Вопрос 2. Межклеточное вещество

Вопрос 1. Клетка: определение, общий план строения эукариотических клеток. Ядро: строение и функции.

  • Клетка-элементарная
    живая система, единица строения,
    жизнидеятельности, размножения и
    развития.

  • Эукариотическая
    клетка: Есть типичное ядро, отделенное
    от цитоплазмы ядерной оболочкой, внутри
    ядра одно ядрышко или несколько.
    Хромосомы состоят из днк, гистоновых
    и негистоновых белков. Дополнительная
    днк в митохондриях, пластидах. Диплоидные,
    половые- гаплоидные. Деление митоз и
    мейоз. Есть :клеточная мембрана,
    цитоплазма, эпс, рибосомы, митохондрии,
    гольджи, лизосомы, клеточный центр.

  • Ядро:
    двухмембранный органоид, заполненный
    кареоплазмой, содержит 1 или несколько
    ядрышек. Его функции: хранение днк,
    хромосом, реализация наследственной
    информации.

Плазмалемма
или плазматическая мембрана- поверхностная
перефирическая структура окружающая
цитоплазму.

Структура:
толщина 8-11 нм, обычно больше чем у других
клеточных мембран, обусловлено это
высоким содержанием интегральных и
перифирических белков.

Снаружи от
плазмалеммы углеводные компоненты
мембранных гликопротеинов. Кроме того,
к наружной стороне плазмолеммы почти
всегда прилежит надмембранный слой-
гликокалекс. Он содержит гликопротеины
и ферменты.

Химический
состав: 1) липидный компонент: в основе
лежат амфифильные липиды, которые
состоят из 2 частей гидрофобной и
гидрофильной. В воде образуют бислой(
гидрофобные внутри, гидрофильные
снаружи) .

2) белки по локализации в
мембране делятся на 2 группы: интегральные(
глубоко встроены в мембрану) ,
периферические (связаны с одной из
поверхностей мембраны) 3) углеводный
компонент в составе гликолипидов и
гликопротеинов

Функции:
1) опорная: образует форму, фиксирует
клетку в определенном положении.
2)рецепторная: к гормонам медиаторам и
антигенам. 3) взаимодействие с другими
клетками: с помощью рецепторов, могут
вступать взаимодействие.

4) барьерная
функция: за счет липидного слоя не
проницаема для гидрофильных соединений
и ионов. 5) транспортная : транспортная
система белковой природы для переноса
низкомолекулярных веществ.

Клеточные
соединения 4
группы: 1.простой тип (простые и
пальцевидные)


2.сцепляющийся
тип (десмосомы) 3. Запирающего типа
(пллотные) 4.Коммуникационного типа
(нексус и синапс)

Простые
и пальцевидные –взаимодействие слоев
гликокаликса соседних клеток плазмалеммы,
на растоянии 15-20 нм . функция: механическое
соединение клеток.

  • Десмосомы-
    округлые образования, плазмолемма
    клеток в этой области утолщена с
    внутренные стороны дополнительным
    белковым слоем, от них отходят образования
    цитоскелета. Функция: механическое
    соединие клеток

  • Плотные-
    слоих двух плазмолем максимально
    сближены. Функция: запирает межклеточные
    щели, ограничивая тем самым внутреную
    среду организма от внешней.

  • Нексус-
    щелевидный контакт плазмалеммы клеток
    пронизаны полыми трубочками коннексонами,
    которые образуют каналы и связывают
    цитоплазму соседних клеток. Функция :
    перенос ионов мелких молекул и передача
    возбуждения.

  • Синапс-
    в нервной ткани. Включает в себя
    синаптическую мембрану, щель и
    постсинаптическую мембрану. Сигнал
    передается с помощью медиатора. Функция:
    передача возбуждения.

Липосомы-
самопроизвольно
образующиеся в смесях фосфолипидов с
водой замкнутые пузерки.Стенка
состоит из бислоя фосволипидов. Диаметр
от 20 нм до 10-50 мкм.

Помимо барьерной функции, предохраняющей
внутреннюю среду клетки, плазмолемма
выполняет транспортные функции,
обеспечивающие обмен клетки с окружающей
средой.

· пассивный транспорт — способ диффузии
веществ через плазмолемму (ионов,
некоторых низкомолекулярных веществ)
без затраты энергии;

· активный транспорт веществ с помощью
белков-переносчиков с затратой энергии
(аминокислот, нуклеотидов и других);

· везикулярный транспорт через посредство
везикул (пузырьков), который подразделяется
на эндоцитоз — транспорт веществ в
клетку, и экзоцитоз — транспорт веществ
из клетки.

· фагоцитоз — захват и перемещение в
клетку крупных частиц (клеток или
фрагментов, бактерий, макромолекул и
так далее);

· пиноцитоз — перенос воды и небольших
молекул.

· адгезия (прилипание) объекта к цитолемме
фагоцитирующей клетки;

· поглощение объекта путем образования
вначале углубления (инвагинации), а
затем и образования пузырьков — фагосомы
и передвижения ее в гиалоплазму.

пассивный транспорт (Н2О, ионы
низкомолекулярных веществ).

активный
перенос (против градиента концентрации
с затратой энергии за счет расщепления
АТФ (АК, углеводы)). Эти процессы сопряжены
с транспортом ионов, принимают
участие специальные белки — переносчики
— полуинтегральные белки транспорт
крупных биополимеров путем фагоцитоза
и пиноцитоэа

Строение цитоплазматической мембраны (цпм).

В основе органелл мембранного строения
лежит белково-липидный комплекс
жидкостно-мозаичная, динамичная
цитоплазматическая мембрана (ЦПМ).

Химический состав — состоит из белков
(50-55 %) и липидов (40 %).


Схема ультраструктуры: Рис

· двойной слой липидных молекул
(билипидная мембрана), в которую местами
включены молекулы белков — интегральных
и полуинтегральных.

Строение среднего билипидного слоя
цитоплазматической мембраны.

— гидрофильную головку;

— гидрофобные хвосты.

Гидрофобные хвосты липидных слоев
молекул связываются друг с другом и
образуют билипидный слой. Гидрофильные
головки билипидного слоя соприкасаются
с внешней или внутренней средой.

Билипидная мембрана, а точнее ее глубокий
гидрофобный слой, выполняет барьерную
функцию, препятствуя проникновению
воды и растворенных в ней веществ, а
также крупных молекул и частиц.

Гидрофильные головки обеспечивают
транспорт жирорастворимых веществ.

Белковые молекулы встроены в билипидный
слой мембраны локально и не образуют
сплошного слоя. По расположению и функции
выделяют три вида белковых молекул.

1. интегральные (пронизывают всю толщу
билипидного слоя);

2.полуинтегральные, включающиеся только
в монослой липидов (наружный или
внутренний);

3. покровные, прилежащие к мембране, но
не встроенные в нее.

Белки плазмолеммы выполняют следующие
функции.

— покровные белки – формообразующая,
разграничительная, рецепторная.

— полуинтегральные белки выполняют
роль активного транспорта аминокислот
в клетку или из клетки.


— интегральные белки участвуют в
транспорте электролитов, ионов.

Анафаза

Хромосомы
все одновременно теряют связь друг с
другом в области центромер и синхронно
начинают удаляться друг от друга по
направлению к противоположным полюсам
клетки.

Скорость движения хромосом
равномерная, она может достигать 0,2—
0,5 мкм/мин. Анафаза — самая короткая
стадия митоза (несколько процентов от
всего времени), но за это время происходит
ряд событий.

Движение
хромосом складывается из двух процессов,
расхождения их по направлению к полюсам
и дополнительного расхождения самих
полюсов.

Предположения
о сокращении микротрубочек как о
механизме расхождения хромосом в митозе
не подтвердились, поэтому многие
исследователи поддерживают гипотезу
«скользящих нитей», согласно которой
соседние микротрубочки, взаимодействуя
друг с другом (например, хромосомные и
полюсные) и с сократительными белками,
тянут хромосомы к полюсам.

Строение плазмолеммы – оболочки клетки.

Строение и функции плазмолеммы (цитолеммы)

Плазмолемма- оболочка животной
клетки, ограничивающая ее внутреннюю
среду и обеспечивающая взаимодействие
клетки с внеклеточной средой.


Плазмолемма имеет толщину около 10 нм
и более.

Химический состав- состоит из
белков 50-55 %, 40 % из липидов, 5-10 % — углеводов
(в составе гликокаликса),

Ультраструктура.Плазмолемма состоит
из трех слоев, которые четко просматриваются
на электроннограммах.

1.наружный (электронноплотный)

2.промежуточный (с низкой электронной
плотностью)

3.внутренний (электронноплотный)

Плазмолемму можно представить
схематично.

1.Наружный надмембранный слой, или
гликокаликс хорошо развит у ряда
дифференцированных, зрелых клеток.
Представлен молекулами углеводов,
имеющими вид разветвленных цепочек.

Молекулы углеводов структурно связаны
с белками и липидами ЦПМ. Находящиеся
на внешней поверхности плазмолеммы
белки, в также гидрофильные головки
липидов обычно связаны с цепочками
углеводов и образуют сложные полимерные
молекулы гликопротеиды и гликолипиды.

Именно эти макромолекулы и составляют
надмембранный слой — гликокаликс.
Гликопротеиды обладают антигенными
свойствами, т.е. выполняют защитную
функцию.

Хорошо развит гликокаликс у
эпителиальных клеткок, яйцеклетки и
сперматозоидов. Кроме того, между
молекулами углеводов располагаются
белки – рецепторы и белки – ферменты.

2. Промежуточный слойплазмоллеммы
представлен ЦПМ.

3. Подмембранный (внутренний) слойобразован микротрубочками и
микрофиламентами. Внутренний слой
расположен со стороны цитоплазмы клетки.
Он представлен двумя видами структур:
микрофилламентами и микротрубочками,
которые вместе выполняют роль цитоскелета.

Микрофиламенты – это фибриллярные
сократительные белки. Кроме того,
микрофиламенты сокращаясь участвуют
в процессах выведения веществ и включений
из цитоплазмы клеток.

Микротрубочки
дополнительно участвуют в транспорте
ионов, электролитов через цитоплазму
клеток. Степень развития структур
цитоскелета неодинакова у различных
клеток.

Телофаза

Телофаза
начинается с остановки разошедшихся
диплоидных (2n) наборов хромосом (ранняя
телофаза) и кончается началом реконструкции
новых интерфазных ядер (поздняя телофаза,
ранний G1-период) и разделением исходной
клетки на две дочерние (цитокинез,
цитотомия).

В ранней телофазе хромосомы,
не меняя своей ориентации (центромерные
участки — к полюсу, теломерные — к
центру веретена), начинают деконденсироваться
и увеличиваться в объеме.

В местах их
контактов с мембранными пузырьками
цитоплазмы образуется новая ядерная
оболочка. После замыкания ядерной
оболочки начинается формирование новых
ядрышек. Клетка переходит в новый
G1-период.

Важное
событие телофазы — разделение клеточного
тела, или цитотомия, или же цитокинез,
— происходит у клеток животных путем
образования перетяжки в результате
впячивания плазматической мембраны
внутрь клетки.

При этом в кортикальном,
подмембранном слое цитоплазмы
располагаются сократимые элементы типа
актиновых фибрилл, ориентированные
циркулярно в зоне экватора клетки.

Сокращение такого кольца приведет к
впячиванию плазматической мембраны в
области этого кольца, что завершается
разделением клетки перетяжкой на две
дочерние.

При
повреждении митотического аппарата
(действие холода или агентов, вызывающих
деполимеризацию тубулинов) может
произойти или задержка митоза в метафазе,
или рассеивание хромосом.

При нарушениях
репродукции центриолей могут возникать
многополюсные и асимметричные митозы
и т.д. Нарушения цитотомии приводят к
появлению гигантских ядер или многоядерных
клеток.

Морфология митотических хромосом

Как
интерфазные, так митотические хромосомы
состоят из элементарных хромосомных
фибрилл — молекул ДНП (дезоксирибонуклеопротеида).
В последнее время принято считать, что
на каждую хромосому приходится одна
гигантская фибрилла ДНП, сложно уложенная
в относительно короткое тельце —
собственно митотическую хромосому.

Установлено, что в митотической хромосоме
существуют боковые петли этой гигантской
молекулы дезоксирибонуклеопротеида.
Боковые петли хромосом в вытянутом
состоянии могут достигать 30 мкм.

При их
компактизации (спирализации) образуются
структуры промежуточного характера —
так называемые хромонемные
фибриллы.
Взаимодействие этих компонентов хромосом
друг с другом и их взаимная агрегация
приводят к конечной компактизации
хроматина в виде митотической хромосомы.

Морфологию
митотических хромосом лучше всего
изучать в момент их наибольшей конденсации,
в метафазе и в начале анафазы. Хромосомы
в этом состоянии представляют собой
палочковидные структуры разной длины
с довольно постоянной толщиной.

У
большинства хромосом удается легко
найти зонупервичной
перетяжки (центромеры),
которая делит хромосому на два плеча
(рис. 22). Хромосомы с равными или почти
равными плечами называют метацентрическими,
с плечами неодинаковой длины —
субметацентрическими.

В
области первичной перетяжки
расположен кинетохор.
От этой зоны во время митоза отходят
микротрубочки клеточного веретена,
связанные с перемещением хромосом при
делении клетки.

Некоторые хромосомы
имеют, кроме того, вторичные
перетяжки,
располагающиеся вблизи одного из концов
хромосомы и отделяющие маленький участок
— спутник хромосомы.

Вторичные перетяжки
называют, кроме того, ядрышковыми
организаторами (см. предыдущую
лекцию),
так как именно на этих участках хромосом
в интерфазе происходит образование
ядрышка.

Рис.
22. Строение хромосомы. Хромосома в
световом микроскопе (А) и ее схематическое
изображение (Б); хромосома при
дифференциальной окраске (В) и ее
схематическое изображение (Г);

Д —
хромосома в сканирующем электронном
микроскопе; Е — хромосома в трансмиссионном
мегавольтном электронном микроскопе;
1 — теломеры; 2 — центромеры; 3 — плечи
хромосомы.

Плечи
хромосом оканчиваютсятеломерами —
конечными участками. Теломерные участки
хромосом характеризуются отсутствием
способности к соединению с другими
хромосомами или их фрагментами и
выполняют защитную функцию.

В каждом
цикле деления теломеры клетки
укорачивается, из-за неспособности
ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК
с самого конца. Данный феномен носит
название концевой недорепликации и
является одним из важнейших факторов
биологическогостарения.

Специальный ферменттеломераза при
помощи собственной РНК-матрицы достраивает
теломерные повторы и удлиняет теломеры.
В большинстве дифференцированных клеток
теломераза заблокирована, однако активна
в стволовых и половых клетках.

За
открытие защитных механизмов хромосом
от концевой недорепликации с помощью
теломер и теломеразы в 2009 году присуждена
Нобелевская премия по физиологии и
медицине.

Размеры
хромосом, как и их число, у разных
организмов варьируют в широких пределах.
Совокупность числа, размеров и особенностей
строения хромосом называется кариотипом
данного вида.

При
специальных методах окраски хромосомы
неравномерно воспринимают красители:
вдоль их длины наблюдается чередование
окрашенных и неокрашенных участков —
дифференциальная неоднородность
хромосомы.

Важно то, что каждая хромосома
имеет свой, неповторимый рисунок такой
дифференциальной окраски. Применение
методов дифференциальной окраски
позволило детально изучить строение
хромосом.

Хромосомы
человека принято
подразделять по их размерам на 7 групп
(А, В, С, D, E, F, G). Если при этом легко
отличить крупные (1, 2) хромосомы от мелких
(19, 20), метацентрические от акроцентрических
(13), то внутри групп трудно различить
одну хромосому от другой.

Так в группе
С6 и С7 хромосомы схожи между собой, так
же как и с Х-хромосомой. Дифференциальное
окрашивание позволяет четко отличить
эти хромосомы друг от друга.

Уровни течения регенераторного процесса

  1. организменный
    – течение регенерации требует низкой
    специализации клеток и тканей и
    отсутствие сформированных органов
    (гидра)

  2. органный
    — регенерация осуществляется за счет
    более низких

уровней
(клеточного и внутриклеточного)

— у млекопитающих при регенерации
внутренних органов не достигаются
исходные анатомические

параметры,
а восстанавливается масса органа,

структуры,
обеспечивающие функцию органа


в органе регенерирует одновременно
несколько

тканей


смена рогов, зубов

3.
тканевой

каждая из тканей, входящая в состав
органа имеет

свои особенности регенерации

— при регенерации органа может возникать
дискоорди-

нация течения этих процессов в
разных тканях —

«патологическая
регенерация» — развитие
соеди-
нительной ткани при инфаркте миокарда
идет более

быстро,
чем регенерация сердечной мышцы —
фор- мируется рубец.

Три
группы тканей по используемому уровню
регенерации:

  1. ткани,
    клетки которых регенерируют путем
    клеточной регенерации — органы, имеющие
    в основе такую ткань входят в группу —
    «обновляющихся органов»

  1. эпителиальные
    – кожи, слизистых, серозхных оболочек,
    эндотелий

  2. соединительные
    ткани – костная, хрящевая, РСТ, лимфоидная,
    миелоидная,

  1. ткани,
    клетки которых регенерируют путем
    клеточной и внутриклеточной регенерации
    — а органы называются «растущие»

  1. эпителиальные
    ткани — паренхиматозных органов:
    печени, почек, легких, поджелудочной
    железы, эндокринных желез

  2. мышечные
    ткани — поперечно-полосатые скелетного
    типа, гладкая (внутренних органов)

  1. ткани,
    клетки которых регенерируют путем
    внутриклеточной регенерации — органы
    называются «статичные»

  1. поперечно-полосатая
    мышечная ткань сердечного типа

  2. нервная
    ткань

Становится
понятно, что ткани входящие в один орган
могут регенерировать разными способами
и с различной скоростью, что и определяет
особенности и исход регенераторного
процесса на уровне органа.

При этом
ткани, использующие уровень клеточной
регенерации восстанавливаются с
значительно большей скоростью, чем те,
у которых преобладает развитие
регенераторного процесса на внутриклеточном
уровне (инфаркт – соединительно-тканный
рубец формируется быстрее, чем регенерирует
мышечная ткань).


4.
клеточный

— обеспечиваются на внутриклеточном
уровне

механизмы:

  1. митоз

  2. эндомитоз
    (в части органов — печень)

5.
внутриклеточный

— регенерация на уровне внутриклеточных

структур

  1. физиологическая
    — обновление структур

  2. репаративная
    — гипертрофия и гиперплазия структур,

т.е. увеличение их числа и размеров

Регенераторный
процесс и митотический цикл клетки:

  • исследование
    регенерации при помощи методов
    авторадиографии и ДНК-цитомерии
    показало, что митотические циклы всех
    эукариотических организмов сходны
    между собой:

1.
пресинтетический (G1)
— подготовительный к синтезу ДНК

— синтез мРНК, белков, ферментов, необхо-

димых для репликации ДНК

— продолжительность – 8 часов

— ядра содержат диплоидный набор

хромосом – 2n,
количество ДНК – 2с

2.
синтетический (S)
— за это период количество ДНК
удваивается


продолжительность – 6-8 часов


в этот период при введении в организм

тимидина, меченного радиоактивной мет-

кой можно наблюдать его включение в

ДНК


количество ДНК – 2с-4с

3.
премитотический (G2)
— нет уже синтеза ДНК, синтезируется

РНК
и белок


ядра клеток тетраплоидные (4с)


конденсация хроматина


продолжительность – 2-3 часа

Первые
три периода объединяют в аутосинтетическую
интерфазу

,
которая соответствует отрезку цикла
между делениями, когда ядерный хроматин
распределен по оформленному ядрк и не
удается обнаружить хромосомы.

4.
митотический период —

1.
профаза – хромосомы из двух хроматид

2.
метафаза – хромосомы выстраиваются
поперек

митотического
веретена


3.
анафаза — хроматиды разделяются и
расходятся

4.
телофаза – деконденсация хроматид,
образовани

ядерных мембран, перетяжка плаз-

матической мембраны


продолжительность – около 1 часа


Регуляция
скорости прохождения митотического
цикла — в G1
и G2-
периодах.

Вне
митотического периода – период покоя
(Go).

Жизненный
цикл клетки – более широкое понятие,
чем митотический цикл. В него входят:

  1. митотический
    цикл

  2. период
    роста клетки

  3. период
    дифференцировки клетки

  4. период
    выполненеия специфических функций

  5. период
    покоя

Процессы
синтеза РНК и белков, осуществляемые в
клетке за пределами митотического цикла
обеспечивают гетеросинтетическую
интерфазу. В
зависимости от скорости клеточного
обновления ткани временные соотношения
между аутосинтетической и гетеросинтетической
интерфазлй будут различными.

В тканях
с быстрым клеточным обновлением
преобладают аутосинтетические процессы,
а продолжительность жизненного цикла
лишь незначительно превышает митотический
цикл (процесс дробления).

Противоположность
– нервная ткань – в нейроцитах
гетеросинтетические процессы занимают
доминирующее место. Т.о. жизненные циклы
клеток из разных тканей могут значительно
отличаться друг от друга. Два основных
вида:

  1. цикл
    «от деления до деления» —


клетка появившаяся после митоза
заканчивает свой

жизненный цикл в результате вступления
в новый

митоз


2.
цикл «от деления до разрушения» —


клетка, появившаяся после митоза
стареет, изнашива-

ется и разрушается путем апоптоза.


клетки с таким жизненным циклом достигают
макси-

мально возможной специализации и
теряют возмож-

ность к делению (сегментоядерный
нейтрофил)

Т.о.
в одну ткань могут входить клетки с
совершенно различными жизненными
циклами, которые объединяются в клеточный
дифферон

Возрастные
особенности регенераторных процессов:

  1. при
    старении

а.
снижается митотическая активность.

б.
стимулируется эндомитоз (при наличии
этого способа регенерации)

в.
активация процессов внутриклеточной
регене-

рации

  1. снижение
    митотической активности связана с
    задержкой прохождения клетками
    пресинтетического (G1)
    и премитотического периодов (G2)
    клеточного цикла

  2. При
    старении организма происходит увеличение
    числа тучных и

лимфоидных
клеток в органах.

Вопрос 2. Плазмолемма: строение, химический состав, функции. Виды межклеточных соединений, их структурно-функциональная характеристика. Липосомы.

Простое — сближение
клеток синцитий до 15-20 нм. ( происходит
взаимодействие гликокаликсов
соседних клеток)


Плотное
— оболочки максимально сближены,
сливаются, обеспечивают механическое
сближение,
(миокардиоциты )

Десмосомы — небольшая площадка до 0,5
мкм, электронноплотная.

Щелевидное соединение
(нексус) — 0,5 — 3 мкм, где между оболочками
до 2-3 нм в цитоплазме
обоих клеток имеются каналы, состоящие
из белковых комплексов (коннексомы).

Синапсы — участки контактов
двух клеток, специализированных для
односторонней передачи
возбуждения или торможения.

4. Рецепторная.

Эту
роль выполняют
рецепторные белки, а также гликопротеиды,
которые
формируют
на поверхности мембраны специфические
структуры. Пример: штифтики
у ре-цепторных
вкусовых луковиц,
«булавы»
— у чувствительных обонятельных клеток
и т.д.

Есть
рецепторы,
отвечающие за
взаимное распознавание клеток, развитие
иммунитета.
Есть
рецепторы,
реагирующие на
физические факторы, родопсин
— фоторецепторный белок иодопсин
в
плазмолемму светочувствительных клеток.

Значительная часть поверхностных
гликопротеидов и гликолипидов выполняют
в норме рецепторные функции, воспринимают
гормоны и другие биологически активные
вещества.

РОЛЬ:рецепторы
передают воспринимаемые сигналы на
внутриклеточные ферментные системы,
усиливая или угнетая обмен веществ, и
тем самым оказывают влияние на функции
клеток.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector