Файл: 1. Определение понятия клетка. Клетка как элементарная живая система. Общий план строения эукариотической животной клетки. Клеточная оболочка, ее строение, хим состав, функции. Клетка.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.04.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
Клеточный цикл - это период жизни клетки от одного деления до другого или от деления до смерти. Клеточный цикл состоит из интерфазы (период вне деления) и самого клеточного деления. Интерфаза состоит из трех периодов. Сразу после выхода из митоза клетка вступает в пресинтетический или G1 период, далее переходит в синтетический или S период и потом - в постсинтетический или G2 период. После этого клетка вступает в следующий митоз. Если клетка не делится, то она как бы выходит из клеточного цикла и вступает в период покоя, или Go. При необходимости клетка выходит из G0 периода и вступает в G1 период клеточного цикла. Длительность периодов клеточного цикла различна. Так, G1 период может продолжаться от 2-4 ч до нескольких недель или даже месяцев, S-период длится от 6 до 8 ч, длительность G2 периода - до получаса. Длительность митоза составляет в среднем от 40 до 90 минут.
G1 период характеризуется высокой синтетической активностью. Начинается рост клеток главным образом за счет накопления клеточных белков, что определяется увеличением количества РНК. В этот период начинается подготовка клетки к синтезу ДНК (S-периоду). В S периоде происходит удвоение или редупликация ДНК. Дополнительно синтезируются гистоновые белки, ферменты, регулирующие и обеспечивающие синтез нуклеотидов и образование новых нитей ДНК. В G2 периоде происходит образование веществ, необходимых для самого процесса митоза (синтез белков, из которых образуются микротрубочки веретена деления (тубулин, динеин, нексин, спектрин), синтез АТФ). За прохождение клеткой определённых фаз клеточного цикла отвечают специальные белки-ферменты. Они называются циклин-зависимыми протеинкиназами (cdc).
Апоптоз - запрограммированная клеточная гибель, которая происходит в нормальных физиологических условиях. Клетки, вступающие в апоптоз, имеют специфические морфологические и биохимические характеристики. При этом в ядре наблюдается конденсация хроматина в виде «полумесяца», Затем происходит расщепление цитоплазмы и ядра на несколько частей, окруженных мембраной (апоптотические тельца), которые содержат морфологически интактные органеллы и ядерный материал. In vivo эти тельца быстро фагоцитируются макрофагами или другими рядом лежащими клетками. Апоптоз протекает без возникновения воспалительной реакции. Процесс апоптоза регулируется специальными генами.
Данный процесс может происходить в различных ситуациях, прежде всего в процессе эмбрионального развития либо в случаях серьёзных повреждений генетического материала при воздействии на клетки специфических сигналов, побуждающих их к самоуничтожению.
Смерть живой клетки может произойти двумя путями — апоптоза или некроза. Хотя конечный результат обоих процессов для клетки одинаков, в их протекании наблюдаются существенные различия. Некроз — это спонтанное, неконтролируемое омертвение клеток и тканей под воздействием неблагоприятных механических, физических или химических факторов, а вот апоптотическая гибель клетки является следствием активации ряда белковых соединений, транскрипционных и генных факторов.
Важным различием между некрозом и апоптозом является и тот факт, что при некрозе происходит совершенно беспорядочная фрагментация ДНК, за которой следует её необратимый структурно-функциональный распад и выброс содержимого омертвевшей клетки наружу. Частицы мёртвых клеток вылавливаются специализированными клетками иммунной системы, и эта защитная реакция организма сопровождается острым воспалительным процессом в области некроза. Апоптоз же затрагивает одиночные клетки, не распространяясь на целые участки тканей.
Апоптоз как генетически запрограммированное самоубийство клетки играет ключевую роль в ряде процессов развития организма, его нормальной жизнедеятельности и регенерации тканей. Данное явление повсеместно используется живыми организмами в целях контролируемой ликвидации клеток на разных стадиях развития особи. Апоптоз играет жизненно важную роль в развитии нервной системы. Он же, в частности, делает возможным формирование частей тела в результате отмирания ненужных участков тканей; так, наши ладони формируются именно путём разрушения клеток в межпальцевых промежутках. Как показывают исследования, апоптоз приобретает ключевое значение по завершении процессов развития организма, обеспечивая планомерную замену старых клеток новыми и регулируя их численность в соответствии с потребностями зрелого организма.
К известным примерам гормон-зависимой апоптотической гибели клеток относится отторжение эндометрия во время менструального цикла, атрофия простаты после кастрации и регрессия молочной железы после прекращения лактации. Кроме того, апоптоз выполняет важную защитную функцию, помогая организму избавляться от опасных для него клеток, образующихся в процессе онтогенеза, в том числе клеток злокачественных опухолей или инфицированных вирусами.
Сегодня считается, что формирование механизма апоптотической гибели клеток является одним из самых ранних и фундаментальных достижений эволюции, результатом которой стало появление всё более сложных многоклеточных организмов. Хотя апоптоз еще не раскрыл учёным всех своих тайн, основные его этапы уже достаточно хорошо изучены. Первой легко узнаваемой стадией этого процесса является сжатие клетки и конденсация хроматина на одном из полюсов мембраны клеточного ядра.
При этом образуются чётко очерченные плотные массы различной формы и размеров. На следующей стадии происходит конденсация цитоплазмы и формирование в ней полостей, что приводит к образованию углублений в гладкой поверхности клеточной мембраны и, в конечном счете, к фрагментации клетки. Характерные морфологические изменения в апоптотических клетках сопровождаются каскадом весьма сложных биохимических реакций, в которых участвует большое число специализированных белковых соединений. Хотя запуск программы апоптоза сопряжен с активированием или распадом многих клеточных белков, а набор участвующих в этом процессе генов и белков может изменяться в зависимости от типа клетки и сигнала, индуцирующего её самоуничтожение, существует строго определенная группа белков, без которых апоптоз был бы вообще невозможен.
Они состоят из двух элементов разной величины. По характеру выполняемых функций данные белки можно отнести к типу внутриклеточных протеолитических ферментов, переваривающих другие белки. Они вступают в действие по каскадной схеме — активация одной частицы пробуждает следующие за нею по цепочке, необратимо ставя клетку на путь апоптоза. С усилением активности происходит фрагментация определенных белков. Одни из них при этом разрушаются и активируются, а другие в результате отсечения определённых фрагментов обретают способность расщеплять ДНК в клеточном ядре. Сигнал к активации особых белков и запуску программы самоуничтожения клетки могут подать самые разные факторы. К важнейшим из них принадлежат ионизирующее излучение, свободные кислородные радикалы, недостаток факторов роста, некоторые антитела и фактор некроза опухолей. В зависимости от характера фактора, его интенсивности, длительности воздействия и типа клетки рано или поздно происходит запуск программы её самоуничтожения.
7. Прогенез. Классификация и морфофункциональная характеристика женских половых клеток.
Прогенез - созревание и развитие мужских и женских половых клеток. К половым клеткам (гаметам) относятся сперматозоиды и яйцеклетки.
Женские половые клетки (яйцеклетки). Яйцеклетки, или овоциты (ovum - яйцо), созревают в неизмеримо меньшем количестве, чем сперматозоиды. Овоцит - это крупная неподвижная клетка. Яйцеклетка имеет шаровидную форму, больший объем цитоплазмы, неподвижна.
Оболочки яйцеклетки:
- первичная (оолемма),
- вторичная (прозрачная зона, фолликулярная оболочка),
- третичная (подскорлуповая у птиц),
- четвертичная (скорлуповая у птиц).
Ядро яйцеклетки имеет гаплоидный набор хромосом (22 + х). Цитоплазма содержит ЭПС, КГ, рибосомы, митохондрии, кортикальные гранулы и желточные включения. Желточные гранулы содержат протеины, фосфолипиды и углеводы. Яйцеклетка человека - вторичная олиголецитальная изолецитальная, имеет диаметр около 130 мкм.
Цитоплазма содержит в периферических отделах кортикальные гранулы число которых достигает около 4000, которые включают ферменты, участвующие в кортикальной реакции, защищая яйцеклетку от полиспермии. К оолемме прилежит прозрачная или блестящая зона (zona pcllucida), которая состоит из гликозоаминогликанов (защитная функция), а далее - слой фолликулярных клеток. Отростки фолликулярных клеток проникают через прозрачную зону, направляясь к цитолемме яйцеклетки. Цитолемма яйцеклетки имеет микроворсинки, располагающиеся между отростками фолликулярных клеток. Фолликулярные клетки выполняют трофическую и защитную функции. В образовании прозрачной зоны принимают участие овоцит и фолликулярная оболочка. Зернистая оболочка состоит из фолликулярных клеток.
Классификация яйцеклеток у живых организмов основывается на признаках наличия, количества и распределения желтка (lecithos), представляющего собой белково-липидное включение в цитоплазме, используемое для питания зародыша.
Различают следующие типы яйцеклеток:
- безжелтковые (алецитальные),
- маложелтковые (олиголецитальные)
первичные (ланцетник)
вторичные (человек)
- многожелтковые (полилецитальные)
центролецитальные (желток находится в центре)
телолецитальные (желток находится на вегетативном полюсе)
умеренно телолецитальные (мезолецитальные) (амфибии)
резко телолецитальные (птицы)
В маложелтковых яйцеклетках желточные включения расположены равномерно в цитоплазме, поэтому они называются изолецитальными.
8. Прогенез. Морфофункциональная характеристика мужских половых клеток.
Прогенез - созревание и развитие мужских и женских половых клеток. К половым клеткам (гаметам) относятся сперматозоиды и яйцеклетки.
В отличие от крупной яйцеклетки, сперматозоиды мелкие, от 0,02 до 2,0 мм в длину, они активны и способны «проплыть» большое расстояние, чтобы добраться до яйца. Цитоплазмы у них мало, а желтка нет вообще.
Форма сперматозоидов разнообразна, однако среди них можно выделить два главных типа – жгутиковые и безжгутиковые. Безжгутиковые формы сравнительно редки. У большинства животных активная роль в оплодотворении принадлежит сперматозоиду.
Сперматозоид имеет головку и хвостовой отдел. Головка содержит небольшое плотное ядро с гаплоидным набором хромосом (22 + X, 22 + Y у человека) (1n) и акросомальный чехлик. В нем находится акросома, содержащая набор ферментов: гиалуронидаза и протеаза, которые способны растворять оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Акросома - производное комплекса Гольджи.
Хвостовой отдел имеет: 1 - связующую часть (шейку), которая содержит проксимальную центриоль; 2 - промежуточную часть, которая содержит 2 центральные и 9 пар периферических микротрубочек, окруженных митохондриальным влагалищем; 3 — главную часть, которая по строению напоминает ресничку (9х2)+2, окруженную фибриллами; 4 - конечную часть, которая содержит единичные сократительные филаменты.
9. Эмбриогенез человека, его периоды. Оплодотворение и дробление. Строение бластоцисты.
Эмбриогенез (пренатальный онтогенез, внутриутробный период) - период от момента оплодотворения до рождения, тесно связан с прогенезом и ранним постэмбриональным периодом (постнатальным, первый год после рождения).
Развитие любого организма начинается в результате слияния двух половых клеток (гамет), мужской и женской. Все клетки тела, несмотря на различия в строении и выполняемых функциях, объединяет одно - единая генетическая информация, хранящаяся в ядре каждой клетки, единый двойной набор хромосом (кроме узкоспециализированных клеток крови - эритроцитов, которые не имеют ядра).
Клеточный цикл - это период жизни клетки от одного деления до другого или от деления до смерти. Клеточный цикл состоит из интерфазы (период вне деления) и самого клеточного деления. Интерфаза состоит из трех периодов. Сразу после выхода из митоза клетка вступает в пресинтетический или G1 период, далее переходит в синтетический или S период и потом - в постсинтетический или G2 период. После этого клетка вступает в следующий митоз. Если клетка не делится, то она как бы выходит из клеточного цикла и вступает в период покоя, или Go. При необходимости клетка выходит из G0 периода и вступает в G1 период клеточного цикла. Длительность периодов клеточного цикла различна. Так, G1 период может продолжаться от 2-4 ч до нескольких недель или даже месяцев, S-период длится от 6 до 8 ч, длительность G2 периода - до получаса. Длительность митоза составляет в среднем от 40 до 90 минут.
G1 период характеризуется высокой синтетической активностью. Начинается рост клеток главным образом за счет накопления клеточных белков, что определяется увеличением количества РНК. В этот период начинается подготовка клетки к синтезу ДНК (S-периоду). В S периоде происходит удвоение или редупликация ДНК. Дополнительно синтезируются гистоновые белки, ферменты, регулирующие и обеспечивающие синтез нуклеотидов и образование новых нитей ДНК. В G2 периоде происходит образование веществ, необходимых для самого процесса митоза (синтез белков, из которых образуются микротрубочки веретена деления (тубулин, динеин, нексин, спектрин), синтез АТФ). За прохождение клеткой определённых фаз клеточного цикла отвечают специальные белки-ферменты. Они называются циклин-зависимыми протеинкиназами (cdc).
Апоптоз - запрограммированная клеточная гибель, которая происходит в нормальных физиологических условиях. Клетки, вступающие в апоптоз, имеют специфические морфологические и биохимические характеристики. При этом в ядре наблюдается конденсация хроматина в виде «полумесяца», Затем происходит расщепление цитоплазмы и ядра на несколько частей, окруженных мембраной (апоптотические тельца), которые содержат морфологически интактные органеллы и ядерный материал. In vivo эти тельца быстро фагоцитируются макрофагами или другими рядом лежащими клетками. Апоптоз протекает без возникновения воспалительной реакции. Процесс апоптоза регулируется специальными генами.
Данный процесс может происходить в различных ситуациях, прежде всего в процессе эмбрионального развития либо в случаях серьёзных повреждений генетического материала при воздействии на клетки специфических сигналов, побуждающих их к самоуничтожению.
Смерть живой клетки может произойти двумя путями — апоптоза или некроза. Хотя конечный результат обоих процессов для клетки одинаков, в их протекании наблюдаются существенные различия. Некроз — это спонтанное, неконтролируемое омертвение клеток и тканей под воздействием неблагоприятных механических, физических или химических факторов, а вот апоптотическая гибель клетки является следствием активации ряда белковых соединений, транскрипционных и генных факторов.
Важным различием между некрозом и апоптозом является и тот факт, что при некрозе происходит совершенно беспорядочная фрагментация ДНК, за которой следует её необратимый структурно-функциональный распад и выброс содержимого омертвевшей клетки наружу. Частицы мёртвых клеток вылавливаются специализированными клетками иммунной системы, и эта защитная реакция организма сопровождается острым воспалительным процессом в области некроза. Апоптоз же затрагивает одиночные клетки, не распространяясь на целые участки тканей.
Апоптоз как генетически запрограммированное самоубийство клетки играет ключевую роль в ряде процессов развития организма, его нормальной жизнедеятельности и регенерации тканей. Данное явление повсеместно используется живыми организмами в целях контролируемой ликвидации клеток на разных стадиях развития особи. Апоптоз играет жизненно важную роль в развитии нервной системы. Он же, в частности, делает возможным формирование частей тела в результате отмирания ненужных участков тканей; так, наши ладони формируются именно путём разрушения клеток в межпальцевых промежутках. Как показывают исследования, апоптоз приобретает ключевое значение по завершении процессов развития организма, обеспечивая планомерную замену старых клеток новыми и регулируя их численность в соответствии с потребностями зрелого организма.
К известным примерам гормон-зависимой апоптотической гибели клеток относится отторжение эндометрия во время менструального цикла, атрофия простаты после кастрации и регрессия молочной железы после прекращения лактации. Кроме того, апоптоз выполняет важную защитную функцию, помогая организму избавляться от опасных для него клеток, образующихся в процессе онтогенеза, в том числе клеток злокачественных опухолей или инфицированных вирусами.
Процесс апоптоза.
Сегодня считается, что формирование механизма апоптотической гибели клеток является одним из самых ранних и фундаментальных достижений эволюции, результатом которой стало появление всё более сложных многоклеточных организмов. Хотя апоптоз еще не раскрыл учёным всех своих тайн, основные его этапы уже достаточно хорошо изучены. Первой легко узнаваемой стадией этого процесса является сжатие клетки и конденсация хроматина на одном из полюсов мембраны клеточного ядра.
При этом образуются чётко очерченные плотные массы различной формы и размеров. На следующей стадии происходит конденсация цитоплазмы и формирование в ней полостей, что приводит к образованию углублений в гладкой поверхности клеточной мембраны и, в конечном счете, к фрагментации клетки. Характерные морфологические изменения в апоптотических клетках сопровождаются каскадом весьма сложных биохимических реакций, в которых участвует большое число специализированных белковых соединений. Хотя запуск программы апоптоза сопряжен с активированием или распадом многих клеточных белков, а набор участвующих в этом процессе генов и белков может изменяться в зависимости от типа клетки и сигнала, индуцирующего её самоуничтожение, существует строго определенная группа белков, без которых апоптоз был бы вообще невозможен.
Они состоят из двух элементов разной величины. По характеру выполняемых функций данные белки можно отнести к типу внутриклеточных протеолитических ферментов, переваривающих другие белки. Они вступают в действие по каскадной схеме — активация одной частицы пробуждает следующие за нею по цепочке, необратимо ставя клетку на путь апоптоза. С усилением активности происходит фрагментация определенных белков. Одни из них при этом разрушаются и активируются, а другие в результате отсечения определённых фрагментов обретают способность расщеплять ДНК в клеточном ядре. Сигнал к активации особых белков и запуску программы самоуничтожения клетки могут подать самые разные факторы. К важнейшим из них принадлежат ионизирующее излучение, свободные кислородные радикалы, недостаток факторов роста, некоторые антитела и фактор некроза опухолей. В зависимости от характера фактора, его интенсивности, длительности воздействия и типа клетки рано или поздно происходит запуск программы её самоуничтожения.
7. Прогенез. Классификация и морфофункциональная характеристика женских половых клеток.
Прогенез - созревание и развитие мужских и женских половых клеток. К половым клеткам (гаметам) относятся сперматозоиды и яйцеклетки.
Женские половые клетки (яйцеклетки). Яйцеклетки, или овоциты (ovum - яйцо), созревают в неизмеримо меньшем количестве, чем сперматозоиды. Овоцит - это крупная неподвижная клетка. Яйцеклетка имеет шаровидную форму, больший объем цитоплазмы, неподвижна.
Оболочки яйцеклетки:
- первичная (оолемма),
- вторичная (прозрачная зона, фолликулярная оболочка),
- третичная (подскорлуповая у птиц),
- четвертичная (скорлуповая у птиц).
Ядро яйцеклетки имеет гаплоидный набор хромосом (22 + х). Цитоплазма содержит ЭПС, КГ, рибосомы, митохондрии, кортикальные гранулы и желточные включения. Желточные гранулы содержат протеины, фосфолипиды и углеводы. Яйцеклетка человека - вторичная олиголецитальная изолецитальная, имеет диаметр около 130 мкм.
Цитоплазма содержит в периферических отделах кортикальные гранулы число которых достигает около 4000, которые включают ферменты, участвующие в кортикальной реакции, защищая яйцеклетку от полиспермии. К оолемме прилежит прозрачная или блестящая зона (zona pcllucida), которая состоит из гликозоаминогликанов (защитная функция), а далее - слой фолликулярных клеток. Отростки фолликулярных клеток проникают через прозрачную зону, направляясь к цитолемме яйцеклетки. Цитолемма яйцеклетки имеет микроворсинки, располагающиеся между отростками фолликулярных клеток. Фолликулярные клетки выполняют трофическую и защитную функции. В образовании прозрачной зоны принимают участие овоцит и фолликулярная оболочка. Зернистая оболочка состоит из фолликулярных клеток.
Классификация яйцеклеток у живых организмов основывается на признаках наличия, количества и распределения желтка (lecithos), представляющего собой белково-липидное включение в цитоплазме, используемое для питания зародыша.
Различают следующие типы яйцеклеток:
- безжелтковые (алецитальные),
- маложелтковые (олиголецитальные)
первичные (ланцетник)
вторичные (человек)
- многожелтковые (полилецитальные)
центролецитальные (желток находится в центре)
телолецитальные (желток находится на вегетативном полюсе)
умеренно телолецитальные (мезолецитальные) (амфибии)
резко телолецитальные (птицы)
В маложелтковых яйцеклетках желточные включения расположены равномерно в цитоплазме, поэтому они называются изолецитальными.
8. Прогенез. Морфофункциональная характеристика мужских половых клеток.
Прогенез - созревание и развитие мужских и женских половых клеток. К половым клеткам (гаметам) относятся сперматозоиды и яйцеклетки.
В отличие от крупной яйцеклетки, сперматозоиды мелкие, от 0,02 до 2,0 мм в длину, они активны и способны «проплыть» большое расстояние, чтобы добраться до яйца. Цитоплазмы у них мало, а желтка нет вообще.
Форма сперматозоидов разнообразна, однако среди них можно выделить два главных типа – жгутиковые и безжгутиковые. Безжгутиковые формы сравнительно редки. У большинства животных активная роль в оплодотворении принадлежит сперматозоиду.
Сперматозоид имеет головку и хвостовой отдел. Головка содержит небольшое плотное ядро с гаплоидным набором хромосом (22 + X, 22 + Y у человека) (1n) и акросомальный чехлик. В нем находится акросома, содержащая набор ферментов: гиалуронидаза и протеаза, которые способны растворять оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Акросома - производное комплекса Гольджи.
Хвостовой отдел имеет: 1 - связующую часть (шейку), которая содержит проксимальную центриоль; 2 - промежуточную часть, которая содержит 2 центральные и 9 пар периферических микротрубочек, окруженных митохондриальным влагалищем; 3 — главную часть, которая по строению напоминает ресничку (9х2)+2, окруженную фибриллами; 4 - конечную часть, которая содержит единичные сократительные филаменты.
9. Эмбриогенез человека, его периоды. Оплодотворение и дробление. Строение бластоцисты.
Эмбриогенез (пренатальный онтогенез, внутриутробный период) - период от момента оплодотворения до рождения, тесно связан с прогенезом и ранним постэмбриональным периодом (постнатальным, первый год после рождения).
Развитие любого организма начинается в результате слияния двух половых клеток (гамет), мужской и женской. Все клетки тела, несмотря на различия в строении и выполняемых функциях, объединяет одно - единая генетическая информация, хранящаяся в ядре каждой клетки, единый двойной набор хромосом (кроме узкоспециализированных клеток крови - эритроцитов, которые не имеют ядра).