АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Два типа хроматина

1. Эу- и гетерохроматин

а) Электронная микроскопия. Хроматин занимает основную часть объема ядра. На электронных микрофотографиях (рис. 4.4) видно, что он подразделяется на два типа: эухроматин (2) — светлые (электронопрозрачные) области, и гетерохроматин (1) — темные (электроноплотные) глыбки, которые расположены преимущественно на периферии ядра, прилегая к ядерной оболочке (3). Из предыдущего изложения ясно, что

— эухроматин — это те участки хромосом или целые хромосомы, которые находятся в деконденсированном (диффузном) состоянии,

— а гетерохроматин — это, напротив, конденсированные (и потому электроноплотные) фрагменты хромосом или целые хромосомы.

В связи с этим, эухроматин еще называют диффузным хроматином, а гетерохроматин — конденсированным хроматином.

б) При световой микроскопии (см. рис. 4.3) эухроматин, как уже отмечалось, в ядре не выявляется. Те же глыбки, которые обычно обозначаются как «глыбки хроматина», представляют собой на самом деле лишь гетерохроматин.

в) Активность хроматина. В конденсированных участках хромосом ДНК недоступна для разнообразных внутриядерных ферментов — в том числе для ферментного комплекса, осуществляющего транскрипцию ДНК. В связи с этим гетерохроматин функционально неактивен, а эухроматин, наоборот, активно участвует в транскрипции ДНК.

2. Виды гетерохроматина. При изменении функционального состояния клетки или в процессе ее дифференцировки возможен переход части гетерохроматина в эухроматин и обратно. В связи с этим гетерохроматин подразделяют на два вида:

1) факультативный гетерохроматин — способный превращаться в эухроматин;

2) конститутивный гетерохроматин — никогда и ни в одной клетке к подобному превращению не способный. Очевидно, это те области хромосом, в которых ДНК не содержит генов, а выполняет лишь структурную функцию. Данные области расположены в основном вблизи центромерных участков хромосом.

3. Состояние хроматина в разных клетках. Из вышесказанного следует: чем больше в ядре доля гетерохроматина, тем ниже функциональная активность ядра, т.е. тем меньше скорость синтеза РНК. Для иллюстрации этого положения рассмотрим рис. 4.5.

Сверху — ядро нервной клетки (I). Здесь гетерохроматина очень мало. Это означает, что ядро и клетка в целом функционально очень активны.

Внизу — лимфоцит (II). В его ядре преобладает гетерохроматин. Это вполне коррелирует с очень малым объемом цитоплазмы, которая к тому же бедна органеллами. И то, и другое говорит о том, что интенсивность синтеза РНК и белков в лимфоците очень невелика.

4. Половой хроматин (тельце Барра)

а) Одним из компонентов гетерохроматина может быть т.н. половой хроматин (или тельце Барра), встречающийся только у женщин.

Дело в том, что у мужчин в наборе хромосом каждой соматической клетки содержится по одной Х- и Y-половой хромосоме. И обе они пребывают в деконденсированном состоянии, т.е. относятся к эухроматину.

У женщин же в соматических клетках — по две Х-хромосомы. Из них деконденсирована только одна. Вторая же Х-хромосома всегда находится в конденсированном состоянии, образуя в ядре компактное тельце — т.н. половой хроматин.

б) Для обнаружения полового хроматина часто исследуют мазок крови (рис. 4.6). В нейтрофильных лейкоцитах женщин половой хроматин (2) выявляется в виде барабанной палочки, отходящей от одного из сегментов ядра (1). По этому признаку в судебной медицине отличают кровь женщин от крови мужчин.

Ядрышко - не самостоятельная структура или органоид. Оно - производное хромосомы, один из ее локусов, активно функционирующий в интерфазе.

Хромосомы животных и растений в этом состоянии представляют собой палочковидные структуры разной длины с довольно постоянной толщиной, у большей части хромосом удается легко найти зону первичной перетяжки, которая делит хромосому на два плеча (рис). Хромосомы с равными или почти равными плечами называют метацентрическими, с плечами неодинаковой длины - субметацентрическими. Палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом - акроцентрические.

В области первичной перетяжки расположена центромера, или кинетохор. Это пластинчатая структура, имеющая форму диска. Она связана тонкими фибриллами с телом хромосомы в области перетяжки. От него отрастают пучки микротрубочки митотического веретена, идущие в направлении к центриолям. Они принимают участие в движении хромосом к полюсам клетки при митозе.

Обычно одна хромосома имеет только одну центромеру (моноцентрические хромосомы), но могут встречаться хромосомы дицентрические и полицентрические.

Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку. Последняя обычно расположена вблизи дистального конца хромосомы и отделяет маленький участок, спутник. Вторичные перетяжки называют, кроме того, ядрышковыми организаторами, так как именно на этих участках хромосом в интерфазе происходит образование ядрышка. Здесь же локализована ДНК, ответственная за синтез рРНК.

Плечи хромосом оканчиваются теломерами, конечными участками. Теломерные концы хромосом не способны соединяться с другими хромосомами или их фрагментами, в отличие от концов хромосом, лишенных теломерных участков, которые могут присоединяться к таким же разорванным концам других хромосом.

Размеры хромосом у разных организмов варьируют в широких пределах. Так, длина хромосом может колебаться от 0,2 до 50 мкм. Самые мелкие хромосомы обнаруживаются у некоторых простейших, грибов. Наиболее длинные - у некоторых прямокрылых насекомых, у амфибий и у лилейных. Длина хромосом человека находится в пределах 1,5-10 мкм.

Число хромосом у различных объектов тоже значительно колеблется, но характерно для каждого вида. У некоторых радиолярий число хромосом достигает 1000-1600. Рекордсменом среди растений по числу хромосом (около 500) является папоротник ужовник, 308 хромосом у тутового дерева, у речного рака 196 хромосом. Наименьшее количество хромосом (2 на диплоидный набор) наблюдается у одной из рас аскариды, у сложноцветного Haplopappus gracilic - всего 4 хромосомы (2 пары).

Совокупность числа, величины, величины и морфологии хромосом называется кариотипом данного вида. Даже у близких видов хромосомные наборы отличаются друг от друга или по числу хромосом, или по величине хотя бы одной или нескольких хромосом. Следовательно, структура кариотипа может быть таксономическим признаком.

В составе ядрышка выявляются большие петли ДНК, содержащие гены pPНК, которые с необычайно высокой скоростью транскрибируются РНК-полимеразой I.

Каждый такой кластер генов называется районом ядрышкового организатора.

Ответ 21! Основные проявления жизнедеятельности клеток. Синтетические процессы в клетке. Взаимосвязь компонентов клетки в процессах анаболизма и катаболизма. Понятие о секреторном цикле; механизмы поглощения и выделения продуктов в клетке. Внутриклеточная регенерация. Общая характеристика и биологическое значение.

Внешние воздействия клетка испытывает практически постоянно. Факторы, воздействующие на нее, могут быть химического, физического или биогенного характера. Реактивные свойства клеток - это их способность реагировать на внешние воздействия. При этом изменяется структура и функция клеток. Глубина изменений зависит от состояния клетки и характера воздействия (его природы, силы и продолжительности). В организме имеются стволовые, начавшие дифференцироваться (молодые), специализированные (зрелые) и старые клетки. Естественно их реакция на внешние воздействия неодинакова.У стволовых клеток в состоянии покоя низкий уровень обменных процессов и они наиболее устойчивы к внешним воздействиям. Ферменты поступают в гладкую эндоплазматическую сеть или гиалоплаз-му, где участвуют в синтезе углеводов или липидов. Эти вещества направляются в аппарат Гольджи, где включаются в состав гранул. Большая роль в целенапрвленном перемещении веществ принадлежит цитоскелету и подразделению цитоплазмы клетки на отсеки (компартменты). Энергия для осуществления синтетических процессов (и белков, и небелковых веществ) образуется в митохондриях в виде АТФ. В обоих случаях прослеживается тесная функциональная взаимосвязь внутриклеточных структур.

Основными метаболическими процессами являются анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция).

Анаболизм, или ассимиляция (от лат. assimilatio — уподобление), представляет собой эндотермический процесс уподобления поступающих в клетку веществ веществам самой клетки. Она является «созидательным» метаболизмом.

Важнейшим моментом ассимиляции является синтез белков и нуклеиновых кислот. Частным случаем анаболизма является фотосинтез, который представляет собой биологический процесс, при котором органическое вещество синтезируется из воды, двуокиси углерода и неорганических солей под влиянием лучистой энергии Солнца. Фотосинтез в зеленых растениях является автотрофным типом обмена.

Катаболизм, или диссимиляция (от лат. dissimilis — расподобление), является экзотермическим процессом, при котором происходит распад веществ с освобождением энергии. Этот распад происходит в результате переваривания и дыхания. Переваривание представляет собой процесс распада крупных молекул на более мелкие молекулы, тогда как дыхание является процессом окислительного катаболизма простых Сахаров, глицерина, жирных кислот и дезаминированных аминокислот, в результате которого происходит освобождение жизненно необходимой химической энергии. Эта энергия используется для пополнения запасов аденозинтри-фосфата (АТФ), который является непосредственным донором (источником) клеточной энергии, универсальной энергетической «валютой» в биологических системах. Пополнение запасов АТФ обеспечивается реакцией фосфата (Ф) с аденозиндифосфатом (АДФ), а именно:

АДФ + Ф + энергия ® АТФ

Когда АТФ разлагается на АДФ и фосфат, энергия клетки освобождается и используется для работы в клетке. АТФ представляет собой нуклеотид, состоящий из остатков аденина, рибозы и трифосфата (трифосфатных групп), тогда как аденозиндифосфат (АДФ) имеет лишь две фосфатные группы. Богатство АТФ энергией определяется тем, что его трифосфатный компонент содержит две фос-фоангидридные связи. Энергия АТФ превышает энергию АДФ на 7000 ккал/моль. Этой энергией обеспечиваются все биосинтетические реакции в клетке в результате гидролиза АТФ до АДФ и неорганического фосфата. Итак, цикл АТФ-АДФ является основным механизмом обмена энергии в живых системах.

Секреторным циклом называется периодическое изме­нение состояния секреторной клетки, обусловленное образованием, накоплением, выделением секрета и восстановлением ее дальнейшей секреции. В секреторном цикле выделяют несколько фаз: поступление в клетку исходных веществ (ведущее значение в этом имеют диффу­зия, активный транспорт и эндоцитоз), синтез и транспорт исходного секреторного продукта, формирование секреторных гранул, выделе­ние секрета из клетки — экзоцитоз. Из клетки выделяются и негра-нулированные продукты секреции. Существуют клетки с разными ти­пами внутриклеточных процессов и видами выделения секретов. В за­висимости от типа выделения секрета секрецию делят на голокри­новую, апокриновую (макро- и микро-) и мерокриновую двух видов в зависимости от механизма выхода секрета через апикальную мембра­ну: секрет покидает гландулоцит через отверстия, образующиеся при контакте с ней секреторной гранулы в апикальной мембране, или че­рез мембрану, не меняющую свою структуру.

Биопотенциалы секреторных клеток имеют ряд особенностей в покое и при секреции: низкую величину и скорость изменения, градуальность, различную поляризованность базальной и апикальной мембран, гетерохронность изменения поляризованности мембраны при секреции и др.

Мембранный потенциал гландулоцитов различных экзокринных желез в состоянии относительного покоя равен от —30 до —75 мВ. Стимуляция секреции меняет мембранный потенциал. Это измене­ние поляризованности мембраны называется секреторным потен­циалом. У разных гландулоцитов он имеет существенные различия, характеризует секреторный процесс, влияет на секреторный цикл и сопряжение его фаз, синхронизацию активности гландулоцитов в составе данной железы (это не исключает химического взаимодей­ствия их через межклеточные контакты). Оптимальной для возник­новения секреторных потенциалов считается поляризованность мем­бран, равная —50 мВ.

Для возбуждения большинства видов гландулоцитов характерна деполяризация их мембран, но описаны гландулоциты, при возбуж­дении которых мембраны гиперполяризуются, формируя двухфазные потенциалы. Деполяризация мембраны обусловлена потоком ионов Na+ в клетку и выходом из нее ионов К+. Гиперполяризация мем­браны обусловлена транспортом в клетку ионов Сl- и выходом из нее ионов Na+ и К+. Различие в поляризованности базальной и апикальной мембран составляет 2—3 мВ, что создает значительное электрическое поле (20—30 В/см). Его напряженность при возбуж­дении секреторной клетки возрастает примерно вдвое, что способ­ствует перемещению секреторных гранул к апикальному полюсу клетки и выходу секреторного материала из клетки.

Физиологические стимуляторы секреции, повышающие концен­трацию Са2+ в гландулоцитах, влияют на калиевые и натриевые каналы и вызывают секреторный потенциал. Ряд стимуляторов сек­реции, действующих через активацию аденилатциклазы и не вли­яющих на обмен ионов Са2+ в гландулоцитах, не вызывает в них электрических эффектов. Следовательно, изменение мембранного потенциала и электрической проводимости гландулоцитов опосре­довано увеличением внутриклеточной концентрации кальция.

I. Внутриклеточная регенерация (может проявляться как гипертрофия или полиплоилизация клетки), протекает на

1. Молекулярная регенерация — обновление молекул белков, углеводов и липидов во внутриклеточных
структурах.
2.Внутриорганоидная регенерация — восстановление отдельных частей органелл.
В норме при внутриклеточной регенерации скорость процессов восстановления внутриклеточных структур (на молекулярном или органоидном уровне) и их разрушения сбалансированы и поэтому она может ничем не проявляться. При преобладании процессов восстановления над разрушением наблюдается гипертрофия клеток — увеличение объема функциональной активности клеток, часто сочетающаяся с полиплоидизациеи. При срыве же регенерации процессы разрушения могут превалировать над восстановлением, что приводит к атрофии клеток — уменьшение их объема и
функциональной активности.

Значение Р. для организма определяется тем, что на основе клеточного и внутриклеточного обновления органов обеспечивается широкий диапазон приспособительных колебаний и функциональной активности в меняющихся условиях среды, а также восстановление и компенсация функций, нарушенных в результате действия различных патогенных факте. Физиологическая и репаративная Р. является структурной основой всего разнообразия проявлений жизнедеятельности организма в норме и патологии.

Ответ 22! Информационные межклеточные взаимодействия. Гуморальные, и синаптические взаимодействия; взаимодействия через внеклеточный матрикс и щелевые контакты. Реакция клеток на внешние воздействия.

Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 3306 | Нарушение авторских прав