Файл: Тема 1 клетка Вопрос Химический состав, организация плазмолеммы. Функции плазмолеммы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 381
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В ходе экзоцитоза можно выделить следующие последовательные стадии: перемещение везикулы в субплазмолеммальное пространство, установление связи и докинг (от англ. dock — стыковка) к участку плазмалеммы, слияние мембран, высвобождение содержимого гранулы (пузырька) и восстановление (обособление) мембраны гранулы.
Конститутивная секреция обеспечивает встраивание в плазмолемму вновь синтезированных белков и рецепторов, интернализованных при опосредованном рецепторами эндоцитозе. Необходим для встраивания вновь синтезированных компонентов плазмолеммы. Ряд внеклеточных молекул (например, белки плазмы, антитела, белки внеклеточного матрикса и т.д.) также секретируются путём конститутивного экзоцитоза.
В регулируемом экзоцитозе участвуют секреторные гранулы, а также специализированные эндосомы (например, синаптические пузырьки). При регулируемом экзоцитозе происходит экзоцитоз пула заранее сформированных стабильных гранул, которые в ряде клеток существуют довольно долго в отсутствие стимуляции. Экзоцитоз может происходить по принципу «всё или ничего» с высвобождением содержимого всех гранул (например, как при дегрануляции тучной клетки). Для многих клеточных типов (нейроэндокринных, эндокринных, экзокринных) характерна секреция только небольшой части (1%) имеющегося большого резервного пула
Вопрос 7. Ядро. Структурные компоненты ядра (оболочка, хроматин, ядрышко, нуклеоплазма).
Ядро – самая крупная органелла эукариотической клетки, от 3 до 10 мкм. Может быть различной формы (овальное, круглое, бобовидное и т.д.). Состоит из хроматина – комплекса ядерной двуцепочечной ДНК с белками, выделяют гетеро- и эухроматин. Гетерохроматин (10%) – транскрипционно неактивный хроматин интерфазного ядра (например, тельце Барра – инактивированная Х-хромосома женского организма). Располагается по периферии ядра. Эухроматин (90%) – менее конденсированная часть хроматина, является активной, находится между гетерохроматином.
Ядрышко - компактная структура в ядре интерфазных клеток, содержит петли ДНК. Основные функции - синтез рРНК и образование СЕ рибосом.
Нуклеоплазма – заключена в ядерную оболочку, состоит из ядерного матрикса и ядерных частиц разных молекул.
Ядерная оболочка - состоит из внутренней (граничит с перинуклеарной, отделена от содержимого ядра ядерной пластинкой) и наружной ядерной мембраны (на ней рибосомки) и ядерной пластинки (содержит белки промежуточных филаментов, участвует в организации ядерной оболочки).
Вопрос 8. Хроматин. Организация хроматина. Гетерохроматин и эухроматин.
Термином «хроматин» обозначают комплекс ядерной двуцепочечной ДНК с белками (гистоны, негистоновые белки). Хроматин представлен хроматиновыми волокнами диаметром 11 нм, состоящими из сферических структурных единиц — нуклеосом. Соотношение ДНК и белков в хроматине составляет 1:1. Различают гетеро- и эухроматин.
Гетерохроматин
Гетерохроматин — транскрипционно неактивный, конденсированный хроматин интерфазного ядра. В световом микроскопе — базофильные глыбки, в электронном — скопления плотных гранул. Располагается преимущественно по периферии ядра и вокруг ядрышек, составляет 10% от общего хроматина. Типичный пример гетерохроматина — тельце Барра.
· Тельце Барра. Во всех соматических клетках генетически женского организма одна из X–хромосом инактивирована и известна как половой хроматин (тельце Барра). Инактивация Х-хромосомы известна как лайонизация.
· Лайонизация. Механизм компенсации дозы генов X–хромосомы у женщин объясняет гипотеза Мэри Лайон. Согласно гипотезе, инактивация X–хромосомы происходит в раннем эмбриогенезе, осуществляется случайным образом (инактивированной может быть либо отцовская, либо материнская X–хромосома), затрагивает целиком всю X–хромосому и характеризуется устойчивостью, передаваясь клеточным потомкам. Клетки женского организма по экспрессии генов X–хромосомы мозаичны.
Эухроматин
Эухроматин — менее конденсированная (диспергированная) часть хроматина, локализуется в более светлых участках ядра между гетерохроматином. Эухроматин составляет 90% от общего хроматина, где 10% ¾ транскрипционно активная часть и 80% ¾ неактивная.
В трансформированных (опухолевых) клетках отношение эухроматина к гетерохроматину выше, чем в здоровых клетках.
Вопрос 9. Строение ядерной оболочки (ядерная пластинка, ядерные поры).
Ядерная оболочка состоит из: наружной и внутренней ядерной мембраны, перинуклеарные цистерны, ядерная пластинка, ядерные поры.
НАРУЖНАЯ ЯДЕРНАЯ МЕМБРАНА
На поверхности наружной ядерной мембраны расположены рибосомы, где синтезируются белки, поступающие в перинуклеарную цистерну, рассматриваемые как часть гранулярной эндоплазматической сети.
Перинуклеарная цистерна
Локализуется между наружной и внутренней мембранами, шириной в 20–40 нм. В местах слияния двух мембран расположены ядерные поры.
ВНУТРЕННЯЯ ЯДЕРНАЯ МЕМБРАНА
Снаружи граничит с перинуклеарной цистерной, изнутри отделена от содержимого ядра ядерной пластинкой.
Ядерная пластинка содержит белки промежуточных филаментов — ламины A, B и C, перинуклеарного хроматина, может разделять комплексы ядерных пор и дезинтегрировать или интегрировать структуру ядерной оболочки в ходе митоза. Фосфорилирование ламинов ферментом ламин киназой приводит к диссоциации филаментов и разборке ядерной оболочки в прометафазе митоза, дефосфорилирование способствует реорганизации ядерной оболочки в телофазе.
ЯДЕРНАЯ ПОРА
Содержимое ядра сообщается с цитозолем через 3–4 тысячи специализированных коммуникаций — ядерных пор, осуществляющих диффузию воды, ионов и транспорт множества макромолекул (в т.ч. разных РНК, рецепторы стероидных и тиреоидных гормонов, транскрипционные факторы, ДНК и РНК полимеразы) между ядром и цитоплазмой. Ядерная пора имеет диаметр 80–150 нм, содержит канал поры и комплекс ядерной поры. Перенос макромолекул через ядерные поры осуществляют специальные транспортные белки — кариоферины, которые специфически распознают и связывают свои молекулы и курсируют между ядром и цитоплазмой, перенося связанную молекулу в одном направлении: из цитоплазмы в ядро (импортины) или из ядра в цитоплазму (экспортины).
Комплекс ядерной поры включает цитоплазматическое кольцо, нуклеоплазматическое кольцо и среднее кольцо.
Цитоплазматическое кольцо. Восемь субъединиц с филаментами, направленными в цитоплазму, располагаются вокруг поры на наружной мембране.
Нуклеоплазматическое кольцо. Восемь субъединиц находятся вокруг ядерной поры на внутренней мембране со стороны нуклеоплазмы. К нуклеоплазматическому кольцу прикрепляется ядерная корзинка, состоящая из фибриллярных структур.
Среднее кольцо. Восемь субъединиц, встроенных между цитоплазматическим и нуклеоплазматическим кольцами, выступают в просвет ядерной поры.
Вопрос 10. Строение ядрышка. Ядрышковый организатор.
Ядрышко – тельце округлой формы в ядре интерфазных клеток, не являющееся самостоятельной органеллой. В ядрышке выделяют гранулярный и фибриллярный компоненты, а также фибриллярный центр – слабоокрашенный компонент. Плотный фибриллярный компонент образован транскрипционно активными участками ДНК и тонкими рибонуклеопротеиновыми фибриллами, в нем протекают ранние стадии образования предшественников рРНК. Гранулярный компонент содержит зрелые предшественники рибосомных субъединиц.
Функциями ядрышка являются синтез рРНК и образование СЕ хромосом. Транскрипция рРНК происходит в хромосомах 13, 14, 15, 21, 22, петли которых содержат соответствующие гены, формирующие ядрышковый организатор – структуру, с которой в фазу G1 клеточного цикла начинается восстановление ядрышка.
Вопрос 11. Хромосома и её организация.
Хромосома — структурный элемент клеточного ядра, содержащий ДНК и белки, различимый в виде образования определенного размера и формы только во время деления клетки. Самоудвоение и закономерное распределение хромосом по дочерним клеткам обеспечивает передачу наследственной информации.
Вопрос 12. Организация молекулы ДНК. Ген как участок молекулы ДНК. Геном, ядерный и митохондриальный.
Молекула ДНК состоит из 2 (смысловой и антисмысловой) спирально закрученных полинуклеотидных цепей, которые состоят из нуклеотидов – фосфатные эфиры нуклеозидов. Двойная спираль ДНК образована 2мя антипараллельными комплементарными цепями полинуклеотидов, соединенных водородными связями. Смысловая цепь ДНК кодирует наследственную информацию. Антисмысловая цепь служит матрицей для синтеза мРНК, тРНК, рРНК.
Вопрос 13. Молекула РНК (мРНК, тРНК, рРНК). Реализация генетической информации (экспрессия гена) (транскрипция => процессинг => трансляция => посттрансляционная модификация).
РНК — полинуклеотид, сходный по химическому составу с ДНК, но содержащий в нуклеотидах рибозу вместо дезоксирибозы и азотистое основание урацил (U) вместо тимина (T). Различают мРНК, тРНК, рРНК. Матричная РНК
Матричная РНК (мРНК, информационная РНК) содержит сотни и тысячи нуклеотидов и переносит генетическую информацию из ядра в цитоплазму и непосредственно участвует в сборке полипептида на рибосомах (трансляция). Синтез полипептидной цепи при трансляции инициирует стартовый кодон AUG, а один из терминирующих кодонов (UAA, UAG или UGA) его прекращают.
Транспортная РНК (тРНК) содержит около 80 нуклеотидов и доставляет аминокислоты к рибосоме, где они присоединяются к растущей полипептидной цепи. Существует минимально одна тРНК для каждой из 20 аминокислот. Один конец тРНК (акцептор) присоединяется к аминокислоте, а другой конец содержит антикодон из трёх нуклеотидов, который узнаёт соответствующий кодон мРНК и спаривается с ним. Так тРНК переводит последовательность нуклеотидов в последовательность аминокислот.
Рибосомная РНК (рРНК) взаимодействует с мРНК и тРНК в ходе сборки полипептида, в комплексе с белками (в т.ч. ферментами) образует рибосому.
Интерферирующая РНК комплементарно взаимодействует с мРНК, инициируя деградацию мРНК–мишени, и как следствие, прекращение трансляции чужеродного или эндогенного белка. Такой механизм посттранскрипционной блокады синтеза белка получил название «РНК–интерференция».
Транскрипция – синтез РНК на матрице ДНК в направлении от 5’ к 3’, который осуществляет ДНК-зависимая РНК-полимераза. Стадии:
Инициация: это сложный этап транскрипции, который включает в себя несколько стадий. Смысл инициации – РНК-полимераза должна найти точку на молекуле ДНК, с которой начнется транскрипция. РНК-полимераза прикрепляется к определенному сайту, который называется промотором. Промотор имеет в начале определенную последовательность нуклеотидов – точка узнавания (ТАТА-бокс – зона узнавания промотора). Для нахождения РНК-полимеразной зоны необходимы факторы инициации (белки). Каждый ген имеет такую начальную зону.
Элонгация: процесс собственно синтеза РНК, для чего необходимо, чтобы фермент двигался вдоль одной оси и по мере движения происходило образование молекулы РНК. Для того, чтобы РНК-полимераза могла двигаться, необходимо расплетать нити молекулы ДНК, т.е. впереди движется фермент, который расплетает эти нити. Синтез идет только на одной нити – смысловой. Сам процесс катализируется ферментами, которые проталкивают нить РНК-полимеразы; процесс идет непрерывно, но с разной скоростью, которую можно регулировать.
Терминация: это окончание синтеза РНК. Существуют специальные белки терминации. Смысл процесса: нужно отсоединить РНК-полимеразу от молекулы ДНК и тем самым блокировать синтез РНК. «Шпилька» терминации тормозит движение РНК-полимеразы, которая и застревает на этой «шпильке». Это дает время для того, чтобы присоединились факторы терминации и молекула ДНК отсоединилась.
Процессирование про-мРНК (созревание мРНК) включает процессы сплайсинга, кэпирования 5-го конца РНК, удаление нуклеотидов на 3-м конце, образование полиаденинового хвоста.
Для начала процесса трансляции, полученный транскрипт должен созреть. Экзон - смысловой, интрон - несмысловой, его нужно вырезать. Процессинг есть процесс разрезания про-мРНК с помощью ферментов для дальнейшего удаления интронов. В зонах соединения экзонов и интронов есть определенная последовательность, которая узнается своим ферментом, который отделяет экзон от интрона. Затем смысловые куски сшиваются и получается более короткая РНК, где есть только экзоны. Процесс сшивания называется сплайсингом. Существуют специальные гены, которые ускоряют (энхансеры) или замедляют (сайленсеры) эти процессы.