- •1) Цитология - ее цели и задачи. Этапы развития цитологии.
- •2) Развитие современной цитологии. Выявление ультрамикроскопических особенностей, присущих специализированным клеткам.
- •3) Современные положения клеточной теории.
- •4) Методы цитологических исследований. Световая микроскопия - основной метод наблюдения клеток.
- •5) Дифференциальное центрифугирование - метод получения отдельных клеточных компонентов для цитохимического и биохимического анализа.
- •6) Клетки прокариот и эукариот. Особенности и различия в их строении.
- •7) Цитоплазматическая мембрана. Современные представления о строении мембран.
- •8) Надмембранные структуры эукариотических клеток.
- •9) Микрофибриллярная система или система микрофиламентов (актин-миозин).
- •10) Тубулиновая система или система микротрубочек (тубулин-динеин)
- •11) Проявление единства субсистем поверхностного аппарата клетки в реализации основных функций: барьерной, транспортной, рецепторной и контактной.
- •12) Мембранный транспорт макромолекул и частиц; экзоцитоз и эндоцитоз.
- •13) Контактная функция плазматической мембраны. Межклеточные контакты.
- •14) Адгезионные (механические): поясковые десмосомы, точечные десмосомы, полудесмосомы.
- •15) Замыкающие контакты: плотный, промежуточный.
- •16) Проводящие контакты: щелевой контакт, химические синапсы и плазмодесмы.
- •17) Особенности развития и строения прокариотических клеток. Основные гипотезы происхождения прокариотной клетки и ее компартментов.
- •18) Цитоплазма. Общий химический состав цитоплазмы. Организация цитозоля.
- •19) Включения в цитозоле растительных клеток, их локализация и функциональное значение.
- •20) Включения в цитозоле животных клеток, их локализация и функциональное значение.
- •21) Морфология, локализация и структура митохондрий.
- •22) Локализация в мембранах митохондрий основных звеньев окислительного фосфорилирования.
- •23) Митохондрия как полуавтономный органоид.
- •24) Хлоропласты - энергообразующие органоиды растительных клеток.
- •25) Эпр. Строение и химический состав.
- •26) Комплекс Гольджи. Общая характеристика, локализация в клетке, ультраструктура.
- •27) Лизосомы. Структура лизосом и их химическая характеристика.
- •28) Пероксисомы (микротельца). Структура пероксисом. Их химическая характеристика. Функциональное значение пероксисом.
- •29) Структурная и функциональная взаимосвязь всех компартментов вакуолярной системы.
- •30) Роль ядра в жизни клетки и его значение в переносе информацииот днк к белку.
- •31) Основные элементы структуры интерфазного ядра: совокупность интерфазных хромосом (хроматин или днп интерфазного ядра), поверхностный аппарат ядра, ядерный сок (кариоплазма) и ядрышко.
- •32) Разновидности хроматина: деспирализованный эухроматин, конденсированный гетерохроматин и факультативный гетерохроматин. Функциональное значение типов хроматина.
- •33) Функция гистонов, как регуляторов транскрипции и укладки молекул днк. Структурная организация хроматина.
- •34) Основные компаненты поверхностного ядерного аппарата клетки: ядерная оболочка, периферическая плотная пластинка (ламина) и поровые комплексы.
- •35) Кариоплазма. Химический состав.
- •36) Ядрышко - органоид клеточных рибосом. Химия ядрышка, рнк ядрышка.
- •37) Структурно-биохимическая организация рибосом, их роль в синтезе белка.
- •1 Этап. Инициация.
- •2 Этап. Элонгация (удлинение цепи).
- •3 Этап. Детерминация (окончание).
- •38) Гипотезы происхождения эукариотической клетки и основных компартментов эукариотических клеток.
- •39) Жизненный цикл клетки: пресинтетическая, синтетическая, постсинтетическая стадии, митоз.
- •40) Деление прокариотических клеток. Особенности репродукции прокариот.
- •41) Общая организация митоза эукариотических клеток.
- •42) Мейоз, стадии мейоза. Конъюгация хромосом, кроссинговер, редукция числа хромосом.
- •43) Особенности профазы I мейоза.
- •44) Основные различия между митозом (непрямым делением) и мейозом (редукционным делением)
- •45) Котрансляционный транспорт растворимых белков на мембранах гранулярного эпр.
- •46) Клеточный центр: центриоли и диплосома.
- •47) Центросомный цикл в животной клетке.
- •48) Различные типы митоза эукариот.
- •49) Динамика митоза и цитокинеза.
40) Деление прокариотических клеток. Особенности репродукции прокариот.
К прокариотам, или доядерным организмам, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Клетки этих относительно просто устроенных организмов не имеют ядра, ограниченного ядерной оболочкой. Наследственный материал представлен замкнутой в кольцо двойной спиралью ДНК. Она не образует комплексов с белками и лишь условно может быть названа хромосомой. Все прокариоты гаплоидные, то есть содержат одну копию генов. ДНК-содержащую зону клетки называют нуклеоидом. Это эволюционно более примитивная форма организации ядерного вещества. Помимо ядерной оболочки в прокариотических клетках отсутствуют ядрышки, а также мембранные органоиды.
В клетках бактерий цитоплазматическая мембрана способна впячиваться внутрь цитоплазмы и образовывать мезосомы. У одних бактерий они выявляются чаще, у других реже, форма и размеры этих образований также чрезвычайно разнообразны. Наиболее обычным и легко обнаруживаемым типом мезосом являются кольцевые впячивания ЦПМ, расположенные в зоне образования клеточной перегородки. По мнению некоторых авторов, только их и следует называть истинными мезосомами. Для мезосомных образований, связанных с бактериальной хромосомой, используют термин нуклеоидосома.
Бесполое размножение бактерий осуществляется путем бинарного деления, которому предшествует репликация ДНК. Удвоение начинается с определенного участка этой молекулы, так называемой точки инициации. При этом одна из цепей ДНК остается прикрепленной к нуклеоидосоме, а другая, «раздвигаясь», постепенно от нее. Фермент ДНК-полимераза на каждой из них достраивает комплементарную полинуклеотидную цепь. Таким образом, возникают две молекулы ДНК, каждая из которых содержит одну «старую» цепь и одну вновь синтезированную цепь.
Завершение репликации служит сигналом для начала формирования перегородки между дочерними клетками. При этом клеточная мембрана как бы «врастает» между образовавшимся молекулами ДНК, разделяя их. Предполагает, что мезосомы каким-то образом участвуют в синтезе веществ клеточной стенки.
Одновременно с ростом клеточной перегородки идет процесс ее расслаивания в центре, что обеспечивает каждую дочернюю клетку новой оболочкой. Цепочки бактерий образуются в том случае, если перегородка разделяется не полностью. Механизмы, приводящие к расщеплению клеточной перегородки и расхождению дочерних клеток, до конца еще не выяснены. С помощью бинарного деления бактерии могут делиться каждые 20-30 минут.
41) Общая организация митоза эукариотических клеток.
Волокна веретена деления это одиночные микротрубочки, либо их пучки.
Отрастают микротрубочки от полюсов веретена. Часть из них направляется к центромерам хромосом, где располагаются кинетохоры. Астральные микротрубочки (радиально отходят от хромосом). У клеток, фаза самого митоза состовляет 1\10 часть клеточного цикла. Митоз занимает 2.5-3 часа. Но при дроблении яйцеклеток клеточный период сокращается, становится меньше 1 часа.
Процесс митоза принято делить на несколько основных фаз: профаза, метафаза (прометафаза), анафаза, телофаза.
Границы между стадиями митоза установить проблематично. Смена фаз происходит постепенно. 1 незаметно переходит в другую. Кроме анафазы (самая короткая, четко фиксированная).
Профаза.
Повышение активность фосфорилаз, модифицируют гистоны (Н1). В профазе сестринские хроматиды конденсированных хромосом, связаны плотно друг с другом, с помощью белков фогизинов. Конденсация хромосом совпадает с резким уменьшением их транскрипционной активности и инактивацией ядрышковых генов. Ядрышковые белки диссоциируют, в свободном виде располагаются в миксоплазме клетки, обволакивают в виде матрикса поверхность хромосом. Одновременно с этим происходит фосфорилирование белков ламины, которая распадается. Это является причиной потери связи ядерной оболочки хромосом. Ядерная оболочка фрагментируется на мелкие вакуоли, поровые комплексы разрушаются. Происходит активация клеточного центра. Происходит развитие микротрубочек (в конце G2 периода). Микротрубочки живут дольше, по сравнению с обычным временем (динамическая нестабильность). Растут вперед положительным концом. Центросомы расходятся друг от друга на некоторое расстояние. Механизм расхождения: идущие навстречу друг другу антипараллельные микротрубочки взаимодействуют между собой, что приводит к расталкиванию полюсов. Микротрубочки взаимодействуют с белками моторными (динеиноподобными), и за счет этих взаимодействий в центральной части веретена выстраиваются межполюсные микротрубочки, параллельно друг другу. Продолжается их рост, полимеризация, что еще дальше отдаляет веретено деления и позволяет сформировать в центральном пространстве клетки организованные микротрубочки в составе веретена деления. В этот момент еще не формируются кинетохорные микротрубочки. С кинетохорами хромосом микротрубочки не взаимодействуют еще. ЭПР, КГ теряют свою локализацию, распадаются на мелкие вакуоли и оттесняются к периферии клетки.
Прометафаза.
Наблюдается постоянно перемещение хромосом, хаотичное – метакинез. Конгрессия хромосом – сам процесс. Хромосомы перемещаются только с помощью микротрубочек. Отдельные микротрубочки случайно достигают одного из кинетохоров хромосомы и взаимодействуют. Кинетохоры «захватывают» микротрубочку. После этого происходит быстрое (25мкм в мин) скольжение хромосом вдоль микротрубочки по направлению ее отрицательного полюса. Это приводит к тому, что хромосома приближается к полюсу. Отвечает за это движение моторный белок (похожий на динеин). В результате такого прометафазного движения хромосомы оказываются случайный образом приближены к полюсам веретена, где продолжают происходить образования новые микротрубочек. Чем ближе к центросоме будет находится хромосомный кинетохор, тем больше вероятность его взаимодействия с другими микротрубочками. В этом случае новые микротрубочки «захватываются» зоной короны кинетохоры. Ко второй (сестринской) хроматине подрастают свои микротрубочки, и пучек начинает тянуть их к своему полюсу. Хромосомы смещаются то к одному, то к другому полюсу, пока они не займут своего положения. Почему хромосомы замирают в доле экватора? Физические силы веретена деления (тянущая сила ахроматического веретена деления).
Метафаза.
Во время метафазы хромосомы располагаются так, что их кинетохоры обращены к центру клетки, а плечи к периферии. Фигура материнской звезды. Микротрубочки постоянно обновляются (каждые 15 секунд). К концу метафазы начинают обособляться друг от друга, везде кроме центромер.
Анафаза.
Разъединение всех хромосом в центромерной области. За счет распада центромерных белков когезинов. Растягивают хромасомы к полюсам, со скоростью 0,5-2.0 мкм\минуту. Расхождение хромосом по пучкам – анафаза А. Вместе с полюсами – анафаза Б. Во время Анафазы А, кинетохорные микротрубочки разрушаются или укорачиваются. Разборка происходит с положительного конца. Хромосома перемещается к отрицательному концу микротрубочки. Движение хромосом зависит от 2 компонентов: АТФ, концентрация кальция.
Телофаза.
Момент остановки хромосом. Заканчивается реконструкцией нового интерфазного ядра, ранний G1 период и разделением исходной клетки на 2 дочерних. В ранней телофаза хромосомы начинают деконденскироваться, в местах их контактов с ядерными белками начинает строиться ядерная оболочка. Сначала она возникает на латеральных поверхностях хромосом, позже в теломерных участках. После замыкания ядерной оболочки начинается сборка новых ядрышек. Одновременно происходит процесс разрушения веретена деления и разборка микротрубочек.
Цитокинез (цитотомия).
Разделение клеточного тела. У растений деление клетки происходит путем внутриклеточного образования клеточной перегородки (срединной пластинки), у клеток животных – путем перетяжки (впячивание плазмолеммы внутрь клетки). Закладка перетяжки при делении клеток животных происходит строго в экваториальной плоскости веретена. Здесь накопились актиновые микрофибрилы, которые формируют по всему диаметру экватора сократимое кольцо (актин и миозин, взаимное скольжение приводит к тому, что диаметр этого кольца сужается). При цитотомии растительных клеток в конце телофазы так же происходит разборка микротрубочек веретена. Микротрубочки между новыми ядрами остаются. Формируется пучок микротрубочек, в котором ассоциированы мелкие вакуоли, ЭПР, КГ. Мелкие вакуоли КГ содержащие пектиновые вещества сливаются, перемещаются ближе к экватору, формируют плоскую вакуоль – фрагмопласт. Фрагмопласт разрастается к периферии из центра, достигает стенок материнской стенки и формируется первичную клеточную оболочку. Мембраны фрагмопласта сливаются, происходит обособление новых клеток. Пучки формируют трубчатую структуру, после разделения клетки первичной стенки микротрубочки разбираются. После цитотомии обе дочерние клетки переходят в стадию G1 клеточного цикла, возобновляются цитоплазматические синтезы, происходит реставрация вакуолярной системы, диктиосом КГ, формируются структуру клеточного центра.
Значение митоза:
Генетическая стабильность. В результате митоза образуется 2 ядра. Которые имеют ген.материал как родительское ядро. Гены содержат одинаковую информацию, дочерние клетки идентичны друг другу и материнской клетки.
Митоз не вносит изменений в генетическую информацию.
В результате митоза число клеток в организме увеличивается. Это представляет собой главный механизм роста ткани и органов.
Это обеспечение бесполого размножения. Многие виды животных и растений размножаются только так.
Митоз – способ регенерации и замещения клеток.