27. За допомогою яких методів вивчають клітину?

Вперше клітини вдалось побачити тільки після створення світлових мікроскопів, з того часу і досі мікроскопія залишається одним із найважливіших методів дослідження клітин. Використовується світлова (оптична) мікроскопія, що попри свою порівняно невелику роздільну здатність має ту перевагу, що дозволяє спостерігати за живими клітинами. У ХХ століттібула винайдена електронна мікроскопія, що дала можливість вивчити ультраструктуру клітин.

Для вивчення функцій клітин та їх частин використовують різноманітні біохімічні методи як препаративні, наприклад фракціонування методом диференційного центрифугування, так і аналітичні. Для експериментальних та практичних цілей використовують методи клітинної інженерії. Всі згадані методичні підходи можуть використовуватись у поєднанні із методамикультури клітин.

28.Положення. Клітинну теорію сформульовано у 1838—1839 роках ботаніком Матіасом Шлейденом і зоологом Теодором Шванном. Ці вчені довели принципову подібність між собою тваринних та рослинних клітин, і на основі всіх накопичених до того часу знань постулювали, що клітина є структурною та функціональною одиницею всіх живих організмів. 1855 року Рудольф Вірхов доповнив клітинну теорію «Кожна клітина — з клітини».

Клітинна теорія є однією із основоположних ідей сучасної біології, вона стала незаперечним доказом єдності всього живого та фундаментом для розвитку таких дисциплін як ембріологія, гістологія та фізіологія. Основні положення клітинної теорії не втратили своєї актуальності, проте від часу створення її було доповнено, і наразі вона містить такі твердження:

Клітина — елементарна одиниця будови, функціонування, розмноження і розвитку всіх живих організмів, поза межами клітини немає життя.

-Клітина — цілісна система, що містить велику кількість пов'язаних один з одним елементів — органел.

-Клітини різних організмів схожі (гомологічні) за будовою та основними властивостями і мають спільне походження.

-Збільшення кількості клітин відбувається шляхом їх поділу, після реплікації її ДНК: клітина — від клітини.

-Багатоклітинний організм — це нова система, складний ансамбль із великої кількості клітин, об'єднаних та інтегрованих у системи тканин і органів, пов'язаних між собою за допомогою хімічних факторів: гуморальних і нервових.

Клітини багатоклітинних організмів мають однаковий набір генетичної інформації, але відрізняються за рівнем експресії (роботи) окремих генів, що призводить до їх морфологічноїта функціональної різноманітності — диференціації

21. Алкало́їди — складні органічні азотовмісні сполуки лужної реакції переважно рослинного походження, також є продуктом життєдіяльності грибів та деяких нижчих тварин (молюски,жаби). Назву — перекладається як «подібні до лугів» — отримали через лужну реакцію водних розчинів перших ізольованих представників. Майже всі алкалоїди мають високу біологічну активність, що обумовлено їх захисною функцією в рослинах. Це нелеткі, гіркі на смак, фізіологічно і фармакологічно дуже активні, часом отруйні або діють як наркотики. До них відносять ще схожі за будовою сполуки, що не мають лужних властивостей, наприклад, кофеїн (кава, чай), теобромін (чай), ефедрин. При реакції з кислотами утворюють солі. Більшість алкалоїдів у чистому вигляді — кристали, а деякі — рідини. Ліки, виготовлені з алкалоїдних рослин, справляють складну і багатогранну дію на живий організм. Вони активізують поділ клітин, підвищують артеріальний тиск, посилюють загальний обмін речовин, поліпшують секрецію травних залоз.

У медицині знайшли застосування такі алкалоїдні рослини, як чай, барбарис звичайний, чистотіл звичайний, головатень, маткові ріжки 

Антибіотики (грец. αντι — проти, грец. βιοτικος — життєвий), органічні речовини, що синтезуються мікроорганізмами в природі для захисту від інтервенції інших видів мікроорганізмів, та володіють здатністю пригнічувати розвиток, або вбивати цих мікробів. Як правило, антибіотики виділяють з живих бактерій або грибів. Існує також велика кількість синтетичних антибіотиків, які відрізняються модифікаціями функціональних груп природніх антибіотиків. Такі модифіковані сполуки часто ефективніші, або стійкіші до нейтралізації, що виникає внаслідок набутої мікроорганізмамирезистентності. Антибіотики використовуються для запобігання та лікування запальних процесів, що викликаються бактеріальною мікрофлорою.

Деякі антибіотики мають також додатковими цінні властивості, не пов'язані з їх антибактеріальною активністю, а мають відношення до їх впливу на макроорганізм.

Антибіотики на відміну від антисептиків мають антибактеріальну активність не тільки при зовнішньому застосуванні, але і в біологічних середовищах організму при їх системному (перорально, внутрішньом'язово, внутрішньовенно, ректально, вагінально та ін.) застосуванні.

30,31 Будова прокаріотичних організмів значно простіша, ніж еукаріотичних. До прокаріотичних організмів належать бактерії та ціанобактерії. Клітини прокаріотів не мають ядра, яке замінює особлива ядерна зона в цитоплазмі (нуклеоїд). У прокаріотів немає типових хромосом, їх спадковий матеріал представлений лише молекулою ДНК, яка не зв'язується з білками. Клітини прокаріотів позбавлені багатьох органел клітини, які характерні для клітин еукаріотів: комплексу Гольджі, ендоплазматичної сітки, мітохондрій, пластид, лізосом та ін. Рибосоми прокаріотів дрібніші, ніж у еукаріотів. Функціональну роль мітохондрій та пластид у клітинах прокаріотів виконують досить просто побудовані мембранні структури.

33. Будова плазматичної мембрани клітин еукаріот та прокаріот однакова. Вона складається з білків та ліпідів. Молекули ліпідів розташовані в два ряди, а молекули білків суцільного шару не утворюють, вони або заглиблені в подвійний шар ліпідів, або перетинають його, або розташовані зовні чи зсередини від цього шару. Молекули білків і ліпідів рухомі, що забезпечує динамічність плазматичної мембрани.

Плазматичній мембрані належить багато важливих функцій, від яких залежить життєдіяльність клітини: регуляція транспорту речовин в клітину та з неї; "впізнавання" клітин та різних речовин; здатність клітин сприймати подразники та відповідати на них завдяки білкам, вбудованим у мембрану, які можуть змінювати свою структуру під впливом різних подразників. Мембранам не властива статичність: молекули, які входять до складу плазматичної мембрани, користуються

значною свободою переміщення, мембрани швидко формуються над оголеними ділянками цитоплазми, легко зливаються одна з іншою, розтягуються та стискаються при русі клітини або при зміні форми клітин. Одна з основних функцій плазматичної мембрани полягає в тому, що вона утворює бар'єр, який відмежовує внутрішній вміст клітини від зовнішнього середовища. Через плазматичну мембрану здійснюється обмін речовин, тобто мембрана виконує транспортну функцію. Через плазматичну мембрану виводяться продукти обміну, а також речовини, синтезовані в клітині. Завдяки плазматичній мембрані здійснюється зв'язок між клітинами в тканинах багатоклітинних організмів: у місцях з'єднання двох клітин мембрана кожної з них може утворювати складки або вирости, які надають з'єднанню особливу міцність. Зв'язок між клітинами рослин здійснюється завдяки утворенню тонких канальців, заповнених цитоплазмою і вкритих плазматичною мембраною (плазмодесми). Через такі канальці речовина з однієї клітини транспортується в іншу.

36. Фагоцитоз — процес, завдяки якому великі молекули органічних та інших речовин, а також тверді частинки (в тому числі й дрібні клітини) надходять у цитоплазму тваринної клітини. Безпосередню участь у цьому процесі бере плазматична мембрана. У тому місці, де поверхня клітини доторкається до частинки речовини або до дрібної клітини, мембрана прогинається, утворює заглибину й оточує ці частинки. Потім ці частинки у вигляді травної вакуолі надходять у цитоплазму клітини. Фагоцитоз може здійснюватись і шляхом утворення псевдоподій. У травній вакуолі поживні часточки, які надійшли в клітину, перетравлюються. Фагоцитоз зустрічається в найпростіших (наприклад, у амеб) і багатоклітинних тварин: безхребетних (травні клітини гідри) та хребетних (наприклад, лейкоцити). Піноцитоз — це процес надходження краплин рідини в клітину через плазматичну мембрану. Цей процес подібний до фагоцитозу: краплина рідини занурюється в цитоплазму в мембранній упаковці і потім під дією ферментів перетравлюється. У прокаріот фагоцитоз не зустрічається, оскільки цьому процесу перешкоджає клітинна стінка. Піноцитоз властивий не тільки клітинам еукаріот, але й прокаріот.

24. У прокаріотичних та еукаріотичних клітинах є три основні види РНК:

— матрична (або інформаційна) РНК (м-РНК або і-РНК) — це одноланцюжковий полінуклеотид, що являє собою матрицю, яку використовують рибосоми при переведенні генетичної інформації з ДНК (у вигляді послідовності нукпеотидів) в послідовність амінокислотних залишків молекул білків. Кожна м-РНК кодує один або кілька поліпептидних ланцюгів;

— транспортна РНК (т-РНК) — це одноланцюговий полінуклеотид із специфічною конфігурацією. Кожній з амінокислот відповідає одна чи кілька т-РНК, які зв'язують цю амінокислоту, переносять до рибосоми і є "адаптером" при переведенні закодованої в м-РНК генетичної інформації в послідовність амінокислотних залишків молекул білків;

— рибосомальні РНК (р-РНК) беруть участь у структурній організації рибосом (разом з білками є основним їх компонентом), а також у виконанні рибосомами функції синтезу білкових молекул.

Найменші розміри з основних видів РНК мають молекули транспортної РНК (т-РНК), які транспортують амінокислотні залишки до місця синтезу білкових молекул. Молекули т-РНК транспортують відповідні молекули амінокислот до рибосом. Молекула т-РНК має форму листка конюшини, тому що в певних місцях ланцюжка є 4-7 послідовних ланок, комплементарних одна одній. На цих ділянках між комплементарними нуклеотидами утворюються водневі зв'язки. Біля верхівки молекули міститься особливий триплет нуклеотидів (антикодон), який є комплементарним відповідному кодону (триплету, який кодує певну амінокислоту) у складі і-РНК. Біля ніжки "листка конюшини" є ділянка, де за допомогою ковалентного зв'язка приєднується амінокислотний залишок.

25. За хімічною структурою АТФ належить до нуклеотидів. У АТФ, як і в кожному нуклеотиді, містяться залишки азотистої основи (аденіну), вуглеводу (рибози) і три залишки фосфорної кислоти. При цьому два із залишків фосфорної кислоти сполучені між собою макроергічним зв'язком. Якщо під дією ферменту відщеплюється один залишок фосфорної кислоти, АТФ перетворюється на аденозиндифосфорну

кислоту (АДФ), звільняючи близько 42 кДж енергії. Коли ж від молекули АТФ відщеплюються два залишки фосфорної кислоти, утворюється аденозинмонофосфорна кислота (АМФ), при цьому звільняється 84 кДж енергії. Молекула АМФ також може розщеплюватися за формулою: АМФ + Н₂0-АДЕНОЗИН (складається із залишків аденіну та рибози) + Н₃РО₄

Велика кількість енергії, яка звільняється під час розщеплення АТФ, використовується для біохімічного синтезу необхідних організму сполук, підтримання певної температури тіла тощо. З іншого боку, частина енергії, що звільняється, іде на синтез АТФ із АДФ чи АМФ та молекул фосфорної кислоти, які зв'язуються макроергічними зв'язками. Таким чином, молекули АТФ є універсальним хімічним акумулятором енергії в клітинах. Хімічна природа макроергічмих зв'язків остаточно ще не з'ясована, однак за енергоємністю вони перевищують звичайні у кілька разів. Так, макроергічні зв'язки (42 кДж) майже у 2,5 раза енергоємніші, ніж звичайний хімічний зв'язок між залишками фосфорної кислоти та рибози.