Зачет (1 семестр) / Ответы / 4,5.Теория / 17-24

17.4 Основные мех транспорта к основ мехнз транспорта в-в в клетку и из неё относят: 1) пассивный транспорт 2) активный транспорт 3) транспорт в мембранной упаковке, т.е. за счёт образования окруженных мембраной пузырьков. Использование того или иного механизма транспорта зависит от химич природы переносимого вещества, его концентрации по обе стороны клеточной мембраны, в так же от размеров транспортируемых частиц. Пассивным транспортом наз – перенос веществ через мембрану по градиенты из концентрации без затрат энергии. Такой транспорт осуществляется посредством 2х основных механизмов: простой диффузии и облегченной диффузии. Путём простой диффузии транспортируются малые полярные (СО2, Н2О и др) и неполярные (О2, N2 и др.) молекулы, для которых плазматическая мембрана проницаема. Облегчённая диффузия – это транспорт гидрофильных молекул и ионов, не способных самостоятельно проходить через плазмолемму, с помощью специфических транспортных белков. В отличии от простой диффузии облегченная отличается высокой избирательностью по отношению к транспортируемым веществам. свойства ионных каналов: 1) высокая скорость транспорта; 2) высокая избирательность транспорта 3) большинство ионных каналов открыты лишь временно. Сигналом для активации ререносчика и изменения его конформации могут служить: 1) переносимые молекулы 2) специфические не транспортируемые молекулы, для которых в белке переносчика имеются соответсвующие центры свызывания. 3) электрические сигналы. Активным транспортом – наз перенос веществ через мембрану против их градиентов концентрации. Он всегда осуществляется с помощью белков-переносчиков, которые наз насосами или помпами и требуют затрат энергии, основным источником которой служит аденозинтрифосфорная кислота (атф). Пассив и актив транспрт подраздел на унипорт и копорт или споряженный транспорт. Унипорт – это транспорт, при котором белок-переносчик функционирует только в отношении молекул или ионов одного вида. При копорте белок-переносчик способен транспортировать одновременно 2 или более видов молекул или ионов. Такие белки переносчики получила название копортеров, или сопряженных переносчиков. Различ 2 вида копорта: симпорт и антирорт. В случае симпорта различные молекулы или ионы транспортируются в одном направлении, а при антироте – в противоположных. По направлению транспорта в клетке выделяют 2варианта цитоза: 1) эндоцитоз (транспорт в клетку); 2) экзоцитоз (транспорт из клетки); 3) трансцитоз (транспорт через клетку). 17.5 регуляция активности генов у прокариот. на примере лак-оперона активность генов проявляется на уровне определяемых ими фенотипических эффектах. Мерой активности генов служит функциональная активность белков, контролируемых этими генами. В механизме регуляции активности генов прокариот большую роль играют особые гены-регуляторы, контролирующие синтез регуляторных белков. Такие белки, соединяесь с последовательностями промоторов реагируемых генов, способны подавлять или активировать их транскрипцию. Регуляторные белки, подавляющие транскрипцию структурных генов, наз репрессорами. Последовательности нуклеотидов регуляторных генов, с которыми взаимодействуют белки репрессоры, получили название операторов. Регуляция, связанная с подавлением транскрипции, наз негативной. Регуляторные белки, активирующие транскрипции. структурных генов, наз активаторами. Регуляция, связанная с активацией транскрипции получила наз – позитивной. К негенетиским факторам регуляции экспрессии генов, или эффектрорам, относятся в-ва небелковой природы. Взаимодействуя с регуляторными бедками, они изменяют их биологическую активность. Различают 2 вида эффекторов: индукторы – «включающие» транскрипцию и корепрессоры, «выкл её». Функционирование лактозного оперона киш палочки. Лактозный оперон E coil включ след элементы: 3 гена, кодирующих белки ферменты: B-галактозидазу, пермеазу и трансацетилазу, участвующие в метаболизме лактозы и транспорте её в клетку, и регуляторной области. Регуляторная область, в свою очередь, сост из промотора, оператора- последовательности нуклеотидов для связ белка репрессора, а также последовательности нуклеотидов для связ белка активатора. Активность генов контролир регуляторным геном Lac1. При выращивании E.coli на среде, содержащей только глюкозу геи- регулятор лак-оперон синтезирует активный белок-репрсссор, который, взаимодействуя с оператором, «выключает» транскрипцию структурных генов, кодирующих ферменты, участвующие в метаболизме и транспорте лактозы в клетку. Если клетки E.coli перенести на среду, содержащую только лактозу, то проникая внутрь клеток небольшая часть ее превращается в аллолактозу, которая связываясь с белком -репрессором, инактивируст его. В результате РНК-полимераза осуществляет транскрипцию полицистронной мРНК для синтеза всех ферментов, необходимых для транспорта и метаболизма лактозы. В данном случает осуществляется негативная регуляция генов оперона. При этом аллолактоза служит ИНДУКАТОРОМ генов лак-оперона, кодирующего белки, участвующие в транспорте и метаболизме лактозы. При культивировании кишечной палочки на среде, содержащей как лактозу, так и глюкозу клетки Е coli, используют для гликолиза в основном глюкозу. Указанная особенность метаболизма обусловливается наличием у Е coli механизма положительной регуляции активности генов lac оперона.	18.4 клеточный цикл. деление клетки. совокупность и последовательность процессов, происходящих в клетке в период от конца одного деления до конца другого деления или до смерти клетки, наз – клеточным циклом или жизненным циклом клетки. жизненный цикл М- митоз, G1 –пресинтетический, S – синтетический, G2 – постсинтетический, Gо – период пролиферативного покоя. Большую часть клеточного цикла занимает интерфаза – подготовка к следующему делению. в интерфазе 3 периода – G1,S,G2. У млекопитающих длительность S – периода интерфазы составляет 6-10 часов, G2 –периода 2-5 часов, митоза 1-1,5 часа, G1-периода около 11-13 часов. В пресинтетическом(постметатический) (после миотоза хромосомы в клетке. однохроматидные. количество ген материала в клетке 2n2c) периоде протек след процессы: 1) завершается формирование ядрышка, 2) осуществляется синтез белков РНК и АТФ, 3) образуется химические предшественники ДНК, ферменты, катализирующие реакцию репликации. 4) осуществляется рост клетки за счёт цитоплазмы до достижения ими нормальных размеров. 5) восстанавливается набор клеточных органелл, бывший в материнской клетке до её деления. В пресинтетический период хромосомы представляют собой тонкие хроматиновые нить, каждая из которых состоит из одной хроматиды. Формула ген материала имеет выражение 2n2c, где буквы обозначают количество хромосом(n) и ДНК (с), в гаплойдном наборе. В синтетическом (основной процесс – синтез ДНК (репликация) в результате чего все хромосомы станов 2хроматидными, а набор ген материала 2n4c). периоде осуществляется: 1) рост клетки в основном за счёт ядра, 2) удвоение ДНК, которое запускается белками – активаторами S-фазы, поступившими в ядро из цитоплазмы. 3) усиление биосинтеза РНК и белков, в том числе, когезинов, удвоение количества белков-гистонов, необходимых для построения хроматина. 4) удвоение центриолей клеточного центра; клетка продолжает выполнять свои специфические функции. В постсинтетический (премитотический) (2n4c) период протекают следующие процессы: 1) интенсивный синтез РНК, АТФ и белков, особенно тубулинов, участвующих в формировании веретена деления, 2) увеличение массы цитоплазмы и рост объема ядра, 3) трансформация центра организации трубочек. 4) накопление и активация фактора, стимулирующего митоз, 4) усиление деления митохондрии. (в конце периода происход расхожден центриолей в полюса клетки. этот процесс можно отнести к крайне профазе митоза) метатический цикл- цикл состоящий из митоза и интерфазы. такой цикл хар-н для клеток простейших, а в многоклеточном организме для клеток, растущих или пролиферирующих популяций. для большинства клеток многоклет организма хар-на стадия Gо (пролиферативного покоя). В этой стадии клетки утрачивают способность к делению и приобретают специализацию за счёт синтеза определённых белков. «Путь гибели». клетки стабильных популяций закладываются в организме однократно и уже никогда больше не восстанавливаются, только расходуются в течении жизни. (это нервные клетки, кардиомиоциты, оогонии(женск пол клетки). Пролиферация – увеличение коллич клеток за счёт их деления. 2 стадии: - первичная (деление не дифференцир клеток) и – вторичная (деление ранее дифференцир клеток). примеры дифференцировки: у нейтронов появл отростки – аксоны и дендриты. – эритробласты утрач ядро и превращ в эритроциты. Gо период заканчивается выходом в конец G1 периода вблизи точки рескрипции(-период когда клет цикла после которого клетка необратимо вовлекается в деление) с последующим делением клетки. пример: гепатоциты могут делится если даже печень отделена. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ: 1) митоз, или непрямое деления: Основной способ деления эукриотич клеток. Врезультате митоза образ 2е аналогичные клетки. (несущие одинаковый набор хромосом.) 2) амитоз, или прямое деление. Деление ядра претяжкой в время интерфазы. Равное распределение генетического материала не гарантируется. Характерен для некоторых одноклеточных. 3) мейоз или редукционное деление. При этом делении происходит редукция числа хромосом вдвое или переход клеток из диплойдного в гаплойдное состояния. МИТОЗ: - основной способ деления эукриотич клеток при которой из одной диплойдной материнской клетки образ 2е идентичные дочерние диплойдные клетки. При митозе происходит точное распределение последовательного и цитоплазматического материала. Митоз хар-ся чередование процессов: кариокинеза (деления ядра) и цитокинеза (деления цитоплазмы). В митоз вступают диплойдные клетки с двухроматидными хромосомами. В результате митоза образ 2е диплойдные клетки с однохроматидными хромосомами. 1) профаза. (ранняя) – расхождение центриолей к полюсам клетки. От центриолей начинается полимеризация микротрубочек веретена деления. Хромосомы спирализуются становясь видными в световой микроскоп. происходит фрагментация ядерной оболочки. исчезает ядрышко. профаза. (поздняя) – ядерная оболочка полностью исчезает. К центромере каждой хромосомы прикрепляются по 2 микротрубочки веретена деления. Хромосомы начинают перемещатся к экватору клетки. (формир веретена деления). 2) метафаза – Максимально спирализованные хромосомы выстраиваются на экваторе образуя метафазную пластинку. Полностью сформировано веретено деления. (закрепление центриолей, а мембране клетки) 3) анафаза – центромеры расшепляются вдоль. Каждая хроматида становится однохроматидной хромосомой. Набор ген материала в клетке 4n4c. Однохроматидные хромосомы расходятся к полюсам клетки (за счет согласованной работы нитей веретена деления.) 4) телофаза (ранняя) - хромосомы начин деспирилизоватся вокруг них формируется ядерные оболочки, восстанавливаются ядрышки что свидетельствует о начале синтетических процессов. телофаза (поздняя) – или цитокинез. по-разному происходит в клетках растений и животных. У животных: в живот клетке между ядрами образ перетяжка за счет элементов цитоскелета. У растений: в клетках растений между ядрами образуется пластинка – фрагмопласт. Она образ за счет слияния пузырьков гольджи и содержит в себе элементы клеточной мембраны и клеточную стенку. 18.5 клеточная сигнализация Паракринная сигнализация: хар-ся выделение клеткой хим веществ, которые оказывают действие лишь на клетки ближайшего окружения. Аутокринная. клетка выделяет в-ва, которые действуют на ту же самую клетку. Этот вид сигнализации широко используют клетки иммунной системы. Юкстакринная. отличается передачей сигнала от одной клетки к другой в результате адгезии молекул. При этом молекула лигандв не отщепляется от сигнализирующей клетки, а остаётся на наружной поверхности клеточной мембраны. Синаптическая. встречается лишь у животных, имеющих нервную систему. Она хар-ся секрецией нейтронами сигнальных молекул нейтромедиаторов в синаптическую щель. Эндокринная. хар-ся секрецией клетками эндокринных желёз биологически активных соединений – гормонов в кровяное русло или в тканевую жидкость, которые затем разносятся с током крови к клеткам-мишеням по всему организму. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ КЛЕТОЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА пораздел на 3 типа: 1) гистогормоны – в-ва белковой природы) цитоклины и факторы роста), которые оказывают влияние лишь на соседние клетки. 2) нейтромедиаторы – хим соединения, передающие сигнал в синапсах и действующие только на постсинаптическую клетку. 3) гормоны – в-ва, выделяемые эндокринными клетками и транспортируемые жидкостями организма к клеткам-мишеням, расположенным на значительном удалении от места секреции. Выделяют три стадии клеточной сигнализации: рецепция проведение сигнала в эффекторным молекулам и ответ клетки на действие сигнальных молекул. Для всех первичных посредников в клетках-мишенях т.е. тех клетках, на которые сигнальные молекулы (лиганды) действуют, имеются высокоспецифические рецепторы – специальные молекулярные структуры, которые связ лиганд и инициируют клеточный ответ.
19.4 Бесполое размножение у многоклеточных 1. Почкование. Хар для кишечнополостных (гидра, обелия -морской гидроидный полип, коралловые полипы), асцидий, губок. 2. Фрагментация - разделение особи на 2 или несколько частей, каждая из которых растет и достраивает новый организм (ресничные, кольчатые черви). 3. Стробиляция. Наблюдается у таких жив, как асцидий, лен­точные черви. Происходит повторные неполные поперечные деления, дающие возрастающее число дочерних особей, и возникает стробила. 4. Полиэмбриония. размножение на стадии эмбрио­нального развит - зигота или зародыш делится на несколько час­тей, развивающихся в самостоятельные организмы. развит нов ор­ганизм происходит из соматических клеток. Хар-но для бро­неносцев (у них всегда рожд детеныши одного пола), встреч у человек (рожден однояйцевых, или монозиготных, близне­цов). 5.бесполое размножение. Происходит путем спорообразования (перед образованием спор происходит мейоз) - размножение с помощью спор, которые образ у них в специальных органах - спорангиях. Часто споры покрыты твёрд оболочкой, защи­щающей клетки от неблагоприятного внешнего воздействия. В благо­приятных условиях каждая из спор дает одну особь. Хаар-но для всех голосемянных, покрытосеменных растений, папоротникоа, хво­щей, мхов и т.д 6. Вегетативное размножение - осуществляется путем обособления различных частей тела и развития из них целого организма. а) Частям таллома (таллом - тело низших растений, недифференци­рованное на ткани и органы). Хар-но для водорослей и лишайников. Изидии и соредии - специализированные участки слоевищ лишайник, служащие для вегетатив размнож. б) Частями побега - стеблевыми черенками (ива, тополь смородина); - листовыми черенкам (сансевьера - щучий хвост, бегония). в) Корневыми черенками (малина). г) Специализированными органами для вегетативного размножения: 1) луковицами (лук, чеснок); 2) корневищами (пырей, ландыш); 3) клубнелуковицами (гладиолус); 4) клубнями (картофель). 19.5. Регуляция активности генов на уровне трансляции. Трансляционная репрессия на примере регуляции железом трансляции белков ферритина. схема регуляции генов у эукариот 1) осуществление транскрипции эукриотических генов возможно лишь при декомпактизации хроматина: 2) регуляция активности генов у эукариот осуществляется на всех уровнях реализации наследственной информации: на уровне транскрипции, РНК -процессннта альтернативный сплайсинг), транспорта зрелой мРНК из ядра в цитоплазму, трансляции и посттрансляционных преобразований белков ( химическая модификация и разрушение функционально активного полипептида) 3)активность каждою структурного гена контролируется многими генами-регуляторами, а эффекторами часто служат гормоны. существуют три основных способа регуляции трансляции: - Позитивная регуляция на основе сродства мРНК к инициирующей рибосоме и факторам инициации; - негативная регуляция с помощью белков-репрессоров, которые, связываясь с мРНК, блокируют инициацию (трансляционная репрессия); - тотальная регуляция трансляции всей совокупности. РЕГУЛЯЦИЯ железом трансляции белка ферритина. Железо входит в состав активных центров многих белков (гемоглобин, миоглобин, цитохромы) однако ионы свободного железа токсичны для клетки и поэтому связываются и переводятся в неклеточную форму белком ферритином. Синтез ферритина в клетке, в свою очередь, зависит от уровня свободного железа: в присутствии железа феррин синтезируется, в то время как при его недостатке трансляция Мрнк ферритина останавливается на стадии инициации. Регуляция синтеза ферритина зависит от специфической последовательности, образующей шпичелную структуру, а 5'-НТО мРНК ферритина. При отсутствии железа с этой последовательностью связывается белок-аконитаза, который препятствует сканированию Мрнк рибосомами. Приналичии ионов железа аконитаза соединяется с ними и перестаёт связываться с ферритиновой мрнк. В результате мрнк становится активной в синтезе ферритина.	20.4 Половые клетки. этапы гаметогенез. строение сперматозоида. классифик яйцеклеток по колич пит веществ и их распред в цитоплазме. Гаметы— репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующая в гаметном, в частности, половом размножении. При слиянии двух гамет в половом процессе образуется зигота, развивающаяся в особь (или группу особей) с наследственными признаками обоих родительских организмов, продуцировавших гаметы. У некоторых видов возможно и развитие в организм одиночной гаметы (неоплодотворённой яйцеклетки) — партеногенез. Сперматозоиды— гаплоидные (содержащие половинный одинарный набор хромосом) клетки, являющиеся мужскими гаметами у человека и многих видов животных. Сперматозоиды содержатся в биологической жидкости, называемой сперма и предназначены для оплодотворения яйцеклетки с целью формирования зиготы. Зигота может развиться в новый организм, такой как, например, человек. Сперматозоиды состоят из головки с акросомой, митохондрина, тела, хвостика и жгутика. ГАМЕТОГЕННЕЗ – формир гамет и их послед силяние. гаметогенез проиход в ганадах. На начал стадиях эмбрионального развития. ООГЕНЕЗ Ф. размнож: Митотич делен оогониев инициируется и завер-ся еще в эмбрионал периоде. Происход меньше делений, чем при сперм-зе Ф. роста: Проход 2 фазы роста: превителлогенез - увелич массы ядра и цитоплазмы и вителлогенез - накопл желтка при помощи вспомогат фолликулярн клеток, окружающих ооциты I. Выдел стадию диктиотены, связан с активн процессами синтеза. Ф. созревания: Начин-ся в эмбрион периоде. Ооциты I вступ в 1 деление мейоза и на стадии диакинеза приостанавл свое развит. Возобновлен мейоза происход в репродуктивн возрасте. Перед овуляцией ооцит II вступ во 2 делен и на стадии метафазы покидает яичник. Завершен деления созреван происходит только при слиян со сперматозоид. Ф. формир: отсутств Результат: При кажд делен мейоза исходн клетка дает лишь одну полноцен. 2я представл собой редукцион тельце. Образ 1 яйцеклетка и три редукционных тельца СПЕРМАТОГЕНЕЗ Ф. размнож: Митотическое деление сперматогониев в основном начинается после полового созревания и идет на протяжении всей жизни Ф. роста: Из-за незавершенного деления сперматоциты I остаются связанными между собой, т.е. формируется синцитий. Увеличение размера (~ в 4 раза) не связано с накоплением питательных веществ. Ф. созревания: Созревание происходит непрерывно. После первого деления мейоза сперматоциты I образуют сперматоциты II. В результате эквационного деления образуются сперматиды. Ф. формир: Образуется жгутик, сбрасывается большая часть цитоплазмы, синтезируются лизирующие ферменты, оформляется акросома, компактно упаковывается хроматин Результат: Из каждого сперматогония образуются 4 сперматозоида, половина содержит Х-хромосому, половина У-хромосому 20.5 Биологические основы регул клеточного цикла. циклины и циклинзавис киназы. Ведущую роль в поочерёдной смене фаз клеточного цикла играют циклинзависимые протекиназы или Цзк. Известно несколько форм Цзк, которые обозначаются соответствующими арабскими цифрами: Цзк 1, Цзк 2, Цзк 3, Цзк 4, Цзк 5, Цзк 6 и др. Основная функция кназ заключается в фосфорилировании и, как следствие этого, активация или инактивации опреденных белков, участвующих в соответствующих фазах клеточного цикла. Молекулы любой циклинзависимой киназы постоянно присутствуют в клетке и сами по себе неактивны. Их активация происходит в результате связывания с ними специальных белков – циклинов. Это название указанные белки получили в связи с тем, что их содержание на протяжении клеточного цикла сменяется циклическим образом. Особенности комбинаций циклинов и циклинзависимых киназ в составе комплексов играют ключевую роль в механизмах, определяющих поочередную смену фаз клеточного цикла. Молекулярные эффекты действия МСФ (митоз стимул факт): 1) фосфорилирование гистона Н1 – конденсация хроматина. 2) фосфорилирование ламинов – разруш ядерной оболочки. 3) фосфорилирование тубулинов – рост микротрубочек и образ веретена деления. 4) фосфорилирование белка – фактора, стимулирующего анафазу или ФСА. Фактор стимулирующий анафазу (ФСА) обладает способностью избирательно присоединять молекулы убиквитина – белка с небольшим молекулярным весом, к другим белковым молекулам, тем самым, как бы оставляя на них «метку». В результате такие меченые белки захватываются протеосомами, где под действием протеолитических ферментов протеосом они разрушаются. Под влияние ФСА: 1) разруш белки удерживающие сестринские хроматиды, в результате чего последние получают возможность расходится в противоположным полюсам клетки. 2) разрушается МСФ 3) осуществляется дефосфорилирование протеинфосфатазами белков, фосфорилированных в про- и метафазу митоза. 4) восстановление ядерных оболочек 5) происходит деконденсация хромосом. 6) осуществляется цитотомия (протекают процессы сходные с событиями про- и метафазы митоза, но как бы с обратным знаком.) Действие комплекса циклин-Цзк заключ в: 1) инактивации комлекса циклин-Цзк предшествующей фазы клеточного цикла. 2) стимулировании процессов свойственных «своей» фазе. 3) активация комплекса циклин-Цзк следующей фазы. Ведущую роль во всех указанных преобразованиях играет модификация белков путём фосфорилирования и дефосфорилирования их циклинзависимыми киназами. В процессе клеточного цикла обеспечивается также постоянный контроль состояния наследственного материала, ДНК и хромосом. Ели состояние наследственного материала нарушается, то наступает либо длительная задержка клеточного цикла на текущей стадии развития для коррекции повреждений, либо она погибает в результате запуска механизмов апоптоза – программированной клеточной смерти. ц
21.4 Биологические основы регул клеточного цикла. циклины и циклинзавис киназы. Ведущую роль в поочерёдной смене фаз клеточного цикла играют циклинзависимые протекиназы или Цзк. Известно несколько форм Цзк, которые обозначаются соответствующими арабскими цифрами: Цзк 1, Цзк 2, Цзк 3, Цзк 4, Цзк 5, Цзк 6 и др. Основная функция кназ заключается в фосфорилировании и, как следствие этого, активация или инактивации опреденных белков, участвующих в соответствующих фазах клеточного цикла. Молекулы любой циклинзависимой киназы постоянно присутствуют в клетке и сами по себе неактивны. Их активация происходит в результате связывания с ними специальных белков – циклинов. Это название указанные белки получили в связи с тем, что их содержание на протяжении клеточного цикла сменяется циклическим образом. Особенности комбинаций циклинов и циклинзависимых киназ в составе комплексов играют ключевую роль в механизмах, определяющих поочередную смену фаз клеточного цикла. Молекулярные эффекты действия МСФ (митоз стимул факт): 1) фосфорилирование гистона Н1 – конденсация хроматина. 2) фосфорилирование ламинов – разруш ядерной оболочки. 3) фосфорилирование тубулинов – рост микротрубочек и образ веретена деления. 4) фосфорилирование белка – фактора, стимулирующего анафазу или ФСА. Фактор стимулирующий анафазу (ФСА) обладает способностью избирательно присоединять молекулы убиквитина – белка с небольшим молекулярным весом, к другим белковым молекулам, тем самым, как бы оставляя на них «метку». В результате такие меченые белки захватываются протеосомами, где под действием протеолитических ферментов протеосом они разрушаются. Под влияние ФСА: 1) разруш белки удерживающие сестринские хроматиды, в результате чего последние получают возможность расходится в противоположным полюсам клетки. 2) разрушается МСФ 3) осуществляется дефосфорилирование протеинфосфатазами белков, фосфорилированных в про- и метафазу митоза. 4) восстановление ядерных оболочек 5) происходит деконденсация хромосом. 6) осуществляется цитотомия (протекают процессы сходные с событиями про- и метафазы митоза, но как бы с обратным знаком.) Действие комплекса циклин-Цзк заключ в: 1) инактивации комлекса циклин-Цзк предшествующей фазы клеточного цикла. 2) стимулировании процессов свойственных «своей» фазе. 3) активация комплекса циклин-Цзк следующей фазы. Ведущую роль во всех указанных преобразованиях играет модификация белков путём фосфорилирования и дефосфорилирования их циклинзависимыми киназами. В процессе клеточного цикла обеспечивается также постоянный контроль состояния наследственного материала, ДНК и хромосом. Ели состояние наследственного материала нарушается, то наступает либо длительная задержка клеточного цикла на текущей стадии развития для коррекции повреждений, либо она погибает в результате запуска механизмов апоптоза – программированной клеточной смерти. 21.5 Триптофан Триптофа́новый оперо́н — оперон, содержащий гены ферментов, задействованных в биосинтезе аминокислотытриптофан. Триптофановый оперон имеется у многих бактерий, впервые был описан у Escherichia coli. Триптофановый оперон является важной экспериментальной моделью для изучения регуляции экспрессии генов. Триптофановый оперон был описан в 1953 году Жаком Моно и сотрудниками. Он стал первым опероном, для которого была показана регуляция посредством репрессии. В то время как лактозный оперон активируется веществом, на утилизацию которого он направлен (лактозой), триптофановый оперон подавляется триптофаном — соединением, за биосинтез которого ответственен данный оперон. Он содержит 5 структурных генов (цистронов):trpE, trpD, trpC, а также trpB и trpA, кодирующие субъединицы триптофансинтазы^[en]. На значительном расстоянии от оперона находится ген trpR, кодирующий белок, подавляющий экспрессию триптофанового оперона. Продукт этого гена в присутствии триптофана связывается с оператором и блокирует транскрипцию оперона. В отличие отlac-оперона, в состав trp-оперона входит особая последовательность — аттенюатор^[en], необходимая для тонкой регуляции транскрипции оперона. Регуляция триптофаного оперона регулируется двумя способами: с помощью белка-репрессора (репрессия), а также с помощью особой последовательности — аттенюатора. При этом в каждом из этих случаев регуляция осуществляется по принципу отрицательной обратной связи.	22.4 Классиф яйцеклеток по колич желтка Алецитальные (безжелтковые) - Эти яйцеклетки практически лишены желтка, имеют микроскопически малые размеры (0,1-0,3 мм). Обеспечение питательными веществами преимущественно за счет фолликулярных клеток, которые их окружают (у млекопитающих). Плацентарные млекопитающие, в том числе и человек. Плоские черви. Олиголецитальные - Маложелтковые. Ланцетник, иглокожие, брюхоногие и двустворчатые моллюски. Мезолецитальные - Содержат среднее количество желтка. Амфибии, рыбы. Полилецитальные - Многожелтковые. Птицы, пресмыкающиеся, яйцекладущие млекопитающие, насекомые, головоногие моллюски Классиф яйцеклеток по распред желтка Изолецитальные (или гомо-лециталъные). Относительно мелкие яйцеклетки с небольшим или средним количеством желтка, равномерно распределенным по цитоплазме. Ядро в них располагается ближе к центру. Таким образом, это олиголецитальные яйца с более или менее равномерным распределением желточных включений в цитоплазме. Гомолециталъные яйца могут иметь и очень большое количество желтка (у гидр и низших червей - немертин). Ланцетник, плацентарные млекопитающие, многие беспозвоночные - например, иглокожие, двустворчатые и брюхоногие моллюски и низшие черви (немертины), кишечнополостные. Умеренно телолецитальные. Имеют диаметр около 1,5-2 мм и содержат среднее количество желтка, преимущественно сосредоточенного на одном (вегетативном) полюсе яйцеклетки. На противоположном полюсе (анималъном), где желтка мало, находится ядро яйцеклетки. Земноводные, осетровые и некоторые другие рыбы, круглоротые. Резко телолецитальные. Содержат очень много желтка, занимающего почти весь объем яйцеклетки и неравномерно распределенного по цитоплазме. Это мезо- и полилецитальные яйца, у которых желток сосредоточен на вегетативном полюсе яйцеклетки, а анимальный полюс почти не содержит желтка. Ядро расположено ближе к анимальному полюсу, на котором находится зародышевый диск с активной, лишенной желтка цитоплазмой. Размеры этих яиц крупные - 10-15 мм и более. Пресмыкающиеся, птицы, яйцекладущие (низшие) млекопитающие, акулы, скаты, костистые рыбы, головоногие моллюски. Центролецитальные Желток распределен равномерно и сосредоточен в центре клетки, а периферическая часть его лишена. Это мезо- и полилецитальные яйца, в которых цитоплазма образует тонкий поверхностный слой, кроме того, в центре яйца имеется островок цитоплазмы, содержащий ядро. Насекомые, клещи и многих другие членистоногие, некоторые другие беспозвоночные. 22.5 тирозинкиназный рецептор
23.4 Мейоз происход в жизн цикле организмов, размножающихся половым путём, при мейозе из одной диплойдной клетки образ 4 гаплойдные клетки. Мейоз сост из 2х послед делений. В мейоз вступает клетка с набором генетич материала 2n4c. в результ редукцион дел образ 2 гаплойдные клетки с двухроматидными хромосомами. В результате эквацион делен образ 4е гаплойдные клетки с однохроматидными хромосомами. (1) редукционное (Первое мейотическое) деление. профаза 1: Спирализация и уплотнение хромосом. (пахитема) Гомологичные хромосомы сближаются своими парными участками, то есть начинается процесс конъюгации. (зиготена) Хромососомные пары называются бивалентами. Каждый бивалент имеет 4 хроматиды. Гомологичные хромосомы переплетаются соответствующими участками хроматид (пахитема) (процесс кроссинговера). В результате кроссинговера происходит обмен гомологичными участками хромосом и "перемешивание" генов. Разрушается ядерная оболочка и формируется веретено деления. (диплотена- происход фрагментация ядерн оболочки, к центромере кажд хромосомы присоед по одной микротрубочке веретена деления. диакинез – биваленты направлл к экватору клетки, гомологич хромосомы начин отделятся друг от друга в районе центромеры.) метафаза 1: Завершение формирования веретена деления. В би­валентах от каждой центромеры идет только одна нить к одному из полюсов клетки. Биваленты уста­навливаются в плоскости экватора веретена деле­ния. образуя метафазную пластинку. анафаза 1: Гомологичные хромосомы разделяются и расходят­ся к полюсам клетки. В результате этого процесса хромосомы разделяются на два гаплоидных набора, концентрирующихся у полюсов клетки. Каждый гаплоидный набор состоит из группы парных хроматид. телофаза 1: У полюсов клетки собирается одиночный (гаплоид­ный) набор хромосом. Каждый вид хромосом пред­ставлен в этой группе одной хромосомой, состоящей из двух хроматид. Вокруг хромосом восстанавливаются ядерные оболочки. выводы: после первого деления мейоза образу­ются группы гаплоидных наборов деойпых хромосом. Но набор ДНК является диплоидным, так как хромосомы двойные! В процессе же митоза к полюсам клетки расходятся хроматиды, которые после расхождения называются хромосомами. Между делениями мейоза удвоения ДНК не происходит! (2) эквационное (второе мейотическое) деление: профаза 2: В растительных клетках эта фаза отсутствует. У жи­вотных является непродолжительной. Разрушаются ядрышки и ядерные мембраны. Хроматиды укорачиваются и утолщаются. Формируется веретено де­ления. метафаза 2: От центромеров каждой двойной хромосомы к по­люсам клетки отходят нити веретена деления. Хро­мосомы выстраиваются по экватору веретена деле­ния. анафаза 2: Центромеры разделяются, и каждая хроматида назы­вается теперь хромосомой. Дочерние хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам. телофаза 2: Хромосомы деспирализуются и растягиваются. Ни­ти веретена деления разрушаются. Происходит уд­воение центриолей. Вокруг каждой группы хромо­сом (гаплоидной!) образуется ядерная оболочка. выводы: Далее следуем разделение цитоплазмы. В результате мейоза из каждой диплоидной клетки образуется 4 клетки с гапло­идным набором хромосом. Благодаря мейозу поддерживает­ся постоянство хромосомного состава организмов при по­ловом размножении. Другим значением мейоза является по­вышение биологического разнообразия, которое возникает при «смешивании» участков гомологичных хромосом^ в ре­зультате кроссинговера. 23.5. рецепторы Для всех первичных посредников в клетках-мишенях т.е. тех клетках, на которые сигнальные молекулы (лиганды) действуют, имеются высокоспецифические рецепторы – специальные молекулярные структуры, которые связ лиганд и инициируют клеточный ответ. Внутриклет рецепторы – располож в цитозоле клетки или ядре. Химич сигналом для них служат молекулы, способные к прямому переходу через дипидный бислой плазматической мембраны внутрь клетки. Рецепторы располож в плазматич мембране (рецепторы клеточной поверхности) относятся к интергальным мембранным белкам. Они взаимодействв с самыми разными сигнальными молекулами, общим признаком которых служит гидрофильность и, следовательно, невозможность прямого перехода через липидный бислой празматич мембраны внутрь клетки. 3 главных ТИПА РЕЦЕПТОРОВ: 1) рецепторы, слпряженные с G-белками. 2) каталитические рецепторы, например, тирозинкиназный рецептор. 3) рецепторы ионных каналов. Передача сигнала от рецепторов обычно осуществляется с участием нескольких посредников (релейных молекул) по механизму каскада, включающему цепь последовательных взаимосвязанных ферментативных реакций, обеспечивающих значительное усиление сигнала и, следовательно, ответной реакции клетки. Это объясняется тем, что на каждом последующем этапе, на пути передачи сигнала, активируется значительно больше молекул посредников, чем на предыдущем. В механизме проведения сигнала могут участвовать не только белковые релейные молекулы, но и малые небелковые молекулы и ионы, которые получили название вторичных посредников или вторичных мессенджеров. Эти молекулы быстро диффундируются в цитоплазме клеток и, действуют как аллостерические эффекторы – активируют определен белки, присоединяясь к ним и изменяя их конформацию. К наиболее распространённым вторичным посредникам относятся циклический аденозин монофосфат (цАМФ) и иона кальция 2+. МЕХАНИЗМ ВЗАИМОД АДРЕНАЛИНА С РЕЦЕПТОРОМ. 1) взаимодейств адреналина с рецептором вызывает его активацию. (изменение конформации цитоплазматического домеа) 2) неактивный белок G взаимодействует с рецептором и активируется (ГДФ, связанный с белком замещается на ГТФ) 3) белок G активирует аденилциулазу. 4) аденилциклаза превращает АТФ в цАМФ. 5) цАМФ активирует протеинкиназу А. 6) протеинкиназа А фосфорилирует киназу фосфорилазы. 7) киназа фосфорилазы фосфорилирует гилкогенфосфорилазу 8) гликогенфосфорилаза катализирует реакцию деполимеризации гликогена с образованием глюкозо-1 фосфата.	28. 24.4 гаструляция онтогенез. зародыш. Онтогенез - это совокупность процессов, происходящих от формирования зи­готы до смерти организма. Онтогенез - это индивидуальное развитие организма. Тер­мин "онтогенез" ввел Э. Геккель в 1866 году. Классификация типов индивидуального развития Типы онтогенеза Прямой. Родившийся или вылупившийся из яйца организм похож на взрослую особь, но отличается от нее размерами и недоразвитием половых органов. - Внутриутробный. Зародыш развивается в матке. Пример: Плацентарные млекопитающие - Неличиночный. Зародыш развивается в яйце. Пример: Рептилии, птицы, яйцекладущие млекопитающие. Непрямой (личиночный). Вышедший из яйцевых оболочек организм (личинка) значительно от­личается по своему строению от взрослой особи, ведет иной образ жизни и обитает в другой среде, чем взрослое животное. - с неполным превращением. Стадии: яйцо —» несколько личиночных стадий—» имаго. Пример: Класс Насекомые (отряды: стрекозы, прямокрылые, тара¬каны, термиты, клопы, вши) - с полным превращением. Стадии: яйцо —» личинка —» куколка —» имаго. Пример: Класс Насекомые (отряды: двукрылые, жесткокрылые, чешуекрылые, блохи, перепончатокрылые) Периодизация онтогенеза. предэмбриональный (период гаметогенеза) эмбриональный (период до вылупления из яйца или до рождения), подразделяющийся на стадии: - зигота - дробление, завершающееся образованием бластулы - нейруляция (эта стадия характерна только для хордовых) - гисто- и органогенез 3) постэмбриональный (период после рождения или вылупления из яйца или до смерти) - ювенильный (до полового созревания); - зрелый, или репродуктивный (начинается с периода полового созревания); - период старости, или пострепродуктивный, заканчивающийся естественной смертью. (1) Предэмбриональный период. Происходит гаметогенез. Характерна морфоло­гическая и функциональная организация яйцеклетки, также происходит поляризация яйцеклетки, т.е. обретение аномального и вегетативного полюса. Распределение ци­топлазмы происходит неслучайно, т.к. это определяет будущие задатки зародыша. (2) эмбриональный - Стадая зиготы, Оплодотворенное яйцо является клеткой, и в то же время — это уже организм на самой ранней стадии его развития. Образование зиготы характеризуется восстановлением диплоидного набора хромосом. - Основные черты дробления: 1.В результате дробления образуется многоклеточный зародыш - бластула, и нака­пливается клеточный материал для дальнейшего развития. 2.Очень короткий митотический цикл по сравнению с продолжительностью его у взрослых животных (за счет очень короткой интерфазы). 3.Отсутствие в клеточных циклах дробящихся бластомеров S-периода интерфазы. Это связано с тем, что у дробящихся бластомеров удвоение ДНК (т.е. процесс, соот­ветствующий S-периоду) для каждого последующего деления начинается уже в телофазе предыдущего деления. 4.Одной из особенностей периода дробления является отсутствие роста развиваю­щегося организма, несмотря на совершающиеся деления, т.е. бластомеры при дроб­лении не увеличиваются в размерах. 5.В период дробления (на ранней его стадии) интенсивно синтезируется ДНК и бел­ки (на матрицах материнской иРНК) и отсутствует синтез собственных РНК. Генети­ческая информация, содержащаяся в ядрах бластомеров, на ранней стадии дробления не используется. В процессе дробления геном зародыша неактивен, т.е. в ядрах бла­стомеров не происходит транскрипция. В этот период зародыш большинства видов - точная генетическая копия матери. Только начиная со стадии бластулы он приобре­тает черты индивидуума. 1) Во время дробления цитоплазма не перемещается. Бластула. Период дробления завершается стадией развития организма, называемой бластулой. Все клетки в бластуле имеют диплоидный набор хромосом, одинаковы по строению и отличаются друг от друга по количеству желтка. У большинства организмов еще на ранних стадиях дробления внутренние стен­ки начинают расходиться и между ними возникает сначала небольшая, а затем все увеличивающаяся полость дробления (бластоцель, или первичная полость тела). В результате периферийная часть яйца превращается в сплошной слой клеток - бла­стодерму. Бластодерма морфологически целиком обособляется от желтка и приобре­тает истинно клеточную структуру. На стадии бластулы начинается дифференцировка клеточных систем. При дроблении, начавшемся с яйцеклетки, клеточные ядра попадают в количественно и качественно различные области цитоплазмы. Это приводит к тому, что в различных клетках, имеющих общий для всех геном, на стадии бластулы "включаются" различ­ные, только определенные наборы генов. 24.5. общая схема регуляции генов у эукариот 1) осуществление транскрипции эукриотических генов возможно лишь при декомпактизации хроматина: 2) регуляция активности генов у эукариот осуществляется на всех уровнях реализации наследственной информации: на уровне транскрипции, РНК -процессннта альтернативный сплайсинг), транспорта зрелой мРНК из ядра в цитоплазму, трансляции и посттрансляционных преобразований белков ( химическая модификация и разрушение функционально активного полипептида) 3)активность каждою структурного гена контролируется многими генами-регуляторами, а эффекторами часто служат гормоны. Сайленсор-это замедляют транскрипцию Энхансеры- это ускоряют транскрипцию