Экзамен / GISTA_EKZ_OTV

Кристы - складки внутренней мембраны толщиной 20 нм; располагаются чаще всего перпендикулярно длиннику митохондрии, но могут лежать и продольно. Их число и площадь пропорциональны активности митохондрии. На них происходит сопряжение процессов окисления и фосфорилирования. В области округлой головки F1-частицы осуществляется синтез АТФ из АДФ.

Митохондриальный матрикс - гомогенное мелкозернистое вещество умеренной плотности, заполняющее полость митохондрии. В нём содержится несколько сотен различных ферментов,

участвующих в ЦТК, окислении ЖК, ферментов белкового синтеза. В матриксе находятся также митохондриальные рибосомы, митохондриальные гранулы и митохондриальная ДНК.

10.Цитоскелет. Компоненты цитоскелета. Строение, ЭМ, химичиский состав, функции

Цитоскелет – сложная динамичная система

микротрубочек, микрофиламентов, промежуточных филаментов и микротрабекул.

Компоненты цитоскелета не являются мембранными органеллами, и каждый из компонентов образует 3-х

мерную сеть, которая взаимодействует с сетями из других компонентов. Они входят также в состав ряда других более сложно организованных органелл

(ресничек, жгутиков, микроворсинок, клеточного центра) и клеточных соединений (десмосом, полудесмосом, опоясывающих десмосом).

Микротрубочки - наиболее крупные компоненты цитоскелета. Они представляют собой полые цилиндрические образования, имеющие форму трубочек, длиной до нескольких микрометров.

Стенка микротрубочки состоит из спиралевидно уложенных нитей - протофиламентов (толщиной 5 нм), образованных димерами из белковых молекул α- и β-тубулина.

Функции микротрубочек:

1.поддержание формы и полярности клетки, распределения ее компонентов

2.обеспечение внутриклеточного транспорта

3.обеспечение движения хромосом в митозе (образуют веретено деления)

4.образование основы других органелл (центриолей, ресничек, жгутиков)

Реснички (см вопрос4)

Клеточный центр – немембранная органелла, образованная

двумя полыми цилиндрическими структурами – центриолями, состоящими из 9 триплетов микротрубочек по периферии и полым центром. Они располагаются вблизи ядра во взаимно перпендикулярных плоскостях.

При делении в клетке центриоли служат основой для формирования веретена деления, а их количество удваивается.

11

и прикрепление их к плазмолемме

Микротрабекулы - наименее изученная система цитоскелета, само существование которой оспаривается многими исследователями. Предполагают, что три описанные выше системы филаментов пронизываются и объединяются некоей четвертой системой, названной

микротрабекулярной сетью.

11 Ядро. Понятие об интерфазном ядре. Структурные компоненты ядра (СМ,ЭМ). Значение и функции ядра в жизнедеятельности клетки.

Ядро является важнейшим компонентом клетки, содержащим ее генетический аппарат. Функциями ядра являются хранение, реализация и передача генетического материала при делении клетки.

Обычно в клетке имеется только одно ядро, однако встречаются многоядерные клетки, которые

образуются вследствие деления клеток, не сопровождающегося цитотомией, или слияния нескольких одноядерных клеток

Интерфазное ядро— ядро клетки в период интерфазы, когда оно не претерпевает митотических

делений, а выполняет лишь свои специфические рабочие функции.

Структурные компоненты ядра.

В ядре неделящейся (интерфазной) клетки выявляются кариолемма (ядерная оболочка), хроматин, ядрышко и кариоплазма (ядерный сок).

12 Структура ядерной оболочки и ее молекулярная организация

Ядерная оболочка (кариолемма) на светооптическом уровне практически не определяется; под электронным микроскопом обнаруживается, что она состоит из двух мембран - наружной и внутренней, - разделенных полостью шириной 15-40 нм (перинуклеарным пространством) и смыкающихся в области ядерных пор.

!Наружная мембрана составляет единое целое с мембранами грЭПС - на ее поверхности имеются рибосомы, а перинуклеарное пространство соответствует полости цистерн грЭПС и может содержать синтезированный материал.

!Внутренняя мембрана - гладкая, ее интегральные белки связаны с ядерной пластинкой - ламиной - слоем толщиной 80-300 нм, состоящим из переплетенных промежуточных филаментов

(ламинов), образующих кариоскелет.

Ламина играет очень важную роль в: 18)поддержании формы ядра 19)упорядоченной укладке хроматина

20)структурной организации поровых комплексов

21) формировании кариолеммы при делении клеток.

.

Ядерные поры занимают 3-35% поверхности ядерной оболочки. Поры содержат два параллельных кольца (по одному с каждой поверхности кариолеммы), которые образованы 8 белковыми

13

гранулами. От этих гранул к центру сходятся фибриллы, в середине которой лежит центральная гранула. Комплекс ядерной поры образует водный канал диаметром 9 нм, по которому движутся мелкие водорастворимые молекулы и

ионы.

13 Ядрышко. Структура ядрышка (СМ и ЭМ). Основные компоненты ядрышка. Роль ядрышка в синтезе рРНК и

образовании рибосом

Ядрышко – образовано специализированными участками (петлями) хромосом, которые

называются ядрышковыми организаторами. У человека такие участки имеются в пяти хромосомах - 13-й, 14-й, 15-й, 21-й и 22-й, где располагаются многочисленные копии генов,

кодирующих рРНК.

Ядрышко выявляется в интерфазном ядре на светооптическом уровне как мелкая плотная гранула диаметром 1-3 мкм, интенсивно окрашивающаяся основными красителями. Оно располагается в центре ядра или эксцентрично. Размеры и число ядрышек

увеличиваются при повышении функциональной активности клетки.

Под электронным микроскопом в ядрышке обнаруживают три компонента - фибриллярный, гранулярный и

аморфный.

•Фибриллярный компонент – состоит из множества тонких (диаметром 5-8 нм) нитей и

располагается преимущественно во внутренней части ядрышка. Он представлен преимущественно совокупностью первичных транскриптов рРНК.

•Гранулярный компонент – образован скоплением плотных частиц диаметром 10-20 нм,

которые соответствуют наиболее зрелым предшественникам субъединиц рибосом.

•Аморфный компонент, в отличие от первых двух, окрашивается бледно. Содержит участки с РНК-связывающими белками и крупными петлями ДНК, активно участвующими в транскрипции рРНК.

Функции ядрышка заключаются в синтезе рРНК и ее сборке в предшественники рибосомальных субъединиц. При транскрипции генов ядрышковых организаторов изначально формируется очень крупная молекула предшественника рРНК, которая связывается с белками,

синтезированными в цитоплазме и импортированными в ядро с образованием РНП

(рибонуклеопротеинов). Далее предшественник расщепляется на 3 вида РНК, которые выявляются в рибосомах. Два из них соединяются с добавочными белковыми молекулами, образуя предшественники большой субъединицы рибосомы, третий формирует предшественник малой субъединицы. Предшественники рибосомальных субъединиц далее по-отдельности транспортируются через ядерные поры в цитоплазму, где окончательно созревают.

14

14 Хроматин интерфазного ядра. Эухроматин и гетерохроматин. Уровни укладки хроматина. Роль гистоновых белков в обеспечении структуры хроматина.

Кариоплазма (ядерный сок) – жидкий компонент ядра, в котором располагаются хроматин и ядрышко. Содержит: воду, РНК, гликопротеины, ионы, ферменты, метаболиты.

Хроматин – мелкие зернышки и глыбки материала, который обнаруживается в ядре клеток и

окрашивается основными красителями. Хроматин состоит из комплекса ДНК и белка и

соответствует хромосомам, которые в интерфазном ядре представлены длинными, тонкими перекрученными нитями и неразличимы как индивидуальные структуры.

Различают два вида хроматина:

•Эухроматин соответствует сегментам хромосом, которые деспирализованы и открыты для транскрипции. Эти сегменты не окрашиваются и не видны в световой микроскоп.

•Гетерохроматин соответствует конденсированным, плотно скрученным сегментам хромосом (что делает их недоступными для транскрипции). Он интенсивно окрашивается основными красителями, и в световом микроскопе имеет вид гранул.

Его скопления располагаются под кариолеммой, прерываясь в области пор (что обусловлено его связью с ламиной) и вокруг ядрышка (перинуклеолярный гетерохроматин), более мелкие глыбки разбросаны по всему ядру.

Тельце Барра - скопление гетерохроматина, соответствующее одной Х- хромосоме у особей женского пола, которая в интерфазе плотно скручена и неактивна.

Очевидна необходимость компактной упаковки молекул ДНК, ведь в деконденсированном состоянии длина одной молекулы ДНК, образующей каждую хромосому, равна в среднем, около 5 см, а общая длина молекул ДНК всех хромосом в ядре (диаметром около 10 мкм) составляет более 2 м. В

клеточном ядре это осуществляется благодаря их связи с гистоновыми белками.

Компактная упаковка ДНК в ядре обеспечивает:

1)Упорядоченное расположение очень длинных молекул ДНК в небольшом объеме ядра

2)Функциональный контроль активности генов

Уровни упаковки хроматина:

!Нуклеосома, d=11нм. Нуклеосомная нить и 8 молекул гистонов образуют сердцевину, имеющую дисковидную форму, на которую накручивается фрагмент ДНК. Нуклеосомы разделены короткими участками свободной ДНК.(линкер)

!Фибрилла, d=30нм. Представляет собой скрученную

нуклеосомную нить.

!Петельная структура, d=100 нм. Хроматиновые фибриллы образуют петли.

!Хромонема, d=300нм. Происходит укладка нуклеомерных петель в области хромомерных участков.

!Хроматида, d=700нм. Хромонемы укладываются спирально или петлеобразно, образуя хроматиду.

15

16.Клеточный конвейер при синтезе углеводов и липидов. Морфологические особенности клеток, синтезирующих углеводы и липиды.

Клеточный конвейер – это сборка секреторного продукта на живой конвейерной ленте при участии различных клеточных органелл, она слагается из ряда этапов, происходящих в определённой последовательности.

1.Транскрипция ДНК с образованием мРНК

2.Процессинг мРНК с образованием иРНК

3.Выход из ядра иРНК

4.Синтез на свободных рибосомах ферментов для биосинтеза углеводов и липидов

5.Поступление ферментов в гиалоплазму или гладкую ЭПС, где происходит синтез углеводов или липидов

6.Поступление синтезированных веществ в КГ и формирование секреторной гранулы с выделением из клетки или сохранением их внутри клетки

Морфологическая характеристика клетки, синтезирующей липиды и углеводы:

1.При световой микроскопии цитоплазма оксифильна

2.Хорошо развита гладкая ЭПС

3.Ядро с частично конденсированных хроматином

4.Ядрышко отсутствует

17.Экстрагонадное происхождение половых клеток. Морфофункциональная характеристика мужской половой клетки и место ее образования

Все половые клетки млекопитающих и человека берут начало от первичных половых клеток (ППК) – гоноцитов. Эти клетки возникают значительно раньше, чем появляются зачатки гонад, то есть они имеют экстрагонадное происхождение. Согласно существующим представлениям ППК могут быть обнаружены в первичной полоске уже на 16-18-й день развития, затем они перемещаются в желточную (внезародышевую) энтодерму у основания аллантоиса, мигрируют в

энтодерму средней кишки, откуда и попадают в половые валики -- зачатки гонад

Сперматозоиды (спермии) человека образуются в течение всего активного полового периода. Продолжительность развития зрелых сперматозоидов из сперматогоний составляет около 72 дн. Подвижность обусловлена наличием жгутиков. Целенаправленному движению способствует хемотаксис (движение к химическому раздражителю/от него) и реотаксис (движение против тока жидкости).

Сперматозоиды имеют головку и хвост. Сперматозоид покрыт цитолеммой, которая в переднем отделе содержит рецептор, обеспечивающий узнавание рецепторов яйцеклетки.

Головка сперматозоида включает небольшое плотное ядро с гаплоидным набором хромосом.

Передняя половина ядра покрыта плоским мешочком, составляющим чехлик сперматозоида. В нем располагается акросома. Она содержит набор ферментов, среди которых важное место принадлежит гиалуронидазе и протеазам, способным при оплодотворении растворять оболочки, покрывающие яйцеклетку. Чехлик и акросома являются производными комплекса Гольджи.

Хвостовой отдел сперматозоида состоит из шейки (связующей части), промежуточной, главной и терминальной частей. В связующей части, или шейке, располагаются центриоли – проксимальная, прилежащая к ядру, и дистальная, от которой начинается осевая нить (аксонема),

17

продолжающаяся в промежуточной, главной и терминальной частях. В промежуточной части располагается аксонема с митохондриями, расположенными по спирали. От микротрубочек отходят парные выступы, или «ручки», состоящие из другого белка – динеина, обладающего АТФазной активностью. Динеин расщепляет АТФ, вырабатываемую митохондриями,

окружающими аксонему, и преобразует химическую энергию в механическую, за счет которой осуществляется движение спермия. Главная часть хвоста по строению напоминает ресничку с характерным набором микротрубочек в аксонеме (9*2)+2. Терминальная часть сперматозоида содержит единичные сократительные филаменты.

Сперматозоиды образуются в семенниках, а именно в извитых семенных канальцах.

18 Экстрагонадное происхождение половых клеток. Морфофункциональная характеристика женской половой клетки и место ее образования

Все половые клетки млекопитающих и человека берут начало от первичных половых клеток (ППК) – гоноцитов. Эти клетки возникают значительно раньше, чем появляются зачатки гонад, то есть они имеют экстрагонадное происхождение. Согласно существующим представлениям ППК могут быть обнаружены в первичной полоске уже на 16-18-й день развития, затем они перемещаются в желточную (внезародышевую) энтодерму у основания аллантоиса, мигрируют в энтодерму средней кишки, откуда и попадают в половые валики -- зачатки гонад.

Яйцеклетка имеет шаровидную форму, больший, чем у спермия, объем цитоплазмы, не обладает способностью самостоятельно передвигаться.

Различают:

1)безжелтковые (алецитальные)

2)маложелтковые (олиголецитальные, как у человека)

3)среднежелтковые (мезолецитальные)

4)многожелтковые (полилецитальные) яйцеклетки.

Яйцеклетка человека имеет диаметр около 130 мкм.

Ядро имеет гаплоидный набор хромосом с Х-половой хромосомой. В цитоплазме развит аппарат синтеза белка и КГ. В отличии от сперматозоида в яйцеклетке присутствуют митохондрии

(митохондрия хвоста не считается), поэтому наследование митохондрий происходит только по материнской линии.

Прозрачная/блестящая зона состоит из гликопротеинов и гликозаминогликанов. В образовании этой зоны принимают участие фолликулярные клетки: отростки фолликулярных клеток проникают через прозрачную зону, направляясь к цитолемме яйцеклетки. Цитолемма яйцеклетки имеет микроворсинки, располагающиеся между отростками фолликулярных клеток.

Фолликулярные клетки выполняют трофическую и защитную функции.

Яйцеклетка созревает в течении полового цикла (24-28 дней). Выход овоцита из яичника сопровождается овуляцией. Вышедший из яичника овоцит окружен венцом фолликулярных клеток. Он подхватывается бахромкой маточной трубы и продвигается по ней. Здесь заканчивается созревание половой клетки.

Яйцеклетки образуются в фолликулах яичника.

18

19 .Оплодотворение.Биологическое значение. Хронология процесса. Дистантное и контактное взаимодействие половых клеток

Оплодотворение – процесс слияния гаплоидных половых клеток, приводящий к образованию диплоидной клетки – зиготы.

Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии мужских и женских половых клеток, происходящих обычно из разных организмов, образуется новый организм, несущий признаки отца и матери. При образовании половых клеток в мейозе возникают гаметы с разным сочетанием хромосом, поэтому после оплодотворения новые организмы могут сочетать в себе признаки обоих родителей в самых различных комбинациях. В результате этого происходит колоссальное увеличение наследственного разнообразия организмов.

Впроцессе оплодотворения различают несколько фаз:

1.Дистантное взаимодействие — сближение сперматозоидов с яйцеклеткой под действием веществ, выделяемых яйцеклеткой. В эту фазу сперматозоид начинает направленно двигаться к яйцеклетке (хемотаксис), а также наступает его активация (капацитация).

2.Контактное взаимодействие — происходит акросомальная реакция сперматозоида, при которой высвобождаются ферменты из акросомы и разрушают небольшой участок блестящей оболочки.

3.Проникновение головки и шейки сперматозоида в ооплазму. В эту фазу осуществляется взаимодействие между рецепторами сперматозоида и яйцеклетки, после чего их мембраны сливаются, и головка и шейка сперматозоида оказываются в ооплазме.

4.После проникновения сперматозоида в яйцеклетку ядра этих клеток сначала располагаются по отдельности (стадия двух пронуклеусов), а потом сливаются (синкарион – образование диплоидного ядра зиготы в результате слияния гаплоидных ядер половых клеток, несущий генетическую информацию двух родительских организмов).

20.Основные принципы формирования провизорных органов эмбриона человека (амнион, желточный мешок, аллантоис, пуповина,хорион, плацента).

Провизорные органы – органы, образующиеся в эмбриогенезе животных для обеспечения жизненно важных функций ( дыхание , питание , выделение , движение и др. ), которые функционируют только у зародыша и не сохраняются во взрослом состоянии.

Амнион — временный орган, обеспечивающий водную среду для развития зародыша. В эмбриогенезе человека он появляется на второй стадии гаструляции сначала как небольшой пузырек, дном которого является первичная эктодерма. Стенка пузырька образует внезародышевую эктодерму, которая соединяется с внезародышевой мезодермой, разрастается и окружает зародыш тонкой полупрозрачной амниотической оболочкой.

Амнион быстро увеличивается, и к концу 7-й недели его соединительная ткань входит в контакт с соединительной тканью хориона. В дальнейшем преобразуется в пупочный канатик .

Основная функция амниотической оболочки

1)Обеспечение среды для развивающегося организма

2)Защита от механического повреждения

19

3)Поддержание необходимой концентрации соли

4)Предупреждает попадание в плод вредоносных агентов

Желточный мешок — наиболее древний в эволюции внезародышевый орган, возникший как орган,

депонирующий питательные вещества (желток), необходимые для развития зародыша. У

человека он образован внезародышевой энтодермой и внезародышевой мезодермой.

Появившись на 2-й неделе развития у человека, желточный мешок в питании зародыша принимает участие очень недолго, так как с 3-й недели развития устанавливается связь плода с материнским организмом.

Желточный мешок является первым органом, в стенке которого развиваются кровяные островки,

формирующие первые клетки крови и первые кровеносные сосуды, обеспечивающие у плода перенос кислорода и питательных веществ. По мере образования туловищной складки,

приподнимающей зародыш над желточным мешком, формируется кишечная трубка, при этом желточный мешок отделяется от тела зародыша. В качестве кроветворного органа желточный мешок функционирует до 7—8-й недели, а затем подвергается обратному развитию и остается в составе пупочного канатика в виде узкой трубки, служащей проводником кровеносных сосудов к плаценте.

Аллантоис. Он является Производным желточного мешка и состоит из внезародышевой энтодермы и висцерального листка мезодермы. У человека аллантоис не достигает значительного развития, но его роль в обеспечении питания и дыхания зародыша все же велика, так как по нему к хориону растут сосуды, располагающиеся в пупочном канатике. Это орган газообмена и выделения. По сосудам аллантоиса доставляется кислород, а в аллантоис выделяются продукты обмена веществ зародыша. На 2м месяце аллантоис редуцируется и зарастает.

Пупочный канатик, или пуповина, представляет собой упругий тяж, соединяющий зародыш (плод) с плацентой. Он покрыт амниотической оболочкой, окружающей слизистую соединительную ткань с кровеносными сосудами (две пупочные артерии и одна вена) и рудиментами желточного мешка и аллантоиса.

Хорион, или ворсинчатая оболочка, появляется впервые у млекопитающих, развивается из трофобласта и внезародышевой мезодермы. Первоначально трофобласт представлен слоем клеток, образующих первичные ворсинки. Они выделяют протеолитические ферменты, с помощью которых разрушается слизистая оболочка матки и осуществляется имплантация. На 2-й неделе трофобласт приобретает двухслойное строение в связи с формированием в нем внутреннего клеточного слоя (цитотрофобласт) и симпластического наружного слоя (симпластотрофобласт или синцитиотрофобласт), который является производным клеточного слоя. Появляющаяся в эмбриобласте внезародышевая мезодерма (у человека на 2—3-й неделе развития) подрастает к трофобласту и образует вместе с ним вторичные эпителио мезенхимальной ворсинки. С этого времени трофобласт превращается в хорион, или ворсинчатую оболочку.

В начале 3-й недели в ворсинки хориона врастают кровеносные капилляры и формируются третичные ворсинки. Это совпадает с началом гематотрофного питания зародыша. Дальнейшее развития хориона связано с двумя процессами — разрушением слизистой оболочки матки вследствие протеолитической активности наружного (симпластического) слоя и развитием плаценты.

Плацента помогает обеспечивать нормальную жизнедеятельность плода.

20