Вы можете использовать консоль поиска вверху (необходимо выбрать базу и алгоритм) или использовать оглавление внизу. Более 70000 статей в наших базах знаний к Вашим услугам.
Популярные статьи

СПРАВОЧНИК БОЛЕЗНЕЙ

Неотложные состояния и помощь

Педиатрия (лечение детей)

Лекарственные препараты

Лекарственные растения

Cловарь терминов

Анализы и обследования

Анатомия

Эндокринология

Микробиология

Гинекология. Акушерство.

Фармакология

Иммунология

Психология и психиатрия

KopoнaвиpуcСтандарты медициныПортал

Клетка

[Анатомия]
Клетка является основной элементарной единицей всего живого, поэтому ей присущи все свойства живых организмов: высокоупорядоченное строение, получение энергии извне и ее использование для выполнения работы и поддержания упорядоченности, обмен веществ, активная реакция на раздражения, рост, развитие, размножение, удвоение и передача биологической информации потомкам, регенерация (восстановление поврежденных структур) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , адаптация к окружающей среде.

Немецкий ученый Т. Шванн в середине XIX века создал клеточную теорию, основные положения которой свидетельствовали о том, что все ткани и органы состоят из клеток; клетки растений и животных принципиально сходны между собой, все они возникают одинаково; деятельность организмов – сумма жизнедеятельности отдельных клеток. Большое влияние на дальнейшее развитие клеточной теории и вообще на учение о клетке оказал великий немецкий ученый Р. Вирхов. Он не только свел воедино все многочисленные разрозненные факты, но и убедительно показал, что клетки являются постоянной структурой и возникают только путем размножения.

Клеточная теория в современной интерпретации включает в себя следующие главные положения: клетка является универсальной элементарной единицей живого; клетки всех организмов принципиально сходны по своему строению, функции и химическому составу; клетки размножаются только путем деления исходной клетки; многоклеточные организмы являются сложными клеточными ансамблями, образующими целостные системы. Благодаря современным методам исследования были выявлены два основных типа клеток: более сложно организованные, высокодифференцированные эукариотические клетки (растения, животные и некоторые простейшие, водоросли, грибы и лишайники) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и менее сложно организованные прокариотические клетки (сине-зеленые водоросли, актиномицеты, бактерии, спирохеты, микоплазмы, риккетсии, хламидии) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . В отличие от прокариотической эукариотическая клетка имеет ядро, ограниченное двойной ядерной мембраной, и большое количество мембранных органелл.


Клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов, осуществляющей рост, развитие, обмен веществ и энергии, хранящей, перерабатывающей и реализующей генетическую информацию.

С точки зрения морфологии клетка представляет собой сложную систему биополимеров, отделенную от внешней среды плазматической мембраной (плазмолеммой) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и состоящую из ядра и цитоплазмы, в которой располагаются органеллы и включения (гранулы) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 (рис. 1) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Клетки разнообразны по своей форме, строению, химическому составу и характеру обмена веществ. Все клетки гомологичны, т. е. имеют ряд общих структурных признаков, от которых зависит выполнение основных функций. Клеткам присуще единство строения, метаболизма (обмена веществ) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и химического состава. Вместе с тем различные клетки имеют и специфические структуры. Это связано с выполнением ими специальных функций.

Химический состав клетки


В состав клетки входит более 100 химических элементов, на долю четырех из них приходится около 98 % массы, это органогены: кислород (65–75 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , углерод (15–18 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , водород (8–10 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и азот (1,5–3,0 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Остальные элементы подразделяются на три группы: макроэлементы – их содержание в организме превышает 0,01 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ; микроэлементы (0,00001–0,01 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и ультрамикроэлементы (менее 0,00001) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . К макроэлементам относятся сера, фосфор, хлор, калий, натрий, магний, кальций. К микроэлементам – железо, цинк, медь, йод, фтор, алюминий, медь, марганец, кобальт и др. К ультрамикроэлементам – селен, ванадий, кремний, никель, литий, серебро и до. Несмотря на очень малое содержание, микроэлементы и ультрамикроэлементы играют очень важную роль. Они влияют, главным образом, на обмен веществ. Без них невозможна нормальная жизнедеятельность каждой клетки и организма как целого.

 

Рис. 1. Ультрамикроскопическое строение клетки. 1 – цитолемма (плазматическая мембрана) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ; 2 – пиноцитозные пузырьки; 3 – центросома клеточный центр (цитоцентр) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ; 4 – гиалоплазма; 5 – эндоплазматическая сеть: а – мембрана зернистой сети; б – рибосомы; 6 – связь перинуклеарного пространства с полостями эндоплазматической сети; 7 – ядро; 8 – ядерные поры; 9 – незернистая (гладкая) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 эндоплазматическая сеть; 10 – ядрышко; 11 – внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ; 12 – секреторные вакуоли; 13 – митохондрия; 14 – липосомы; 15 – три последовательные стадии фагоцитоза; 16 – связь клеточной оболочки (цитолеммы) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 с мембранами эндоплазматической сети

 

Клетка состоит из неорганических и органических веществ. Среди неорганических наибольшее количество воды. Относительное количество воды в клетке составляет от 70 до 80 %. Вода – универсальный растворитель, в ней происходит все биохимические реакции в клетке. При участии воды осуществляется теплорегуляция. Вещества, растворяющиеся в воде (соли, основания, кислоты, белки, углеводы, спирты и др.) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , называются гидрофильными. Гидрофобные вещества (жиры и жироподобные) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 не растворяются в воде. Другие неорганические вещества (соли, кислоты, основания, положительные и отрицательные ионы) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 составляют от 1,0 до 1,5 %.

Среди органических веществ преобладают белки (10–20 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , жиры, или липиды (1–5 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , углеводы (0,2–2,0 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , нуклеиновые кислоты (1–2 %) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Содержание низкомолекулярных веществ не превышает 0,5 %.

Молекула белка является полимером, который состоит из большого количества повторяющихся единиц мономеров. Мономеры белка аминокислоты (их 20) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 соединены между собой пептидными связями, образуя полипептидную цепь (первичную структуру белка) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Она закручивается в спираль, образуя, в свою очередь, вторичную структуру белка. Благодаря определенной пространственной ориентации полипептидной цепи возникает третичная структура белка, которая определяет специфичность и биологическую активность молекулы белка. Несколько третичных структур, объединяясь между собой, образуют четвертичную структуру.

Белки выполняют важнейшие функции. Ферменты – биологические катализаторы, увеличивающие скорость химических реакций в клетке в сотни тысяч миллионы раз, являются белками. Белки, входя в состав всех клеточных структур, выполняют пластическую (строительную) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 функцию. Движения клеток также осуществляют белки. Они обеспечивают транспорт веществ в клетку, из клетки и внутри клетки. Важной является защитная функция белков (антитела) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Белки являются одним из источников энергии.

Углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды. Последние построены из моносахаридов, являющихся, подобно аминокислотам, мономерами. Среди моносахаридов в клетке наиболее важны глюкоза, фруктоза (содержит шесть атомов углерода) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и пентоза (пять атомов углерода) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Пентозы входят в состав нуклеиновых кислот. Моносахариды хорошо растворяются в воде. Полисахариды плохо растворяются в воде (в животных клетках гликоген, в растительных – крахмал и целлюлоза. Углеводы являются источником энергии, сложные углеводы, соединенные с белками (гликопротеиды) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , жирами (гликолипиды) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , участвуют в образовании клеточных поверхностей и взаимодействиях клеток.

К липидам относятся жиры и жироподобные вещества. Молекулы жиров построены из глицерина и жирных кислот. К жироподобным веществам относятся холестерин, некоторые гормоны, лецитин. Липиды, являющиеся основным компонентом клеточных мембран (они описаны ниже) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , выполняют тем самым строительную функцию. Липиды – важнейшие источники энергии. Так, если при полном окислении 1 г белка или углеводов освобождается 17,6 кДж энергии, то при полном окислении 1 г жира – 38,9 кДж. Липиды осуществляют терморегуляцию, защищают органы (жировые капсулы) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Нуклеиновые кислоты являются полимерными молекулами, образованными мономерами нуклеотидами. Нуклеотид состоит из пуринового или пиримидинового основания, сахара (пентозы) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и остатка фосфорной кислоты. Во всех клетках существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонулеиновая (ДНК) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и рибонуклеиновая (РНК) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , которые отличаются по составу оснований и сахаров (табл. 1, рис. 2) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

 

Рис. 2. Пространственная структура нуклеиновых кислот (по Б. Албертсу и соавт., с изм.) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . I – РНК; II – ДНК; ленты – сахарофосфатные остовы; A, C, G, T, U – азотистые основания, решетки между ними – водородные связи

 

Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных одна вокруг другой в виде двойной спирали. Азотистые основания обеих цепей соединены между собой комплементарно водородными связями. Аденин соединяется только с тимином, а цитозин – с гуанином (А – Т, Г – Ц) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . В ДНК записана генетическая информация, которая определяет специфичность синтезируемых клеткой белков, т. е. последовательность аминокислот в полипептидной цепи. ДНК передает по наследству все свойства клетки. ДНК содержится в ядре и митохондриях.

Молекула РНК образована одной полинуклеотидной цепью. В клетках существует три типа РНК. Информационная, или мессенджер РНК тРНК (от англ. messenger – «посредник») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , которая переносит информацию о нуклеотидной последовательности ДНК в рибосомы (см. ниже) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Транспортная РНК (тРНК) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , которая переносит аминокислоты в рибосомы. Рибосомальная РНК (рРНК) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , которая участвует в образовании рибосом. РНК содержится в ядре, рибосомах, цитоплазме, митохондриях, хлоропластах.

 

Таблица 1

Состав нуклеиновых кислот

 

Строение клетки человека


Для всех клеток типично наличие цитоплазмы и ядра (см. рис. 1) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Цитоплазма включает в себя гиалоплазму, органеллы общего назначения, имеющиеся во всех клетках, и органеллы специального назначения, которые есть лишь в определенных клетках и выполняют специальные функции. В клетках встречаются также временные клеточные структуры включения.

Размеры клеток человека варьируют от нескольких микрометров[1] (например, малый лимфоцит) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 до 200 мкм (яйцеклетка) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . В организме человека встречаются клетки различной формы: овоидные, шаровидные, веретеновидные, плоские, кубические, призматические, полигональные, пирамидальные, звездчатые, чешуйчатые, отросчатые, амебовидные.

Снаружи каждая клетка покрыта плазматической мембраной (плазмолеммой) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 толщиной 9–10 нм, ограничивающей клетку от внеклеточной среды. Они выполняет следующие функции: транспортную, защитную, разграничительную, рецепторную восприятия сигналов внешней (для клетки) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 среды, участие в иммунных процессах, обеспечение поверхностных свойств клетки.

Будучи очень тонкой, плазмолемма не видна в световом микроскопе. В электронном микроскопе, если срез проходит под прямым углом к плоскости мембраны, последняя представляет собой трехслойную структуру, наружная поверхность которой покрыта тонкофибриллярным гликокаликсом толщиной от 75 до 2000 А°, совокупность молекул, связанных с белками плазмолеммы.

 

Рис. 3. Строение клеточной мембраны, схема (по А. Хэму и Д. Кормаку) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . 1 – углеводные цепи; 2 – гликолипид; 3 – гликопротеид; 4 – углеводородный «хвост»; 5 – полярная «головка»; 6 – белок; 7 – холестерин; 8 – микроктрубочки

 

Плазмолемма, как и другие мембранные структуры, состоит из двух слоев амфипатических[2] молекул липидов (билипидный слой, или бислой) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Их гидрофильные «головки» направлены к наружной и внутренней сторонам мембраны, а гидрофобные «хвосты» обращены друг к другу. В билипидный слой погружены молекулы белка. Некоторые из них (интегральные, или внутренние трансмембранные белки) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 проходят через всю толщу мембраны, другие (периферические, или внешние) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 лежат во внутреннем или наружном монослое мембраны. Некоторые интегральные белки связаны нековалентными связями с белками цитоплазмы (рис. 3) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Подобно липидам, белковые молекулы также являются амфипатическими их гидрофобные участки окружены аналогичными «хвостами» липидов, а гидрофильные обращены наружу или внутрь клетки или в одну сторону.


Белки осуществляют большую часть мембранных функций: многие мембранные белки являются рецепторами, другие ферментами, третьи переносчиками.

Плазмолемма образует ряд специфических структур. Это межклеточные соединения, микроворсинки, реснички, клеточные инвагинации и отростки.

Микроворсинки – это лишенные органелл пальцевидные выросты клетки, покрытые плазмолеммой, длиной 1–2 мкм и диаметром до 0,1 мкм. Некоторые эпителиальные клетки (например, кишечные) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 имеют очень большое количество микроворсинок, образуя так называемую щеточную каемку. Наряду с обычными микроворсинками на поверхности некоторых клеток имеются крупные микроворсинки стереоцилии (например, волосковые сенсорные клетки органов слуха и равновесия эпителиоциты протока придатка яичка и др.) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Реснички и жгутики выполняют функцию движения. До 250 ресничек длиной 5–15 мкм диаметром 0,15–0,25 мкм покрывают апикальную поверхность эпителиальных клеток верхних дыхательных путей, маточных труб, семявыводящих канальцев. Ресничка представляет собой вырост клетки, окруженный плазмолеммой. В центре реснички проходит осевая нить, или аксонема, образованная 9 периферическими дуплетами микротрубочек, окружающих одну центральную пару. Периферические дуплеты, состоящие из двух микротрубочек, окружают центральную капсулу. Периферические дуплеты заканчиваются в базальном тельце (кинетосоме) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , которое образовано из 9 триплетами микротрубочек. На уровне плазмолеммы апикальной части клетки триплеты переходят в дуплеты, здесь же начинается и центральная пара микротрубочек. Жгутики эукариотических клеток напоминают реснички. Реснички совершают координированные колебательные движения.

Клеточный центр, образованный двумя центриолями (диплосома) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , находится вблизи ядра, расположенными под углом друг к другу (рис. 4) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Каждая центриоль представляет собой цилиндр, стенка которого состоит из 9 триплетов микротрубочек длиной около 0,5 мкм и диаметром около 0,25 мкм. Триплеты, расположенные по отношению друг к другу под углом около 50°, состоят из трех микротрубочек. Центриоли удваиваются в клеточном цикле. Не исключено, что, подобно митохондриям, центриоли содержат собственную ДНК. Центриоли участвуют в образовании базальных телец ресничек и жгутиков и в образовании митотического веретена.

 

Рис. 4. Клеточный центр и другие структуры цитоплазмы (по Р. Крстичу, с изм.) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . 1 – центросфера; 2 – центриоль на поперечном срезе (триплеты микротрубочек, радиальные спицы, центральная структура «колеса телеги») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ; 3 – центриоль (продольный разрез) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ; 4 – сателлиты; 5 – окаймленные пузырьки; 6 – зернистая эндоплазматическая сеть; 7 – митохондрия; 8 – внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ; 9 – микротрубочки

 

Микротрубочки, имеющиеся в цитоплазме всех эукариотических клеток, образованы белком тубулином. Микротрубочки образуют клеточный скелет (цитоскелет) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и участвуют в транспорте веществ внутри клетки. Цитоскелет клетки представляет собой трехмерную сеть, в которой различные органеллы и растворимые белки связаны с микротрубочками. Главную роль в образовании цитоскелета играют микротрубочки, помимо них принимают участие актиновые, миозиновые и промежуточные филаменты.

Мембранные органеллы. Транспорт через мембраны


Для клеток человека характерно наличие огромного количества внутриклеточных мембран, образующих несколько компартментов (от англ. compartment – «отделение, купе») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , отличающихся друг от друга строением и функцией: цитозоль, ядро, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пероксисомы. Благодаря наличию этих элементов в клетке одновременно протекает большое количество различных биохимических реакций.

Все мембранные органеллы построены из элементарных мембран, принцип строения которых аналогичен описанному выше строению плазмолеммы. Поглощение клетками макромолекул и частиц происходит путем эндоцитоза (от греч. endon – «внутри», kytos – «клетка») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , выделение – путем экзоцитоза (от греч. ехо – «вне», kytos – «клетка») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Одной из важнейших функций плазмолеммы является транспорт. Напомним, что обращенные друг к другу гидрофобные «хвосты» липидов препятствуют проникновению полярных водорастворимых молекул. Различают два вида транспорта: пассивный и активный. Первый не требует затрат энергии, второй энергозависимый. Как правило, внутренняя (цитоплазматическая) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 поверхность мембраны несет отрицательный заряд, что облегчает проникновение в клетку положительно заряженных ионов. Вода поступает в клетку путем осмоса (от греч. osmos – «толчок, давление») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , который представляет собой медленное проникновение воды через полупроницаемую мембрану, разделяющую два раствора различной концентрации. В результате концентрация этих двух растворов выравнивается.

Диффузия (от лат. diffusion – «распространение, растекание») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171  – это переход ионов или молекул, вызванный их броуновским движением через мембраны из зоны, где эти вещества находятся в более высокой концентрации, в зону с более низкой концентрацией до тех пор, пока концентрации по обе стороны мембраны выравниваются. Специфические транспортные белки, встроенные в мембрану, переносят через нее небольшие полярные молекулы, причем каждый белок осуществляет транспорт одного класса молекул или только одного соединения. Некоторые трансмембранные белки образуют каналы. Активный транспорт осуществляют белки-переносчики, при этом расходуется энергия, получаемая вследствие гидролиза АТР (аденозинтрифосфатной кислоты) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 или протонного потенциала. Активный транспорт происходит против градиента концентрации. Для осуществления биохимических реакций необходимо поступление веществ в клетку путем эндоцитоза и выведение продуктов обмена экзоцитоза.

Эндоцитоз. Существует несколько способов эндоцитоза. Поступление жидких коллоидных частиц называется пиноцитозом, а крупных твердых частиц – фагоцитозом. Для того чтобы внешние молекулы поступили в клетку, они должны быть сначала связаны рецепторами гликокаликса. Цитолемма начинает впячиваться, затем ее края сближаются и смыкаются, отщепляя пузырек, несущий в себе захваченные молекулы. Образуется эндреома, которая погружается в цитоплазму и встречается с лизосомами. Их мембраны сливаются. В возникшей вторичной лизосоме вещества, поступившие в клетку, подвергаются расщеплению.

Экзоцитоз обеспечивает выведение крупномолекулярных соединений. Сначала они сегрегируются в комплексе Гольджи в виде транспортных пузырьков и направляются к клеточной поверхности. Мембрана пузырька встраивается в цитолемму, и содержимое пузырька оказывается за пределами клетки.

Известны две разновидности эндоцитоза: фагоцитоз – поглощение частиц (от греч. phagos – «пожирающий» и kytos – «клетка») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и пиноцитоз – поглощение растворенных веществ (от греч. Pino – «пью») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Фагоцитированная частичка, заключенная в мембрану, называется фагосомой. В процессе эндо– и экзоцитоза транспортируемые вещества заключены в мембранные пузырьки.

Эндоплазматическая сеть, или эндоплазматический ретикулум (ЭР) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , представляет собой единую непрерывную полость, ограниченную мембраной, образующей множество инвагинаций и складок (см. рис. 1) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Поэтому на электронограммах эндоплазматическая сеть выглядит в виде множества трубочек, плоских или округлых цистерн, мембранных пузырьков. Различают два типа ЭР: гранулярный и агранулярный. Обращенная к цитозолю сторона первого покрыта рибосомами, второго лишена их. Функция гранулярного ЭР: синтез белков рибосомами и транспорт белков, гладкого синтез и обмен углеводов и липидов (стероидных гормонов, гликогена, холестерола) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и обезвреживание (гепатоциты) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , синтез хлоридов, из которых в желудке образуется соляная кислота. Будучи депо ионов кальция, гладкий ЭР участвует в мышечном сокращении; отграничивает будущие тромбоциты в мегакариоцитах. Одной из важнейших функций ЭР является синтез мембранных белков и липидов для всех клеточных органелл.

Комплекс, или аппарат Гольджи (КГ) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , представляет собой совокупность цистерн, пузырьков, пластинок, трубочек, мешочков, ограниченных мембраной, в которых накапливаются и упаковываются синтезированные продукты (см. рис. 1) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Эти продукты с помощью элементов комплекса выводятся из клетки, кроме того, в них происходит синтез полисахаридов, образование белково-углеводных комплексов и модификация переносимых молекул. В световом микроскопе КГ выглядит в виде сеточки или системы канальцев и вакуолей. КГ имеется во всех клетках человека, кроме эритроцитов и роговых чешуек эпидермиса. В большинстве клеток КГ расположен вокруг или вблизи ядра. В КГ выявляются три мембранных элемента: уплощенные мешочки (цистерны) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , пузырьки и вакуоли. КГ – трехмерная структура чашеобразной формы, состоящая из нескольких (от одной до нескольких сот) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 диктиосом (от греч. dyktion – «сеть») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Каждая диктиосома содержит 4–8 (в среднем 6) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 лежащих параллельно уплощенных цистерн, пронизанных порами с расширенными концами, от которых отщепляются вакуоли, содержащие синтезированные вещества. Цистерны ассоциированы со множеством мембранных пузырьков, а также с более крупными секреторными гранулами. Элементы комплекса Гольджи связаны между собой каналами.

Мембраны комплекса Гольджи образуются и поддерживаются гранулярным эндоплазматическим ретикулумом, в котором синтезируются мембранные компоненты. Они переносятся транспортными пузырьками, отпочковывающимися от ЭР, и сливаются с КГ, от которого постоянно отпочковываются секреторные пузырьки, а мембраны цистерн постоянно обновляются. Они поставляют гликокаликс и синтезированные вещества к плазмолемме, таким образом обеспечивается и обновление плазмолеммы. Одной из важнейших функций КГ является сортировка белков.

Лизосомы – мембранные органеллы, содержащие около 50 видов различных гидролитических ферментов, которые синтезируются на рибосомах гранулярного эндоплазматического ретикулума, откуда переносятся транспортными пузырьками в КГ, где они видоизменяются. От поверхности КГ отпочковываются первичные лизосомы. Все лизосомы клетки формируют единое лизосомное пространство, в котором постоянно поддерживается кислая среда рН колеблется в пределах 3,5–5,0. Мембраны лизосом устойчивы к заключенным в них ферментам и предохраняют цитоплазму от их действия.

Различают четыре функциональные формы лизосом. Первичные лизосомы, отпочковавшиеся от комплекса Гольджи, сливаясь с фагосомой, образуют вторичную лизосому (фаголизосому) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , в которой происходит переваривание поглощенных веществ до мономеров. Последние транспортируются через лизосомальную мембрану в цитозоль. Непереваренные вещества остаются в лизосоме, в результате чего образуется остаточное тельце. Кроме того, лизосомы переваривают поврежденные структуры собственной клетки (аутолизосома) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Пероксисомы представляют собой пузырьки диаметром от 0,2 до 0,5 мкм, окруженные мембранами, содержащие окислительные ферменты (около 40 % всех белков составляет каталаза) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , производящие и разрушающие перекись водорода. Они используют молекулярный кислород.

Митохондрии, являющиеся «энергетическими станциями клетки», участвуют в процессах клеточного дыхания и преобразования энергии в форму, доступную для использования клеткой. В световом микроскопе митохондрии выглядят в виде округлых, удлиненных или палочковидных структур длиной 0,3–5,0 мкм и шириной 0,2–1,0 мкм. Количество, размеры и расположение митохондрий зависят от функции клетки, ее потребности в энергии. Так, в каждой печеночной клетке их количество достигает 2500. С помощью электронной микроскопии установлено, что митохондрии являются органеллами с двойными мембранами (рис. 5) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Между наружной и внутренней митохондриальными мембранами расположено межмембранное пространство. Внутренняя мембрана образует многочисленные складки, или кристы, благодаря которым внутренней мембраны резко возрастает. На внутренней поверхности крист лежит множество электронноплотных субмитохондриальных элементарных частиц (до 4000 на 1 мкм2 мембраны) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , имеющих форму гриба. В пространстве, ограниченном внутренней митохондриальной мембраной, находится мелкозернистый матрикс.

 

Рис. 5. Митохондрия (по Б. Албертсу и др.; по К. де Дюву, с изм.) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . I – общая схема строения: 1 – наружная мембрана; 2 – внутренняя мембрана; 3 – кристы; 4 – матрикс; II – схема строения кристы: 5 – складка внутренней мембраны; 6 – грибовидные тельца

 

Митохондрии содержат собственную ДНК, РНК и рибосомы, которые находятся в матриксе. Таким образом, митохондрии снабжены собственной генетической системой, необходимой для их самовоспроизведения и синтеза белков. Следует подчеркнуть, что митохондриальные ДНК, РНК и рибосомы отличаются от таковых собственной клетки и весьма сходны с прокариотическими.


У млекопитающих, в том числе и человека, митохондриальный геном наследуется от матери.

Митохондрии размножаются путем деления уже существующих независимо от деления других митохондрий и самой клетки.

В клетках постоянно происходит метаболизм (от греч. metabole – «перемена, превращение») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , или обмен веществ, который представляет собой совокупность процессов ассимиляции (реакции биосинтеза сложных биологических молекул из более простых) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и диссимиляции (реакции расщепления) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . В результате диссимиляции освобождается энергия, заключенная в химических связях веществ. Эта энергия используется клеткой для осуществления различной работы, в том числе и ассимиляции. Напомним, что энергия не возникает и не уничтожается, она лишь переходит из одного вида в другой, пригодный для выполнения работы. Клетка использует энергию, заключенную в химических связях аминокислот, моносахаридов и жирных кислот. Они образуются в результате пищеварения из белков, углеводов и жиров и поступают в клетку.

Рассмотрим энергетический обмен на примере расщепления глюкозы. Глюкоза транспортируется через плазматическую мембрану, и в цитоплазме происходит ее бескислородное расщепление, или гликолиз. Гликолиз – это многоступенчатый ферментативный процесс, в результате которого из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты и две молекулы АТР (с учетом двух молекул АТР, затрачиваемых для осуществления реакций) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Пировиноградная кислота подвергается дальнейшему окислению (аэробному при участии кислорода) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 в митохондриях, в которых имеются цепи ферментов, катализирующие реакции синтеза АТР (аденозинтрифосфат) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . АТР является универсальным переносчиком и основным аккумулятором энергии в клетке. Энергия заключена в высокоэнергетических связях между остатками фосфорной кислоты.

При отщеплении от АТР одной фосфатной группы образуются АДР (аденозиндифосфатная кислота) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и фосфат и выделяется свободная энергия, которая используется клеткой для осуществления работы. В митохондриях АДР, соединяясь с остатком фосфорной кислоты, превращается в АТР. В результате гликолиза освобождается лишь около 5 % энергии, остальная освобождается в митохондриях в процессе аэробного окисления и запасается в АТР. В расчете на одну молекулу глюкозы образуется 36 молекул АТР.

Ядро – основная клеточная структура, имеется во всех клетках человека, кроме эритроцитов и тромбоцитов. В большинстве клеток его форма шаровидная или овоидная, однако встречаются и другие формы ядра (кольцевидное, палочковидное, веретеновидное, четковидное, бобовидное, сегментированное, полиморфное и др.) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Размеры ядер колеблются в широких пределах от 3 до 25 мкм. Наиболее крупное ядро имеет яйцеклетка. Большинство клеток человека одноядерные, однако имеются двухъядерные (например, некоторые нейроны, гепатоциты, кардиомиоциты) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , а некоторые структуры многоядерные (мышечные волокна миосимпласты) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

В ядре различают следующие структуры: ядерную оболочку, хроматин, ядрышко и нуклеоплазму. Ядро окружено ядерной оболочкой, состоящей из внутренней и наружной ядерных мембран толщиной 8 нм каждая, разделенных перинуклеарным пространством (или цистерной ядерной оболочки) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 шириной 20–50 нм. Обе являются элементарными клеточными мембранами. К наружной, переходящей в гранулярный эндоплазматический ретикулум, прикреплены рибосомы. Перинуклеарное пространство составляет единую полость с эндоплазматическим ретикулумом (см. рис. 1) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Ядерная оболочка пронизана множеством расположенных упорядоченно ядерных пор округлой формы диаметром 50–70 нм, которые в общей сложности занимают до 25 % поверхности ядра. Через ядерные поры осуществляется избирательный транспорт крупных частиц, а также обмен веществ между ядром и цитозолем.

В живых клетках кариоплазма (нуклеоплазма) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 гомогенна (кроме ядрышка) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . После фиксации и обработки тканей для световой или электронной микроскопии в ней становятся видными два типа хроматина (от греч. chroma – «краска») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ; хорошо окрашивающийся гетерохроматин (неактивный) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и светлый эухроматин (активный) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

В делящемся ядре хроматин спирализуется, образуя хромосомы. Хроматин неделящегося ядра и хромосомы делящегося образованы дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , связанной с РНК и белками (гистонами и негистоновыми) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Следует подчеркнуть химическое тождество хроматина и хромосом.

В соматических клетках имеются по две копии каждой хромосомы, их называют гомологичными. Они одинаковы по длине, форме, строению, расположению полос и несут одни и те же гены, которые локализованы одинаково. Нормальный кариотип человека (от греч. karyon – «ядро ореха», typos – «образец») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 включает 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом (ХХ женщины или XV мужчины) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 (рис. 6) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

 

Рис. 6. Кариотип человека (здорового мужчины) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . I – кариотип, общий вид; II – метафазные хромосомы

 

Ген участок ДНК, характеризующийся определенной последовательностью нуклеотидов, ответственный за синтез специфического белка. Ген является элементарной единицей наследственности.

Ядрышко (одно или несколько) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 выявляется во всех неделящихся ядрах в виде плотного интенсивно окрашивающего округлого однородного базофильного тельца, величина которого пропорциональна интенсивности белкового синтеза. В ядрышке образуются рибосомы. Ядерный сок – не окрашивающаяся электронносветлая часть ядра – коллоидный раствор белков, окружающий хроматин и ядрышко.

Клеточный цикл


Центральная догма современной биологии характеризует жизнь следующим образом.

Иными словами, наследственная информация, заключенная в ДНК, передается по наследству благодаря репликации (удвоению) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 ДНК. Генетическая информация, записанная в виде последовательности нукдеотидов ДНК, в процессе транскрипции переписывается в нуклеотидную последовательность РНК, которая, в свою очередь, определяет последовательность аминокислот соответствующей белковой молекулы.

Клеточный цикл представляет собой совокупность процессов, происходящих в клетке при подготовке ее к делению и во время собственно деления. Клеточный цикл (рис. 7) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 подразделяется на митоз и интерфазу, которая представляет собой промежуток времени между окончанием одного митоза и началом следующего. В интерфазе совершается главное событие репликация ДНК. Репликация (от лат. replicatio – «повторение») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171  – это процесс передачи хранящейся в родительской ДНК генетической информации дочерней путем точного ее воспроизведения. При этом каждая родительская цепь ДНК является матрицей для синтеза дочерней. Перед началом удвоения две цепи ДНК начинают раскручиваться и расходиться. Вдоль каждой цепи комплементарно строится новая цепь, при этом напротив тимина родительской цепи к синтезируемой новой цепи добавляется аденин, напротив гуанина – цитозин, и оба основания соединяются водородными связями. Процесс заканчивается образованием двух идентичных двухцепочечных молекул ДНК, обе они идентичны материнской. В результате полуконсервативной репликации каждая из двух дочерних молекул ДНК состоит из одной старой и одной новой цепи. В интерфазе наиболее интенсивно синтезируется также РНК и белки, связанные с ДНК, и удваиваются центриоли. К концу интерфазы хроматин конденсирован, ядрышко хорошо видно, ядерная оболочка не повреждена, органеллы не изменены.

 

Рис. 7. Строение и репликации ДНК, схема

 

Митоз (от греч. mitos – «нить») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 животных клеток впервые был описан В. Флеммингом в 1882 г.


Митоз обеспечивает генетическую стабильность, образование новых клеток, увеличение их числа в организме и, следовательно, рост организма, а также процессы регенерации.

Клетка вступает в митоз, имея удвоенное (в интерфазе) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 число хромосом (46 × 2) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , т. е. в ядре находятся 46 d-хромосом, каждая из которых состоит из двух хроматид (s-хромосом) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Митоз подразделяется на профазу, метафазу, анафазу и телофазу (рис. 8) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

В профазе хромосомы становятся различимыми под микроскопом. В конце профазы обе пары центриолей начинают расходиться к полюсам клетки. Одновременно возникает двухполюсное митотическое веретено, состоящее из микротрубочек. В метафазе разрушается ядерная оболочка, хромосомы выстраиваются в ряд по экватору веретена, а их центромеры прикрепляются к микротрубочкам веретена. Метафазная хромосома состоит из двух соединенных центромерой сестринских хроматид, каждая из которых содержит одну молекулу ДНК, уложенную в виде суперспирали.

В анафазе сестринские хроматиды разделяются и становятся отдельными s-хромосомами, которые расходятся к полюсам с одинаковой скоростью (около 1 мкм/мин) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

В телофазе разделившиеся группы хромосом подходят к полюсам, разрыхляются, деконденсируются, переходя в хроматин, становятся активными. Примерно в середине телофазы начинается образование ядрышка, к концу телофазы восстанавливается ядерная оболочка в каждой дочерней клетке. Еще в конце анафазы плазматическая мембрана как бы инвагинируется, образуя борозду деления, которая углубляется. Дочерние клетки расходятся.

 

Рис. 8. Стадии митоза. Показаны конденсация хроматина с образованием хромосом, образование веретена деления и равномерное распределение хромосом и центриолей по двум дочерним клеткам (по А. Хэму и Д. Кормаку, с изменениями) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . А – интерфаза; Б – профаза; В – метафаза; Г – анафаза; Д – телофаза; Е – поздняя телофаза; 1 – ядрышко, 2 – центриоли; 3 – веретено деления; 4 – звезда; 5 – ядерная оболочка; 6 – кинетохор; 7 – непрерывные микротрубочки; 8, 9 – хромосомы; 10 – хромосомные микротрубочки; 11 – формирование ядра; 12 – борозда дробления; 13 – пучок актиновых нитей; 14 – остаточное (срединное) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 тельце

 

Мейоз. В жизненном цикле человека и других организмов, размножающихся половым путем, имеются два поколения постоянно чередующихся клеток: диплоидных (соматических) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 и гаплоидных (половых) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Мейоз (от греч. meiosis – «уменьшение») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , впервые открытый у животных В. Флеммингом в 1882 г., – это вид деления ядер (и клеток) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 , приводящего к образованию из одной материнской клетки четырех дочерних клеток с уменьшением в два раза количества хромосом (рис. 9) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . В результате мейоза образуются гаплоидные клетки, имеющие одиночный набор хромосом. При мейозе происходит одна репликация ДНК, за которой следуют два митотических деления ядер и клеток (мейоз I и II) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Перед началом мейоза в интерфазе ДНК материнской клетки удваивается, но хромосомы остаются связанными своими центромерами, так что в ядре имеется по четыре набора каждой хромосомы; кроме того, в интерфазе увеличивается масса клетки и количество ее органелл. В каждом делении мейоза выделяются те же фазы, что и в митозе.

 

Рис. 9. Основные стадии мейоза (по Мамонтову) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . А – протофаза I; Б – метафаза I; В – анафаза I; Г – телофаза I; Д – профаза II; Е – метафаза II, Ж – анафаза II, З – телофаза II

 

В мейозе I наиболее длительна профаза, во время которой происходит важнейшее событие кроссинговер (от англ. crossing-over – «перекрест») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171  – перекрест гомологичных участков гомологичных хромосом с их последующим разрывом и присоединением участков хроматид к другой гомологичной хромосоме (см. рис. 9) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Кроссинговер обеспечивает различные генетические комбинации. До кроссинговера каждая хромосома была либо материнской, либо отцовской, после него каждая хромосома содержит гены, происходящие как из отцовской, так и из материнской хромосомы, т. е. происходит генетическая рекомбинация.

Метафаза I напоминает аналогичную стадию митоза, хромосомы устанавливаются в экваториальной плоскости. В анафазе I гомологичные хромосомы отделяются друг от друга и расходятся к полюсам. В телофазе I наборы гомологичных хромосом находятся у полюсов, хотя их число уменьшилось вдвое, но каждая из них состоит уже из двух генетически различных хроматид. Формируются ядерная оболочка и ядрышко, образуются борозда деления, которая углубляется, и две клетки, каждая из которых содержит гаплоидный набор удвоенных хромосом, полностью разделяются.

Интерфаза II очень короткая, и, что самое главное, в ней не происходит удвоение ДНК. Фазы мейоза II не отличаются от описанных стадий митоза. Важным отличием является то, что в профазе II, которая происходит очень быстро, клетка содержит одиночный (гаплоидный) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 набор удвоенных хромосом, т. е. в каждой дочерней клетке по 46 хромосом. В результате мейоза II образуются четыре клетки, каждая из которых несет одиночный (гаплоидный) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 набор хромосом.

При мейотическом делении из каждой предшественницы половых клеток у женщин образуются одна яйцеклетка и три полярных тельца, которые рассасываются; у мужчин четыре сперматозоида. Во время образования половых клеток благодаря кроссинговеру создается множество различных сочетаний генов. При оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.

В зависимости от того, как распределился генетический материал во время образования яйцеклетки и сперматозоида, число возможных сочетаний генов в оплодотворенной яйцеклетке огромно. Вот почему каждый человек уникален. Оплодотворение приводит к тому, что каждый ген в зиготе представлен двумя экземплярами (аллелями) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 от отца и матери. Поэтому физические и психические особенности будущего ребенка будут зависеть от взаимодействия этих генов.

Цитозоль. Рибосомы и синтез белка


Цитозоль, представляющий собой часть цитоплазмы, окружающей органеллы, занимает 53–55 % общего объема клетки. В цитозоле содержится огромное количество ферментов, катализирующих различные реакции промежуточного обмена, а также белки цитоскелета. На расположенных в цитозоле рибосомах синтезируются многие белки. Рибосомы, осуществляющие синтез белка, присутствуют во всех клетках человека, кроме зрелых эритроцитов. Рибосомы расположены поодиночке (монорибосомы) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 или группами в виде розеток, спиралей, завитков (полирибосомы, или полисомы) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 . Рибосомы и полисомы могут свободно располагаться в цитоплазме, или, это называлось ранее, прикрепляться к мембранам гранулярного эндоплазматического ретикулума. Свободные рибосомы синтезируют белок, необходимый для жизнедеятельности самой клетки, прикрепленные белок, подлежащий выведению из клетки.

 

Рис. 10. Общая схема белкового синтеза в клетке

 

Синтез белка (трансляция) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 связан с процессом транскрипции переписывания информации, хранящейся в ДНК. Информация о структуре белка, заключенная в ДНК, «переписывается» на информационную, или мессенджер (от англ. messenger – «посредник») 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 РНК (мРНК) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Триплетный генетический код, расшифрованный в 60-х годах М. Ниренбергом, С. Очоа, X. Кораной, основан на триплетах, или кодонах три нуклеотида, определяют присоединение к полипептидной цепи одной аминокислоты. Небольшие транспортные РНК (тРНК) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 выполняют двойную функцию: они присоединяют молекулу аминокислоты, транспортируют ее в рибосому и узнают триплет, соответствующий этой аминокислоте в молекуле мРНК. Антикодон тРНК узнает кодон мРНК и спаривается с ним.

Реакции синтеза белка осуществляют рибосомы, которые считывают информацию, заложенную в мРНК, продвигаясь вдоль нее. Синтез белка начинается с того, что малая субъединица рибосомы связывается с инициаторной тРНК, несущей молекулу метионина. Этот комплекс присоединяется к инициаторному кодону мРНК, после этого к малой присоединяется большая субъединица рибосомы. К рибосоме подходит следующая тРНК и образуется первая пептидная связь. Перемещаясь по цепи мРНК, рибосома присоединяет следующие аминокислоты, которые связываются между собой, а молекулы тРНК отделяются, чтобы вскоре присоединить новую аминокислоту. При достижении рибосомой стоп-кодона синтез прекращается, и полипептидная цепь отделяется от рибосомы (рис. 10) 505422410 ©ELTASK.COM 1130406363 Медицина. 1357451171 Экспертная система. 505422410 Форум. 1357451171 .

Комментарии

Добавить комментарий