Молекулярная биология клетки Глава 1

31

(Г)белковые гранулы ядерной поры, расположенные по окружности вблизи края поры

(Д)большая центральная гранула состоит из СЕ рибосом

6.Нуклеотид ДНК содержит:

(А) рибозу, тимин

(Б) рибозу, урацил, остаток фосфорной кислоты

(В)дезоксирибозу, урацил, остаток фосфорной кислоты

(Г) дезоксирибозу, гуанин

(Д) дезоксирибозу, тимин, остаток фосфорной кислоты

7.Как называется структура, состоящая из 8 гистоновых белков, на которую накручена нить ДНК?

(А) Нуклеосома

(Б) Хроматин

(В)Теломера

(Г)Ядрышко

(Д)Центромера

Пояснение. Каждый из нижеприведённых вопросов содержит четыре варианта ответов, из которых правильными могут быть один или сразунесколько. Выберите:

A — если правильны ответы 1, 2 и 3 Б — если правильны ответы 1 и 3 В — если правильны ответы 2 и 4 Г — если правилен ответ 4

Д — если правильны ответы 1, 2, 3 и 4

8.К световой микроскопии относятся:

(1) лазерная

(2) фазово-контрастная

(3) люминисцентная

(4) темнопольная

9.К пуриновым основаниям относятся:

(1) аденин

(2) тимин

(3) гуанин

(4) цитозин

10.Молекула ДНК состоит из:

(1) нуклеозидмонофосфатов

(2) дезоксинуклеозидтрифосфатов

(3) нуклеозидтрифосфатов

(4) дезоксинуклеозидмонофосфатов

Ответы к тестовым вопросам

1 – Д, 2 – В, 3 – Б, 4 – Д, 5 – А, 6 – Д, 7 – А, 8 – В, 9 – Б, 10 – Г

32

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Почему препарат кладётся покровным стеклом вверх, а не вниз?

2.Чему равно фокусное расстояние объективов 8х и 40х?

3.Для чего необходимо знать фокусное расстояние объективов?

4.Почему перед наводкой объектива на резкость, опуская объектив на некоторое расстояние от препарата, мы смотрим сбоку на него, а не в окуляр?

5.Когда и с какой целью можно использовать конденсор?

6.Для чего и с какой целью используется диафрагма?

7.Что такое иммерсионное масло и для чего оно используется?

8.Есть ли предел увеличения светооптических микроскопов?

9.Что такое фокусное «расстояние» объективов?

10.Существует ли зависимость фокусного «расстояния» от разрешающей способности объективов?

11.В чем удобство использования стереоскопических микроскопов?

12.Какое основное правило необходимо соблюдать при работе с микрометрическим винтом?

13.Какое правило необходимо соблюдать при работе с револьвером микроскопа при смене объективов?

14.Студент не зафиксировал объектив в гнезде револьвера. Как это отразится на поле зрения микроскопа?

15.С применения какого объектива необходимо начинать работу с микроскопом?

16.Что означает термин «центровка» препарата?

17.Что означает разрешающая способность объектива?

18.Как устроен инвертированный микроскоп?

19.Что такое флуоресцентная микроскопия?

20.В каких случаях применяется контрастная микроскопия?

21.В чём преимущество стереоскопических микроскопов над прямыми световыми?

22.Что такое лазерная конфокальная микроскопия?

23.Какие типы электронных микроскопов вы знаете?

24.Какие особенности изображения можно получить с использованием просвечивающих и сканирующих электронных микроскопов?

25.Из каких молекул синтезируется ДНК?

26.Какими связями соединены полинуклеотидные цепи в двуцепочечной молекуле ДНК?

27.Назовите структурныйкомпонент клетки, в котором образуются рРНК, участвующие в синтезе белка.

28.Назовите структурный компонент клетки, окружённый двумя мемб-

33

ранами; с внутренней мембраной связан хроматин, на наружной мембране локализуются рибосомы.

29.Какой структурный компонент клетки содержит хроматин?

30.Что содержится в нуклеоплазме?

31.Какой сахар входит в состав ДНК и РНК?

32.Чем образован половой хроматин?

33.Дайте определение понятию хроматин.

34.Что такое гетерохроматин и эухроматин?

35.Что такое ядрышковые организаторы?

36.Что такое нуклеосома, каково её строение?

37.Назовите три основные функции ядра клетки.

38.Где в клетке происходит синтез рибосомальной РНК?

39.Что такое комплекс ядерной поры?

40.Что такое нуклеотид?

41.Каково строение ядрышка ядра?

42.Что такое нуклеозиды?

43.Что такое нуклеоплазма?

44.Чем отличается ДНК от РНК?

45.Назовите виды химических связей, которые принимают участие в формировании полинуклеотиднной цепи.

46.Сформулируйте правило Уотсона-Крика.

47.Сколько хромосом в соматической клетке человека? Сколько хромосом в половой клетке человека?

48.Что такое азотистые основания?

49.Какие клетки человека не имеют ядра?

50.Какая из двух (смысловая или антисмысловая) полинуклеотидных цепей ДНК является матрицей для транскрипции РНК?

34

СПРАВОЧНИК ТЕРМИНОВ

Аберрация — оптический артефакт, погрешность изображения оптических систем, а. проявляется тем, что оптическиеизображения в ряде случаев не вполне отчётливы, неточно соответствуют объекту или оказываются окрашенными.

Аберрация сферическая — различие оптическихсвойств центральной и периферической частей сферической линзы, которое непозволяет одновременно фокусировать изображение по всему полю. А.с. устраняют апохроматические объективы — планахроматы и планапохроматы.

Аберрация хроматическая — фокусное расстояние линзы для лучей разной длины волны различно. Поэтому при использовании немонохроматического света формируемое линзой изображение предмета имеет окрашенные края. Хроматические аберрации устраняют ахроматические и апохроматические объективы.

Аденин — пуриновое основание; входит в состав РНК и ДНК нуклеотидов и играет важную роль в метаболизме клетки.

Азотистые основания — гетероциклические органические соединения — производные пиримидина и пурина, входящие в состав нуклеиновых кислот.

Антипараллельность цепей ДНК — противоположная направленность двух нитей двойной спирали ДНК; одна нить имеет направление от 5' к 3', другая — от 3' к 5'.

Артефакт — искусственно созданный факт, связанный с использованием ограниченных методов исследования; хотя а. и обусловлен реальным существованием чего-то, но это что-то отражено неадекватно. Классический пример а. — нейрофибриллы в нейронах и глиоцитах, описанные методами импрегнации солями серебра. На самом деле эти структуры реально не существуют, им соответствуют элементы цитоскелета в виде микротрубочек, нейрофиламентов и микрофиламентов.

Белки гистоновые (гистоны) — сильно основные белки, связывающиеся непосредственно с ДНК. Гистоны принимают участие в структурной организации хроматина, нейтрализуя за счет положительных зарядов аминокислотных остатков отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК, что делает возможной плотную упаковкуДНК в ядре.

Ген — единица наследственности, занимающая специфическое место (локус) в хромосоме, способна к самовоспроизведению в клеточном цикле; структурный г. в виде последовательности нуклеотидов содержит информацию о последовательности аминокислот пептидной цепи.

Геном (ген+хромосома) человека — полный набор генов, определяющих наш внешний вид и внутреннее строение, — упакован в 23 пары

35

хромосом. Хромосомы нумеруют в порядке уменьшения их размера от самой большой (1-й), до самой маленькой (22- й) пары. Но из этого ряда выпадают половые хромосомы: у женщин — две большие хромосомы X, а у мужчин — одна X, а другая, маленькая, Y. По своему размеру хромосома X находится между 7-й и 8-й хромосомами, а хромосома Y — самая маленькая в геноме. Гаплоидный набор — 23 хромосомы (22 +Y, 22 +X) — характерен для гамет. Диплоидный набор (44 + XY, 44 + XX)

— для соматических клеток.

Гетерохроматин — участки хроматина, находящиеся в течение клеточного цикла в конденсированном (компактном) состоянии. Особенностью гетерохроматиновой ДНК является низкая транскрибируемость.

Гуанин — азотистое основание, аминопроизводное пурина, является составной частью нуклеиновых кислот.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых систем (организмов).

Диафрагма ирисовая — деталь микроскопа, расположенная между зеркалом и конденсором. Служит для изменения диаметра светового потока, направляемого зеркалом через конденсор на объект.

Иммерсионный объектив — погружной объектив светового микроскопа, для эксплуатации которого необходима замена воздушной прослойки между ним и препаратом на другую оптическую среду — иммерсию (вода, кедровое масло и т.д.). К иммерсионным объективам относятся объективы с увеличением 40х, 90х, 100х.

Конденсор (лат. condenso — уплотняю) — линзовая, зеркальная или зеркально-линзовая оптическая система, собирающая лучи от источника света и направляющая их на рассматриваемый или проецируемый предмет.

Лазерная конфокальная микроскопия — метод конфокальной сканирующей микроскопии позволяет получить оптические срезы путём послойного сканирования объектов по глубине (наподобие томографии) и производить пространственную реконструкцию флуоресцирующего объекта. Условие конфокальности, совпадение фокусов диафрагмы детектора и освещающего объект света, выполняется, если один и тот же объектив используется и для освещения объекта, и для детекции изображения. Другим важным условием этого метода является применениедиафрагмы детектора с минимальным диаметром, что требует использование мощного источника света, а именно систему лазеров. Большое количество шаговых двигателей управляют положением объекта в фокусе конфокального микроскопа как в плоскости XY,

36

так и по оси Z. Конфокальный микроскоп управляется от компьютера, а изображение объекта можно увидеть только на дисплее. Каждый оптический срез запоминается как отдельный рисунок, после чего с помощью компьютерной программы воссоздается трёхмерное изображение объекта.

Лайонизация — механизм компенсации дозы генов X хромосомы у женщин объясняет гипотеза Мэри Лайон. Согласно гипотезе, инактивация X хромосомы происходит в раннем эмбриогенезе, осуществляется случайным образом (инактивированной может быть либо отцовская, либо материнская X хромосома), затрагивает целиком всю X хромосому

ихарактеризуется устойчивостью, передаваясь клеточным потомкам. Клетки женского организма по экспрессии генов X хромосомы мозаичны.

Мазок — способ подготовки материала для цитологического исследования. Известны мазки гематологические (например, крови и красного костного мозга) и гинекологические (например, ПАП мазок), мазкиотпечатки (например, слизистой оболочки щеки для определения тельца Барра).

Макрометрический винт (кремальера, зубчатка, макровинт) —

деталь микроскопа, которая служит для предварительной ориентировочной установки изображения рассматриваемого объекта на фокус.

Нуклеосома — структурная единица хроматина. В н. неконденсированного хроматина содержится по две копии гистонов H2A, H2B, H3

иH4. Двойная спираль ДНК лежит на поверхности октамера гистонов

инакручена на него. В конденсированном хроматине дополнительно присутствует гистон H1, соединяющий нуклеосомы.

Нуклеозид — N гликозильные производные (N гликозиды) разных азотистых оснований.

Нуклеоплазма — полужидкое ве-щество, представляющее собой коллоидный раствор белков, нуклеиновых кислот, углеводов, ферментов, минеральных со-лей; заполняет пространство между ядерными, структурами, уча-ствует в транспорте, нуклеиновых кислот, субчастиц рибосом, ферментов, факторов транскрпиции. При делении клетки смешивается с гиалоплазмой. По окончании деления в телофазе концентрируется в ядре.

Нуклеотид — соединение пуринового или пиримидинового основания, сахара(обычно рибозы или дезоксирибозы) и фосфатной группы.

Объектив — оптическое устройство, предназначенное для создания увеличенного изображения объекта.

37

Окуляр — оптическая система, расположенная непосредственно перед глазом и предназначенная для рассматривания изображения, образованного предыдущей оптической системой.

Просвечивающая электронная микроскопия — метод исследования объекта с помощью прибора, в котором вместо света используется пучок электронов, а для получения изображения применяются магнитные линзы, управляющие движением электронов. При создаваемой высокой разности потенциалов (ускоряющем напряжении 50"600 кВ) электроны, составляющие пучок, имеют очень малую длину волны, что позволяет получать изображение изучаемого объекта с высоким разрешением. Теоретически разрешениепросвечивающего электронного микроскопа составляет 0,002 нм. Реальное разрешение современных микроскопов приближается к 0,1 нм. Для биологических объектов разрешение ПЭМ на практике составляет 2 нм.

Разрешающая способность микроскопа— наименьшее расстояние между двумя точками предмета, при котором они различимы как отдельные объекты (т.е. воспринимаются в микроскопе как две точки).

Револьвер — деталь микроскопа, предназначенная для быстрой смены объективов, которые ввинчиваются в его гнезда. Центрированное положение объектива обеспечивает защелка, расположенная внутри револьвера.

РНК (рибонуклеиновая кислота) — макромолекула, состоящая из остатков рибонуклеозидов, соединённых фосфатом в направлении от 3'-гидроксила одного остатка к 5'-гидроксилу следующего; присутствует во всех эукариотических клетках (в ядре и цитоплазме), а также во многих вирусах

РНК матричная, мРНК (информационная, иРНК) — вид РНК, с которой в рибосомах синтезируется белок.

РНК рибосомная (рРНК) — РНК, входящая в состав рибосом и полирибосом.

РНК транспортная (тРНК) — РНК, существующая по крайней мере в виде 20 различных молекул, каждая из которых способна связываться с одной из аминокислот, а своими антикодонами с определёнными участками (кодонами) на мРНК.

Сканирующая электронная микроскопия — метод получения изображения поверхности объекта с высоким (до 0,4 нанометра) пространственным разрешением с помощью растрового (сканирующего) электронного микроскопа. В ходе исследования электронный луч фокусируется на небольшом участке объекта. Передвигая сфокусированный луч над объектом, получают общую картину изучаемой поверхности.

38

Тельце Бара — во всех соматическихклетках генетически женского организма одна из X хромосом инактивирована и известна как половой хроматин (тельце Барра). Инактивация Х хромосомы — лайонизация.

Темнопольная микроскопия — вид световая микроскопия в которой используют специальный конденсор, выделяющий контрастирующие структуры неокрашенного материала. Темнопольная микроскопия позволяет наблюдать живые объекты. Наблюдаемый объект выглядит как освещённый на тёмном поле. При этом лучи от осветителя падают на объект сбоку, а в линзы микроскопа поступают только рассеянные лучи.

Тимин (5-метилурацил) — производное пиримидина, одно из четырёх азотистых оснований. Входит в состав ДНК, комплементарно связывается с аденином, образует две водородные связи.

Транскрипция — синтез РНК на ДНК-матрице; осуществляется РНК-полимеразой.

Трансляция — перевод генетического кода с нуклеотидов мРНК на аминокислотную последовательность полипептидной цепи в рибосомах.

Тубус микроскопа — узел, служащий для установки объективов и окуляров на определенном расстоянии друг от друга. Он представляет собой трубку, в верхней части которой находится окуляр или окуляры, а в нижней — устройство для крепления и смены объективов. Обычно это револьвер с несколькими гнездами для быстрой смены объективов различного увеличения.

Урацил (2,4-диоксопиримидин) — пиримидиновое основание, входит в состав нуклеотида рибонуклеиновых кислот и, как правило, отсутствует в дезоксирибонуклеиновых кислотах. В составе нуклеиновых кислот может комплементарно связываться с аденином, образуя две водородных связи.

Фазово-контрастная микроскопия — вид световой микроскопии, позволяющий изучать живые и неокрашенные объекты. При прохождении света через окрашенные объекты изменяется амплитуда световой волны, а при прохождении света через неокрашенные — фаза световой волны, что и используют для получения высококонтрастного изображения в фазово-контрастной микроскопии.

Фокусное расстояние — это расстояние между линзой объектива и препаратом при котором можно четко видеть изображение предмета.

Флуоресцентная микроскопия — принцип действия основан на использовании явления люминесценции наблюдаемых объектов, возникающей под действием света определенного спектрального состава. Освещение объектов для возбуждения люминесценции производится сверху через объектив микроскопа. В люминсцентных микро-

39

скопах источником света служит ртутная лампа. Одним из видов флуоресцентной микроскопии является лазерная конфокальная микроскопия

Хроматин — генетический материал в ядре, образован дезоксирибонуклеопротеином; в фазе между митотическими делениями — гетерохроматин (хорошо различимые конденсированные глыбки) или как эухроматин — диспергированный (плохо или совсем не окрашивающийся материал). В ходе митоза х. представлен в виде хромосом.

Хромосома — структурный элемент клеточного ядра, содержа-щий ДНК и белки, различимый в виде образования определенного размера

иформы только во время деле-ния клетки. Самоудвоение и закономерное распределение хромо-сом по дочерним клеткам обеспечивает передачу наследственной информации.

Хромосомы гомологичные — парные хромосомы из диплоидного набор хромосом, одинаковые по структуре и набору генов. Одна из них имеет материнское происхождение, другая — отцовское.

Хромосомы не гомологичные — хромосомы из диплоидного набор хромосом, которые отличаются друг от друга по структуре и набору генов.

Цитозин (2-окси-4-аминопиримидин) — пиримидиновое основание. Присутствует во всех живых клетках в составе нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Входит в состав некоторых коферментов.

Эухроматин — участки хромосом, сохраняющие деспирализованное состояние в интерфазном ядре и спирализующиеся при делении клеток (в профазе). Эухроматин отличается от гетерохроматина менее плотной упаковкой ДНК, меньшим содержанием метилированных оснований, большим количеством негистоновых белков (факторы транскрипции, ферменты) и ацетилированных молекул гистонов.

Ядро (лат. nucleus) — это один из структурных компонентов эукариотической клетки, содержащий генетическую информацию (молекулыДНК), осуществляющий основные функции: хранение, передача и реализация генетической информации с обеспечением синтеза белка. Ядро состоит из хроматина, кариоплазмы (или нуклеоплазмы) и ядерной оболочки.

Ядрышко — это высокоорганизованная структура внутри ядра, в составе которого входят петли ДНК разныххромосом, содержащие тандемно повторяющиеся гены рРНК. Я. — место синтеза рибосомной РНК

иформирования рибосомных субчастиц.

Ядрышковые организаторы — участки хромосом (13, 14, 15, 21, 22), образующие внутри клеточного ядра так называемое ядрышко.

40

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1.Биология. Ярыгин В.Н. «ГЭОТР-Медиа», 2011

2.Биология. Пехов А.П. «ГЭОТР-Медиа», 2011

Дополнительная

1. Молекулярная биология клетки. Б. Альбертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон. НИЦ “Регуляторная и хаотическая динамика”, 2013