувається фіксація рибосом на ЕПС? Великою субодиницею. Зв”язування рибосоми на мембрані грЕПС відбувається після зв”язування СРЧ з білковим рецептором , розташованим у мембрані цистерни грЕПС. Зв”язуючись з рецептором, СРЧ одночасно зв”язує з грЕПС і рибосому.

9. Що таке N-сигнальна послідовність і які її функції? N-сигнальна послідовність (N-кінцевий лідерний пептид) — складається з гідрофобних амінокислот, наявний на початку поліпептиду, який має синтезуватись на зв’язаниз із грЕПС рибосомах. Саме ця послідовність ( її подальша наявність чи ні ) вирішує чи буде білок інтегральним або ж експортним. Тобто він індукує початок перенесення білку через мембрану. Якщо ж такі послідовності передуються з стоп-сигналами то утворюється білки які декілька раз пронизують мембрани.

10. Як зміниться подальша доля пептиду, якщо під час його синтезу видалити N-сигнальну послідовність? Після видалення N-сигнальної послідовності синтезований водорозчинний білок буде вільно пересуватися в цистерни ЕПС і згодом буде виведений поза межі клітини, тобто пептид стане класичним експортним білком. 11. Яка будова і функції СРЧ? СРЧ — рибонуклеопротеїдна частка, складний комплекс із шести поліпептидних ланцюгів і молекул 7SL-РНК. СРЧ розпізнає N-кінцевий лідерний пептид. Під час синтезу білків на експорт, однією частиною СРЧ зв’язується з N-сигнальною послідовністю, іншою = з рибосомою поблизу А-ділнки. При цьому блокується надходження нової аміноалил-тРНК і синтез білка тимчасово припиняється, продовжується лише після зв’язування СРЧ і інтегральним білковим рецептором, розташованим у мембрані цистерни грЕПС. Зв’язуючись з рецептором, СРЧ водночас зв’язує з грЕПС і рибосому. 12. З якими органелами пов”язаний синтез білкових гормонів у клітині? Білкові гормони (білково-пептидні гормони) утворяться шляхом

процессингу білкових попередників (прогормонів) або навіть

препрогормонів. Як правило, синтез здійснюється в рибосомах жорсткго

ретикулума ендокринної клітини. 13. Що таке проміжний ретикулюм? Яка його функція? Проміжний ретикулум — функціональна частина ЕПС, що за своїми властивостями подібна до грЕПС, але не містить на своїй поверхні рибосом. Саме від нього відокремлюються мембранні пухирці, котрі переносять мембранний і глікопротеїдний матеріал до АГ. 14. Які посттрансляційні модифікації білків відбуваються в грЕПС? Посттрансляційна модифікація білків на грЕПС: гідроксилування, сульфатування, фосфорилювання . Посттрансляційна модифікація розширює функціональний склад білка за допомогою додаткового приєднання таких груп як ацетатна (ацетилювання) або фосфатна (фосфорилювання), а також цукрів (глікозилювання) і ліпідів. Посттрансляційна модифікація може також включати зміну хімічної природи амінокислоти (наприклад, трансформацію залишку аргініну в цитрулін) або утворення дисульфідних зв'язків у білку. 15. Сучасні уявленя про механізм транспорту поліпептидного ланцюга через мембрану грЕПС? Усі білки, що повинні синтезуватися на мембранах грЕПС, починають свій синтез на вільній рибосомі в цитозолі, проте досить швидко цей процес припиняться, і рибосома разом з іРНК і новосинтезованим олігопептидом переноситься до цистерни грЕПС, де й продовжує свій синтез. Причиною цього є наявність на початку поліпептиду, який має синтезуватися на зв”язаних із грЕПС рибосомах так званої сигнальної послідовності, або N-кінцевого лідерного пептиду, що складається з гідрофобних амінокислот. Цей сигнальний пептид розпізнається рибонуклеопротеїдною частккою — СРЧ, що є складним комплексом зі шести поліпептидних ланцюгів і молекули 7SL-РНК. При цьому стає можливим продовженням трансляції. N-сигнальна послідовність захоплюється транслоконом-- великим білковим комплексом — і переноситься через мембрану, утворюючи структуру на зразок петлі. N-кінець білкової молекули залишається з боку р-поверхні мембрани. Під час синтезу поліпептид переноситься через ліпідний бішар і опиняється в просвіті грЕПС і лише N-сигнальна послідовність підтримує його зв”язок з мембраною. 16. Що таке тигроїд? Тигроїд – це назва ергастоплазми нервових клітин. Ергастоплазма – це локальне скупчення цистерн грЕПС. 17. Що таке ергастоплазма і про що свідчить її наявність у клітині? Ергастоплазма — локальне скупчення цистерн грЕПС, характерна для клітин, що активно синтезують секреторні білки. Так, у клітинах печінки грЕПС зібрана в окремі зони (тільця Берга), так само як і у деяких нервових клітин (тигроїд) У клітинах підшлункової залози ергастоплазма у вигляді щільно упакованих мембранних цистерн займає базальну й навколо-ядерну ділянки клітини. 18. В яких органелах клітини відбувається синтез мембранних ліпідів та складання біомембран? Опишіть цей процес? Синтез мембранних ліпідів та складання біомембран відбувається на цитоплазматичному боці глЕПС. Утворення мембранних ліпідів можна продемонструвати на прикладі утворення фосфатидилхоліну, який утворюється з двох жирних кислот – гліцерофосфату й холіну в три етапи на цитозольному боці мембрани ( P-поверхні ). 1) Фермент ацилтрансфераза додає до гліцерофосфату дві жирні кислоти, у результаті утворюється фосфатидилова кислота, яка занурюється залишками жирних кислот у біліпідний шар. Внаслідок цього відбувається збільшення розмірів бішару. На наступних етапах формується полярна «голівка» ліпіду. Але ці ліпіди потрібно транспортувати на Е-поверхню. Ймовірно у глЕПС є специфічний транслокатор фосфоліпідів («ліпаза»), що переносить холіновмісні фосфоліпіди з одніє половини бішару на інший. 19. У клітині сильно розвинена гладенька ЕПС. Про яку функцію клітини це свідчить? Якщо у клітині добре розвинена гладенька ендоплазматична сітка, то це свідчить про активну роботу ретикулюма в сфері детоксикаціх организма від шкідливих токсинів. Особливо багаті на гладкий ендоплазматичний ретикулум гепатоцити — клітини печінки, оскільки там інтенсивно відбувається метаболізм чужорідних речовин, зокрема фармацевтичних препаратів. Детоксикація різних речовин у печінці зазвичай полягає у додаванні до них гідроксильної групи, після чого вони стають більш гідрофільними і легше виводяться із організму. Тривале вживання деяких препаратів, зокрема барбітуратів, стимулює збільшення кількості мембран гладкого ЕПР, через що збільшується і стійкість організму до дії не тільки цих, а й інших медикаменті 20. Синтез яких речовин активується в клітині при збільшенні мембран глЕПС? При збільшені кількості мембран гладенької ендоплазматичної сітки свідчить про те що там йде активний синтез ліпідів тому, що гладенька ендоплазматична сітка утворює майже всі ліпіди, необхідні для побудови мембран клітини. Ліпіди формуються на цитоплазматичному боці мембран гладенької ендоплазматичної сітки. Перенесення ново синтезованих молекул ліпідів на внутрішній бік мембрани ЕПС має відбуватись завдяки процесу відомого як «фліп- флоп»- перехід. Цей процес час від часу відбудеться в мембрані спонтанно, проте частота подібного спонтанного переходу дуже низька. До того ж збільшення мембран глЕПС може бути пов”язана з функцією детоксикації клітин. тривале вживання деяких препаратів, зокрема барбітуратів, стимулює збільшення кількості мембран гладкого ЕПС, через що збільшується і стійкість організму до дії не тільки цих, а й інших медикаментів. 21. Саркоплазматична сітка, її розташування та функції. Саркоплазматична сітка — спеціалізований варіант глЕПС, що знаходиться у м’язових клітинах. Основна функція цього особливого виду глЕПС — захоплення з цитозолю, депонування і швидке вивільнення йонів Кальцію під час м’язевого скорочення. 22. Яка роль глЕПС в процесах детоксикації? Гладкий ендоплазматичний ретикулум бере участь у детоксикації отрут. Особливо багаті на гладкий ендоплазматичний ретикулум гепатоцити — клітини печінки, оскільки там інтенсивно відбувається метаболізм чужорідних речовин, зокрема фармацевтичних препаратів. Детоксикація різних речовин у печінці зазвичай полягає у додаванні до них гідроксильної групи, після чого вони стають більш гідрофільними і легше виводяться із організму. Тривале вживання деяких препаратів, зокрема барбітуратів, стимулює збільшення кількості мембран гладкого ЕПР, через що збільшується і стійкість організму до дії не тільки цих, а й інших медикаменті Одним із ферментів глЕПС, що каталізує реакції детоксикації є цитохром р450. Цей білок використовує високоенергетичні електрони, отримані від НАДФ для приєднання гідроксильних груп до шкідливих водонерозчинних вуглеводів, які потрапляють до бішару. Потім до цих гідроксильних груп додаються залишки сульфатів чи глюкуронової кислоти, у результаті чого токсична молеула стає водорозчинною й може залишити клітину і згодом видалитися з сечею. У випадках гострої детоксикації глЕПС може збільшуватися в декілька разів , по закінченні цих процесів зайва кількість глЕПС знищується за допомогою аутофагосом.

Розділ №2 “Апарат Гольджі” 1. Будова діктіосоми АГ. Апарат Гольджі являє собою групу cплощених мембранних мішечків (цистерн) і пов’язаних з ними дрібних пухирців, які називають пухирцями Гольджі. Цистерни зазвичай укладені в щільно спресовані купки — диктіосоми. Диктіосома має увігнуту й опуклу поверхні. Увігнутою поверхнею диктіосома повернена до ендоплазматичного ретикулума, а опуклою — до плазмолеми. Цікавим є те, що склад і властивості мембран диктіосоми нагадують такі в мембранах ендоплазматичного ретикулума та плазмолеми. Така полярність у будові відображає функції апарата Гольджі. 2. Які функції виконує АГ?   (1) формування мембранних утворів і поповнення мембран плазмолеми;    (2) утворення лізосом і специфічної зернистості в лейкоцитах;    (3) конденсація секреторного продукту і формування секреторних гранул;    (4) синтез полісахаридів і глікопротеїнів (утворення глікокаліксу, слизу);    (5) важливою функцією цієї органели є модифікація білків — додавання до поліпептиду різних хімічних угруповань, наприклад, фосфатних (фосфорилювання), карбоксильних (карбоксилювання) тощо, формування складних білків (ліпопротеїдів, глікопротеїдів, мукопротеїдів) та розщеплення поліпептидів;    (6) комплекс Гольджі бере участь у секреторному процесі — виведенні речовин з клітин. 3. Що таке цис- та трансполюси АГ? Часто АГ має форму кубка, зовнішнім боком якого є цис-полюс, або поверхня формування, а з внутрішнього боку міститься транс-полюс і секреторні пухирці.Перші етапи модифікації олігосахаридів відбувається саме в цис-компартменті А.Г. Тут деякі з них зазнають фосфорилювання. Ця модифікація може кардинальним чином вплинути на подальшу долю глікопротеїду. В транс-компартменті завершується модифікування олігосахаридів, де до молекул олігосахаридів додається галактоза й сіалова ( N-ацетилнейрамінова ) кислота. Остання є надзвичайно важливою для глікопротеїдів, оскільки є єдиним їхнім компонентом, що має власний негативний заряд. 4. Яка мінімальна кількість цистерн може бути в складі діктіосоми АГ? 3-4 цистерн, у тих випадках, коли кількість цистерн перевищує 20, припускають, що один компартмент представлений кількома функціонально еквівалентними цистернами.

5. Які процеси відбуваються в цис-компартменті АГ? Перші етапи модифікації олігосахаридів відбувається саме в цис-компартменті А.Г. Тут деякі з них зазнають фосфорилювання. Ця модифікація може кардинальним чином вплинути на подальшу долю глікопротеїду. Частина глікопротеїдів має втратити більшу частину молекули N-зв”язаного олігосахариду. У цьому разі від вихідної молекули залишається лише “кор”. Натомість в наступних компартментах приєднується цілий рід різноманітних олігосахаридів. Таким чином формуються “складні олігосахариди”. Фосфорилювання окремих залишків може унеможливити процес утворення “складного олігосахариду” і тоді утворюжться “олігосахарид, багатий на манозу”, що зазнає порівняно мало змін під час свого утворення. 6. Які процеси відбувається в проміжному компартменті АГ? У проміжному компартменті локалізовані ферменти, які починають радикально переробляти олігосахаридний компонент глікопротеїдів. Тут від олігосахариду відщеплюються декілька залишків манози. Замість неї до олігосахаридного остова приєднуються залишки N-ацетилглюкозаміну. 7. Які процеси відбуваються в транс-компартменті АГ? транс-компартменті завершується утворення «складного олігосахариду», де до молекули олігосахариду додається галактоза й сіалова кислота. Остання є надзвичайно важливою для глікопротеїдів, оскільки є єдиним їхнім компонентом, що має власний негативний заряд. 8. Які процеси відбуваються в транс-сітці АГ? У транс-сітці відбувається сортування білкових і глікопотеїдних молекул. їхній розподіл на такі, що ввійдуть до складу лізосом; що мають негайно покинути клітину завдяки механізму конститутивного екзоцитозу; що ввійдуть до складу секреторних гранул і залишать клітину лише у відповідь на певний сигнал. Також у ТСГ відбувається процес обмеженого протеолізу білкових продуктів. Такої процедури зазнають невеликі молекули, наприклад, енкефаліни, що просто не можуть бути синтезовані на рибосомах у дозрілій формі. 9. Як забеспечується компартменталізація АГ? Принцип компартменталізації клітин еукаріот постулює про те, що біохімічні процеси в клітині локалізовані в певних відсіках, покритих оболонкою з бішару ліпідів. Більшість органоїдів в еукаріотичної клітині є компартментами. Квінтессенцией принципу компартметалізаціі можна вважати апарат Гольджі, в діктіосоми якого працюють різні ферментативні системи, що здійснюють, наприклад, різні стадії посттрансляційної модифікації білків. 10. Механізм сортування білків в АГ. У транс-сітці відбувається сортування білкових і глікопотеїдних молекул. їхній розподіл на такі, що ввійдуть до складу лізосом; що мають негайно покинути клітину завдяки механізму конститутивного екзоцитозу; що ввійдуть до складу секреторних гранул і залишать клітину лише у відповідь на певний сигнал.

11. Біогенез АГ. Мембрани комплексу Гольджі синтезуються гранулярною ендоплазматичною сіткою, яка прилягає до комплексу. Сусідні з ним ділянки ендоплазматичної сітки втрачають рибосоми, від них відбруньковуються дрібні, так звані, транспортні, або проміжні міхурці. Вони переміщуються до формувальної поверхні стовпчика Гольджі і зливаються з першим її мішечком. На протилежній (зрілій) поверхні комплексу Гольджі знаходиться мішечок, неправильної форми. Його розширення — просекреторні гранули (конденсуючі вакуолі) — безперервно відбруньковуються і перетворюються в міхурці заповнені секретом — секреторні гранули. Таким чином, по мірі витрат мембран зрілої поверхні комплекса на секреторні міхурці, мішечки формувальної поверхні поповнюються за рахунок ендоплазматичної сітки. 12. Як відбувається транспорт білків між цистернами АГ? ранспорт білків між цистернами А.Г. відбувається « по замовчанню » за маршрутом: ЕПС → цис-компартмент → проміжний ком. → транс – ком. → ТСГ → облямовані пухирці → плазма лема. У результаті цього білок виводиться шляхом конститутивного ендоцитозу. Разом з тим є ще й шлях для проходження якого потрібен той чи інший сигнал – маркер. Так білки, що мають потрапити в лізосом фібробластів, повинні нести на своїй поверхні маннозо-6-фосфатну групу ( М-6-Ф ). Клатринові пухірці беруть участь у перенесенні білків і глікопротеїдів.Для проходження шляху необхідне сигнал- маркер. У цьому випадку це М-6-ф. За нормальних умов маркер розпізнається у ТСГ специфічними рецепторами, які збираються разом і переносять лізосомні білки та глюкопротеїди до складу клатринових облямованих пухирців. Після розбирання клатринової облямівкм ці пухірці можуть злитися з лізосомами і передати їм пул необхідних білків і глікопротеїдів. Клатринові облямовані пухирці також можуть перенести М-6-Ф- рецептори назад до ТСГ. 13. Як розрізнити АГ на електронограмі? Апарат Гольджі розташований біля клітинного центру та ядра. Апарат Гольджи має форму кубка. Апарат гольджі має три функціонально різних компаненти: цис-, проміжного та транс- компартменти. Усі компартменти апарату Гольджи мають біохімічні та функціональні особливості. Так, осмій забарвлює цистерни цис- компартменту, фермент нуклеозиддифосфатаза є маркерним ферментом транс- компартменту, а кисла- фосфатаза –ТСГ 14. Які органели беруть участь в утворенні секреторних гранул? АГ виконує ряд важливих функцій, одна з яких - конденсація секреторного продукту і формування секреторних гранул. У комплексі Гольджі відбувається остаточне формування клітинних секретів, що містять глікопротеїди і глікозаміноглікани. Таким чином, у комплексі Гольджі відбувається дозрівання секреторних гранул, які переходять у міхурці, і переміщення цих міхурців у напрямку плазмолеми. Остаточний етап секреції — це виштовхування сформованих (зрілих) міхурців за межі клітини. Виведення секреторних включень з клітини здійснюється шляхом вмонтовування мембран міхурця в плазмолему і виділення секреторних продуктів поза клітину. 15. Яка роль клатринових облямованих пухирців. Клатринові пухірці беруть участь у перенесенні білків і глікопротеїдів.Для проходження шляху необхідне сигнал- маркер. У цьому випадку це М-6-ф. За нормальних умов маркер розпізнається у ТСГ специфічними рецепторами, які збираються разом і переносять лізосомні білки та глюкопротеїди до складу клатринових облямованих пухирців. Після розбирання клатринової облямівкм ці пухірці можуть злитися з лізосомами і передати їм пул необхідних білків і глікопротеїдів. Клатринові облямовані пухирці також можуть перенести М-6-Ф- рецептори назад до ТСГ. 16. Які посттрансляційні модифакації відбуваються в АГ? У цистернах апарату Гольджі дозрівають білки призначені для секреції, трансмембранні білки плазматичної мембрани, білки лізосом і т. д. Що достигають білки послідовно переміщуються по цистерн органели, в яких відбувається їх модифікації - глікозилювання і фосфорилювання. При О-глікозилювання до білків приєднуються складні цукру через атом кисню. При фосфорилювання відбувається приєднання до білків залишку ортофосфорної кислоти. Різні цистерни апарату Гольджі містять різні резидентні каталітичні ферменти і, отже, з дозріваючим білками в них послідовно відбуваються різні процеси. Зрозуміло, що такий ступінчастий процес повинен якось контролюватися. Дійсно, що дозрівають білки «маркуються» спеціальними полісахаридних залишками (переважно маннознимі), очевидно, що грають роль своєрідного «знаку якості». Не до кінця зрозуміло, яким чином дозрівають білки переміщаються по цистерн апарату Гольджі, у той час як резидентні білки залишаються в більшій чи меншій мірі асоційовані з однією цистерною. 17. В яких компартментах відбувається приєднання олігосахаридів до білків та їхня модифікація? Важливим посттрансляційним процесом є глікозилування — приєднання до білків олігосахаридів з утворенням глікопротеїдів, яке забезпечується зв’язаним з мембраною ферментом глікозилтрансферазою. Глікозилування відбувається перед секрецією або транспортом речовин до деяких ділянок у клітині (комплексу Гольджі, лізосом або плазмолеми) в грЕПС. Розділ №3 “Лізосоми” 1. Як утворюються аутофагосоми і які їх функції? Первинні лізосоми можуть зливатися з зов­нішніми і внутрішніми структурами клітини і руйнувати їх. При цьому утворюються великі пухирці, вкриті загальною мембраною різної форми і щільності. Такі тільця називаються аутофагосомами, а сам процес перетравлення цілої клітини — аутофагією. 2. Класифікація лізосом. За класифікацією де Дюва лізосоми можнаподілити на три великі підгрупи : прелізосоми; власне лізосоми; постлізосоми. До прелізосом відносять утворені шляхом ендоцитозу гетерофагосоми (фагосоми, ендоцитозні вакуолі, периферійні ендосоми, ранні ендосоми, фагоцитозні, піноцитозні і травні вакуолів одноклітинних та утворені в процесі аутофагії аутофагосоми (аутофагічні та аутолітичні вакуолі, аутофагічні тільця, сегресомия, цитосегресоми, цитолізосоми, ділянки вогнища розпаду). Їхньою характерною рисою є відсутність лізосомних ферментів: як гетеро так і аутофагосоми містять лише речовини, призначені для перетравлення, але не мають у своєму складі гідралаз. Власне лізосоми поділять да дві великі підгрупи — первинні і вторинні лізосоми. Первинні лізосоми (протолізосоми, перинуклеарні ендосоми, гранули накопичення, щільні тільця, цитоплазматичні гранули лейкоцитів, кортикальні гранули ооцитів, інколи пухирці Гольджі) є новоутвореними структурами, які містять лише недавно синтезовані ферменти (гідралази) але не залучені до процесу перетравлення певних речовин. Вторинні лізосоми мають у своєму складі як і гідралази, так і речовини, призначені для перетравлення, частково перетравленні речовини або іх рештки. Оскільки речовини, що залучаються для перетравлення, можуть бути і екзогенного і ендогенного походження, то й вторинні лізосоми поділяють на вторинні лізосоми гетерофагічного типу ( гетеролізосоми, гетерофаголізосоми, фаголізосоми, перетравлювальні вакуолі) і аутофагічного типу (аутолізосоми, аутофаголізосоми, цитолізосоми, аутофагічні вакуолі). До постлізосом (третинних лізосом, мультивезикулярних тілець) відносяться вакуолеподібні структури, які мають у своєму складі лише неперетравлений матеріал як екзогенного так і ендогенного походження й не містять гідролітичних ферментів (залишкові тільця, інколи — щільні тільця, мієлінові структури, ліпофусцинові гранули). 3. Чим відрізняються лізосоми різних типів? За класифікацією де Дюва лізосоми можнаподілити на три великі підгрупи : прелізосоми; власне лізосоми; постлізосоми. До прелізосом відносять утворені шляхом ендоцитозу гетерофагосоми (фагосоми, ендоцитозні вакуолі, периферійні ендосоми, ранні ендосоми, фагоцитозні, піноцитозні і травні вакуолів одноклітинних та утворені в процесі аутофагії аутофагосоми (аутофагічні та аутолітичні вакуолі, аутофагічні тільця, сегресомия, цитосегресоми, цитолізосоми, ділянки вогнища розпаду). Їхньою характерною рисою є відсутність лізосомних ферментів: як гетеро так і аутофагосоми містять лише речовини, призначені для перетравлення, але не мають у своєму складі гідралаз. Власне лізосоми поділять да дві великі підгрупи — первинні і вторинні лізосоми. Первинні лізосоми (протолізосоми, перинуклеарні ендосоми, гранули накопичення, щільні тільця, цитоплазматичні гранули лейкоцитів, кортикальні гранули ооцитів, інколи пухирці Гольджі) є новоутвореними структурами, які містять лише недавно синтезовані ферменти (гідралази) але не залучені до процесу перетравлення певних речовин. Вторинні лізосоми мають у своєму складі як і гідралази, так і речовини, призначені для перетравлення, частково перетравленні речовини або іх рештки. Оскільки речовини, що залучаються для перетравлення, можуть бути і екзогенного і ендогенного походження, то й вторинні лізосоми поділяють на вторинні лізосоми гетерофагічного типу ( гетеролізосоми, гетерофаголізосоми, фаголізосоми, перетравлювальні вакуолі) і аутофагічного типу (аутолізосоми, аутофаголізосоми, цитолізосоми, аутофагічні вакуолі). До постлізосом (третинних лізосом, мультивезикулярних тілець) відносяться вакуолеподібні структури, які мають у своєму складі лише неперетравлений матеріал як екзогенного так і ендогенного походження й не містять гідролітичних ферментів (залишкові тільця, інколи — щільні тільця, мієлінові структури, ліпофусцинові гранули). 4. Біогенез лізосом. Лізосомами називають олномембранні органели, які являють собою невеликі мембранні везикули, наповнені гідролітичними ферментами, необхідними для контрольованого внутрішньоклітинного розщеплення макромолекул. Понад 40 ферментів, виявлених у лізосомах — кислі гідролази, що найактивніші при рН 5,0. Саме такий рівень виявляється в “робочих” лізосомах. Лізосоми є складною, гетерогенною популяцією цитоплазматичних структур, які мають на перший погляд просту будову, що нагадує вакуолю. Поліморфізм лізосом визначається їхнім призначенням — виконання функції своєрідної внутрішньоклітинної травної системи, характерними рисами якої є дискретний характер, постійна мінливість та їхня безперервна взаємодія. Крім того, лізосоми тісно пов”язані з процесами ендо- і екзоцитозу, аутофагії, секреції та кринофагії. Сучасне уявлення про генез лізосом базується на численних дослідженях, виконаних за допомогою різних методологічних підходів, що об”єднують як методи електронної мікроскопії, так і прийоми біохімічного аналізу. 5. Які зміни відбуваються в клітині при порушенні мембрани лізосом? Дестабілізація мембран лізосом можуть зумовити впливи різних речовин і агентів — лабілізаторів мембран лізосом (наприклад, вітамінів А, Д. К) . Пошкоджуючий вплив на мембрани лізосом можуть справляти мікотоксини, різні канцерогенні речовини, фосфоліпази, активатори і продукти пероксидного окиснення, діоксид кальцію. Дестабілізацію мембран лізосом можуть викликати гіпоксія, порушення кислотно-лужної рівноваги, голодування, білкова недостатність, зміна гормонального статусу, шок, травми, великі оперативні втручання. Дестабілізація (лабілізація) лізосомних мембран визначається появою тріщін і розривів. У цих випадках гідролази дифундують у клітину, що призводить до її некрозу або прогресуючого руйнування шляхом самоперетравлення. 6. Яке рН у лізосомах? Завдяки якому механізму воно підтримується на цьому рівні? Яке це значення має для забеспечення функціонування лізосом? Лізосомами називають олномембранні органели, які являють собою невеликі мембранні везикули, наповнені гідролітичними ферментами, необхідними для контрольованого внутрішньоклітинного розщеплення макромолекул. Понад 40 ферментів, виявлених у лізосомах — кислі гідролази, що найактивніші при рН 5,0. Саме такий рівень виявляється в “робочих” лізосомах. Необхідність підтримання кислого середовища у лізосомах зумовлює наявність у їхніх мембранах специфічних протонніх насосів, що працюють з використанням енергії АТФ. Такі витрати виправдані, адже при порушенні цілісності мембрани лізосоми більш лужне середовище цитозолю автоматично “вимикає” гідролітичні ферменти, які за інших умов були б для клітини дуже небеспечними. 7. Як відбувається руйнування пошкоджених чи старих клітин (органел, мембран тощо)? Лізосоми беруть участьу ферментативному очищенні клітини від структур і макромолекул, які втратили своє функціональне значення. Спроможність лізосом захоплювати та руйнувати власні структури клі­тини пояснює, яким чином великі молекули, такі як глікоген і феритин, можуть проникати в ці органели. Механізм аутофагії починається з утворення навколо ділянки цитоплазми системи гладких мембран, які охоплюють циркулярно цю ділянку і зливаються у формі вакуолі, в яку первинні лізосоми викидають свої ензими. Цей феномен, який описується під назвою «фокальний клітинний некроз», відіграє роль внутрішнього регулятора цитоплазми. Можна припустити, що він дозволяє клітині контролювати число її мітохондрій, репродукція яких здійснюється більш-менш автономно. 8. Які ферменти знаходяться в первинних лізосомах і які функції вони виконують? Первинні лізосоми (протолізосоми, перинуклеарні ендосоми, гранули накопичення, щільні тільця, цитоплазматичні гранули лейкоцитів, кортикальні гранули ооцитів, інколи пухирці Гольджі) є новоутвореними структурами, які містять лише недавно синтезовані ферменти (гідралази) але не залучені до процесу перетравлення певних речовин. Первинні лізосоми є дериватами (похідними) ендоплазматичного ретикулуму та апарату Гольджі. Вони здатні руйнувати протеїни, ліпіди, полісахариди та нуклеїнові кислоти за допомогою більш, як 50 лізосомних ферментів типу гідролаз. 9. Що таке первинні лізосоми і як вони утворюються? За класифікацією де Дюва лізосоми можнаподілити на три великі підгрупи : прелізосоми; власне лізосоми; постлізосоми. Власне лізосоми поділяються на два великих підтипи — первинні і вторинні лізосоми. Лізосоми можна визначити як електроннощільні структури невеликих розмірів, що мають вигляд поліморфних гранул або везикул, котрі оточені ліпопротеїдною мембраною. Це визначення відноситься, головним чином, до первинних лізосом, які є дериватами (похідними) ендоплазматичного ретикулуму та апарату Гольджі. Вони здатні руйнувати протеїни, ліпіди, полісахариди та нуклеїнові кислоти за допомогою більш, як 50 лізосомних ферментів типу гідролаз. 10. Які функції виконує вторинна лізосома? За класифікацією де Дюва лізосоми можнаподілити на три великі підгрупи : прелізосоми; власне лізосоми; постлізосоми. Власне лізосоми поділяються на два великих підтипи — первинні і вторинні лізосоми. Вторинні лізосоми мають у своєму складі як і гідралази, так і речовини, призначені для перетравлення, частково перетравленні речовини або іх рештки. Оскільки речовини, що залучаються для перетравлення, можуть бути і екзогенного і ендогенного походження, то й вторинні лізосоми поділяють на вторинні лізосоми гетерофагічного типу ( гетеролізосоми, гетерофаголізосоми, фаголізосоми, перетравлювальні вакуолі) і аутофагічного типу (аутолізосоми, аутофаголізосоми, цитолізосоми, аутофагічні вакуолі).  У них відбувається активний процес перетравлення макромолекул та фрагментів клітинних структур. Утворюються шляхом злиття первинних лізосом з речовинами, які поглинаються клітиною. 11. Що таке постлізосоми і як вони утворюються? До постлізосом (третинних лізосом, мультивезикулярних тілець) відносяться вакуолеподібні структури, які мають у своєму складі лише неперетравлений матеріал як екзогенного так і ендогенного походження й не містять гідролітичних ферментів (залишкові тільця, інколи — щільні тільця, мієлінові структури, ліпофусцинові гранули). 12. Чому при порушенні цілісності однієї чи декількох лізосом лізису клітин не відбувається? Лізосомами називають олномембранні органели, які являють собою невеликі мембранні везикули, наповнені гідролітичними ферментами, необхідними для контрольованого внутрішньоклітинного розщеплення макромолекул. Понад 40 ферментів, виявлених у лізосомах — кислі гідролази, що найактивніші при рН 5,0. Саме такий рівень виявляється в “робочих” лізосомах. Необхідність підтримання кислого середовища у лізосомах зумовлює наявність у їхніх мембранах специфічних протонніх насосів, що працюють з використанням енергії АТФ. Такі витрати виправдані, адже при порушенні цілісності мембрани лізосоми більш лужне середовище цитозолю автоматично “вимикає” гідролітичні ферменти, які за інших умов були б для клітини дуже небеспечними. 13. У клітині виявлена велика кількість вторинних лізосом, залишкових тілець, фагосом. На якій функції спеціалізується ця клітина? 14. Навіщо в мембранані лізосом знаходиться Н+ насос? Понад 40 ферментів, виявлених у лізосомах — кислі гідролази, що найактивніші при рН 5,0. Саме такий рівень виявляється в “робочих” лізосомах. Необхідність підтримання кислого середовища у лізосомах зумовлює наявність у їхніх мембранах специфічних протонніх насосів, що працюють з використанням енергії АТФ. Такі витрати виправдані, адже при порушенні цілісності мембрани лізосоми більш лужне середовище цитозолю автоматично “вимикає” гідролітичні ферменти, які за інших умов були б для клітини дуже небеспечними. 15. Механізм сортування гідролітичних ферментів лізосом в АГ. Отже, через апарат Гольджі проходить принаймні, три потоки синтезованих клітиною нецітозольних білків: потік гідролітичних ферментів у компартмент лізосом, потік виділяються білків, які накопичуються в секреторних вакуолях, і виділяються з клітини тільки після отримання спеціальних сигналів, потік постійно виділяються секреторних білків. Отже, повинен бути якийсь спеціальний механізм просторового розділення цих різних білків та їх шляхів прямування. У цис-і середніх зонах диктиосом всі ці білки йдуть разом без поділу, вони тільки роздільно модифікуються залежно від їх олігосахаридних маркерів. Власне поділ білків, їх сортування, відбувається в транс-ділянці апарату Гольджі. Цей процес не до кінця розшифрований, але на прикладі сортування лізосомних ферментів можна зрозуміти принцип відбору певних білкових молекул. Відомо, що тільки білки-попередники лізосомних гідролаз мають специфічну олігосахаридних, а саме маннозную групу. У цис-цистернах ці угруповання фосфорилюється і далі разом з іншими білками переносяться від цистерни до цистерни, через середню зону в транс-ділянку. Мембрани транс-мережі апарату Гольджі містять трансмембранний білок - рецептор (маноза-6-фосфатний рецептор або М-6-Ф-рецептор), який дізнається фосфорильовані маннозние угруповання олігосахаридних ланцюга лізосомних ферментів і зв'язується з ними. Це зв'язування відбувається при нейтральних значеннях рН всередині цистерн транс-мережі. На мембранах ці М-6-Ф-рецепторні білки утворюють кластери, групи, які концентруються в зонах освіти дрібних бульбашок, покритих клатріном. У транс-мережі апарату Гольджі відбувається їх відділення, отпочковиванія і подальше перенесення до ендосом. Отже М-6-Ф-рецептори, будучи трансмембранним білками, зв'язуючись з лізосомними гідролазами, відокремлюють їх, відсортовують, від інших білків (наприклад, секреторних, нелізосомних) і концентрують їх в облямованих бульбашках. Відірвавшись від транс-мережі ці бульбашки швидко втрачають шубу, зливаються з ендосомамі, переносячи свої лізосомні ферменти, пов'язані з мембранними рецепторами, в цю вакуоль. Як вже говорилося, всередині ендосом через активність протонного переносника відбувається закислення середовища. Починаючи з рН 6 лізосомні ферменти дисоціюють від М-6-Ф-рецепторів, активуються і починають працювати в порожнині ендолізосоми. Ділянки ж мембран разом з М-6-Ф-рецепторами повертаються шляхом рециклізації мембранних бульбашок назад в транс-мережу ап арату Гольджі. 16. Які є порушення в клітині, якщо в них накопичуються постлізосоми? 17. Як зміниться подальша доля пептиду, якщо в цис-цистерні АГ до нього помилково НЕ будет приєднанний маннозно-6-фосфатний маркер? Якщо із якихось причин цей маркер не може приєднатися (скажімо при дефекті ферменту, який здійснює фосфорилювання) №4 “Пероксисоми” 1. Роль пероксисом в організмі. Пероксисоми — дрібні мембранні пухирці, які містять ферменти каталазу та пероксидазу. Свою назву ці органели одержали від перекису водню (Н₂О₂), який утворюється в клітині в біохімічних реакціях. Ферменти пероксисом, перш за все каталаза, нейтралізують цю токсичну сполуку, викликаючи її розщеплення з виділенням води і кисню (2Н₂О₂ → 2Н₂О + О₂↑). До основних функцій пероксисом належить окиснення багатьох органічних речовин (зокрема β-оксинення жирних кислот, яке у тварин відбувається також і у мітохондріях, а у рослин та грибів — тільки у пероксисомах), зеншкодження надлишку шкідливого для клітини пероксиду водню, метаболізм спиртів та амінів (наприклад 25% етилового спирту в печінці людини окиснюється саме в пероксисомах), здійсення гліоксалатного циклу у клітинах насіння рослин 2. Функції пероксисом. 1) окислення субстратів за схемою: RH + O2 = R + H2O2 (реакцію каталізують оксидази);

R`H2 + H202 = R` + 2H20 (реакцію каталізують пероксидази); H2O2 = 2H2O + O2 (реакцію каталізуює каталаза); 2) участь у процесах детоксикації ; 3) учасол у гліоксилатному циклі у рослин (серії реакцій, що забеспечують перетворення жирів на цукрі; такий спеціалізований тип пероксисом називається гліоксисому); 4) участь у фотодиханні (виправлення помилки фермена РуБісКо, що відповідальний за фіксацію вуглекислого газу). 3. Яка різниця між пероксисомами і лізосомами на електонограм? Пероксисоми — невеликі кулеподібні одномембранні органели, які мають вигляд мембранних пухирців діаметром до 0,5 мкм. Характерною особливістю цих органел, що на електронограмі відрізняє їх від лізосом, є наявність нуклеоїда — електрощільної кристалоїдної структури всередині органели, що складається з ферменту уратоксидази та мікротрубочок. 4. Ферменти пероксисом. Каталаза (фермент, що становить 40 % загальної маси білка пероксисом), оксидаза Д-амінокислот, уратоксидаза. 5. Нуклеоїд пероксисоми. Пероксисоми — невеликі кулеподібні одномембранні органели, які мають вигляд мембранних пухирців діаметром до 0,5 мкм. Характерною особливістю цих органел, що на електронограмі відрізняє їх від лізосом, є наявність нуклеоїда — електрощільної кристалоїдної структури всередині органели, що складається з ферменту уратоксидази та мікротрубочок і незважаючи на назву, не містить у своєму складі нуклеїнових структур. 6. Як відбувається окиснення субстрату в пероксисомах? Пероксисоми (поряд з мітохондріями) - головний центр утилізації кисню в клітині. В результаті окислення амінокислот, вуглеводів та інших сполук у клітинах утворюється сильний окислювач - перекис водню (Н202), яка далі завдяки дії каталази пероксисом розпадається з вьщеленіем кисню і води. Пероксисоми захищають клітину від дії перекису водню, що надає сильний ушкоджувальний ефект. окислення субстратів за схемою: RH + O2 = R + H2O2 (реакцію каталізують оксидази);

R`H2 + H202 = R` + 2H20 (реакцію каталізують пероксидази); H2O2 = 2H2O + O2 (реакцію каталізуює каталаза); 7. Роль пероксисом у процесах детоксикації. Пероксисоми (поряд з мітохондріями) - головний центр утилізації кисню в клітині. В результаті окислення амінокислот, вуглеводів та інших сполук у клітинах утворюється сильний окислювач - перекис водню (Н202), яка далі завдяки дії каталази пероксисом розпадається з вьщеленіем кисню і води. Пероксисоми захищають клітину від дії перекису водню, що надає сильний ушкоджувальний ефект. Великі пероксисоми печінки і нирок відіграють важливу роль у знешкодженні ряду речовин. Наприклад, в них окислюється близько 50% поглиненого етилового спирту. Крім реакцій детоксикації, ферменти пероксисом каталізують розщеплення жирних кислот, беруть участь у ряді катаболічних і анаболічних реакцій, зокрема, в обміні амінокислот, оксалату і поліамінів. Деякі з цих реакцій протікають виключно в пероксисомах, чому їх пошкодження може призвести до серйозних обмінних порушень. Розділ №4 “Мітохондрії” 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11

12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. Розділ №5 “Клітинний цикл” 1. Які періоди можна виділити в клітинному циклі? Періоди клітинного циклу: власне мітоз (М), пресинтетичний (G1) (відбувається відновлення розмірів клітини після попереднього мітозу, підготовка до синтетичного періоду), синтетичний (S) (відбувається подвоєння ДНК та центріолей) і постсинтетичний (G2) (відбувається підготовка клітини до мітотичного поділу) період інтерфази. 2. Що таке G0 період? G0-період — різновид G1-періода, період, коли клітини не синтезують ДНК і не діляться. Це характерно для клітин печінки. До того ж нейрони головного мозку і кардіоміоцити постійно перебувають у G0-періоді. 3. Дайте характеристику G1 періоду. у G1 періоді клітини відновлюють вміст цитоплазматичних білків, розмір дочірніх клітин досягають материнського. Відбувається синтез ферментів, необхідних для утворення попередників ДНК (нуклеотидфосфокіназ), ферментів метаболізму РНК і білка. У G1 періоді вібувається «прийняття рішення» про вступ клітини до чергового мітотичного циклу або припинення поділів. Цей момент називається точкою рестрикції. Клітини, які пройдуть її, неминуче завершать клітинний цикл незалежно від зовнішніх умов. На початку G1 періоду увторюються цитоплазматичні мікротрубочки, які заповнюють всю цитоплазму. В їхньому формуванні бере участь материнська центріоль, на поверхні якої виникають сателіти, у котрих є ніжка і голівка, від якої починають рости в довжину мікротрубочки. 4. Дайте характеристику S-періоду. У S-періоді відбувається подвоєння ДНК (крім центромерних ділянок) і хромосомних білків. Інтенсивний синтез усіх фракцій гістонів необхідний для забеспечення нуклеосомної упаковки синтезованої ДНК. У цитоплазмі подвоюються центріолі. У цей час біля кожної центріолі (як материнської, так і дочірньої), які розійшлись ще в телофазі, закладаються нові центріолярні циліндри — протецентріолі. У S-періоді під час дуплікації материнська центріоль продовжує бути центром утворення цитоплазматичних мікротрубочок. У результаті процесу дуплікації біля кожної центріолі виростає нова дочірня центріоль , тому по завершенні цього періоду в клітині вже є дві диплосоми. 5. Дайте характеристику G2 періоду. У G2-періоді у клітині починається підготовка до наступного поділу. У цей час зникають сателіти на материнській диплосомі(так називають стару материнську центріоль з новою дочірньою), а обидві материнські центріолі в обох диплосомах покриваються фібрилярним гало, від якого в профазі починають відростати мітотичні трубочки. Паралельно в цьому в цитоплазмі мікротрубочки зникають і клітина праге набути кулевидної форми. У даній фазі відбувається синтез іРНК, необхідний для проходження мітозу. Трохи раніше синтезується рРНК. Серед білків, які синтезуються в цей час, особливе місце посідають білки мітотичного веретена. Наприкінці G2 періоду чи мітозі з конденсацією мітотичних хромосом синтез РНК різко знижується й цільком припиняється під час мітозую Синтез білка під час мітозу спадає до 25 % від вихідного рівня й у наступних періодах досягає свого максимуму в G2 періоді, повторюючи в цілому характер синтезу РНК. 6. Як змінюється кількість ДНК протягом клітинного циклу? Кількість ДНК залежить від плоїдності : клітини з 2н кількістю хромосм містять 2с ДНК. При заплідненні вібувається злиття двох клітин, кожна з яких несе 1н набір хромосом, тому утворюється диплоїдна клітина (2н, 2с) — зигота. 7. Що таке точка рестрикції? Точка рестрикції — момент, коли У G1 періоді вібувається «прийняття рішення» про вступ клітини до чергового мітотичного циклу або припинення поділів. Клітини, які пройдуть її, неминуче завершать клітинний цикл незалежно від зовнішніх умов. 8. Як регулюється клітинний цикл? Існує два ключові класи регуляторних молекул, що спрямовують клітинний цикл: це цикліни і циклін-залежні кінази. Цикліни і циклін-залежні кінази, Cyclins and cyclin-dependent kinases (CDKs), це два класи молекул, необхідних для регуляції клітинного циклу. Цикліни формують регуляторну субчастину, а кінази — каталітичну субчастину активованого гетеродимеру. Цикліни не мають ферментативної активності самі по собі, тоді як циклін-залежні кінази не можуть бути активними без взаємодії з циклінами. У стані гетеродимеру з циклінами циклін-залежні кінази каталізують звичайну біохімічну реакцію — фосфорилювання. Зазвичай, залишок фосфорної кислоти відщеплюється від молекули АТФ (гамма-фосфат у даному випадку) і переноситься на білок-мішень, що призводить до активації чи дезактивації цієї мішені. Завдяки цьому направляється прехід клітини до наступної фази клітинного циклу. Білок CtrA бактерії Caulobacter crescentus контролює клітинний цикл через регуляцію реплікації і транскрипції. 9. Значення циклінів у регуляції клітинного циклу. Цикліни і циклін-залежні кінази, Cyclins and cyclin-dependent kinases (CDKs), це два класи молекул, необхідних для регуляції клітинного циклу. Цикліни формують регуляторну субчастину, а кінази — каталітичну субчастину активованого гетеродимеру. Цикліни не мають ферментативної активності самі по собі, тоді як циклін-залежні кінази не можуть бути активними без взаємодії з циклінами. У стані гетеродимеру з циклінами циклін-залежні кінази каталізують звичайну біохімічну реакцію — фосфорилювання. Зазвичай, залишок фосфорної кислоти відщеплюється від молекули АТФ (гамма-фосфат у даному випадку) і переноситься на білок-мішень, що призводить до активації чи дезактивації цієї мішені. Завдяки цьому направляється прехід клітини до наступної фази клітинного циклу. 10. Фази мітозу. Мітоз складається з профази, метафази, анафази і телофази. Іноді між профазою та метафазою виділяють прометафазу. У профазі відбувається конденсація хромосом, розпад ядерної оболонки, починається формування веретена поділу. У метафазі закінчується формування веретена поділу, а хромосоми вишиковуються в екваторіальній площині. У анафазі відбувається розходження хромосом. У телофазі відбувається деконденсація хромосом, відновлення ядерної оболонки, цитокінез. На світлооптичному рівні відрізнити клітини, що знаходяться на різних стадіях мітозу можна за місцем розташування хромосом, станом веретена поділу. 11. Характеристика профази. Профаза. У профащі кожна з хромосом подвійна, зо є результатом їхньої редуплікаціїї в інтерфазі. У ранній профазі ці сестринські хромосоми — хроматиди — зв’язані між собою за допомогою білків-когезинів, які утворюють ці зв’язки ще в S-періоді під час подворєння хромосом. У пізній профазі зв’язок між сестринськими хроматидами зберігається тільки в ділянці центромери. У цей період на ній формуються кінетохори, по одному на кожній хроматиді.

Паралельно конденсації хромосом у профазі відбувається зникнення і дезінтеграція ядерець у результаті інактиваціх рибосомних генів у зоні ядерцевих організаторів. Більша часьтга ядерцевих білків дисоціює й у вільному вигляді зустрічається в цитоплазмі клітини або зв’язується з поверхнею хромосом. Одночасно з цим у середині профази відбувається фосфорилювання деяких білків ядерної ламіни, яка починає розпадатись. При цьому губиться зв’язок ядерної оболонки з хромосомами, зникають ядерні пори, оболонка розпадається спочатку на фрагменти, а потім на дрібні мембранні пухирці. У цей час змінюються і структури, пов’язані з синтезом білка. Друга найважливіша подія мітозу теж вібувається під час профази — утворення веретена поділу. У профазі дві диплосоми починають розходитись до протилежних кінців клітини, де будуть пізніше формуватися полюси веретена. До вожного полюса відходить по подвійній центріолі, диплосомі. На початку профази розбираються мікротрубочки в цитоплазмі й починається бурхливий ріст астральних мікротрубочок навколо кожної диплосоми. 12. Характеристика метафази. Метафаза — триває приблизно третини часу всього мітозу. Хромосоми досягають максимально ступеню конденсації. Під час метафази закінчується утворення веретена поділу шляхом полімерізації білка тубуліну. Продовжується постійне оновлення пучків мікротрубочок за рахунок збирання і розбирання тубулінів. Під час метафази хромосоми розміщуються хромосоми розміщуються таким чином, що їх кінетохори оберні до протилежних полюсів. До кінця метафази завершується процес розмежування сестринських хроматид за рахунок руйнування когезинових комплексів між ними. До кінця метафази поділ хроматид завершується. Плечі хроматид лежать паралельно одне одном, між ними добре помітно щілину їхнього поділу. Останнім місцем, де контакт між холмаьтжами зберігається, є центромера. 13. Що таке метафазна пластинка? Метафазна пластинка — спосіб локалізації хромосом в мітозі. Хромосоми вилаштовуються так, що їх центромери перпендикулярні площині поділу. За рахунок мікротрубочок?! 14. Характеристика анафази? Анафаза — коротша стадія мітозу. Головними подіями є розведення хроматид кожної хромосоми до протилежних полюсів. Розходження хромосом у напрямку до полюсів здійснюється одночасно з розходженням самих хромосом. Під час руху хромосом змінюють свою орієнтацію і часто набувають V-подібної форми. Центромерні ділянки хромосом направлені в бік полюсів поділу, а теломери — до центру веретена поділу. Власне розходження хромосом складається з двох процесів: -розходження за рахунок подовження полярних мікротрубочок (анафаза А, рання); -розходження за рахунок подовження полярних мікротрубочок і розштовхування полюсів (анафаза В, пізня) 15. Як переміщуються хромосоми під час мітозу? Який механізм забеспечує цей рух? Веретено відповідає за переміщення хромосом під час мітозу. Кожна хромосома приєднується до веретена своїм центроміром.

16. Що таке кінетохор? Функції. Кінеторхор — спеціальний мультибілковий комплекс. Це тришерові структури, вони мають внутрішній щільний шар, що прилягає до тіла хромосоми, середній пухкий та зовнійшній щільний шари. Від зовнішнього шару відходять багато фібрил, утворюючи так звану фіброзну корону кінетохору. У загальній формі кінетохори мають вигляд пластинок або дисків, які містяться на центромері. Функціональна роль кінетохорів полягає у зв’язуванні між собою сестринських хроматид, у закріпленні мітотичних міктротрубочок, у регуляції роз’єднаних хромосом і в русі хромосом під час мітозу за участю мікротрубочок. 17. Характеристика телофази. Телофаза починається із зупинки розходження диплоїдниз наборів хромосом (рання телофаза) і закінчується початком реконструкції нового інтерфазного ядра (пізня телофаза) і плжідлм вихідної клітини на дві дочерні (цитокінез). У ранній телофозі хромосоми, не змінюючи своєї оріентації (центромерні ділянки — до полюса, теломерні — до центра веретена), починають декондесуватися і збільшуватися в об’ємі. У місцяї їхніх контактів з мембранними пухирцями цитоплазми утворюються нова ядерна оболонка, в яку вбудовуються комплекси ядерних пор, через які проникають білки, що формують ядерну ламіну. Після замикання ядерної оболонки починається формування нових ядерець. У телофазі починається і закінчується процес руйнування мітотичного апарату — мікротрубомок. Віе іде від полюсів до еватора, у середній частині веретена мікротрубочки зберігаються найдовше. Важлива подія телофази — цитокінез, відбувається в клітинах тварин шляхом утворення перетяжки в результаті вгинання плазматичної мембрани всередину клітини. У кінці телофази вібувається розбирання мікротрубочках у полярних областях, але мікротрубочки між двома новими ядрами залишаються, і до того ж утворюють нові. З пучками мікротрубочок зв’язуюиться численні дрібні вакуолі, які є похідними АГ й містять пектинові речоивни. За допомогою мікротрубочок численні вакуолі рухаються до екваторіальної площини, де зливаються один з одним і утворюють сплющену вакуоль — фрагмопласт, який розростається до периферії клітини, включаючи все нові і нові вакуолі. Так створюється первинна клітинна стінка. Урешті-решт мембрани фрагмопласта зливаються з плазматичною мембраною, відбувається відособлення двох нових клітин. 18. Цитокінез в тваринних клітинах. Цитокінез - поділ клітинного тіла, що відбувається в клітинах тварин шляхом утворення перетяжки в результаті вгинання плазматичної мембрани всередину клітини. При цьому в кортикальномуЮ підмембранному шарі цитоплазми розташовуються скорочувальні елементи типу актинових фібрил і короткі паличкоподібні молекули з полімеризованого міозину 2. Власне ковзання цих компонентів призводить до зменьшення діаметра кільця і до вгинання плазматичної мембрани в ділянці цього кілця, зо завершується поділом материнської клітини перетяжкою на дві дочірні. 19. Цитокінез в рослинних клітинах. Процес цитотомії рослинних клітин різко відрізняється від поділу перетяжкою клітин тваринного походження. Поділ відбувається за допомогою спеціальної структури — фрагмопласту, що складається із мікротрубочок веретена поділу і везикул апарату Гольджі, які, зливаючись між собою, відокремлюють дві дочірні клітини. 20. Порівняти цитокінез в рослинних і тваринних клітинах. Цитокінез - поділ клітинного тіла, що відбувається в клітинах тварин шляхом утворення перетяжки в результаті вгинання плазматичної мембрани всередину клітини. При цьому в кортикальномуЮ підмембранному шарі цитоплазми розташовуються скорочувальні елементи типу актинових фібрил і короткі паличкоподібні молекули з полімеризованого міозину 2. Власне ковзання цих компонентів призводить до зменьшення діаметра кільця і до вгинання плазматичної мембрани в ділянці цього кілця, зо завершується поділом материнської клітини перетяжкою на дві дочірні.

Процес цитотомії рослинних клітин різко відрізняється від поділу перетяжкою клітин тваринного походження. Поділ відбувається за допомогою спеціальної структури — фрагмопласту, що складається із мікротрубочок веретена поділу і везикул апарату Гольджі, які, зливаючись між собою, відокремлюють дві дочірні клітини.

21. Порівняти мітоз і амітоз: Мітоз - це процес непрямого поділу соматичних клітин еукаріот, в результаті якого спадковий матеріал спочатку подвоюється, а потім рівномірно розподіляється між дочірніми клітинами. Він є основним способом поділу клітин еукаріот. Тривалість мітозу у тварин клітин складає 30-60 хв, а у рослинних - 2-3 ч. Мітоз включає в себе два процеси - розподіл ядра (каріокінез) і поділ цитоплазми (цитокинез). Амітоз. Прямий поділ клітин, або амітоз, зустрічається відносно рідко. При амітозі ядро починає ділитися без видимих ​​попередніх змін. При цьому не забезпечується рівномірний розподіл ДНК між двома дочірніми клітинами, так як при амітозі хромосоми не утворюються. Іноді при амітозі не відбувається цітокінез. У цьому випадку утворюється двоядерная клітина. Якщо ж поділ цитоплазми все-таки відбувся, то велика ймовірність, що обидві дочірні клітини будуть неповноцінними. Амітоз часто зустрічається в відмираючих тканинах, а також у клітинах пухлин.

22. Мітоз у рослинних і тваринних клітинах. поділ ядра (канітомія) у клітинах рослин і тварин відбувається за однаковим принципом ,відмінність полягає у формуванні мітотичного апарату . поділ клітинного тіла (цитокінез, цитотомія)У клітинах рослин і тварин відбувається по різному.Цитокінез - поділ клітинного тіла, що відбувається в клітинах тварин шляхом утворення перетяжки в результаті вгинання плазматичної мембрани всередину клітини. При цьому в кортикальному підмембранному шарі цитоплазми розташовуються скорочувальні елементи типу актинових фібрил і короткі паличкоподібні молекули з полімеризованого міозину 2. Власне ковзання цих компонентів призводить до зменьшення діаметра кільця і до вгинання плазматичної мембрани в ділянці цього кілця, зо завершується поділом материнської клітини перетяжкою на дві дочірні.

Процес цитотомії рослинних клітин різко відрізняється від поділу перетяжкою клітин тваринного походження. Поділ відбувається за допомогою спеціальної структури — фрагмопласту, що складається із мікротрубочок веретена поділу і везикул апарату Гольджі, які, зливаючись між собою, відокремлюють дві дочірні клітини.

Рослинна клітина : Центріолей немає; Під час цитокінезу не утворюється скоротливе кільце; Утворюється клітинна стінка; Мітози відбуваються головним чином у меристемах. Тваринна клітина : Центріолі є; Під час цитокінезу утворюється скоротливе кільце; Клітинна стінка не утворюється Мітози відбуваються в усіх тканинах. 26. Які етапи клітинного циклу будуть порушені, якщо ввести в клітину колхіцин? При введенні до клітини колхіцину блокується поділ на стадії метафази, адже колхіцин є сильним антімітотіком, що зв'язується з білком тубуліну, створюючи мікротрубочки. 27. У результаті порушення нормального перебігу клітинного циклу утворилась одна поліплоїдна клітина. Які етапи клітинного циклу пройшли нормально? На якому етапі було порушено перебіг подій? Поліплоїдія — утворення клітин з підвищенним вмістом ДНК. Такі поліплоїдні клітини з’являються в результаті відсутності чи незавершеності окремих етапів мітозу. Поява поліплоїдних клітин може спостерігатися при блокаді поділу клітинного тіла. Після S-періоду клітини, які мають 4с ДНК, вступають у мітотичний поділ, проходять усі його стадії, включаюси телофазу, але не приступають до цитотомії. Утворююється двоядерна клітина (2 * 2n) Якщо вона знову проходить S-період, то обидва ядра в такій клітині міститимуть по 4с ДНК і 4n хромосом. Така двоядерна клітина входить у мітоз, та стадії метафази відбувається об’єднання хромосомних наборів (загальна кількість хромосом дорівнює 8n), а потім — нормальний поділ, у результаті якого утворюються дві тетраплоїдні клітини. Цей процес поперемінної появи двоядерних і одноядерних клітин зумовлює появу ядер з 8n, 16n, 32n кількістю хромосом. Подібним чином утворюються поліплоїдні клітини в печінці, в епітелії сечового міхура, у пігментному епітелії сітківвки, ацинарних відділах слинних і підшлункових залоз, мегакаріоцити червогого кістного мозку. Необхідно зауважити, що поліплоїдизація соматичних клітин зустрічається на термінальних періодах розвитку клітин, тканин та органів. Вона здебільшого характерна для спеціалізованих, диференційованих клітин. Немає її при генеративних процесах, таких як ембріогенез, утворенні статевих і стовбурових клітин.

28. У результаті порушення перебігу подій клітинного циклу утворюється двоядерна клітина. Утворююється двоядерна клітина : Поліплоїдія — утворення клітин з підвищенним вмістом ДНК. Такі поліплоїдні клітини з’являються в результаті відсутності чи незавершеності окремих етапів мітозу. Поява поліплоїдних клітин може спостерігатися при блокаді поділу клітинного тіла. Після S-періоду клітини, які мають 4с ДНК, вступають у мітотичний поділ, проходять усі його стадії, включаюси телофазу, але не приступають до цитотомії. Утворююється двоядерна клітина (2 * 2n).

29. Що таке мейоз? Де і як від проходить? Мейоз (або редукційний поділ) — особливий вид поділу еукаріотичних клітин, характерний тільки статевим клітинам (не соматичним), унаслідок якого хромосомний набір зменшується вдвічі, клітини переходять з диплоїдного стану в гаплоїдний.

Мейоз складається з двох послідовних поділів, аналогічних мітотичним (з деякими відмінностями), інтерфаза між якими вкорочена, а у рослинних клітинах може бути взагалі відсутня. Мейоз є досконалим механізмом, який забезпечує сталість каріотипу видів, які розмножуються статевим способом. Завдяки двом мейотичним поділам статеві клітини мають половинний, порівняно з нестатевими, набір хромосом. А набір хромосом, характерний для організмів певного виду, відновлюється під час запліднення. Мейоз також забезпечує спадкову мінливість організмів.

30. Загальна характеристика мейозу? Мейоз (від грец. Meiosis - зменшення) або редукційний поділ клітин - розподіл ядра еукаріотичної клітини із зменшенням числа хромосом у два рази. Відбувається в два етапи (редукційний і екваціонний етапи мейозу). Зі зменшенням числа хромосом в результаті мейозу в життєвому циклі відбувається перехід від диплоїдної фази до гаплоїдной. Відновлення плоїдності (перехід від гаплоїдної фази до диплоїдної) відбувається в результаті статевого процесу. У зв'язку з тим, що в профазі першого, редукційного, етапу відбувається попарне злиття (кон'югація) гомологічних хромосом, правильне протікання мейозу можливо тільки в диплоїдних клітинах або в парних поліплоїдах (тетра-, гексаплоїдних і т. п. клітинах). Мейоз може відбуватися і в непарних поліплоїдах (три-, пентаплоідних і т. п. клітинах), але в них, через неможливість забезпечити попарне злиття хромосом в профазі I, розбіжність хромосом відбувається з порушеннями, які ставлять під загрозу життєздатність клітини або розвиток з неї багатоклітинного гаплоїдного організму. Цей же механізм лежить в основі стерильності міжвидових гібридів. Оскільки у міжвидових гібридів у ядрі клітин поєднуються хромосоми батьків, що відносяться до різних видів, хромосоми зазвичай не можуть вступити в кон'югацію. Це призводить до порушень в розбіжності хромосом при мейозі і, в кінцевому рахунку, до нежиттєздатності статевих кліттн, або гамет. Певні обмеження на кон'югацію хромосом накладають і хромосомні мутації (масштабні делеції, дуплікації, інверсії або транслокації).

31. Відмінності між мейозом і мітозом. Мейоз - це поділ у зоні дозрівання статевих клітин, що супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Він складається з двох послідовних етапів, що мають ті ж фази, що і мітоз. Однак, тривалість окремих фаз і процеси, що там відбуваються, різняться від тих, що відбуваються при мітозі. Ці відмінності в основному полягають у наступному. У мейозі профаза I більш тривала. У ній відбувається кон'югація (з'єднання гомологічних хромосом) та обмін генетичною інформацією. У анафазе I центромери, що скріплюють хроматиди, не діляться, а до полюсів відходить одна з гомологічних хромосом. Интерфаза перед другим поділом дуже коротка, в ній ДНК не синтезується. Клітини (Галіт), що утворюються в результаті двох мейотичних поділов, містять гаплоїдний (одинарний) набір хромосом. Диплоїдність відновлюється при злитті двох клітин - материнської та батьківської. Запліднену яйцеклітину називають зиготою. Мітоз, або непрямий розподіл, найбільш широко розповсюджений у природі. Мітоз лежить в основі поділу всіх нестатевих клітин (епітеліальних, м'язових, нервових, кісткових та ін.) Мітоз складається з чотирьох послідовних фаз. Завдяки мітозу забезпечується рівномірний розподіл генетичної інформації батьківського клітини між дочірніми. Період життя клітини між двома мітозами називають інтерфазою. Вона в десятки разів триваліше мітозу. У ній відбувається ряд дуже важливих процесів, що передують поділу клітини: синтезуються молекули АТФ і білків, подвоюється кожна хромосома, утворюючи дві сестринські хроматиди, скріплені загальної Центромера, збільшується число основних органоїдів цитоплазми. У профазі спіраліруются і внаслідок цього товщають хромосоми, що складаються з двох сестринських хроматид, утримуваних разом Центромерою. До кінця профази ядерна мембрана і ядерця зникають і хромосоми розосереджуються по всій клітці, центріолі відходять до полюсів і утворюють веретено поділу. У метафазі відбувається подальша спирализация хромосом. У цю фазу вони найбільш добре видно. Їх центромери розташовуються по екватору. До них прикріплюються нитки веретена поділу. У анафазе центромери діляться, сестринські хроматиди відокремлюються один від одного і за рахунок скорочення ниток веретена відходять до протилежних полюсів клітини. У телофазе цитоплазма ділиться, хромосоми розкручуються, знову утворюються ядерця і ядерні мембрани. У тваринних клітинах цитоплазма перешнуровується, в рослинних - в центрі материнської клітини утворюється перегородка. Так з однієї вихідної клітини (материнської) утворюються дві нові дочірні.

32. Профаза першого поділу мейозу. Профаза-І(Найтриваліша за часом у мейозі) Під час цієї фази хромосоми починають ущільнюватися і набувають вигляду паличкоподібних структур (спіралізуються) (стадія лептонеми). Після цього гомологічні хромосоми (хромосоми однієї пари) зближуються і кон'югують (тісно прилягають одна до одної по всій довжині, обвиваються, перехрещуються) (зиготена — стадія ниток, що зливаються). Так утворюються комплекси з 4 хроматид, сполучених між собою в певних місцях, так звані тетради або біваленти. Водночас триває скорочення і ущільнення хромосом (стадія пахітена — стадія товстих ниток). У цей час складається враження, що в ядрі знаходиться не диплоїдний, а гаплоїдний набір хромосом. Під час кон'югації може здійснюватися і кросинговер, коли гомологічні хромосоми обмінюються певними ділянками. У результаті кросинговеру утворюються нові комбінації спадкового матеріалу. Таким чином, кросинговер є одним із джерел спадкової мінливості.Через певний час гомологічні хромосоми починають відходити одна від одної (диплотена — стадія подвійних ниток). При цьому стає помітним, що кожна з них складається з двох хроматид. Наприкінці цієї фази гомологічні хромосоми розходяться, зникають ядерце, руйнується ядерна оболонка і починає формуватися веретено поділу.

33. На якій фазі відбувається кросинговер і що це таке? Кросинговер — явище обміну ділянками гомологічних хромосом після кон'югації у профазі 1 мейозу. Кросинговер зазвичай ініціюється у зигонемі, до формування синаптонемного комплексу, і завершується безпосередньо в кінці профази 1. Власне перенос ДНК відбувається, коли гомологічні регіони на відповідних хромосомах розриваються, а потім приєднуються до іншої хромосоми. Результат цього процесу — обмін генетичної інформації, відомий як гомологічна рекомбінація. У результаті кросинговеру утворюються нові комбінації спадкового матеріалу. Таким чином, кросинговер є одним із джерел спадкової мінливості. 34. Опишіть роль рекомбінаційних вузликів під час профази першого поділу мейозу. Сінаптонемальний комплекс забезпечує структурну основу, необхідну для рекомбінаційних подій, але сам він, ймовірно, безпосередньо у цих подіях участі не бере. Як вважають, важливу роль у цих подіях грають рекомбінаційні вузлики, які представляють собою дуже великі білкові комплекси з діаметром близько 90 нм (для порівняння зазначимо, що велика молекула глобулярного білка масою 400000 дальтон має діаметр близько 10 нм). Рекомбінаційні вузлики "сидять" на деяких відстанях один від одного на "сходах" сінаптонемального комплексу, між двома гомологічними хроматидами. Передбачається, що це місце розташування великих мультиферментних "​​рекомбінаційних апаратів", які підтягують один до одного локальні ділянки ДНК материнської та батьківської хроматид через область сінаптонемального комплексу шириною 100 нм.

35. Як виникають хіазми і яке їх значення? (грец. «Хіазм» перехрест) - точки з'єднання між собою хроматид при кон'югації і відповідно точки розриву хроматид при кросинговері в профазі I мейозу I. 36. Що таке кон”югація хромосом? Кон'югація хромосом — злиття гомологічних хромосом, яка в нормі спостерігається в профазі першого розподілу мейозу, під час якого між ними може статися обмін гомологічними ділянками. 37. Що таке синаптонемальний комплекс? Яка його роль? Для генетичної рекомбінації необхідно тісне зближення рекомбінуючих хромосом. Синаптонемальний комплекс, який формується перед самою пахітеною і розпадається відразу після неї, утримує гомологічні хромосоми поруч, скріплюючи їх по всій довжині. Припускають, що він необхідний для здійснення кросинговеру. Синаптонемальний комплекс являє собою довге білкове утворення, що нагадує мотузяну драбину, до протилежних сторонах якого прилягають два гомолога. Сестринські хроматиди кожного гомолога залишаються тісно зближеними, а їх ДНК утворює численні петлі по ту ж сторону від білкової "драбини". Таким чином, хоча гомологічні хромосоми в сиінаптонемальном комплексі зближені по всій довжині, материнські і батьківські хроматиди, які надалі будуть обмінюватися ділянками, залишаються по різні сторони від "сходів", причому розділяє їх відстань перевищує 100 нм. Синаптонемальний комплекс забезпечує структурну основу, необхідну для рекомбінаційних подій, але сам він, ймовірно, безпосередньо у цих подіях участі не бере. Як вважають, важливу роль у цих подіях грають рекомбінаційні вузлики. 38. Що таке хромосоми типу лампових щіток? Хромосоми типу лампових щіток — дуже довгі, тонкі, сильно деспіралізовані хромосоми, характерні тим, що в них чергуються конденсовані ділянки з деконденсованими подвійними петлями. Спостерігаються в овоцитах хребетних на стадії диплонеми мейозу. Хромонеми в бічних петлях інтенсивно синтезують РНК, що пов’язано з активацією процесів росту і жовткоутворення.