Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Bio_ekzamen_1_vopros

.pdf
Скачиваний:
396
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
611.59 Кб
Скачать

Био экзамен . 1 вопрос

1.О сущности живого. Нуклеопротеидные комплексы. Эволюция представлений о химической сущности жизни.

Жизнь — активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования. Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая для репликации. Развитие живой природы привело к появлению человечества. Период существования отдельно взятого организма от момента возникновения до его смерти.

Сущность и основные признаки живых систем.

Мир живого имеет структурно-инвариантный аспект: живое обладает молекулярной, клеточной, тканевой и иной структурностью. Подавляющее большинство ныне живущих организмов состоит из клеток (кроме вирусов). Мир живого - грандиозная система высокоорганизованных систем. Любая система состоит из совокупности эл-ов и связей между ними, которые объединяют данную совокупность эл-ов в единое целое. Всем живым системам свойственны следующие существенные черты: обмен вещ-в, подвижность, раздражимость, рост, размножение, приспособляемость. Живой организм - множественная система химических процессов, в ходе которых происходит постоянное разрушение молекулярных органических структур и их воспроизводство.

Жизнь существует в форме нуклеопротеидных комплексов. Это биосистемы характеризующиеся 5 признаками:

открытые

самообновляющиеся

саморегулирующиеся

самовоспроизводящиеся

высокоупорядоченные

Нуклеопротеиды — комплексы нуклеиновых кислот с белками. К нуклеопротеидам относятся устойчивые комплексы нуклеиновых кислот с белками, длительное время существующие в клетке в составе органелл или структурных элементов клетки в отличие от разнообразных короткоживущих промежуточных комплексов белок — нуклеиновая кислота (комплексы нуклеиновых кислот с ферментами — синтетазами и гидролазами — при синтезе и деградации нуклеиновых кислот, комплексы нуклеиновых кислот с регуляторными белками и т. п.).

2. Клетка – миниатюрная биосистема. 5 признаков живых систем.

Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которая присуща вся совокупность свойства жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, и передавать их в ряду поколений. Клетка т.о. несет полную х-ку жизни. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты её принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы.

Это означает, что клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм – одноклеточные, многоклеточные, внеклеточные. Благодаря заложенным в них механизмам клеток обеспечивает обмен в-в., использование биологических информации, размножение, свойства наследственной и изменчивости, обусловленная, тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.

Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы, клетка отличается сложным строением. При этом определённые черты обнаруживаются во всех без исключения клетках, х-зуя наиболее важные стороны клеточной организации как таковой.

__

Клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития живых форм. Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости, обуславливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.

Органеллы клетки , подобно органам целого организма, выполняют специфические функции.

Клетка является открытой системой, поскольку ее существование возможно только в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Клетка не только единица строения, но и единица функционирования. Все ее системы взаимосвязаны и функционируют как единое целое.

Гетеротрофные клетки получают углеводы извне, а автотрофные клетки сами создают их путем фотосинтеза (из СО2 и Н2О, которые поступают из окружающей среды) или хемосинтеза. Большая часть углеводов расщепляется с целью высвобождения энергии. Получаемая энергия связывается в форме АТФ. Энергию АТФ клетка использует на различные жизненные процессы - синтез, выделение веществ, движение и т. д. Растительные клетки сами синтезируют большую часть аминокислот, входящих в состав белков. Синтез некоторых аминокислот может осуществляться ими в хлоропластах, в митохондриях и цитоплазме. Животные клетки синтезируют лишь некоторые аминокислоты (заменимые), часть аминокислот (незаменимые), животные клетки получают из окружающей среды; для этого они поглощают белки, в основном путем эндоцитоза и расщепляют их затем с помощью ферментов лизосом до аминокислот

3. Клетка – элементарная единица живого. Отличительные признаки про- и эукариотических клеток.

Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений. Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы.

Это означает, что клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм — одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных. Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости, обусловливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.

4. Принцип компартментации. Биологическая мембрана.

Компартментация объема клетки с помощью мембран

Высокая упорядоченность внутреннего содержимого эукариотической клетки достигается путем компартментации ее объема — подразделения на «ячейки», отличающиеся деталями химического (ферментного) состава. Компартментация способствует пространственному разделению веществ и процессов в клетке. Отдельный компартмент представлен органеллой (лизосома) или ее частью (пространство, отграниченное внутренней мембраной митохондрии).

1—ядро, 2—шероховатая цитоплазматическая есть, 3—митохондрия, 4 - транспортный цитоплазматический пузырек, 5—лизосома, 6—пластинчатый комплекс, 7 —гранула секрета.

Важная роль в осуществлении компартментации принадлежит биологическим мембранам. Их ф-ии: барьерная, регуляция и обеспечение избирательной

проницаемости веществ, образование поверхностей раздела между гидрофильной и гидрофобной фазами с размещением на них ферментных комплексов. Благодаря присутствию липидов мемраны образуют гидрофобную внутриклеточную фазу как компартмент для р-ий в неводной среде. Рецепторы обеспечивают восприимчивость мембраны к биологически активным соединениям (гормонам).

Предложено несколько схем взаимоотношения в мембране основных химических компонентов - белков и липидов, а также веществ, размещаемых на мембранной поверхности. В настоящее время принята точка зрения, согласно которой мембрана составлена из бимолекулярного слоя липидов. Гидрофобные участки их молекул повернуты друг к другу, а гидрофильные - находятся на поверхности слоя. Разнообразные белковые молекулы встроены в этот слой или размещены на его поверхностях.

Благодаря компартментации клеточного объема в эукариотической клетке наблюдается разделение функций между разными структурами. Одновременно различные структуры закономерно взаимодействуют друг с другом.

5. Принцип клеточной компартментации. Организация и свойства биологической мембраны. История изучения.

Компартментация объема клетки с помощью мембран. Высокая упорядоченность внутреннего содержимого эукариотической клетки достигается путем компартментации ее объема — подразделения на «ячейки», отличающиеся деталями химического (ферментного) состава. Компартментация способствует пространственному разделению веществ и процессов в клетке. Отдельный компартмент представлен

органеллой (лизосома) или ее частью (пространство, отграниченное внутренней мембраной митохондрии).

1—ядро, 2—шероховатая цитоплазматическая есть, 3—митохондрия, 4—транспортный цитоплазматический пузырек, 5—лизосома, 6—пластинчатый комплекс, 7 —гранула секрета.

Предложено несколько схем взаимоотношения в мембране основных химических компонентов - белков и липидов, а также веществ, размещаемых на мембранной поверхности. В настоящее время принята точка зрения, согласно которой мембрана составлена из бимолекулярного слоя липидов. Гидрофобные участки их молекул повернуты друг к другу, а гидрофильные - находятся на поверхности слоя. Разнообразные белковые молекулы встроены в этот слой или размещены на его поверхностях.

Благодаря компартментации клеточного объема в эукариотической клетке наблюдается разделение функций между разными структурами. Одновременно различные структуры закономерно взаимодействуют друг с другом.

Биологические мембраны образуют наружную оболочку всех животных клеток и формируют многочисленные внутриклеточные органеллы.

Наиболее характерным структурным признаком является то, что мембраны всегда образуют замкнутые пространства, и такая микроструктурная организация мембран позволяет им выполнять важнейшие функции:

Барьерная функция выражается в том, что мембрана при помощи соответствующих механизмов участвует в создании концентрационных градиентов, препятствуя свободной диффузии. При этом мембрана принимает участие в механизмах электрогенеза. К ним относятся механизмы создания потенциала покоя, генерация

потенциала действия, механизмы распространения биоэлектрических импульсов по однородной и неоднородной возбудимым структурам.

Регуляторная функция заключается в тонкой регуляции внутриклеточного содержимого и внутриклеточных реакций за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ, что приводит к изменению активности ферментных систем мембраны и запуску механизмов вторичных "мессенджеров" ("посредники").

Контактная функция клеточной мембраны заключается в организации зон специфического или неспецифического контакта между клетками с образованием тканевой структуры. При этом в области контакта возможен обмен ионами, медиаторами, макромолекулами между клетками, или передача электрических сигналов.

Преобразование внешних стимулов неэлектрической природы в электрические сигналы (в рецепторах).

Высвобождение нейромедиаторов в синаптических окончаниях.

6. Структурная организация и свойства биологических мембран.

Биологические мембраны образуют наружную оболочку всех животных клеток и формируют многочисленные внутриклеточные органеллы.

Наиболее характерным структурным признаком является то, что мембраны всегда образуют замкнутые пространства, и такая микроструктурная организация мембран позволяет им выполнять важнейшие функции:

Барьерная функция выражается в том, что мембрана при помощи соответствующих механизмов участвует в создании концентрационных градиентов, препятствуя свободной диффузии. При этом мембрана принимает участие в механизмах электрогенеза. К ним относятся механизмы создания потенциала покоя, генерация потенциала действия, механизмы распространения биоэлектрических импульсов по однородной и неоднородной возбудимым структурам.

Регуляторная функция заключается в тонкой регуляции внутриклеточного содержимого и внутриклеточных реакций за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ, что приводит к изменению активности ферментных систем мембраны и запуску механизмов вторичных "мессенджеров" ("посредники").

Контактная функция клеточной мембраны заключается в организации зон специфического или неспецифического контакта между клетками с образованием тканевой структуры. При этом в области контакта возможен обмен ионами, медиаторами, макромолекулами между клетками, или передача электрических сигналов.

Преобразование внешних стимулов неэлектрической природы в электрические сигналы (в рецепторах).

Высвобождение нейромедиаторов в синаптических окончаниях

7. Мембранные белки и липиды.

Мембранные липиды представлены : фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов»(неполярны), которые связаны с заряженной гидрофильной «головой»(могут нести – заряд, или нейтральные). Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку.

Важную часть мембраны составляют белки, пронизывающие её и отвечающие за разнообразные свойства мембран. Белки: интегральные-взаимодействуют с липидами в составе мембран на основе гидрофобных связей. Переферические – связаны с липидными головками с помощью ионных и солевых связей и поэтмоу легко экстрагируются из мембраны.

полуинтегральные (погруженные одним концом во внешний или внутренний липидный слой), поверхностные (расположенные на внешней или прилегающие к внутренней сторонам мембраны). Их состав и ориентация в разных мембранах различаются.

Рядом с белками находятся аннулярные липиды - они более упорядочены, менее подвижны, имеют в составе более насыщенные жирные кислоты и выделяются из мембраны вместе с белком. Без аннулярных липидов белки мембраны не работают.

Клеточные мембраны часто асимметричны, то есть слои отличаются по составу липидов, в наружном содержатся преимущественно фосфатидилинозитол, фосфатидилхолин, сфингомиелины и гликолипиды, во внутреннем - фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин и фосфатидилинозитол. Переход отдельной молекулы из одного слоя в другой (так называемый флип-флоп) затруднён, но может происходить спонтанно, примерно раз в 6 месяцев или с помощью белков-флиппаз и скрамблазы плазматической мембраны. Если в наружном слое появляется фосфатидилсерин, это является сигналом для макрофагов о необходимости уничтожения клетки.

8. Явления осмоса в растительных и животных клетках.

Явление осмоса играет важную роль во многих химических и биологических системах. Благодаря осмосу регулируется поступление воды в клетки и межклеточные структуры. Упругость клеток (тургор), обеспечивающая эластичность тканей и сохранение определенной формы органов, обусловлена осмотическим давлением. Животные и растительные клетки имеют оболочки или поверхностный слой протоплазмы, обладающие свойствами полупроницаемых мембран. При помещении этих клеток в растворы с различной концентрацией наблюдается осмос(процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону боольшей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя)

Растворы, имеющие одинаковое осмотическое давление, называются изотоническими. Если два раствора имеют различное осмотическое давление, то раствор с большим осмотическим давлением является гипертоническим по отношению ко второму, а второй гипотоническим по отношению к первому.

При помещении клеток в изотонический раствор они сохраняют свой размер и нормально функционируют.

При помещении клеток в гипотонический раствор вода из менее концентрированного внешнего раствора переходит внутрь клеток, что приводит к их набуханию, а затем к разрыву оболочек и вытеканию клеточного содержимого. Такое разрушение клеток называется лизисом, в случае эритроцитов этот процесс называется гемолизом. Кровь с клеточным содержимым, выходящим наружу при гемолизе, за свой цвет называется лаковой кровью.

При помещении клеток в гипертонический раствор вода из клеток уходит в более концентрированный раствор, и наблюдается сморщивание (высушивание) клеток. Это явление называется плазмолизом.

Биологические жидкости человека (кровь, лимфа, тканевые жидкости) представляют собой водные растворы низкомолекулярных соединений NaCI, KCl, СаС1, высокомолекулярных соединений белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот и форменных элементов эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Их суммарным действием определяется осмотическое давление биологических жидкостей.

9. Особенности строения растительных клеток. Осмотические свойства растительных клеток.

Отличается от животной наличием жёсткой целлюлозопектиновой клеточной стенки (состоит из аморфного пластинчатого матрикса и прочной опорной фибриллярной системы), пластид (хромопласты,хлоропласты и лейкопласты) и вакуолей с клеточным соком.

Вакуоль – осмотическое пространство. Этот компартмент играет главную роль в поступлении воды в растительную клетку и создании осмотически обусловленного тургорного давления.

Растительная клетка представляет собой осмотическую систему. Пектоцеллюлозная оболочка хорошо проницаема как для воды, так и для растворенных веществ. Однако плазмалемма и тонопласт обладают избирательной проницаемостью, легко пропускают воду и менее проницаемы, а в некоторых случаях непроницаемы для растворенных веществ. В этом можно убедиться, рассмотрев явления плазмолиза и тургора. Если поместить клетку в раствор более высокой концентрации, чем в клетке, то под микроскопом видно, что цитоплазма отстает от клеточной оболочки. Это особенно хорошо проявляется на клетке с окрашенным клеточным соком. Клеточный сок остается внутри вакуоли, а между цитоплазмой и оболочкой образуется пространство, заполненное внешним раствором. Явление отставания цитоплазмы от клеточной оболочки получило название плазмолиза. Плазмолиз происходит в результате того, что под влиянием более концентрированного внешнего раствора вода выходит из клетки (от своего большего химического потенциала к меньшему), тогда как растворенные вещества остаются в клетке. При помещении клеток в чистую воду или в слабо концентрированный раствор вода поступает в клетку. Количество воды в клетке увеличивается, объем вакуоли возрастает, клеточный сок давит на цитоплазму и прижимает ее к клеточной оболочке. Под влиянием внутреннего давления клеточная оболочка растягивается, в результате клетка переходит в напряженное состояние — тургор.

Осмотические свойства в животной клетке можно рассмотреть на примере эритроцитов. При помещении их в гипотонический раствор - они разбухают и их плазмолемма может не выдержать давления и лопнуть (гемолиз), в гипертонический - уменьшаются в объёме и сморщиваются(плазмолиз).

10. Поверхностный аппарат клетки. Пассивный транспорт.

Поверхностный аппарат клетки включает в себя плазматическую мембрану, надмембранный комплекс и субмембранный комплекс.

Плазматическая мембрана – барьер между внутриклеточным содержимым и внешней средой, она осуществляет регулируемый избирательный транспорт, а также является структурой, узнающей различные химические в-ва. Структурная основа – двойной слой липидов (фосфолипиды, гликолипиды и холестерол – гидрофильные головки и гидрофобные хвосты), белковые молекулы (периферические, интегральные, полуинтергральные/ферменты, маркеры, рецепторные и транспортные) Св-ва: билипидный слой способен к самосборке, наружная и внутренняя пов-ти заряжены по-разному, избирательная проницаемость,белки и липиды ассиметрично расположены в плоскости.

Надмембранный комплекс – гликокаликс – состоит из олигосахаридов, гликолипидов, гликопротеинов, белки. Ф-ии: изолирующая, рецепторная, маркировочная, ферментативная. Углеводы – маркеры, белки – ферменты.

Субмембранный комплекс – примембранная часть цитоскелета с белками. Ф-ии: поддержание формы клетки и изменение клеточной пов-ти( при фагоцитозе , пиноцитозе )

Пассивный транспорт – транспорт в-в, который ос-ся по градиенту концентрации и не требует энергии.

Виды: диффузия – передвижение молекул по градиенту концентрации, которое может происходить либо через билипидный слой, либо через поры, образуемые мембранными белками.

Облегченная диффузия – пассивный транспорт, в котором участвует транспортный белок (переносчик или каналообразующий). Переносчик мб в состоянии пинг и понг. Пинг – белок соединяется с транспортируемой молекулой, понг – белок отдает в-во на противоположной стороне мембраны.

В состоянии пинг белок переносчик( переносчик или каналообразующий) соедининяется с транспортируемой молекулой или ионом. Это вызывает его переход в состояние понг, в которой он отдаёт транспортируемое вещество на противоположную сторону мембраны . освободившись от вещества , белок принимает персоночальное состояние .

11. Поверхностный аппарат клетки. Активный транспорт.

Поверхностный аппарат клетки включает в себя плазматическую мембрану, надмембранный комплекс и субмембранный комплекс.

Плазматическая мембрана – барьер между внутриклеточным содержимым и внешней средой, она осуществляет регулируемый избирательный транспорт, а также является структурой, узнающей различные химические в-ва. Структурная основа – двойной слой липидов (фосфолипиды, гликолипиды и холестерол – гидрофильные головки и гидрофобные хвосты), белковые молекулы (периферические, интегральные, полуинтергральные/ферменты, маркеры, рецепторные и транспортные) Св-ва: билипидный слой способен к самосборке, наружная и внутренняя пов-ти заряжены по-разному, избирательная проницаемость.

Надмембранный комплекс – гликокаликс – состоит из олигосахаридов, гликолипидов, гликопротеинов, белки. Ф-ии: изолирующая, рецепторная, маркировочная, ферментативная. Углеводы – маркеры, белки – ферменты.

Субмембранный комплекс – примембранная часть цитоскелета с белками. Ф-ии: поддержание формы клетки и изменение клеточной пов-ти.

Активный транспорт – транспорт в-в, идущий с затратой энергии. В этом процессе могут участвовать как отдельные мембранные белки, так и обширные участки поверхностного аппарата клетки.

Существует первичный (за счет АТФ) и вторичный (за счет энергии ионных градиентов) транспорт.

Первичный: калий-натриевый насос. Насос откачивает ионы натрия из клетки и накачивает в клетку ионы калия, используя для этого энергию АТФ. Фермент, осушествляющий этот процесс – калий-натриевая АТФаза – трансмембранный белок клеточной мембраны. Часть мол АТФазы, обращенная в сторону цитоплазмы, имеет центры связывания ионов натрия и калия и центр гидролиза АТФ. После присоединения трех Na АТФаза расщепляет АТФ с образованием АДФ и остатка фосфорной кислоты, который присоединяется к молекуле АТФ-азы – фосфорилирование. Следовательно, натрий переносится на наружную сторону мембраны. Тогда присоединяется 2 К и отщепляется Na(с затратой энергией, т.к. отщепляется в среде с его выс концентрацией). При этом PO4 отщепляется, АТФаза прежняя. А ионы К переносятся на внут. Сторону

мембраны, где отщепляются.Происходит поддержание концентраций ионов в клетке и наружной среде для сохранения клеточного объема.

Вторичный: системы работают по принципу симпорта и антипорта. Всасывание глю в клетки кишечника и почек достигается с помощью системы симпорта ионов Na и глю. Их молекулы связываются с различными участками на белке-переносчике. Этот белок меняет конформацию, => глю и натрий оказываются на внутренней пов-ти мембраны. Затем натрий стремится войти в клетку по своему электрохимическому градиенту(обеспечивает энергией актив. Транспорт глю. Чем больше градинет Na ,тем больше скорость всасывания глю) Ионы Na удаляется калий-натриевым насосом. Переход глю в кровь происходит путём облегчонной диффузии.

12. Поверхностный аппарат клетки. Транспорт макромолекул.

Поверхностный аппарат клетки включает в себя плазматическую мембрану, надмембранный комплекс и субмембранный комплекс.

Плазматическая мембрана – барьер между внутриклеточным содержимым и внешней средой, она осуществляет регулируемый избирательный транспорт, а также является структурой, узнающей различные химические в-ва. Структурная основа – двойной слой липидов (фосфолипиды, гликолипиды и холестерол – гидрофильные головки и гидрофобные хвосты), белковые молекулы (периферические, интегральные, полуинтергральные/ферменты, маркеры, рецепторные и транспортные) Св-ва: билипидный слой способен к самосборке, наружная и внутренняя пов-ти заряжены по-разному, избирательная проницаемость.

Надмембранный комплекс – гликокаликс – состоит из олигосахаридов, гликолипидов, гликопротеинов, белки. Ф-ии: изолирующая, рецепторная, маркировочная, ферментативная. Углеводы – маркеры, белки – ферменты.

Субмембранный комплекс – примембранная часть цитоскелета с белками. Ф-ии: поддержание формы клетки и изменение клеточной пов-ти.

Эндоцитоз – процесс поглощения в-в клеткой, в ходе которого образуется эндоцитозный пузырек, отделяющийся от плазмалеммы и поступающий в клетку. В дальнейшем он обычно сливается с лизосомой.

При фагоцитозе пищевая частица обволакивается короткими отростками клетки и образуется пузырек – фагосома. Фагосома погружается в цитоплазму. В этом процессе участвует и пов-ный аппарат клетки, и периферические участки цитоплазмы.

При пиноцитозе происходит поглошение растворенных в-в в процессе впячивания плазматической мембраны. Пиноцитозный пузырек (пиносома) формируетсыя при участии субмембранного комплекса.

Таким образом, при эндоцитозе происходит поглощение липопротеидов, железосодержащих белков, полипептидных гормонов. Например, поглощение липопротеина низкой плотности из плазмы. ЛНП связывается с рецепторами в плазмалемме клетки. Рецепторы, соединенные с лигандом(лнп), перемещаются по клеточной пов-ти и накапливаются в окаймленных ямках (участках плазмалеммы, субмембранный аппарат которых содержит сетевидную оболочку из белка клатрина). Из окаймленных ямок путем впячивания обр-ся эндоцитозные пузырьки, поступающие в цитоплазму и теряющие клатриновую оболочку. Там они сливаются с эндосомой, где лиганд отделяется от рецепторов. От мембраны эндосомы отделяются пузырьки двух видов: одни содержат ЛНП и сливаются с лизосомой, где из ЛНП выщепляется холестерол, другие содержат свободные рецепторы к ЛНП и возвращаются в мембрану.

13. Поверхностный аппарат эукариотной клетке. Строение и функции.

Поверхностный аппарат клетки включает в себя плазматическую мембрану, надмембранный комплекс и субмембранный комплекс.

Плазматическая мембрана – барьер между внутриклеточным содержимым и внешней средой, она осуществляет регулируемый избирательный транспорт, а также является структурой, узнающей различные химические в-ва. Структурная основа – двойной слой липидов (фосфолипиды, гликолипиды и холестерол – гидрофильные головки и гидрофобные хвосты), белковые молекулы (периферические, интегральные, полуинтергральные/ферменты, маркеры, рецепторные и транспортные) Св-ва: билипидный слой способен к самосборке, наружная и внутренняя пов-ти заряжены по-разному, избирательная проницаемость.

Надмембранный комплекс – гликокаликс – состоит из олигосахаридов, гликолипидов, гликопротеинов, белки. Ф-ии: изолирующая, рецепторная, маркировочная, ферментативная. Углеводы – маркеры, белки – ферменты.

Субмембранный комплекс – примембранная часть цитоскелета с белками. Ф-ии: поддержание формы клетки и изменение клеточной пов-ти.

14. Транспортная роль белков плазмалеммы.

Белки бывают двух видов: интегральные и периферические.П ериферич.белки связаны с липидными головками с помощью ионных связей и поэтому легко экстрагируются из мембран. Интегральные белки взаимодействуют с липидами в составе мембран на основе гидрофобных связей.

Каналообразующие белки (интегральные )формируют заполненной водой каналы (или поры), пронизывающий липидный слой. Всегда пассивный транспорт! . Благодаря избирательности действия каналов одни вещества диффундируют лучше других. Канала открыты не всегда. Открываются при изменении мембранного потенциала , при механической стимуляции, при связывании с определённым лигандом( молекула, связывающая с рецептором). Присутствуют в клетках нервной и мыш ткане. С их участием осуществляется передача импульсов в нервной системе.

Другие интегральные белки функционируют как белки-переносчики, осуществляя транспорт веществ, для которых липидный бислой непроницаем. Может активным и пассивным!Приэтом белки могут действовать как ферменты.

Интегральные белки мембраны могут служить также рецепторами для водорастворимых веществ, включая пептидные гормоны, поскольку мембрана для них непроницаема. Взаимодействие белка-рецептора с определенным лигандом приводит к конформационным изменениям молекулы белка, что, в свою очередь, стимулирует ферментативную активность внутриклеточного сегмента белковой молекулы или передачу сигнала от рецептора внутрь клетки с помощью вторичного посредника. Таким образом, интегральные белки, встроенные в клеточную мембрану, вовлекают ее в процесс передачи информации о внешней среде внутрь клетки.

Молекулы периферических мембранных белков часто бывают связаны с интегральными белками. Большинство периферических белков являются ферментами или играют роль диспетчера транспорта веществ через мембранные поры.

15. Активный транспорт веществ через мембрану. К+- Nа+ насос.

Активный транспорт – транспорт в-в, идущий с затратой энергии. В этом процессе могут участвовать как отдельные мембранные белки, так и обширные участки поверхностного аппарата клетки.

Первычный транспорт( за счёт энергии атф)

Калий-натриевый насос. Насос откачивает ионы натрия из клетки и накачивает в клетку ионы калия, используя для этого энергию АТФ. Фермент, осушествляющий этот процесс – калий-натриевая АТФ-аза – трансмембранный белок клеточной мембраны. Часть его, обращенная в сторону цитоплазмы, имеет центры связывания ионов натрия и калия и центр гидролиза АТФ. После присоединения трех Na АТФ-аза расщепляет АТФ с образованием АДФ и остатка фосфорной кислоты, который присоединяется к молекуле АТФ-азы – фосфорилирование. Следовательно, натрий переносится на наружную сторону мембраны. Тогда присоединяется 2 К и отщепляется Na. При этом PO4 отщепляется, АТФаза прежняя. Происходит поддержание концентраций ионов в клетке и наружной среде для сохранения клеточного объема.

16. Поверхностный аппарат клетки. Транспорт макромолекул.

Поверхностный аппарат клетки включает в себя плазматическую мембрану, надмембранный комплекс и субмембранный комплекс.

Плазматическая мембрана – барьер между внутриклеточным содержимым и внешней средой, она осуществляет регулируемый избирательный транспорт, а также является структурой, узнающей различные химические в-ва. Структурная основа – двойной слой липидов (фосфолипиды, гликолипиды и холестерол – гидрофильные головки и гидрофобные хвосты), белковые молекулы (периферические, интегральные,

полуинтергральные/ферменты, маркеры, рецепторные и транспортные) Св-ва: билипидный слой способен к самосборке, наружная и внутренняя пов-ти заряжены по-разному, избирательная проницаемость.

Надмембранный комплекс – гликокаликс – состоит из олигосахаридов, гликолипидов, гликопротеинов, белки. Ф-ии: изолирующая, рецепторная, маркировочная, ферментативная. Углеводы – маркеры, белки – ферменты.

Субмембранный комплекс – примембранная часть цитоскелета с белками. Ф-ии: поддержание формы клетки и изменение клеточной пов-ти.

Эндоцитоз – процесс поглощения в-в клеткой, в ходе которого образуется эндоцитозный пузырек, отделяющийся от плазмалеммы и поступающий в клетку. В дальнейшем он обычно сливается с лизосомой.

При фагоцитозе пищевая частица обволакивается короткими отростками клетки и образуется пузырек – фагосома. Фагосома погружается в цитоплазму. В этом процессе участвует и пов-ный аппарат клетки, и периферические участки цитоплазмы.

При пиноцитозе происходит поглошение растворенных в-в в процессе впячивания плазматической мембраны. Пиноцитозный пузырек (пиносома) формируетсыя при участии субмембранного комплекса.

Таким образом, при эндоцитозе происходит поглощение липопротеидов, железосодержащих белков, полипептидных гормонов. Например, поглощение липопротеина низкой плотности из плазмы. ЛНП связывается с рецепторами в плазмалемме клетки. Рецепторы, соединенные с лигандом, перемещаются по клеточной пов-ти и накапливаются в окаймленных ямках (участках плазмалеммы, субмембранный аппарат которых содержит сетевидную оболочку из белка клатрина). Из окаймленных ямок путем впячивания обр-ся эндоцитозные пузырьки, поступающие в цитоплазму и теряющие клатриновую оболочку. Там они сливаются с эндосомой, где лиганд отделяется от рецепторов. От мембраны эндосомы отделяются пузырьки двух видов: одни содержат ЛНП и сливаются с лизосомой, где из ЛНП выщепляется холестерол, другие содержат свободные рецепторы к ЛНП и возвращаются в мембрану.

17. Рецепторная роль плазмалеммы.

Белки-переносчики внешней мембраны клетки являются также рецепторами, узнающими определенные ионы и взаимодействующими с ними. В качестве рецепторов на поверхности клетки могут выступать белки мембраны или элементы гликокаликса. Такие чувствительные к отдельным веществам участки разбросаны по поверхности клетки или собраны в небольшие зоны. Роль многих клеточных рецепторов заключается не только в связывании специфических веществ, но и в передаче сигналов с поверхности внутрь клетки.

Аденилциклазная система . Сигнальными молекулами для аденилатциклазной системы служат гормоны и локальные химические медиаторы. Соответствующий лиганд(адреналин) взаимодействует с рецептором конформационные изменения рецепторного белка вызывает структурную перестройку G-белка, находящегося в мембране активирует аденилатциклазу она катализирует превращение АТФ в ц-АМФ ц- АМФ воздействует на ферменты протеинкиназы, которые участвуют в метаболических процессах клетки.

Инозитолфосфатная система может управляться множеством внешних сигнальных молекул (ацетилхолином, серотонином, вазопрессином, тиреотропным гормоном).

Внеклеточный сигнал опосредован через G-белок, который активирует фермент фосфодиэстеразу из фосфолипида внутреннего слоя мембраны обр-ся инозитолтрифосфат диффундирует в цитоплазму вызывает выброс Са из ЭПС повышение концентрации Са активирует протеинкиназу, которая фосфорилирует и активирует другие ферменты.

Разнообразие и специфичность наборов рецепторов на поверхности клеток приводит к созданию очень сложной системы маркеров, позволяющих клеткам отличать «своих» (той же особи или того же вида) от «чужих».

18. Особенности воздействия на клетки-мишени гидрофильных и гидрофобных сигнальных молекул.

Клетка-мишень — клетка, способная регистрировать при помощи специфических рецепторов наличие гормона и отвечать изменением режима функционирования при связывании этого гормона (лиганд) с его рецептором.

Реакция клетки на внеклеточный сигнал осуществляется с помощью белков-рецепторов, которые связывают сигнальную молекулу и стимулируют ответную реакцию. Сигнальные молекулы, в зависимости от своей растворимости, связываются с поверхностными или внутриклеточными рецепторами. Небольшие жирорастворимые молекулы (стероидные гормоны) свободно проходят через плазматическую мембрану

клеток-мишеней и активируют рецепторный белок внутри клетки. Водорастворимые молекулы (гормоны и нейромедиаторы) активируют рецептор на пов-ти клеток.

Все водорастворимые и некоторые жирорастворимые сигнальные молекулы присоединяются к специфическим белковым рецепторам на пов-ти клеток-мишеней. В зависимости от способа передачи сигнала внутрь клетки рецепторы можно разделить на три класса: каналообразуюшие (регулиуемые нейромедиаторами ионные каналы, участвующие в быстрой синаптической передаче), каталитические (при активации лигандом начинают работать как фер-ты, фосфорилируя определенные белки. К этой группе относятся рецепторы инсулина), сопряженные с G-белками (активация рецепторов запускает цепь р-ий, изменяющих концентрацию в цитоплазме малых сигнальных молекул, которые называются вторичными посредниками)

19. Сигнализация с участием рецепторов клеточной поверхности и вторичных посредников на примере с-АМР.

Наиболее важными вторичными посредниками являются циклический АМФ и кальций. Эти молекулы могут влиять на поведение белков-мишеней в клетке, активируя обмен в-в.

Сигнальными молекулами для аденилатциклазной системы служат гормоны и локальные химические медиаторы. Когда соответствующий лиганд (например, адреналин) вз-ет с рецептором, происходят конформационные изменения рецепторого белка. Это вызывает структурную перестройку G-белка, находящегося в мембране G-белок в этом состоянии активизирует аденилатциклазу – фермент, также располагающийся в мембране. Активизированная аденилатциклаза катализирует превращение АТФ в ц- АМФ. Ц-АМФ воз-ет на фер-ты протеинкиназы, которые уч-ют во многих метаболических процессах в клетке.

20. Системы сигнализации: эндокринная, синаптическая. Роль медиаторов и гормонов.

Сигнал передается через жидкие среды организма (кровь, лимфу, межклеточную жидкость). Это (гуморальная)эндокринная сигнализация. (на дальные расстояния)При получении сигнала клетки изменяют режим функционирования. Эндокринные клетки обычно собраны в специальные железы и выделяют гормоны во внеклеточную жидкость, окружающую все клетки в тканях. Отсюда гормоны проникают в капилляры, в кровоток, опять в капилляры, межклеточную жидкость и улавливаются клетками "мишенями".Эндокринная сигнализация не может быть использована для передачи сигнала нервной системы.

Синаптическая сигнализация - контакт между нейронами. Синоптическая передача характеризуется строгой направленностью, воздействие оказывается на ту клетку, с которой образован постоянный межклеточный контакт .Работа нервных клеток отличается гораздо большей быстротой и точностью. Они передают информацию на большие расстояния по нервному волокну с помощью электрических импульсов с высокой скоростью. Только в нервных окончаниях эти импульсы преобразуются в химические сигналы. В нервном окончании высвобождается нейромедиатор(низкомолекулярные в-ва, действуют на близких расстояниях). Он улавливается постсинаптической мембраной в следующем нейроне и стимулирует выработку электрического сигнала. Синапсисом называется щель между двумя соседними нервными клетками. Она используется только в нервной системе. В отличие от гормонов, нейромедиаторы действуют только на постсинаптическую мембрану. Они улавливаются специальными белками - рецепторами. Рецепторы связывают сигнальную молекулу и инициируют ответ.

21. Понятие о вторичных посредниках. Инозитолфосфатная система.

Вторичные посредники - это малые сигнальные молекулы, компоненты системы передачи сигнала в клетке. Вторичные посредники являются компонентами каскадов передачи сигнала.

Инозитолфосфатная система может управляться множеством внешних сигнальных молекул(ацетилхолином, серотонином, вазопрессином, тиреотропным гормоном).

Внеклеточный сигнал опосредован через G-белок, который активирует фермент фосфодиэстеразу из фосфолипида внутреннего слоя мембраны обр-ся инозитолтрифосфат диффундирует в цитоплазму вызывает выброс Са из ЭПС повышение концентрации Са активирует протеинкиназу, которая фосфорилирует и

активирует другие ферменты.

22. Понятие о вторичных посредниках. Аденилатциклазная система.

Вторичные посредники - это малые сигнальные молекулы, компоненты системы передачи сигнала в клетке. Вторичные посредники являются компонентами каскадов передачи сигнала.

Соседние файлы в предмете Биология