Шпаргалка по "Цитологии"

Общим для элементов цитоскелета является то, что все они представляют собой белковые, неветвящиеся фибриллярные полимеры, нестабильные, способные к полимеризации и деполимеризации. Такая нестабильность может приводить к некоторым вариантам клеточной подвижности, например к изменению формы клетки. Некоторые компоненты цитоскелета при участии специальных дополнительных белков могут стабилизироваться или образовывать сложные фибриллярные ансамбли и играть только каркасную роль. При взаимодействии с другими специальными белками-транслокаторами (или моторными белками) они могут участвовать в разнообразных клеточных движениях.

По своим свойствам и функциям элементы цитоскелета можно разделить на две группы: только каркасные фибриллы — промежуточные филаменты, а также опорно-двигательные, например актиновые микрофиламенты, взаимодействующие с моторными белками — миозинами, и тубулиновые микротрубочки, взаимодействующие с моторными белками динеинами и кинезинами.

 Причем во второй  группе фибрилл цитоскелета (микрофиламенты и микротрубочки) могут происходить два принципиально различных способа движения. Первый из них основан на способности основного белка микрофиламентов — актина, и основного белка микротрубочек — тубулина, к полимеризации и деполимеризации, что при связи этих белков с плазматической мембраной может вызывать ее морфологические изменения в виде образования выростов (псевдоподий и ламеллоподий) на краю клетки. Псевдоподии и тонкие выросты (филоподии) могут или втягиваться обратно в клетку, или закрепляться на поверхности клетки и затем участвовать в перемещении клетки по субстрату.

 При другом способе  передвижения фибриллы актина (микрофиламенты) или тубулина (микротрубочки) являются направляющими структурами, по которым перемещаются специальные подвижные белки — моторы. Последние могут связываться с мембранными или фибриллярными компонентами клетки и тем самым участвовать в их перемещении.

2. Цитокинез и кариогенез

Цитокинез, цитотомия — деление тела эукариотной клетки. Цитокинез обычно происходит после того, как клетка претерпела деление ядра (кариокинез) в ходе митоза или мейоза. В большинстве случаев цитоплазма и органоиды клетки распределяются между дочерними клетками приблизительно поровну.

Обычно клеточные ядра размножаются путем кариокинеза. Кариокинез может протекать по одному из двух основных типов, называемых: а) митозом и б) мейозом. Митоз завершается образованием из одного ядра двух дочерних. Мейоз заключает цикл из двух последовательных кариокинезов: в первом из них ядро делится на два дочерних, во втором —каждое из двух дочерних ядер делится на два. Первое и второе деления имеют некоторые отличия друг от друга и от митоза.

Митоз протекает непрерывно, но при описании ход его подразделяют условно на четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В профазе происходит путем агрегации частиц кариолимфы образование телец, называемых хромосомами.

Образование совершается по типу упомянутого выше характерного для коллоидальных систем обособления фаз. Как показали исследования профессора Ленинградского университета, Макарова, в однородной массе интеркинетического ядра в начале профазы появляются беспорядочно расположенные мельчайшие капли. Величина и количество их возрастают, они располагаются в четкообразные ряды и, сливаясь, образуют палочковидные или нитевидные структуры — хромосомы.

В результате происходит расслоение вещества ядра на продукт коацервации и коагуляции — хромосомы — и так называемый ядерный сок. Хромосомы — коллоидные тельца, богатые дезоксирибозонуклеиновой кислотой, сильно окрашиваются отмеченными выше основными красками. Ядерный сок — коллоидальный раствор белков не нуклеопротеидной природы, не окрашивающийся упомянутыми красками.

3. Развитие ткани в онтогенезе

В онтогенезе различают следующие этапы развития тканей:

· I этап топической(ортопедической) дифференцировки – презумптивные (предположительные) зачатки тканей оказываются в определенных зонах цитоплазмы яйцеклетки, а затем и зиготы;

· II этап бластомерной дифференцировки – в результате дробления зиготы презумптивные зачатки тканей оказываются локализованными в разных бластомерах зародыша;

· III этап зачатковой дифференцировки – в результате гаструляции презумптивные зачатки тканей локализованы в различных участках зародышевых листков;

· IV этап гистогенез – процесс преобразования зачатков тканей в ткани в результате пролиферации, роста, индукции, детерминации, миграции и дифференцировки клеток.

Имеется несколько теорий развития тканей в филогенезе. Наиболее значительными из них являются:

· Закон параллельных рядов (А. А. Заварзин) – ткани животных разных классов и видов, выполняющие одинаковые функции, имеют сходное строение, так как развиваются они параллельно у разных животных филогенетического древа;

· Закон дивергентной эволюции тканей (Н. Г. Хлопин) – в филогенезе происходит расхождение признаков тканей и появление новых разновидностей ткани в пределах тканевой группы, что приводит к усложнению животных организмов и увеличению разнообразия тканей.

Состояние структурных компонентов тканей и их функциональная активность постоянно изменяются под воздействием внешних факторов. Прежде всего отмечаются ритмические колебания структурно-функционального состояния тканей – биологические ритмы: суточные, недельные, сезонные, годичные. Внешние факторы могут вызывать адаптивные (приспособительные) изменения и дезадаптивные, приводящие к распаду тканевых компонентов. Имеются регуляторные механизмы (внутритканевые, межтканевые, организменные), обеспечивающие поддержание структурного гомеостаза.

Внутритканевые регуляторные механизмы обеспечиваются, в частности, способностью зрелых клеток выделять биологически активные вещества – кейлоны, угнетающие размножение молодых (стволовых и бластных) клеток этой же популяции. При гибели значительной части зрелых клеток выделение кейлонов уменьшается, что стимулирует пролиферативные процессы и приводит к восстановлению численности клеток данной популяции.

Билет №5.2

1)клеточная теория,история создания

Клеточная теория – важнейшее биологическое обобщение, согласно которому все живые организмы состоят из клеток. Изучение клеток стало возможным после изобретения микроскопа. В 1590 году Янсен изобрел микроскоп, в котором увеличение обеспечивалось соединением двух линз.

Впервые клеточное строение у растений (срез пробки) обнаружил английский ученый, физик Р.Гук, он же предложил термин "клетка" (1665 г.). Голландский ученый Антони ван Левенгук впервые описал эритроциты позвоночных, сперматозоиды, разнообразные микроструктуры растительных и животных клеток, различные одноклеточные организмы, в том числе бактерии.

В 1831 г. англичанин Р.Броун обнаружил в клетках ядро. В 1838 г. немецкий ботаник М.Шлейден пришел к выводу, что ткани растений состоят из клеток и что в любой растительной клетке есть ядро. Немецкий зоолог Т.Шванн показал, что из клеток состоят и ткани животных. В 1839 г. вышла книга Т.Шванна «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений, в которой он доказывает, что клетки, содержащие ядра, представляют собой структурную и функциональную основу всех живых существ. Основные положения клеточной теории Т. Шванна можно сформулировать следующим образом.

1) Клетка – элементарная  структурная единица строения  всех живых существ.

2) Клетки растений и  животных самостоятельны, гомологичны друг другу по происхождению и структуре. М.Шдейден и Т.Шванн ошибочно считали, что главная роль в клетке принадлежит оболочке и новые клетки образуются из межклеточного бесструктурного вещества. В дальнейшем в клеточную теорию были внесены уточнения и дополнения, сделанными другими учеными.

Еще в 1827 г. академик Российской АН К.М.Бэр, открыв яйцеклетки млекопитающих, установил, что все организмы начинают свое развитие с одной клетки, представляющей собой оплодотворенное яйцо. Это открытие показало, что клетка является не только единицей строения, но и единицей развития всех живых организмов.

В 1855 г. немецкий врач Р.Вирхов приходит к выводу, что клетка может возникнуть только из предшествующей клетки.

На современном уровне развития биологии основные положения клеточной теории можно представить следующим образом.

^ 1. Клетка – элементарная  живая система, единица строения, жизнедеятельности, размножения и  индивидуального развития организмов.

Клетки всех живых организмов сходны (гомологичны) по строению и химическому составу.

Новые клетки возникают только путем деления ранее существовавших клеток.

Клетка может быть самостоятельным организмом, осуществляющим всю полноту процессов жизнедеятельности (прокариоты и одноклеточные эукариоты). Все многоклеточные организмы состоят из клеток. Рост и развитие многоклеточного организма – следствие роста и размножения одной или нескольких исходных клеток Многоклеточные организмы представляют собой ассоциации специализированных клеток, объединенных в целостные системы, которые регулируются нервными и гуморальными механизмами.

^ Клеточная организация  возникла на заре жизни и  прошла длительный путь эволюционного  развития от безъядерных форм (прокариот) к ядерным (эукариотам).

Клеточное строение организмов – доказательство единства происхождения всего живого.

2)транспотр через мембрану

В мембранах клеток существуют белки-транслоказы. Взаимодействуя со специфическим ли-гавдом, они обеспечивают его диффузию (транспорт из области большей концентрации в область меньшей) через мембрану

 Существуют транслоказы, переносящие только одно растворимое в воде вещество с одной стороны мембраны на другую. Такой простой транспорт называют "пассивный унипорт". Примером унипорта может служить функционирование ГЛЮТ-1 - транслоказы, переносящей глюкозу через мембрану эритроцита.

Некоторые транслоказы могут переносить два разных вещества по градиенту концентраций в одном направлении - пассивный симпорт, или в противоположных направлениях - пассивный антипорт.

Перенос некоторых лигандов (ионов, глюкозы, аминокислот) через мембраны происходит против градиента концентрации и сопряжён с затратой энергии (активный транспорт). Перенос лигандов через мембрану, связанный с затратой энергии АТФ, называют "первично-активный транспорт".

2. Вторично-активный транспорт 

 Перенос некоторых растворимых веществ против градиента концентрации зависит от одновременного или последовательного переноса другого вещества по градиенту концентрации в том же направлении (активный симпорт) или в противоположном (активный антипорт). В клетках человека ионом, перенос которого происходит по градиенту концентрации, чаще всего служит Na+.

Траспортные белки обеспечивают перемещение через клеточную мембрану полярных молекул небольшого размера, но они не могут транспортировать макромолекулы, например белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды или ещё более крупные частицы. Механизмы, с помощью которых клетки могут усваивать такие вещества или удалять их из клетки, отличаются от механизмов транспорта ионов и полярных соединений.

Эндоцитоз - Перенос вещества из среды в клетку вместе с частью плазматической мембраны называют. Путем эндоцитоза (фагоцитоза) клетки могут поглощать большие частицы, такие как вирусы, бактерии или обломки клеток. Захват больших частиц осуществляется в основном специализированными клетками - фагоцитами.

 Поглощение жидкости  и растворённых в ней веществ  с помощью небольших пузырьков  называют "пиноцитоз". Усвоение веществ механизмом эндоцитоза (пиноцитоза) характерно для всех клеток.

Цикл эндоцитоза начинается в определённых участках плазматической мембраны, называемых "окаймлённые ямки". На долю окаймлённых ямок приходится всего 1-2% общей площади мембраны. Белок клатрин образует решётчатые структуры, связанные с углублениями на поверхности плазматической мембраны.

 Окаймлённые ямки втягиваются  в клетку, сужаются у основания, отделяются от мембраны, образуя  окаймлённые пузырьки (пиноцитозные пузырьки). Время жизни окаймлённых ямок невелико, они формируются в течение минуты, затем совершают цикл эндоцитоза.

 Вещества в составе  пиноцитозных пузырьков не смешиваются с другими макромолекулами клетки. Они заканчивают свой путь в лизосо-мах, а мембранные компоненты пузырьков, содержащие клатрин, возвращаются в плазматическую мембрану.

 Эндоцитоз, происходящий с участием рецепторов, встроенных в окаймлённые ямки, позволяет клеткам поглощать специфические вещества. Макромолекулы или частицы связываются рецепторами и накапливаются в окаймлённой ямке. Затем следует погружение в клетку и отделение эндоцитозного пузырька, в составе которого находится поглощённое вещество, мембранные компоненты окаймлённой ямки и рецептор. В разные окаймлённые ямки могут быть встроены разные рецепторы.

Экзоцитоз

 Макромолекулы, например  белки плазмы крови, пептидные  гормоны, пищеварительные ферменты, белки внеклеточного матрикса, ли-попротеиновые комплексы, синтезируются в клетках и затем секретируются в межклеточное пространство или кровь. Но мембрана непроницаема для таких макромолекул или комплексов, их секреция происходит путём экзоцитоза. Особенность экзоцитоза в том, что секретируе-мые вещества локализуются в пузырьках и не смешиваются с другими макромолекулами или органеллами клетки. В ходе экзоцитоза содержимое секреторных пузырьков выделяется во внеклеточное пространство, когда они сливаются с плазматической мембраной.

3)железистый эпителий(цикл секреции)

Для железистых эпителиев характерна выраженная секреторная функция. Железистый эпителий состоит из железистых, или секреторных, клеток — гландулоцитов. Они осуществляют синтез и выделение специфических продуктов — секретов на поверхность: кожи, слизистых оболочек и в полости ряда внутренних органов [это внешняя (экзокринная) секреция] или же в кровь и лимфу [это внутренняя (эндокринная) секреция]. Путем секреции в организме выполняются многие важные функции: образование молока, слюны, желудочного и кишечного сока, жёлчи.