Лекция Цитоплазма. Немебранные органоиды немембранные органоиды. Рибосомы



Дата17.10.2018
өлшемі114.01 Kb.
түріЛекция
Занятие 9. Биология 10-11 класс.

Изучите лекцию.

Лекция 7. Цитоплазма. Немебранные органоиды

НЕМЕМБРАННЫЕ ОРГАНОИДЫ.



РИБОСОМЫ.

По своей биохимической структуре являются рибонуклеопротеидами или РНП. В рибосомах выделяют большую субьединицу, малую субьединицу. Они достаточно сложно взаимодействуют друг с другом. Формирование рибосом у эукариот происходит в ядре, в ядрышковой сети, а затем большая и малая субьединицы мигрируют в поровые комплексы в цитоплазму . Рибосомы про- и эукариот отличаются друг от друга в первую очередь по величине. У эукориот рибосомы 25-30 нм , у прокориот – 20-25нм. Различаются они и по коэффициентам седиментации. У эукориот в малой субьединицы рРНК 18S, у большой субьединицы – 5S, 5,8S, 28S. У прокориот в малой субьединице рРНК – 16S, в большой - 5S и 23S. У эукориот в малой субьединице содержится примерно 34 белка, в большой – примерно 43 белка. У прокориот в малой субьединице - примерно 21 белок, в большой - примерно 34 белка.



КЛЕТОЧНЫЙ ЦЕНТР

Это универсальный немембранный органоид эукориотной клетки, в нем выделяют 2 компонента:



  1. центросома

  2. центросфера.

Центросома представлена плотным немембранным тельцем, в основном белковой природы. Здесь локализован γ-тубулин, который участвует в организации микротрубочек.

Центросфера образуется фибриллярными белками. В основном в состав центросферы входят микротрубочки. Кроме того здесь находится большое количество скелетных фибрилл и микрофибрилл, которые фиксируют клеточный центр около ядерной мембраны. У большинства эукориот центросома имеет центриолярное строение, т.е. состоит из двух центриолей, которые направлены друг к другу под углом 900. центриолярное строение отсутствует у некоторых простейших, например, споровиков, у немотод, у высших растений и низших грибов. Если в клетке отсутствуют центриоли, то такие клетки не способны к образованию жгутиков. Центриоль представляет собой цилиндрическое тельце полое внутри, стенка которого представлена триплетами микротрубочек, 9 триплетов располагаются по периферии и они связаны между собой денеиновыми ручками. Каждый триплет состоит из одной полной ( 13 протофибрил) и двух неполных (11 протофибрил). В центре такого цилиндра находится белковая ось, от которой к триплетам и денеиновым ручкам отходят белковые спицы. Центриоль окружена бесструктурным веществом, которое получило название центриолярный матрикс. В нем локализованы ЦОМТы, которые состоят из γ-тубулина.



Перед делением клетки все ЦОМТы центриолярного матрикса сближатся, формируя структуру, которая получила название гало. Перед делением клетки происходит удвоение клеточного центра , причем материнские центриоли расходятся и к каждой материнской центриоле под углом 900 достраивается дочерняя центриоль. Это необходимо для равномерного распределения ЦОМТов по дочерним клеткам.

Функции клеточного центра.

  1. участвуют в образовании микротрубочек, которые уходят в цитоплазму или становятся компонентом СОСА

  2. клеточный центр участвует в организации митотического веретена деления

  3. центриоли участвуют в формировании жгутиков и ресничек

Выполните задания

1.Опишите функции немембранных органоидов.

2.Какое строение имеет центросфера.
Занятие 12. Биология 10-11 класс.

Изучите лекцию.

Лекция 8. Ядерный аппарат
В составе ядерного аппарата можно выделить несколько комплексов:

  1. поверхностный аппарат ядра или кариотека

  2. кариоплазма, нуклеоплазма, ядерный сок или кариолимфа

  3. ядерный матрикс

  4. хромосома.

Кариотека состоит из нескольких элементов:

  1. ядерная оболочка или кариолемма

  2. белковые поровые комплексы

  3. периферическая плотная пластинка (ППП), которая подстилает кариолемму.

Кариолемма представлена двумя мембранами наружной и внутренней. Эти мембраны переходят друг в друга в районе пор, между мембранами находится переуклеарное пространство. Наружная мембрана ядро напосредственно переходит в мембрану шЭПС, поэтому в натоящее время считается, что ядерный аппарат возник как специализированная часть ЭПС и его возникновение способствовала изоляции генетического материала от остальной цитоплазмы. На наружной мемране могут располагаться рибосомы , кроме того здесь локализовано большое количество перенносчиков, ферментов и рецепторов. В кариолемме располагается большое количество пор, причем количество пор зависит от функциональной активности ядра. В порах располагаются поровые комплексы, главная функция которых состоит в специфическом транспорте макромолекул из ядра и в ядро. Каждый поровый комплекс представляет собой систему крупных белковых гранул, причем в каждой комплекс входят периферические глобулы и одна центральная глобула. Периферические глобулы образуют наружное и внутренней кольцо, причем каждое кольцо состоит из 8 глобул. Эти кольца связаны с центральной глобулой фибриллярными белками, которые придают целостность всему комплексу. Фиксация периферических глобулярных колец осуществляется за счет гидрофобных взаимодействий с наружной и внутренней мембраной, а также за счет взаимодействия с ППП. Через центральную глобулу из ядра в цитоплазму транспортируются мРНК, из цитоплазмы в ядро транспортируются полипептиды, причем на центральной глобуле есть рецепторы, опознающие белковые молекулы, и транспорт белков идет с затратой энергии АТФ. Белки, попадающие в ядро, называются нуклеофильными т.к. они обладают пептидной сигнальной последовательностью. Через периферические глобулы из ядра в цитоплазму транспортируются тРНК и субьединицы рибосом.

ППП это сложная белковая структура, которая состоит из скелетных белков или ламин, взаимодействующих друг с другом. В состав ППП входят три ламины, которые, взаимодействуя между собой, формируют сложную решетчатую структуру. Ламины подстилают только внутреннюю мембрану, в районе поровых комплексов они прерываются.



  1. ламины образуют кариоскелет

  2. могут взаимодействовать со скелетными белками цитоплазмы в районе поровых комплексов и, следовательно, участвовать в организации всего цитоскелета

  3. участвуют в организации внутреннего периферического кольца порового комплекса

  4. участвует в организации хроматина, т.к. к ламинам прикрепляются теломерные участки хромосом.

Кариоплазма по строению кариоплазма сходна с гиалоплазмой, однако, в ней в большой концентрации находятся нуклеотиды, различные ферменты матричных процессов. Кроме того, в кариоплазме локализованы белки ядерного матрикса.

Ядерный матрикс – это взаимодействующая сеть фибриллярных белков, которая своими концами взаимодействует с ламинами. Основная функция белкового ядерного матрикса заключается в организации хроматина. Эти белки участвуют в создании хромомерного уровня. К белкам ядерного матрикса прикрепляется нуклеомерная нить своими участками начала репликации, т.е. репликаторами, поэтому ядерный матрикс участвует в организации матричных процессов. В составе ядерного матрикса есть специальные участки, в которых нити матрикса образуют сгущения, это т.н. ядрышковая сеть, причем здесь к белкам ядерного матрикса прикреплены специальные участки хромосом, в которых располагаются гены для рРНК. Эти гены получили название ядрышковые организаторы. В ядрышке происходит синтез рРНК, объединение РНК с нуклеофильными белками, формируются субьединицы рибосом.

Хромосомы. С химической точки зрения состоят из хроматина (смотри уровни организации хроматина).

Задание

  1. Составьте вопросы к изученной лекции



Занятие 13. Биология 10-11 класс.

Изучите лекцию.
Лекция 9. Жизненный цикл клетки. Митоз

Жизненным циклом называют период от появления клетки до ее гибели или деления. В общем виде жизненный цикл делится на две фазы:



  1. фаза интенсивной метаболической активности

  2. деление клетки и распределение генетического материала по дочерним клеткам.

Простейшим вариантом жизненного цикла является жизненный цикл у прокориот, в котором выделяют

S-фазу или фазу роста и простое бинарное деление (смотри размножение прокориот).

У эукориот распределение генетического материала осложнено наличием большого количества линейных ДНК, наличием ядерной мембраны, поэтому универсальным делением для эукориот является митоз, при котором для распределения генетического материала используется специальный аппарат деления, основу которого составляет белковые нити, это так называемое веретено деления. Следовательно, жизненный цикл эукориот получил название митотический жизненный цикл. Митоз в нем занимает не более 10%, а все остальное время протекает фаза интенсивного метаболизма, которая называется интерфазой и в ней выделяют:

 


  1. постмитатический период или G1-период. В этот период наблюдается активные процессы транскрибции и трансляции, активируется энергообмен. В клетке резко увеличивается обьем цитопалзмы. Во время G1-периода синтезируются белки, необходимые для начала репликации.

  2. синтетический период или S-период. В этот период проходит репликация ДНК. Количество ДНК в клетке увеличивается в 2 раза, в результате репликации каждая хромосома состоит из 2 нитей ДНК, которые соединены между собой в точке, которая получила название центромера. S-периоде происходит удвоение клеточных центров. В S-периоде синтезируются белки, необходимые для следующего периода.

  3. премитотический период или G2-период. В этом периоде активно протекают процессы транскрибции и трансляции, синтезируется большое количество мРНК, которые обьединяются с белками, формируя в цитоскелете клетки запас информации или так называемые информосомы. Кроме того здесь синтезируется фактор првоцирующий деление клетки, которое облядает протеинкеназной активностью или MPF-фактор. Без этого фактора клетка не может приступить к митозу.

 

Клетка может выходить из митотического жизненного цикла и переходит к так называемоц фазе покоя, это особенно характерно для простейших, которые при наступлении неблагоприятных условий уходят под оболочку цисты. В таком виде простейшии могут переживать неблагоприятные условия внешней среды и при восстановлении нормальных условий выходить из состояния покоя и возвращаться в митотический жизненный цикл. Выход из митотичекого жизненного цикла характерен для некоторых специальных клеток многоклеточных организмов. После деления такие клетки подвергаются дифиренцировки, выполняют определенные функции, а потом погибают. Это характерно для нервных клеток и для эритроцитов.

МИТОЗ.

Состоит из двух крупных стадий: деление ядра или кариокенез, деление цитоплазмы или цитокенез.



Кариокенез можно разделить на несколько фаз:

  1. прфаза

  2. матафаза

  3. анафаза

  4. телофаза

в начале профазы и на все ее протяжении наблюдается прогрессивная спирализация хромосом. Хромомерная нить укладывается вдоль белков ядерного матрикса, хромосомы становятся толстыми и короткими. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хромотид, соединенных в районе центромера. Спирализация хромосом проходит с участием MPF-фактора. С начала профазы начинают фрагментироваться клеточные органоиды, в этом также участвует MPF-фактор. Фрагментация проходит до мембранных пузырьков, тем самым в клетке освобождается место для построения веретена деления. В создании веретена деления участвуют оба клеточных центра, которые начинаю отходить друг от друга и активно синтезировать микротрубочки, и MPF-фактор.

Астральные микротрубочки позволяют фиксировать клеточные центра в определенном положении относительно плазмолеммы.

Полюсные микротрубочки обеспечивают дополнительный механизм расхождения генетического материала к полюсам клетки, а также обеспечивают расхождение мембранных пузырьков к полюсам клетки.

Кинетохорные микротрубочки присоединяются к хромосомам в районе центромера. Здесь к каждой хромосоме присоединяются белковый комплекс, который получил название кинетохор. Он обладает АТФ-азой активностью и при использовании энергии АТФ может перемещаеться по микротрубочкам на подобие транслокатора, следовательно, кинетохорные микротрубочки и сам кинетохор обеспечивают основной механизм расхождения генетического материала.

 

На заключительных этапах профазы фрагментируются ядерная оболочка до мембранных пузырьков, при этом перефирическая плотная пластинка разрушается, но каждый пузырек содержит одну внутреннюю ламину. Хромосомы оказываются в геалоплазме и к ним подходят кинетохорные микротрубочке.



 

Метафаза за счет полимеризации кинетохорных микротрубочек хромосомы сдвигаются к экватору клетки и выстраиваются друг под другом. Формируется так называемая метафазная пластинка, представленная всей совокупностью хромосом к каждой хромосоме в конце метофазы присоединяется две кинетохорные нити, центромеры удваиваются и кинетохорный комплекс делится. К концу метафазы каждая сестринская хромотида обладает своим центромером и своим кинетохорным комплексом и каждый кинетохорный комплекс соединен с кинетохоными микротрубочками от разных полюсов клетки.

 

Анафаза. На этой стадии происходит расхождение хромотид к разным полюсам клетки. Это расхождение обеспечивается двумя механизмами:



 

  1. основным. Он объясняется активностью кинетохоров. Кинетохоры продвигаются по кинетохорной микротрубочке и, по мере прохождения кинетохора, микротрубочка разрушается. Кинетохор несет на себе сестринскую хроматиду.

  2. дополнительный. Обеспечивается полимеризацией полюсных микротрубочек и очевидно активностью транслокаторов, которые располагаются между полюсными микротрубочками.

 

Еще одним важным процессом, происходящим в анафазе, является расхождение мембранных пузырьков по полюсным микротрубочкам за счет транслокаторов. Это расхождение случайно, но так как пузырьков очень много, то с большой вероятностью к каждому полюсу попадают пузырьки практически всех мембранных органоидов.

 

Телофаза. Во время телофазы проходят процессы обратные процесса происходящим на стадии профазы, т.е. около каждого полюса клетки формируется ядерный аппарат. Имеется клеточный центр и полный набор органоидов, следовательно, под одной плазмолеммой формируются две копии цитоплазмы.



 

После кариокенеза клетка приступает к цитокенезу, который у животных и растительных клеток проходит по-разному. В животных клетках с помощью актимиозинового пояска деления образуется глубокая перетяжка, которая делит цитоплазму клетки. В растительных клетках цитокенез осложнен наличием клеточной стенки, Поэтому у растений в цитоплазму клетки закладывается серединная пластинка, которая состоит из целлюлозы, которая растет изнутри к наружи и делит клетку на двое.

 

В некоторых случаях вместо митоза возможно аномальное деление клетки или амитоз. В таком случае веретено деления не образуется и клетка делится перетяжкой, причем ядро перешнуровывается. В случае амитоза невозможно говорить о равномерном распределении генетического материала по дочерним клеткам. Т.о. делятся раковые клетки и возможно макронуклеус у инфузорий.



Патологии митоза.

В первую очередь связаны с патологиями веретена деления, либо с патологией кинетохорного комплекса. Они могут быть наследственными, но их можно индуцировать. К веществам, которые разрушают веретино деления относятся алкоголь и растительный алколоид колхицин. Если веретино деления разрушено до анофазы , то в клетке будут находиться хромосомы с двойным набором генетической информации, так называемые политентные хромосомы. В норме такие хромосомы характерны для некоторых секреторных клеток (слюнные железы). Если веретено деления разрушается на стадии анафазы, то образуются клетки, содержащии двойной набор хромосом или так называемые полиплоидные клетки. У животных полиплоидия практически несовместима с жизнью. У растений полиплоидия встречается часто.



ЗАДАНИЯ

  1. Дайте краткое описание каждой стадии митоза.

  2. Какие патологии связаны с митозом


Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет