Файл: Учреждение образования полесский государственный университет в. Т. Чещевик молекулярные основы.pdf

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 104
3. Нейромедиаторы
Нейромедиаторы
(нейротрансмиттеры)
– биологически активные вещества, посредством которых осуществляется передача электрохимического импульса от нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами, между нейроном и клетками мышечной ткани или желез. Нервный импульс, поступающий в пресинаптическое окончание, вызывает освобождение в синаптическую щель нейромедиатора. Молекулы нейромедиаторов реагируют со специфическими рецепторными белками клеточной мембраны, инициируя цепь биохимических реакций, вызывающих изменение трансмембранного тока ионов, что приводит к деполяризации мембраны и возникновению потенциала действия.
Нейромедиаторы являются первичными посредниками.
В пресинаптической клетке везикулы, содержащие нейромедиатор, высвобождают его локально в область синаптической щели. Высвобожденный нейромедиатор затем диффундирует через щель и связывается с рецепторами на постсинаптической мембране. Диффузия является медленным процессом, но пересечение такой короткой дистанции, которая разделяет пре- и постсинаптические мембраны (0,1 мкм или меньше), происходит достаточно быстро и позволяет осуществлять быструю передачу сигнала между нейронами или между нейроном и мышцей. Затем нейромедиаторы инактивируются путем дезаминирования или метилирования.
Нейромедиаторы можно разделить на три группы: аминокислоты, пептиды, моноамины (в том числе катехоламины).
К аминокислотным нейромедиаторам относятся гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), важнейший тормозной нейромедиатор центральной нервной системы человека и млекопитающих; глицин, который вызывает «тормозящее» воздействие на нейроны, уменьшает выделение из нейронов «возбуждающих» аминокислот, таких как глутамат, и повышает выделение ГАМК; глутамат, возбуждающий нейротрансмиттер в нервной системе позвоночных, в нейронах мозжечка и спинного мозга; аспарагинат, возбуждающий нейромедиатор в нейронах коры головного мозга; таурин, нейромедиаторная аминокислота, тормозящая синаптическую передачу, обладает противосудорожной активностью, оказывает также кардиотропное действие; триптамин, нейромедиатор и нейротрансмиттер в головном мозге млекопитающих.
Моноамины и катехоламины. К ним относятся адреналин, возбуждающий нейромедиатор; норадреналин,
«медиатор бодрствования»; дофамин, нейротрансмиттер «системы поощрения» мозга; серотонин, нейромедиатор в

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 105
ЦНС; гистамин, некоторые количества гистамина содержатся в ЦНС, где он играет роль нейромедиатора (или нейромодулятора).
Другие представители. Ацетилхолин, осуществляет нервно-мышечную передачу, а также основной нейромедиатор в парасимпатической нервной системе, единственное среди нейромедиаторов производное холина; анандамид, нейротрансмиттер и нейрорегулятор, который играет роль в механизмах происхождения боли, депрессии, аппетита, проблем с памятью, ухудшение репродуктивных функций.
4. Цитокины
Цитокины (известно более 30) — небольшие пептидные информационные молекулы. Цитокины имеют молекулярную массу, не превышающую 30 кД.
Цитокин выделяется на поверхности одной клетки и взаимодействует с рецептором соседней клетки, что приводит к активации в ней клеточных процессов.
Основными продуцентами являются лимфоциты, макрофаги, гранулоциты, ретикулярные фибробласты, эндотелиальные клетки и другие типы клеток.
Спектры биологической активности цитокинов в значительной степени перекрываются: один и тот же процесс может стимулироваться в клетке более чем одним цитокином. Во многих случаях в действиях цитокинов наблюдается синергизм.
Функции цитокинов:
1. Регуляция межклеточных и межсистемных взаимодействий.
2. Обеспечение выживаемости клеток, стимуляции или подавления их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз.
3. Согласованность действий иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.
Цитокины активны в очень малых концентрациях. Синтез и секреция цитокинов происходит кратковременно и находится под жестким контролем.
По механизму действия цитокины можно разделить на следующие группы:
- провоспалительные, обеспечивающие мобилизацию воспалительного ответа
(интерлейкины 1,2,6,8, ФНОα, интерферон γ);
- противовоспалительные, ограничивающие развитие воспаления
(интерлейкины 4,10, TGFβ);
- регуляторы клеточного и гуморального иммунитета (естественного или специфического), обладающие собственными эффекторными функциями

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 106
(противовирусными, цитотоксическими).
5. Факторы роста
В группу факторов роста входят белки, стимулирующие (реже ингибирующие) деление и развитие клеток. Эти белки имеют специфические рецепторы на поверхности клеток, которые сопряжены с киназами или G- белками внутри клетки. В зависимости от характера киназной активности рецепторы могут фосфорилировать остатки или тирозина, или серина, или треонина. Путем воздействия на рецепторные тирозинкиназы действуют факторы роста фибробластов, эпидермальный фактор роста, фактор роста тромбоцитов, инсулиноподобный фактор роста, фактор роста нервов и др.
Рецепторы с серин/треонинкиназным доменом передают внутриклеточные сигналы от многочисленных представителей семейства трансформирующего фактора роста β.

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 107
Основная литература
1. Дондуа А.К. Биология развития: учебник, 2-ое изд., испр. и доп. /
А.К.Дондуа. – СПб, 2018. – 812 с.
2. Фаллер Д.М. Молекулярная биология клетки / Д.М. Фаллер, Д. Шилдс. –
Бином, 2017. – 256 с.
3. Чещевик
В.Т. Молекулярные основы онтогенеза: методические рекомендации / В.Т. Чещевик. – Пинск : Полесский государственный университет, 2017. – 57 с.
Дополнительная литература
1. Мушкамбаров Н.Н. Молекулярная биология / Н.Н.Мушкамбаров, С.Л.
Кузнецов. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2016. –
664 с.
2. Krebs J.E. Lewin’s Genes XII / J.E. Krebs. – Burlington, MA : Jones &
Bartlett Learning, 2018. – P. 837.
3. Gilbert S. F. Developmental Biology 11th Edition ) / S,F.Gilbert. Sunderland:
Sinauer Associates Inc, 2016. – P. 910.
4. Alberts B. Molecular Biology of the Cell (Sixth Edition) / B. Alberts,
A.Johnson, J. Lewis, D. Morgan, M. Raff, K. Roberts, P. Walter. – Garland
Science: New York and Abingdon, UK. 2014. – P. 1464.
5. Корочкин Л.И. Биология индивидуального развития (генетический аспект). М.:МГУ, 2002.
6. Корочкин Л.И. Введение в генетику развития. М., 2000.
7. Воронина А.С. Трансляционная регуляция в раннем развитии /
А.С.Воронина. Успехи биол. химии. 2002. –Т.42. – С. 139-160.
8. Ashe H.L. The interpretation of morphogen gradients // H.L. Ashe, J. Briscoe /
Development. – 2006. – Vol.133. – P. 385–394.
9. Heasman J. Patterning the early Xenopus embryo / J. Heasman //
Development. – 2006. – Vol.133. – P.1205–1217.
10. Salazar-Cuidad I. Mechanisms of pattern formation in development and evolution / I. Salazar-Cuidad, J. Jemvall, S.F.Newman // Development. –
2003. – Vol.130. – P. 2027–2037.
11. Schoenwolf G.C. Cutting, pasting and painting: experimental embryology ana neural development / G.C. Schoenwolf // Nature reviews. Neuroscience. –
2001. – Vol.2. – P.763-771.

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 108
Вопросы к экзамену по дисциплине ”Молекулярные основы онтогенеза“
для специальности 1-31 01 01-03 Биология (биотехнология)
1. Определение онтогенеза. Онтогенетический уровень организации живого.
Основные атрибуты онтогенеза.
2. Основные типы онтогенеза. Автономизация и эмбрионизация онтогенеза.
3. Методы исследования молекулярных механизмов онтогенеза. Модельные объекты.
4. Цис-элементы промоторов и трансрегуляторные факторы транскрипции.
Общие и специальные транскрипционные факторы.
5. ДНК-белковые и белок-белковые взаимодействия. Гиперчувствительные сайты ДНК.
6. Доменная структура факторов транскрипции, важных для раннего развития животных: гомеобокс (helix - turn - helix), bacis HLH.
7. Роль метилирования ДНК в регуляции экспрессии генов. Влияние 5- азацитидина на дифференцировку клеток in vitro.
8. Процесс созревания РНК: кэпирование, полиаденилирование, сплайсинг.
9. Регуляция транспорта из ядра в цитоплазму. Хранение запасенной мРНК в цитоплазме (гены «материнского эффекта»).
10. Межклеточный сигналинг и трансдукция сигналов при взаимодействии клеток друг с другом и с внеклеточным матриксом.
11. Адгезионные молекулы клеточной поверхности и щелевые контакты.
12. Избирательные взаимодействия клеток с внеклеточным матриксом и молекулы субстратной адгезии.
13. Миграция клеток как результат избирательных взаимодействий.
14. Общая характеристика гаметогенеза.
15. Сперматогенез.
16. Оогенез. Метафазный блок мейоза.
17. Оплодотворение и его биологические значение. Факторы активации сперматозоидов.
18. Механизмы предотвращения полиспермии.
19. Молекулярные механизмы детерминации пола у дрозофилы, гены Sxl, tra,
Dsx.
20. Молекулярные механизмы детерминации пола у млекопитающих.

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 109 21. Общая характеристика процесса дробления. Типы дробления. Точка перехода на средней бластуле и гипотеза истощения репрессора.
22. Особенности клеточного цикла в период дробления. Роль MPF-фактора и циклинов.
23. Ооплазматическая сегрегация.
24. Молекулярные механизмы контроля раннего развития дрозофилы.
Жизненный цикл дрозофилы.
25. Формирование передне-задней оси у зародыша дрозофилы. Градиенты белков Bicoid и Nanos, гены терминальных структур.
26. Молекулярные механизмы контроля раннего развития дрозофилы. Гены сегментации (gap-гены, pair-rule-гены и segment-polarity-гены) и парасегменты.
27. Молекулярные механизмы контроля раннего развития дрозофилы.
Гомеозисные гены, гомеобоксы. Кластерная организация гомеозисных генов.
28. Молекулярные механизмы контроля раннего развития дрозофилы.
Формирование дорсо-вентральной оси эмбриона дрозофилы.
29. Представление о гаструляции как о морфогенетических перемещениях клеток и клеточных пластов.
30. Гаструляция у млекопитающих.
31. Эмбриональная индукция и организатор. Понятие и история открытия.
32. Становление дорсо-вентральной оси зародыша амфибий. Роль белковых факторов Wnt и TGFβ. Центр Ньюкупа.
33. Становление лево-правой асимметрии в онтогенезе позвоночных животных.
34. Нейруляция.
35. Молекулярные механизмы спецификации нейроэктодермы.
36. Молекулярные механизмы дорсо-вентральной спецификации нервной трубки.
37. Молекулярные механизмы передне-задней спецификации нервной трубки.
38. Дифференцировка нейроэпителиальных клеток на нейральные и глиальные клетки. Delta/Notch сигналинг.

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 110 39. Нервный гребень: образование, производные.
40. Молекулярные механизмы миграции клеток нервного гребня.
41. Мезодерма. Общая характеристика развития.
42. Эпителиально-мезенхимные взаимодействия и миграция клеток при формировании мезодермы.
43. Молекулярные механизмы сомитогенеза у позвоночных.
44. Молекулярные механизмы миогенеза.
45. Механизм формирования почки: участие паракринных факторов в морфогенезе.
46. Молекулярные механизмы закладки и образования сердца.
47. Развитие конечностей у высших позвоночных.
48. Морфогенетическое поле конечности.
Гомеотические гены, принимающие участие в формировании передне-задней оси конечности.
49. Почка конечности. Области формирования трехмерной структуры конечности. Роль апоптоза.
50. Апоптоз. Понятие, отличия от некроза.
51. Общая характеристика фаз апоптоза.
52. Механизмы активации процесса апоптоза (рецептор-опосредованный путь гибели клеток), основные участники процесса апоптоза.
53. Механизмы активации процесса апоптоза (митохондриальный путь клеточной гибели), основные участники процесса апоптоза.
54. Роль апоптоза в развитии и в физиологических процессах во взрослом организме.
55. Современные теории старения организма.
56. Роль нейроэндокринной регуляции в онтогенезе. Механизм действия основных классов гормонов, участвующих в регуляции жизнедеятельности организма и адаптации его к условиям окружающей среды.
57. Роль нейроэндокринной регуляции в онтогенезе. Восприятие внешних сигналов - мембранные, цитоплазматические и ядерные рецепторы.
58. Роль нейроэндокринной регуляции в онтогенезе. Липофильные и гидрофильные гормоны: основные представители и вызываемые ими эффекты. Медиаторы. Факторы роста, цитокины.

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 111
Ф 3 - 8.3
Учреждение образования ”Полесский государственный университет“
(название учреждения высшего образования)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
Учреждения образования ”Полесский государственный университет“
_________________ О.А.Золотарева
___________________
(дата утверждения)
Регистрационный № УД-________/уч.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ ОНТОГЕНЕЗА
(название учебной дисциплины)
Учебная программа
по учебной дисциплине для специальностей:
1-31 01 01
Биология (по направлениям)
(код специальности) (наименование специальности)
2021 г.

Молекулярные основы онтогенеза
Полесский государственный университет
Страница 112
Учебная программа составлена на основе образовательного стандарта ОСВО
(название образовательного стандарта, (образовательных стандартов),
1-31 01 01-2013 Биология (по направлениям) и учебного плана
№ 030-18/уч. от 07.02.2018.
типовой учебной программы, дата утверждения, регистрационный номер
СОСТАВИТЕЛИ:
В.Т. Чещевик, доцент кафедры биотехнологии учреждения образования
”Полесский государственный университет“, кандидат биологических наук,
доцент
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
И.Б. Заводник, профессор кафедры биохимии, УО ”ГрГУ им. Я. Купалы“,
(И.О. Фамилия, должность, ученая степень, ученое звание рецензента) доктор биологических наук, профессор
Д.А. Каспирович, доцент кафедры технологий аквакультуры УО ”Полесский
(И.О. Фамилия, должность, ученая степень, ученое звание рецензента) государственный университет“, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:
Кафедрой биотехнологии
(название кафедры - разработчика учебной программы)
(протокол №___от ________________);
Научно-методическим советом Учреждения образования ”Полесский
(название учреждения высшего образования)
государственный университет“
(протокол №___от ________________);
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий библиотекой___________________
_____________
Методист УМО ___________________________
_____________