Файл: Modul_1_gistologiya_2.docx

Основна особливість еукаріотичних клітин пов'язана з розташуванням генетичного апарату в клітині. Генетичний апарат всіх еукаріот знаходиться в ядрі і захищений ядерною оболонкою (по-грецьки "еукаріот" означає що має ядро). ДНКеукаріот лінійна (у прокаріот ДНК кільцева і знаходиться в особливій області клітини -нуклеоїд, який не відокремлений мембраною від решти цитоплазми). Вона пов'язана з білками-гістонами та іншими білками хромосом, яких немає у бактерій.

Ендоплазматична сітка (грец. endo — всередині + plasma — сформоване) знайдена у всіх еукаріотичних клітинах, але відсутня в прокаріотичних клітинах, яйцеклітині і зрілих еритроцитах. Е.с. утворена сіткою мембранних трубочок, цистерн і овальних везикул. Вона пов’язана з оболонкою ядра, бере участь у процесах внутрішньоклітинного обміну, збільшує площу внутрішніх поверхонь клітини, поділяє її на відсіки, що відрізняються за фізичним станом і хімічним складом, забезпечує ізоляцію ферментних систем, що, у свою чергу, необхідно для послідовного вступу в узгоджені реакції. Розрізняють два типи Е.с.: гладеньку і зернисту, хоча вони структурово пов’язані між собою. Зерниста Е.с. несе на своїй поверхні рибосоми, яких немає на поверхні гладенької Е.с. Гладенька Е.с. зустрічається у клітинах, що виконують секреторну функцію, м’язових і пігментних клітинах. Зерниста Е.с. добре розвинена у клітинах печінки, підшлункової залози, секреторних клітинах, де утворюється білковий секрет. Функції зернистої Е.с.: 1) участь у процесі синтезу білків; 2) накопичення і модифікація білків, що синтезуються; 3) упаковка білків у везикули, які синтезуються і транспортую­ться до місця використання; 4) утворення мембранної системи гладенької ЕПС. Функції гладенької Е.с.: 1) синтез фосфоліпідів та вуглеводів; 2) накопичення і модифікація синтезованих речовин; 3) упаковка їх у везикули і транспортування до місця використання; 4) участь у процесах детоксикації шляхом біохімічного ферментативного перетворення токсинів на нетоксичні речовини, які є більш зручними для екскреції.

10. Клітина як елементарна жива система. Визначення. Органели загального призначення. Мітохондрії, будова, функціональне значення

Клітина - елементарна жива система, яка складається з плазмолеми, ядра і цитоплазми і є основою будови, розвитку, функціонування, пристосування, відтворення та відновлення цілого організму. Клітина є елементарною живою системою багатоклітинних організмів, на рівні якої зберігається сукупність усіх проявів життєдіяльності: структурна упорядкованість, компактність будови, обмін речовин, ріст, розвиток, рух, функціонування, самовідтворення. Мембран­ні органели мають одну або дві мембрани. До одномембранних органел відносять ендоплазматичну сітку, комплекс Гольджі, лізосоми, пероксисоми. До двомембранних органел відносять мітохондрії і пластиди. За наявністю у складі органел біологічної мембрани їх поділяють на:    мембранні (мітохондрії, лізосоми, пероксисоми, ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі); немембранні (протеасоми, рибосоми, мікрофіламенти, мікротрубочки, центросома (клітинний центр)). Ці десять органел називають органелами загального призначення, оскільки вони присутні у всіх без виключення видах клітин.

Мітохондрії (грец. mitos — нитка + chondron — зерня) — це органели, які перетворють енергію хімічних зв’язків органічних речовин на енергію фосфатних зв’язків молекул АТФ, що клітині зручно використовувати для всіх видів її діяльності. Мітохондрії є досить великими органелами (0,2–2,0 мкм), вкритими двома мембранами. Вони зустрічаються майже у всіх еукаріотичних клітинах за винятком анаеробних найпростіших і еритроцитів. Мітохондрії хаотично розподілені по цитоплазмі, хоча частіше виявляються біля ядра або в місцях з високими потребами енергії. Зов­нішня мембрана мітохондрій легкопроникна для багатьох невеликих молекул. Вона містить ферменти, що перетворюють речовини на реакційноздатні субстрати. Внутрішня мембрана утворює вирости всередину матриксу — кристи. На цих мембранах розташовані ферменти, які обумовлюють процеси утворення АТФ, напр., окисно-відновні ферменти, АТФ-синтетази та специфічні транспортні білки. Міжмембранний простір зокрема використовується для створення градієнта іонів водню на внутрішній мембрані. Матрикс — це вміст мітохондрії, де перебігає значна кількість біохімічних реакцій. У матриксі виявляють рибосоми і молекули мітохондріальної ДНК, які забезпечують синтез частини необхідних для функціонування мітохондрії білків. Основна інтегральна функція мітохондрій — утворення молекул АТФ, що мають макроергічні зв’язки між фосфатними залишками. Перед поділом клітини кількість мітохондрій в цитоплазмі збільшується, а потім вони відносно рівномірно розподіляються між дочірніми клітинами.

11. Клітина елементарна жива система. Визначення. Загальний план будови. Лізосоми. Будова, функціональне значення

Клітина - елементарна жива система, яка складається з плазмолеми, ядра і цитоплазми і є основою будови, розвитку, функціонування, пристосування, відтворення та відновлення цілого організму. Клітина є елементарною живою системою багатоклітинних організмів, на рівні якої зберігається сукупність усіх проявів життєдіяльності: структурна упорядкованість, компактність будови, обмін речовин, ріст, розвиток, рух, функціонування, самовідтворення. Лізосоми (грец. lisis — руйнування, розщеплювання + сома — тіло) — пухирці більших або менших розмірів, заповнені гідролітичними ферментами (протеазами, нуклеазами, ліпазами та ін.). Лізосоми в клітинах не є самостійними структурами. Вони утворюються за рахунок активності Е.с. та КГ, зустрічаються у всіх клітинах рослин і тварин, можуть локалізовуватися у будь-якому місці клітини. Основна функція лізосом — внутрішньоклітинне розщеплення і перетравлення речовин, які надійшли в клітину або знаходяться в ній. Розрізняють первинні і вторинні лізосоми (травні вакуолі, фагосоми, аутолізосоми), залишкові тільця, аутофагуючі вакуолі. Первинні лізосоми — тільця невеликих розмірів з рівномірним нещільним вмістом. Ферменти в них знаходяться в неактивному стані. Вторинні лізосоми — більші за розміром тільця з нерівномірним вмістом. У них відбувається активний процес перетравлення макромолекул та фрагментів клітинних структур. Утворюються шляхом злиття первинних лізосом з речовинами, які поглинаються клітиною. Неперетравлений в лізосомах матеріал залишається у них, зменшується в розмірах, утворюючи залишкові тільця в цитоплазмі. Первинні лізосоми можуть зливатися з зов­нішніми і внутрішніми структурами клітини і руйнувати їх. При цьому утворюються великі пухирці, вкриті загальною мембраною різної форми і щільності. Такі тільця називаються аутофагосомами, а сам процес перетравлення цілої клітини — аутофагією. Функції лізосом: 1) перетравлення речовин, які надходять в клітину ззовні в процесі фагоцитозу; 2) перетравлення пошкоджених внутрішньоклітинних макромолекул і органел та тих, що виконали свою функцію (аутофагія); 3) участь у перетравленні загиблих клітин; 4) рециклізація органічних молекул, розщеплення білків, вуглеводів та нуклеїнових кислот до мономерів для їх повторного використання в процесах синтезу. Порушення функціонування лізосом призводить до розвитку тяжких патологічних станів організму. Це спадкові захворювання, що одержали назву хвороб накопичення, оскільки пов’язані з аномальним накопиченням в клітині неперетравлених речовин, які заважають нормальному функціонуванню клітини

12. Клітина як елементарна жива система. Визначення. Загальний план будови еукаріотичних клітин. Немембранні органели цитоплазми. Будова, функціональне значення.

Клітина - елементарна жива система, яка складається з плазмолеми, ядра і цитоплазми і є основою будови, розвитку, функціонування, пристосування, відтворення та відновлення цілого організму. Клітина є елементарною живою системою багатоклітинних організмів, на рівні якої зберігається сукупність усіх проявів життєдіяльності: структурна упорядкованість, компактність будови, обмін речовин, ріст, розвиток, рух, функціонування, самовідтворення. Еукаріоти (від грец. еу - повністю, добре) - організми, клітини яких мають ядро, принаймні на певних етапах їхнього клітинного циклу. Цитоплазма еукаріотичних клітин поділена мембранами на окремі функціональні ділянки; вона містить різноманітні органели (пластиди, мітохондрії, комплекс Гольджі, ендоплазматичну сітку, лізосоми, клітинний центр, вакуолі та ін.). Процес поділу еукаріотичних клітин досить складний. Він супроводжується, зазвичай, утворенням особливого веретена поділу, що забезпечує розподіл спадкового матеріалу між дочірніми клітинами. До надцарства Еукаріоти належать царства Рослини, Гриби, Тварини. Серед еукаріотів трапляються як одноклітинні чи колоніальні, так і багатоклітинні форми. основна особливість еукаріотичних клітин пов'язана з розташуванням генетичного апарату в клітині. Генетичний апарат всіх еукаріот знаходиться в ядрі і захищений ядерною оболонкою (по-грецьки "еукаріот" означає що має ядро). ДНКеукаріот лінійна (у прокаріот ДНК кільцева і знаходиться в особливій області клітини -нуклеоїд, який не відокремлений мембраною від решти цитоплазми). Вона пов'язана з білками-гистонамита іншими білками хромосом, яких немає у бактерій. Немембранні органели – це протеасоми,рибосоми, центросома, мікротрубочки , мікрофіламенти. Рибосоми — субмікроскопічні немембранні органели загального призначення, у яких амінокислоти сполучаються, утворюючи пептидний ланцюг, тобто синтезуються білкові молекули. Вперше рибосоми у складі гранулярної ендоплазматичної сітки описав Дж. Паладе. Морфологічно у рибосомах налічуються дві субодиниці, їх сполучення утворює структуру, яка за формою нагадує гриб. Діаметр рибосом — близько 20 нм. З хімічної точки зору рибосома — це рибонуклеопротеїновий комплекс рибосомної РНК і білка у співвідношенні 1:1. При дії пошкоджуючих факторів або порушенні електролітного гомеостазу клітини (брак іонів магнію) спостерігається розпад рибосоми на субодиниці (дезагрегація), біологічна активність її при цьому втрачається. Кілька рибосом, «нанизаних» на спільну нитку інформаційної РНК, називаються полісомами.На завислих у гіалоплазмі полісомах здійснюється синтез білків переважно для внутрішніх потреб клітини. Полісоми, пов'язані з мембранами ендоплазматичної сітки, переважно синтезують білки для виведення за межі клітини. Протеасома – субмікроскопічна не мембранна органела загального призначення, яка виконує функцію розщеплення білкових молекул з первиннодефектною або пошкодженою структурою. Протеасома – великий поліпротеазний комплекс. Кожна протеасома складається з трубкоподібної та однієї або двох регуляторних частин; останні розташовуються на одному або двох кінцях органели. Трубкоподібна частина містить чотири послідовно розміщених кільця, кожне з яких складається з семи субодиниць, які оточують центральний канал протеасоми. Регуляторні частини розпізнають і приєднують білки, призначені для руйнування. Вони забезпечують розкручування молекул білка та зштовхування їх у центральний канал трубкоподібної частини, де протеази розрізають їх на фрагменти різної довжини. Мікрофіламенти — субмікроскопічні немембранні органели загального призначення, які виконують роль цитоскелету, а також скоротливого апарату клітини. Власне мікрофіламенти — це тонкі волоконця діаметром близько 5 нм, побудовані з білків актину, міозину, тропоміозину або альфа-актиніну. Вони розміщені переважно в кортикальній (підмембранній) зоні клітини та у складі її цитоплазматичних виростів, їхня функція — скоротливо-рухова. Друга група мікрофіламентів (так звані проміжні). Білок, з якого побудовані проміжні мікрофіламенти, є суто специфічною ознакою клітин того чи іншого типу. Наприклад, кератин є гістохімічним маркером клітин епітелію, віментин — сполучної тканини, десмін — м'язів, білок нейрофіламентів і гліальний фібрилярний білок — нервової тканини. Проміжні мікрофіламенти в основному відповідають за збереження клітиною своєї форми. Мікротрубочки — субмікроскопічні немембраннї органели загального призначення, основна функція яких полягає у забезпеченні рухливості клітинних органел, а також в утворенні цитоскелету. Мікротрубочки побудовані з глобулярних білків тубулінів, молекули яких здатні до полімеризації. Особливим способом «нанизуючись» одна на одну, окремі молекули утворюють своєрідні «бусинки»; 13 ниток бусинок, які розміщені паралельно, формують порожнистий циліндр діаметром близько 25 нм з внутрішнім просвітом 15 нм. Товщина, стінки циліндра відповідає діаметру однієї молекули тубуліну і становить 5 нм. Полімеризація молекул тубулінів є динамічним процесом, який припиняється під дією несприятливих факторів зовнішнього середовища (пониження температури, обробка колхіцином). Часткова деполімеризація мікротрубочок призводить до їх вкорочення, повна — до розпаду (дисоціації) на окремі молекули тубулінів. Мікротрубочки є основою будови центросоми, а також таких спеціалізованих структур як війки та джгутики. Центросома (клітинний центр) — мікроскопічна немембранна органела загального призначення, описана В. Флемінгом у 1875 p., яка забезпечує розходження хромосом при поділі клітини. Ця органела знайдена в усіх клітинах тварин і людини за виключенням яйцеклітин. У клітині, що не готується до поділу, центросома розміщена біля ядра і складається з двох повністю сформованих центріолей, оточених центросферою. Дві розташовані поряд центріолі називають диплосомою. Кожна центріоля у своїй основі містить дев'ять триплетів паралельно орієнтованих мікротрубочок, які у просторовому зображенні формують циліндр діаметром 200 нм і довжиною близько 500 нм. Крім мікротрубочок, до складу центріолі входять специфічні макромолекулярні утвори, так звані «ручки», за допомогою яких триплети пов'язані між собою. У складі «ручок» міститься білок динеїн, який має АТФ-азну активність і якому належить вирішальна роль у механізмах peaлізащі рухових функцій центріолей. Довгі осі обох центріолей розташовані у взаємно перпендикулярних площинах. Центросфера являє собою позбавлену органел гіалоплазму навколо центріолей, яку у радіальному напрямі пронизують мікрофіламенти і мікротрубочки. При підготовці клітини до поділу відбувається подвоєння (дуплікація) центріолей з наступним розходженням кожної новоутвореної пари до полюсів клітини. Основою функціональної активності центросоми є механізм стимулювання полімеризації тубулінів що зумовлює ріст існуючих і утворення нових мікротрубочок.

13. Клітина як елементарна жива система. Немембранні органели. Центросома (клітинний центр). Будова, функціональне значення.

Клітина - елементарна жива система, яка складається з плазмолеми, ядра і цитоплазми і є основою будови, розвитку, функціонування, пристосування, відтворення та відновлення цілого організму. Клітина є елементарною живою системою багатоклітинних організмів, на рівні якої зберігається сукупність усіх проявів життєдіяльності: структурна упорядкованість, компактність будови, обмін речовин, ріст, розвиток, рух, функціонування, самовідтворення. Немембранні органели – це протеасоми,рибосоми, центросома, мікротрубочки , мікрофіламенти. Центросома (клітинний центр) — мікроскопічна немембранна органела загального призначення, описана В. Флемінгом у 1875 p., яка забезпечує розходження хромосом при поділі клітини. Ця органела знайдена в усіх клітинах тварин і людини за виключенням яйцеклітин. У клітині, що не готується до поділу, центросома розміщена біля ядра і складається з двох повністю сформованих центріолей, оточених центросферою. Дві розташовані поряд центріолі називають диплосомою. Кожна центріоля у своїй основі містить дев'ять триплетів паралельно орієнтованих мікротрубочок, які у просторовому зображенні формують циліндр діаметром 200 нм і довжиною близько 500 нм. Крім мікротрубочок, до складу центріолі входять специфічні макромолекулярні утвори, так звані «ручки», за допомогою яких триплети пов'язані між собою. У складі «ручок» міститься білок динеїн, який має АТФ-азну активність і якому належить вирішальна роль у механізмах peaлізащі рухових функцій центріолей. Довгі осі обох центріолей розташовані у взаємно перпендикулярних площинах. Центросфера являє собою позбавлену органел гіалоплазму навколо центріолей, яку у радіальному напрямі пронизують мікрофіламенти і мікротрубочки. При підготовці клітини до поділу відбувається подвоєння (дуплікація) центріолей з наступним розходженням кожної новоутвореної пари до полюсів клітини. Основою функціональної активності центросоми є механізм стимулювання полімеризації тубулінів що зумовлює ріст існуючих і утворення нових мікротрубочок.

14. Клітина як елементарна жива система. Визачення. Загальний план будови. Включення цитоплазми. Їх класифікація та значення.

Клітина - елементарна жива система, яка складається з плазмолеми, ядра і цитоплазми і є основою будови, розвитку, функціонування, пристосування, відтворення та відновлення цілого організму. Клітина є елементарною живою системою багатоклітинних організмів, на рівні якої зберігається сукупність усіх проявів життєдіяльності: структурна упорядкованість, компактність будови, обмін речовин, ріст, розвиток, рух, функціонування, самовідтворення. Включення — це непостійні утвори в цитоплазмі, представлені у вигляді гранул, крапельок чи кристаликів, які служать для забезпечення життєдіяльності клітини, або з’являються в результаті її функціонування. Включення бувають екзо- та ендогенні. Ендогенні ділять на такі групи:    (1) трофічні: білкові включення частіше містяться в рослинах, наприклад, алейронові зерна в клітинах насіння рослин. Із вуглеводних трофічних включень найбільше розповсюдженими є гранули полісахариду глікогену в печінці. Ліпідні включення мають вигляд крапель, які можуть зливатися в жирових клітинах сполучної тканини; (2) пігментні включення — це речовини, які мають певне забарвлення. Сюди відносять гемоглобін в еритроцитах, гемосидерин — продукт обміну гемоглобіну, який нагромаджується в макрофагах, меланін  — чорний пігмент — синтезується і нагромаджується в пігментоцитах шкіри, ліпофусцин (“пігмент старіння”) збирається у вигляді мембранних гранул у нервових клітинах;    (3) секреторні включення — міхурці, в яких збираються ферменти, продукти синтезу залозистих клітин, наприклад, крапельки слини в клітинах слинних залоз, гранули зимогену в клітинах підшлункової залози; (4) екскреторні включення містять непотрібні, а навіть шкідливі продукти метаболізму, які підлягають видаленню з клітини (і з організму) наприклад, сечова кислота (у клітинах нирки), жовчні пігменти (у печінкових клітинах); (5) специфічні — група включень, які виконують особливу роль в клітинах: вітамін С в сітчастому шарі кори надниркових залоз, кератогіалін — білок у зернистому шарі епітелію шкіри, елеідин — білок в блискучому шарі епітелію шкіри тощо;    (6) неспецифічні — невластиві живій нормальній клітині (частинки туші при татуюванні, включення вугілля, оксиду заліза, кремнію — у клітинах легень).

15. Клітинний цикл: його етапи, морфофункціональна характеристика, особливості у різних видів клітин.

Весь період поділу клітини від поділу до поділу або від поділу до смерті називають клітинним циклом. У дорослому організмі вищих хребетних тварин і людини клітини різних органів і тканин мають різну здатність до поділу і, таким чином, різний клітинний цикл. Поділові клітини передує подвоєння її хромосомного набору, а отже, і кількості ДНК. Це подвоєння відбувається у строго визначеному періоді інтерфази і лише після цього процесу починається поділ клітини. Нещодавно відкрито білок циклін, який регулює вступ клітини у мітоз. Зменшення швидкості синтезу цикліну збільшує тривалість інтерфази. Весь клітинний цикл поділяють на чотири періоди:

• власне мітоз;

• пресинтетичний (G₁) період інтерфази;

• синтетичний (S) період інтерфази;

• постсинтетичний (G₂) період інтерфази.

Період G₁ – це період посиленого росту молодої клітини, головним чином за рахунок нагромадження клітинних білків. У цей період починається підготовка клітини до синтезу ДНК, який відбувається в наступному S-періоді. Якщо в експерименті викликати пригнічення синтезу білка або i-РНК у G₁-періоді, то перехід клітини в S-період блокується. У періоді G₁ синтезуються ферменти, необхідні для утворення попередників ДНК, метаболізму РНК і білка. У синтетичному S-періоді (абревіатура S походить від слова «synthesis» — синтез) подвоюється кількість ДНК і відповідно число хромосом. S-період є вузловим у клітинному циклі. Тільки та клітина, яка пройшла цей період, може вступати у мітоз. Рівень синтезу РНК у G₁-періоді зростає відповідно зі збільшенням кількості ДНК і досягає свого максимуму в S-періодi. У S-періоді також відбувається подвоєння центріолей клітинного центру. Постсинтетичний період G₂ циклу ще називають премітотичним, оскільки він має велике значення для наступного поділу. У цьому періоді відбувається синтез іРНК, необхідної для проходження мітозу. Крім того, cинтезується рРНК рибосом, що визначають поділ клітини. У цей же час синтезуються білки мітотичного веретена — тубуліни. У кінці G₂-періоду, або з початком мітозу, синтез РНК різко падає і повністю зупиняється під час мітозу. Синтез білка під час мітозу також знижується, а потім досягає максимуму, повторюючи загалом характер синтезу РНК. Описаний клітинний цикл притаманний клітинам, що зберігають здатність до поділу. Але поряд з цим в організмі є і клітини, які ніби виходять з циклу. Це так звані клітини Go-періоду. Вони не проходять S-періоду і не поділяються, знаходячись у стані спокою. Це клітини, що тимчасово або остаточно перестали поділятися. Існує кілька типів клітин G₀-періоду. До першого типу належать стовбурові клітини різних тканин (наприклад, кровотворні). Це малодиференційовані клітини, які, зберігаючи здатність до поділу, на довгий час виходять з циклу, вступаючи в S-період.До другого типу належать клітини, які, втрачаючи здатність до поділу, спеціалізуються, проходять диференціацію. Серед клітин цього типу можна розрізнити два підтипи. Одні клітини, ставши на шлях диференціації, назавжди втрачають здатність до поділу, деякий час функціонують і потім гинуть. Прикладом таких клітин можуть бути зрілі клітини крові, клітини епідермісу тощо. Клітини другого підтипу після диференціації не втрачають здатності до поділу і, коли потрібно, можуть повертатися у цикл. Наприклад, клітини печінки при видаленні частини органа починають синтезувати ДНК і вступають у мітоз. Третій тип клітин G₀-пeріоду — це високодиференційовані клітини, які у дорослому організмі незворотньо втрачають здатність до поділу і мають термін життя, який дорівнює термінові життя цілого організму. Це, наприклад, нервові клітини.