Слайд 1Кафедра биологии с экологией и курсом фармакогнозии
Лекция 2
КЛЕТКА – ЭЛЕМЕНТАРНАЯ
БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА
Доцент Н.Н. Дегерменджи
Слайд 2План
1. Клеточная теория. Типы клеточной организации
2. Структурно-функциональная организация эукариотических клеток
3.
Генетический материал клеток
4. Закономерности существования клетки во времени
Слайд 31590г Ганс и Захарий Янссены – первый микроскоп
1665 г Р.
Гук «Анатомия растений» ячейки тканей пробки дуба- клетки (китос (греч.)-
полость, целлюла ( лат.) - ячейка).
1830 г Я. Пуркине -главная составная часть клетки протоплазма (живое содержимое клетки)
1831 (33) г Р. Броун у орхидных постоянный компонент – ядро
Слайд 41838 г. М.Шлейден - роль ядра в растительных клетках.
1839 г.
Т.Шванн «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных
и растений»
1858-59 г.г. Р. Вирхов «Целлюлярная патология»
1882 г. Страсбургер выделил цитоплазму и кариоплазму.
Слайд 5КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ
(1838-1839гг Т.Шванн,М.Шлейден)
1. Клетки растений и животных принципиально сходны
между собой
2.Каждая клетка функционирует независимо от других, но вместе со
всеми
3.Все клетки возникают из бесструктурного вещества неживой материи.
Слайд 6Рудольф Вирхов (патологоанатом) «Целлюлярная патология» (1859) внес существенные уточнения в
последнее положение клеточной теории:
-все клетки возникают из клеток путем
их деления ( omnia cellulae e cellula )
Слайд 7Клетка – это обособленная, наименьшая по размерам структура, которой присуща
вся совокупность свойств жизни и которая может во внешних условиях
поддерживать эти свойства в себе самой и передавать их в ряду поколений.
Слайд 8Независимо от индивидуальных структурно-функциональных Особенностей все клетки одинаковым образом:
1.
Хранят биологическую информацию
2. Редуплицируют генетический материал
3. Используют
генетическую информацию для осуществления своих функций на основе синтеза белка
4. Хранят и переносят энергию
5. Превращают энергию в работу
6. Регулируют обмен веществ.
Слайд 9МНОГООБРАЗИЕ КЛЕТОК
БАКТЕРИИ
ПРОСТЕЙШИЕ
КЛЕТКИ МНОГОКЛЕТОЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ
Слайд 10Прокариоты
Bacillus subtilis
Сенная палочка
Micrococcus radiodurans
«Устойчивая к излучению»
Слайд 12Эукариотических тип организации клеток:
Характерен для одно- и многоклеточных организмов.
Типична высокая
упорядоченность внутреннего содержимого клеток за счет явления КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИИ ее объема
(деления на ячейки, отличающиеся ферментативным составом).
Включают 3 составные части: клеточную мембрану с надмембранными образованиями, цитоплазму, клеточное ядро.
Слайд 13Плазматическая мембрана (плазмалемма) от греческого – plasma - форма, lemma
– оболочка
1935г – Н.Даусон и Р.Даниэлли - «Бутербродная» модель строения
мембраны
1972г – С. С(З)ингер и Д.Николсон модель «жидкой мозаичной мембраны»
Слайд 14Жидкостно-мозаичная модель
Интегральные белки
Полуинтегральные белки
Поверхностные белки
Липиды
Полисахариды
Слайд 15Образование биомембран
Липиды определяют структурную целостность мембран. Их молекулы имеют два
полюса.
Один конец гидрофильный – полярный, другой гидрофобный - неполярный
O
O
CH2
CH2
CH
CH2
CH2
CO
CH2
CO
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
1. Гидрофильная «головка»
2. Гидрофобные «хвосты»
1.
2.
Слайд 16В биологической мембране молекулы липидов двух слоев обращены друг
к другу неполярными концами, а полярные полюса обращены кнаружи. Организация
липидных молекул в бислой ограничивает их подвижность и усиливает их возникновение, однако некоторые виды подвижности имеются. Это является необходимым условием стабильности билипидного слоя
Образование биомембран
Слайд 17Образование биомембран
Белки в мембране делятся на три группы:
Периферические -соединяются с
головками , благодаря электростатическим взаимодействиям
Погруженные – образуют на мембране биохимический
«конвейер»
Интегральные - обеспечивают передачу информацию в двух направлениях: в клетку и обратно.
Они бывают двух типов переносчики и каналообразующие
Слайд 18Функции мембран
Разграничительная
– в клетке обеспечивают компартментализацию
Рецепторная – обеспечивается молекулами
интегральных белков, имеющих полисахаридные концы
Слайд 19Функции мембран
Транспортная – обеспечивают гомеостаз в клетке
Различают пассивный и активный
транспорт
Пассивный транспорт происходит без затраты энергии путем : простой диффузии,
облегченной диффузии и осмоса
Активный транспорт происходит с затратой энергии при участии белков-переносчиков, например: калий -натриевый насос
Слайд 20Функции мембран
Поступление в клетку крупных макромолекул – эндоцитоз: фагоцитоз и
пиноцитоз
Происходит с затратой АТФ
Слайд 21Функции мембран
Удаление из клетки – экзоцитоз – выводится из клетки
гормоны , белки, и другие продукты обмена
Секреторные гранулы
в бокаловидных
клетках кишечника
Слайд 22Функции мембран
Катализ биохимических процессов за счет мембранных белков
Передача нервных импульсов
через синапсы
Слайд 23Функции мембран
Участие в образовании тканей за счет контактов: плотных ,
щелевых и через десмосомы
Слайд 24Состав липидов: 25-60% от состава мембраны.
- Глицерофосфаты
-
Холестерин (в животных клетках)
- Сфингомиелины
- Фитостерины (в растительных
клетках)
Слайд 25Углеводный компонент: 2-10% от состава мембраны
- это гликопротеины,
связанные с интегральными белками.
Гликопротеины формируют гликокаликс
в животной клетке,
он расположен в наружных слоях мембраны.
Слайд 26Клеточная стенка
Состав:
целлюлоза,гемицеллюлоза, пектин
Функции:
- защита протопласта
- поддержание формы клеток
-препятствует разрыву
клетки
- обеспечивает механическую прочность
Слайд 27Цитоплазма
I.Гиалоплазма
II.Органоиды
Общие
Специальные
Трофические
Секреторные
Специальные
Экскреторные
Мембранные Немембранные
Двумембранные
Митохондрии
Пластиды
Одномембранные
ЭПС
(ЭР)
КГ
Лизосомы
Микротельца
Сферосомы
Глиоксисомы
Рибосомы
КЦ
Микротрубочки
Микрофиламетны
III.Включения
Реснички
Жгутики
Миофибриллы
Нейрофибриллы
Вакуоли
Слайд 28Клеточный центр
лизосома
Комплекс Гольджи
микрофиламенты
Слайд 30Гранулярная эндоплазматическая сеть, рибосомы
Слайд 32Микротрубочки (окраска меченными антителами. Фото А.Буракова)
М
Слайд 33Митохондрии (окраска родамином. Фото А.Минина)
Слайд 34Клеточный центр в дробящейся яйцеклетке лошадиной аскариды
Центриоли и лучистая сфера
Слайд 371 - Капли жира в клетках печени аксолотля
2 – Ядро
клетки
3 - Мембрана
3
1
2
3
1 – Клеточная стенка
2 – Крахмальные зерна
3 -
Цитоплазма
ТРОФИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ
Слайд 38ядро
1 – ЯДРО ДИФФУЗНОГО ТИПА (в период интерфазы)
2
– ЯДРО ХРОМОНЕМНОГО ТИПА (подготовка к делению)
1
2
Слайд 40Хромосомы –
материальные носители наследственной информации
ФУНКЦИИ –
ХРАНЕНИЕ, ПЕРЕДАЧА
И РЕАЛИЗАЦИЯ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ
ГИПОТЕЗА О ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ ХРОМОСОМ –
Н.К. Кольцов,
1927, 1935
Слайд 41Создание модели ДНК -
Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик 1953 г.
Слайд 43Свойства ДНК
1. репликация
2.репарация
3.транскрипция
4. рекомбинация
5. мутация
Основная
функция ДНК – хранение и передача наследственной информации.
Слайд 45Схематическое изображение процесса репликации Показаны: запаздывающая нить, лидирующая нить, ДНК
полимераза (Polα), ДНК лигаза, РНК праймер, ДНК праймаза, фрагмент Оказаки,
ДНК полимераза (Polδ), хеликаза, одиночная нить со связанными белками, топоизомераза.
S-период
интерфазы
Слайд 48Модель ферментативной репарации ДНК
Слайд 49Начальный уровень компактизации хромосом
нуклеосомный
нуклеомерный
хромомерный
хромонемный
Слайд 501. НУКЛЕОСОМА – дискретная единица хроматина
ДНК 146по
4 пары
гистонов
Нуклеосомы в виде
«бусин на нити»
уплотнение ДНК в 7 раз
Слайд 512. нуклеомерный
- упаковка нуклеосом с помощью гистоновых белков.
-Возникает структура спирального
типа – соленоид.
Она повышает компактность ДНК еще в 40
-70 раз.
Под электронным микроскопом соленоид –фибриллы хроматина.
Слайд 523. Доменно-петлевой или хромомерный
- Связан с негистоновыми белками.
- Фибриллы
хроматина в местах связывания с негистоновыми белками образуют петли.
- Формируется
поперечная петлистая структура вдоль хромосомы
Уплотнение ДНК в 600-700раз.
Слайд 534. Дезактивация хроматина, образуется гетерохроматин. В митотических хромосомах ЭТО–
хромонемы (профаза, ранняя телофаза).
5. Спирализация хроматина - образование
хромосом.
Слайд 541 - Нуклеосомный
2 -Нуклеомерный
3- Доменно-петлевой
Слайд 56Систематизированный кариотип — это нумерованный набор пар гомологичных хромосом.
Изображения
хромосом ориентируются вертикально короткими плечами вверх.
Нумерация производится в порядке убывания
размеров.
Пара половых хромосом помещается в конец набора
Слайд 58Хромосомы:
а– речной рак (2п=196)
б – комар Culex
(2п= 6)
в –
щука (2п =18)
д - кошка (2п =38)
е – лошадь (2п=66)
ж
–бык (2п=60)
з –саламандра (2п=34)
и – овца (2п=54)
Слайд 63МИТОЗ МЕРИСТЕМА-ТИЧЕСКИХ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ
Слайд 64СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
НАЗОВИТЕ ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА КЛЕТКИ