4. меланосомы в пигментной клетке
5.липидные включения в бурой жировой клетке
6.растительная клетка
4.Предметные и покровные стекла для приготовления микропрепаратов.
5.Растворы разной осмотической силы.
Хронологическая карта занятия:
1.Организационная часть.
2.Письменный тестовый контроль.
3.Разбор теоретического материала.
4.Самостоятельная работа студентов и текущий контроль за выполнением заданий.
5.Проверка выполненных работ в тетрадях.
6.Установка задания для подготовки к следующей теме.
Теоретический обзор
Общие принципы строения животной клетки
Эукариоты могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными организмами. Согласно клеточной теории Маттиаса Шлейдена и Теодора Шванна (1839 г.), клетка является основной структурной единицей многоклеточного организма. Существенное дополнение в клеточную теорию внёс Рудольф Вирхов (1858 г.), уточнив происхождение клеток: «клетка происходит только от клетки» («omnis cellula e cellula»). При всём многообразии клетки эукариот построены и функционируют одинаковым образом, что подчёркивает их общее происхождение. Эукариотическая клетка состоит из трёх основных компартментов: плазматическая мембрана, ядро и цитоплазма. Жидкая часть цитоплазмы (цитозоль) составляет около половины объёма клетки. Цитозоль содержит органеллы, цитоскелет, функциональные белковые макрокомплексы, включения (рис. 2-1). Клеточные органеллы (органоиды) — обязательные метаболически активные элементы в цитоплазме эукариот. Они имеют специализированную структуру для выполнения конкретной функции. Различают мембранные и немемебранные органоиды. Клетки прокариот подобных органоидов не имеют.
5
Рис. 2-1. Органеллы и включения животной клетки [Из: Fawcett D.W., 1986].
Митохондрии — двумембранные образования, имеющие собственную ДНК, предположительно возникли из прокариот после объединения с эукариотическими клетками в результате эволюции и последующего с ними сосуществования (симбиоза). Обеспечивают синтез АТФ за счет реакций окислительного фосфорилирования. Митохондрии контролируют внутриклеточное содержание ионов кальция, обеспечивают образование тепла (в бурых адипоцитах), а также участвуют в запрограммированной (регулируемой) гибели клеток.
Рибосомы — немембранные двухсубъединичные (малая СЕ и большая СЕ) образования, состоящие из рРНК и белков и обеспечивающие этап трансляции
6
синтеза белковых молекул при участии иРНК и тРНК. Малая СЕ связывается с мРНК и акт ивированными тРНК. Пептидилтрансфераза в большой СЕ катализирует образование пептидных связей и присоединение аминокислот к растущей полипептидной цепи. Рибосомы подразделяют на свободные и
связанные |
с мембранами эндоплазматической сети и |
наружной |
ядерной |
мембраной. |
Свободные рибосомы синтезируют белки |
для самой |
клетки |
(конститутивный синтез), а связанные рибосомы — на экспорт. |
|
||
Гранулярная (шероховатая) эндоплазматическая сеть (гранулярный ретикулум) — одномембранный органоид, представлен системой плоских мембранных цистерн. На наружной поверхности мембран расположены рибосомы, придающие ему гранулярный вид. Принимает участие в формировании пространственной (трёхмерной) структуры (укладки) вновь синтезированных белков и осуществляет посттрансляционный контроль качества белка.
Гладкая эндоплазматическая сеть (гладкий ретикулум) — одномембранный органоид, представлен системой анастомозирующих мембранных каналов, пузырьков и трубочек. Обеспечивает синтез липидов и стероидных гормонов, депонирует ионы кальция, обезвреживает некоторые токсические продукты (детоксикация).
Комплекс Гольджи — одномембранный органоид, образован стопкой из 3–10 уплощённых и слегка изогнутых цистерн с расширенными концами. Цистерны комплекса Гольджи образуют три основных компартмента: цис-компартмент, промежуточный компартмент и транс-компартмент. Цистерны накапливают и преобразуют незрелые белки (посттрансляционная модификация, сборка сложных белковых молекул), обеспечивают сортировку и упаковку белковых молекул. Продукты комплекса Гольджи разделяются на три потока, которые направляются в плазматическую мембрану (интегральные мембранные белки), накапливаются в эндосомах (ферменты внутриклеточного пищеварения) или выделяются из клетки (секреторный продукт).
Окаймлённые везикулы (пузырьки) — одномембранные пузырьковидные образования, окружены (окаймлены) белковой оболочкой, прилежащей к наружной поверхности мембраны пузырька; участвуют во внутриклеточной сортировке, накоплении и транспортировке белков. Окружённые клатрином пузырьки имеют многоугольный каркас из белка клатрина и транспортируют вещества, поступающие в клетку путём опосредованного рецепторами эндоцитоза, а также белки из транс-компартмента комплекса Гольджи. Не содержащие клатрин пузырьки имеют оболочку из коатомера —
7
высокомолекулярного белкового комплекса. Такие пузырьки транспортируют белки из гранулярной эндоплазматической сети в комплекс Гольджи, из одной цистерны комплекса Гольджи в другую, из комплекса Гольджи в плазматическую мембрану.
Лизосомы — одномембранные структуры, образуются путём слияния перинуклеарных эндосом, содержащих лизосомные гидролазы и лизосомные мембранные белки, с везикулами, подлежащими деградации (периферической эндосомой, фагосомой или аутофагоцитозной вакуолью).
Перинуклеарные эндосомы образуются при слиянии везикул, содержащих лизосомные гидролазы после их синтеза в гранулярной эндоплазматической сети и процессинга в комплексе Гольджи, и везикул, в мембрану которых встроены специфические лизосомные мембранные белки.
Периферические эндосомы образуются в результате эндоцитоза. Мультивезикулярные тельца образуются при слиянии перинуклеарной и периферической эндосом.
Фаголизосома образуется при слиянии перинуклеарной эндосомы и фагосомы. Аутофаголизосома образуется при слиянии перинуклеарной эндосомы и аутофагоцитозной вакуоли, содержащей подлежащие деградации эндогенные молекулы и органеллы.
Остаточные тельца — лизосомы любого типа, содержащие непереваренный материал (липофусцин, гемосидерин).
Пероксисомы — одномембранные органеллы, катализирующие анаболические (биосинтез жёлчных кислот) и катаболические (β-окисление длинных цепей жирных кислот, H2О2-зависимое дыхание, деградация ксенобиотиков) процессы. Центросома (клеточный центр) — немембранная структура, которая обычно находится рядом с ядром и играет важную роль в транспорте хромосом при делении ядра клетки. Центросома включает две центриоли и перицентриольный матрикс (цитоплазма, содержащая молекулы тубулина). Центриоль имеет форму цилиндра диаметром 150 нм и длиной 500 нм; стенка цилиндра состоит из 9 триплетов микротрубочек. Растущие микротрубочки (–)-концами связаны с центросомой, а их (+)-концы в виде лучей радиально направлены в цитоплазму (астральные микротрубочки).
Цитоскелет — трёхмерная сеть микротрубочек (белок тубулин), промежуточных филаментов (белки десмин, виментин, кератин, глиальный фибриллярный кислый белок, белки нейрофиламентного триплета) и микрофиламентов (белок актин). Цитоскелет определяет форму клетки и выполняет множество других функций: внутриклеточный транспорт,
8