Трофические белковые углеводные жировые витамины

· Принимает участие в делении клеток животных и низших растений.

· В начале деления (в профазе) центриоли расходятся к разным полюсам клетки.

· От центриолей к центромерам хромосом отходят нити веретена деления.

· В анафазе эти нити притягивают хроматиды к полюсам.

· После окончания деления центриоли остаются в дочерних клетках, удваиваются и образуют клеточный центр.

15.Включения. Классификация, состав и значение.

Включениями называют относительно непостоянные компоненты цитоплазмы, которые служат запасными питательными веществами (жир, гликоген), продуктами, подлежащими выведению из клетки (гранулы секрета), балластными веществами (некоторые пигменты).

Классификация:

· Трофические: белковые, углеводные, жировые, витамины. В растительных клетках это белок семян пшеницы – глиадин, белок семян кукурузы – зеин. В животных клетках: белок молока – казеин, яичный белок – овальбумин, в яичном желтке – вителлин, в икринках рыб — ихтулин.

· Пигментные (специальные): гемоглобин, липофусцин, меланин, каротин, хлорофилл. Эти включения имеют определенный цвет и придают окраску всей клетке (меланин — черный или коричневый, гемоглобин — желто-красный и так далее). Необходимо отметить, что пигментные включения характерны только для определенных типов клеток (меланин содержится в меланоцитах, гемоглобин — в эритроцитах). Однако, липофусцин может накапливаться во многих типах клеток обычно при их старении. Его наличие в клетках свидетельствует о их старении и функциональной неполноценности.

· Секреторные: Растения: фитогормоны, фитонциды. Животные: секреты клеток желудочно-кишечного тракта, серозных оболочек, феромоны, медиаторы.

· Экскреторные — это, как правило, продукты метаболизма клетки, от которых она должна освободиться: соли щавелевокислого кальция, мочевина.

· Неспецифические: пыль, сажа. Присутствуют во всех видах клеток.

16. Ассимиляция и диссимиляция как основа самообновления биологических систем. Определение, сущность, значение.

Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее элементы, необходимые для питания, и выделяя продукты жизнедеятельности. В круговороте органических веществ самыми существенными стали процессы синтеза и распада.

Ассимиляция или пластический обмен – совокупность реакций синтеза, которые идут с затратой энергии АТФ. В процессе ассимиляции синтезируются органические вещества, необходимые клетке. Примером таких реакций являются фотосинтез, биосинтез белка и репликация ДНК.

Аминокислоты -> Белки Глюкоза -> Полисахариды Глицерин + Жирные кислоты -> Жиры Нуклеотиды -> Нуклеиновые кислоты

Другая сторона обмена веществ — процессы диссимиляции, в результате которых сложные органические соединения распадаются на простые соединения, при этом утрачивается их сходство с веществами организма и выделяется энергия, запасаемая в виде АТФ, необходимая для реакций биосинтеза. Поэтому диссимиляцию называют еще энергетическим обменом. Наиболее важными процессами энергетического обмена являются дыхание и брожение.

Белки -> Аминокислоты Полисахариды -> Глюкоза Жиры -> Глицерин + Жирные кислоты Нуклеиновые кислоты -> Нуклеотиды

Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава и строения всех частей организма и как следствие — постоянство функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

Дезоксирибонуклеиновая кислота, ее строение и свойства. Мономеры ДНК. Способы соединения нуклеотидов. Комплементарность нуклеотидов. Антипараллельные полинуклеотидные цепи. Репликация и репарация.

Структура молекулы ДНК была расшифрована в 1953г Уотсоном, Криком, Уилкинсом. Это две спирально закрученные антипараллельные (напротив конца 3/ одной цепи располагается 5/ конец другой) полинуклеотидные цепи. Мономерами ДНК являются нуклеотиды, в состав каждого из них входят: 1) дезоксирибоза; 2) остаток фосфорной кислоты; 3) одно из четырех азотистых оснований (аденин, тимин, гуанин, цитозин). Нуклеотиды соединяются в цепочку благодаря фосфорно-диэфирным связям между дезоксирибозой одного остатка и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида. Азотистые основания присоединяются к дезоксирибозе и образуют боковые радикалы. Между азотистыми основаниями цепочек ДНК устанавливаются водородные связи (две между Аденином и Тимином, три между Гуанином и Цитозином). Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК называется комплементарностью. ДНК является хранителем генетической информации во всех клетках про- и эукариот.

Антипараллельные полинуклеотидные цепи двойной спирали ДНК не идентичны ни по последовательности оснований, ни по нуклеотидному составу. Однако они комплементарны друг другу: где бы ни появился в одной цепи аденин, напротив него в другой цепи обязательно будет стоять тимин, а против гуанина в одной цепи обязательно стоит цитозин другой цепи. Это означает, что последовательность оснований в одной цепи однозначно определяет последовательность оснований в другой (комплементарной) цепи молекулы.

Репликация молекул ДНК происходит в синтетический период интерфазы. Каждая из двух цепей «материнской» молекулы служит матрицей для «дочерней». После репликации вновь синтезированная молекула ДНК содержит одну «материнскую» цепочку, а вторую — «дочернюю», вновь синтезированную (полуконсервативный способ). Для матричного синтеза новой молекулы ДНК необходимо, чтобы старая молекула была деспирализована и вытянута. Репликация начинается в нескольких местах молекулы ДНК. Участок молекулы ДНК от точки начала одной репликации до точки начала другой называется репликоном. Прокариотическая клетка содержит один репликон, а эукариотическая — содержит много репликонов. Начало репликации активируется праймерами (затравками), состоящими из 100-200 пар нуклеотидов. Фермент ДНК-хеликаза раскручивает и разделяет материнскую спираль ДНК на 2 нити, на которых по принципу комплементарности при участии фермента ДНК-полимеразы собираются «дочерние» цепи ДНК. Фермент ДНК-топоизомераза скручивает «дочерние» молекулы ДНК. В каждом репликоне ДНК-полимераза может двигаться вдоль «материнской» нити только в одном направлении (3/ ⇒ 5/). На лидирующей нити по мере раскручивания репликона постепенно и непрерывно наращивается «дочерняя» цепь. На отстающей нити дочерняя цепь синтезируется также в направлении (3/ ⇒ 5/), но отдельными фрагментами (Оказаки) по мере раскручивания репликона. Таким образом, присоединение комплементарных нуклеотидов «дочерних» нитей идет в противоположных направлениях (антипараллельно). Репликация во всех репликонах идет одновременно. Фрагменты Оказаки и части «дочерних» нитей, синтезированные в разных репликонах, сшиваются в единую нить ферментом лигазой. Репликация характеризуется полуконсервативностью, антипараллельностью и прерывистостью (фрагменты Оказаки). Весь геном клетки реплицируется один раз за период времени, соответствующий одному митотическому циклу.

Молекулы ДНК химически инертны, низкая реакционная способность обеспечивает высокую точность воспроизводимой структуры ДНК. При удвоении ошибки возникают в среднем 1*10-6. Для удаления ошибок включается механизм репарации ДНК. Когда поврежденные участки вырезаются при помощи специальных ферментов и заменяются правильными последовательностями. Репарация может быть:

· эксцизионная (вырезная) – дорепликативная. Молекулярное восстановление исходной нуклеотидной последовательности ДНК – искажение последовательности нуклеотидов в одной из двух комплементарных цепей ДНК обнаруживается специфическими ферментами. Соответствующий участок удаляется и замещается новым, синтезированным на второй комплементарной цепи ДНК.

· Пострепликативная. Происходит рекомбинация (обмен фрагментами между двумя вновь образованными двойными спиралями).

Дефект структуры ДНК при утрате пуриновых оснований обнаруживается с помощью фермента эндонуклеазы. В случае обширных повреждений наследственного материала включается SOS система – комплекс ферментов, которые заполняют бреши, восстанавливая целостность синтезируемых полинуклеотидных цепей без точного соблюдения принципа комплементарности.

18. Репликация молекулы ДНК. Репликон. Праймер. Принципы репликации ДНК: полуконсервативность, антипараллельность, прерывистость (фрагменты Оказаки). Фазы репликации: инициации, элонгации, терминации. Особенности репликации ДНК про- и эукариот.

Репликация молекул ДНК – способность к самокопированию полуконсервативным способом по принципу комплементарности. Происходит в синтетический период интерфазы в три этапа: 1)инициация репликации; 2) элонгация; 3) терминация репликации, которые включают узнавание точки началу репликации, расплетание исходного дуплекса (спирали), удержание его цепей в изолированном друг от друга состоянии, инициацию синтеза на них новых дочерних цепей, их рост (элонгацию), закручивание цепей в спираль и терминацию (окончание) синтеза.

Каждая из двух цепей «материнской» молекулы служит матрицей для «дочерней». После репликации вновь синтезированная молекула ДНК содержит одну «материнскую» цепочку, а вторую — «дочернюю», вновь синтезированную (полуконсервативный способ). Для матричного синтеза новой молекулы ДНК необходимо, чтобы старая молекула была деспирализована и вытянута. Репликация начинается в нескольких местах молекулы ДНК. Участок молекулы ДНК от точки начала одной репликации до точки начала другой называется репликоном. Прокариотическая клетка содержит один репликон, а эукариотическая — содержит много репликонов. Начало репликации активируется праймерами (затравками), состоящими из 100-200 пар нуклеотидов. Фермент ДНК-хеликаза раскручивает и разделяет материнскую спираль ДНК на 2 нити, на которых по принципу комплементарности при участии фермента ДНК-полимеразы собираются «дочерние» цепи ДНК. Фермент ДНК-топоизомераза скручивает «дочерние» молекулы ДНК. В каждом репликоне ДНК-полимераза может двигаться вдоль «материнской» нити только в одном направлении (3/ ⇒ 5/). На лидирующей нити по мере раскручивания репликона постепенно и непрерывно наращивается «дочерняя» цепь. На отстающей нити дочерняя цепь синтезируется также в направлении (3/ ⇒ 5/), но отдельными фрагментами (Оказаки) по мере раскручивания репликона. Таким образом, присоединение комплементарных нуклеотидов «дочерних» нитей идет в противоположных направлениях (антипараллельно). Репликация во всех репликонах идет одновременно. Фрагменты Оказаки и части «дочерних» нитей, синтезированные в разных репликонах, сшиваются в единую нить ферментом лигазой. Репликация характеризуется полуконсервативностью, антипараллельностью и прерывистостью (фрагменты Оказаки). Весь геном клетки реплицируется один раз за период времени, соответствующий одному митотическому циклу.

При подготовке необходимо использовать основные источники, лекционный материал, а также дополнительную литературу по теме занятия.

Перечень вопросов для самоподготовки:

1. Объяснить понятия «неклеточные формы жизни», «клеточные формы жизни», «прокариоты», «эукариоты».

2. Сформулировать основные положения клеточной теории строения организмов.

3. Сравнить строение прокариотических и эукариотических клеток.

4. Определения понятий «клетка», «органоиды», «общие и специальные органоиды», «включения».

5. Морфо-функциональная характеристика органоидов эукариотической клетки (световая и электронная микроскопия).

6. Классификация включений. Примеры.

7. Сравнить характеристику растительной и животной клеток.

8. Химическая организация клетки.

9. Процессы метаболизма в клетках растительного и животного происхождения.

Перечень практических умений

Умение:

— дифференцировать два уровня клеточной организации: прокариотический и эукариотический;

— охарактеризовать клетку как элементарную, целостную систему;

— объяснить общий план строения эукариотической клетки;

— дифференцировать компоненты цитоплазмы: органоиды и включения в растительных и животных клетках;

— обосновать общность и структурно-функциональное отличие клетки растительной и животной.

Рекомендации по выполнению УИРс

(требования к оформлению см. « Занятие №1»)

Предлагаемые темы рефератов:

— Лизосомы и связанные с ними «болезни накопления»

— Клеточная теория – история, современность, перспективы

— Митохондриальные болезни – новое направление современной медицины.

Самоконтроль по тестовым заданиям:

С целью проверки своих знаний выберите правильный ответ на вопросы, приведенные ниже:

1. Органоид, участвующий в формировании клеточной стенки клеток растений:

а) комплекс Гольджи

б) гладкая ЭПС

в) шероховатая ЭПС

г) микротрубочки

Эталон: а

2. Меланин относится к включениям:

а) трофическим

б) секреторным

в) экскреторным

г) специальным

Эталон: г

3. В животной клетке лизосомы обнаружены:

а) 1958г Портером

б) 1904г Мевесом

в) 1955г Де Дювом

г) 1882г Флеммингом

Эталон: в

4. Клеточные мембраны представляют комплекс:

а) липопротеидный

б) нуклеопротеидный

в) гликолипиднй

г) гликопротеидный

Эталон: а

Первичная структура белка формируется с помощью химических связей

а) водородных

б) гидрофобных

в) пептидных

г) гликозидных

Эталон: в

6.Органелла клетки – клеточный центр является:

а) немембранной

б) одномембранной

в) двумембранной

г) специальной

Эталон:а

7. Токсичная для клетки перекись водорода нейтрализуется:

а) на мембранах ЭПС

б) в пероксисомах

в) в аппарате Гольджи

г) в пищеварительных вакуолях

Эталон:б

8. Специфический микроэлемент, входящий в состав инсулина – это:

а) магний

б) йод

в) хлор

г) цинк

Эталон:г

9. В аппарате Гольджи формируются:

а) ядрышки

б) первичные лизосомы

в) микротрубочки

г) нейрофибриллы

Эталон:а

10. Митохондрии имеются:

а) только в животной эукариотической клетке

б) только в растительной эукариотической клетке

в) в эукариотических клетках животных и грибов

г) во всех эукариотических клетках

Эталон: г

Работа с таблицами

При подготовке к занятию необходимо в альбоме заполнить таблицу № 1 и дозаполнить таблицы №2, №3 и №4.

Таблица №1

«Цитологические признаки, характерные для про — и эукариот»

Таблица 2

Органоиды специального назначения

Таблица 3

Сравнительная характеристика общих органоидов эукариотических клеток

Таблица 4

Классификация включений

Самоконтроль по ситуационным задачам:

Задача 1. Известно, что у позвоночных животных кровь красная, а у некоторых беспозвоночных (головоногих моллюсков) голубая. Объясните с присутствием, каких микроэлементов связан определенный цвет крови у этих животных?

Ответ: Кровь этих животных голубая т.к. в ее состав входит гемоцианин, содержащий медь (Си).

Задача 2.Зерна пшеницы и семена подсолнечника богаты органическими веществами. Объясните, почему качество муки связано с содержанием клейковины в ней, какие органические вещества находятся в клейковине пшеничной муки. Какие органические вещества находятся в семенах подсолнечника?

Ответ: Клейковина – это та часть муки, в которой содержится белковый компонент, благодаря которому качество муки ценится выше. В семенах подсолнечника наряду с белками и углеводами в значительном количестве находятся растительные жиры.

Задача 3. Восковидные липофусцинозы нейронов могут проявляться в разном возрасте (детском, юношеском и зрелом), относятся к истинным болезням накопления, связанным с нарушением функций органоидов мембранного строения, содержащих большое количество гидролитических ферментов. Симптоматика включает признаки поражения центральной нервной системы с атрофией головного мозга, присоединяются судорожные припадки. Диагноз ставится при электронной микроскопии — в этих органоидах клеток очень многих тканей обнаруживаются патологические включения. Объясните, в каком органоиде в клетках нарушена функция?

Ответ: у людей с данной патологией нарушена функция лизосом, возможно, какие-то ферменты отсутствуют или не включаются, поэтому в лизосомах обнаруживаются недорасщепленные структуры.

Задача 4. У больного выявлена редкая болезни накопления гликопротеинов, связанная с недостаточностью гидролаз, расщепляющих полисахаридные связи эти аномалии характеризуются неврологическими нарушениями и разнообразными соматическими проявлениями. Фукозидоз и маннозидоз чаще всего приводят к смерти в детском возрасте, тогда как аспартилглюкозаминурия проявляется как болезнь накопления с поздним началом, выраженной психической отсталостью и более продолжительным течением.

Объясните, в каком органоиде в клетках нарушена функция?

Ответ: у людей с данной патологией нарушена функция лизосом, отсутствуют ферменты, расщепляющие гликопротеины, поэтому в лизосомах обнаруживаются недорасщепленные структуры.

Задача 5. Выявлено наследственное заболевание, связанное с дефектами в функционирования органоида клетки приводящее к нарушениям энергетических функций в клетках — нарушению тканевого дыхания, синтеза специфических белков. Данное заболевание передается только по материнской линии к детям обеих полов. Объясните, в каком органоиде произошли изменения. Ответ обоснуйте.

Ответ: произошел дефект митохондриальной ДНК, идет неправильное считывание информации, нарушается синтез специфических белков, проявляются дефекты в различных звеньях цикла Кребса, в дыхательной цепи, что привело к развитию редкого митохондриального заболевания.

Занятие № 3«Ядро, его структурные компоненты. Размножение клеток»

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту: