Биология клеток и тканей. Вопросы экзамена. Акерке Химический состав, строение и функции цитоплазмы Динара




Скачать 452.2 Kb.
страница2/3
Дата14.08.2016
Размер452.2 Kb.
1   2   3

Примечание.

Профаза I — профаза первого деления очень сложная и состоит из 5 стадий:

Лептотена или лептонема — упаковка хромосом, конденсация ДНК с образованием хромосом в виде тонких нитей (хромосомы укорачиваются),начало конъюгации.

Зиготена или зигонема — происходит непосредственно конъюгация — соединение гомологичных хромосом с образованием структур, состоящих из двух соединённых хромосом, называемых тетрадами или бивалентами и их дальнейшая компактизация.

Пахитена или пахинема — происходит полная конъюгация.(самая длительная стадия) кроссинговер (перекрест), обмен участками между гомологичными хромосомами; гомологичные хромосомы остаются соединенными между собой.

Диплотена или диплонема —частичная деконденсация хромосом, при этом часть генома может работать, происходят процессы транскрипции (образование РНК), трансляции (синтез белка); гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой.

Диакинез — ДНК снова максимально конденсируется, синтетические процессы прекращаются, растворяется ядерная оболочка; центриоли расходятся к полюсам; гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой.

Далее проходят стадии схожие с обычным ми



1. Конъюгация хромосом - попарное временное сближение гомологичных хромосом, во время которого между ними может произойти обмен гомологичными участками. После конъюгации хромосомы расходятся. 

Гаплоидные гаметы, образ-ся при делении диплоидной клетки путем мейоза, содержат по одной хромосоме каждой гомологичной пары, т.е. только половину исходного числа хромосом. В связи с этим к аппарату гомологи должны соединяться в пары, перед тем как они выстроятся на экваторе веретена. Такое спаривание наз-ся конъюг-й.

Конъюгация начинается в лептотене, стадия прохождения конъюгации – зиготена. Момент же полной конъюгации хромосом считают началом пахитены, которая обычно продолжается несколько дней, после разделения хромосом наступает стадия диплотены, когда впервые становятся видны хиазмы .



Перед конъюгацией каждый из гомологов подвергается удвоению, образуя пару тесно связанных сестринских хроматид аналогично тому, как это происходит при обычном клеточном делении.

2. Кроссинговер — явление обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации в профазе мейоза.

Во время первого деления мейоза происходит репликация ДНК, и каждая хромосома состоит после этого из двух хроматид, гомологичные хромосомы конъюгируют по всей своей длине, и между хроматидами спаренных хромосом происходит кроссинговер.



Именно во время пахитены (стадия толстых нитей), гомологичные хромосомы находятся в состоянии конъюгации длительный период. Все это время отдельные участки хромосом находятся в очень тесном соприкосновении. Если в таком участке произойдет разрыв цепочек ДНК одновременно в двух хроматидах, принадлежащих разным гомологам, то при восстановлении разрыва может получиться так, что ДНК одного гомолога окажется соединенной с ДНК другой, гомологичной хромосомы. Этот процесс носит -название кроссинговера, особи получают новые, различающиеся между собой генотипы. Происходит разрыв двойной спирали ДНК в одной материнской и одной отцовской хроматиде, а затем получившиеся отрезки воссоединяются "наперекрест" (процесс генетической рекомбинации). Два гомолога остаются связанными в тех точках, где произошел кроссинговер между отцовской и материнской хроматидами. Эти точки наз-ся хиазмами.

3. Редукция — уменьшение соматического числа хромосом вдвое.

Сущность редукционного деления заключается в уменьшении числа хромосом в два раза: из исходной диплоидной клетки образуется две гаплоидные клетки с двухроматидными хромосомами (в состав каждой хромосомы входит 2 хроматиды).

Сам же мейоз состоит из двух стадий: Первое деление мейоза (редукционное деление, или мейоз I), Второе деление мейоза (эквационное деление, или мейоз II).



Все эти процессы взаимосвязаны. Сначала происходит конъюгация и кроссинговер в стадии первой профазы, а после метафазы1 (хр-мы расп-ся по экватору), в анафазе 1 происходит непосредственно редукция числа хромосом.

Смысл мейоза 1 заключается в редукции числа хромосом.

24. Особенности про- и эукариотических клеток.

У современных и ископаемых организмов известны два типа клеток: прокариотическая и эукариотическая .

-Основное отличие прокариотических клеток от эукариотических в том, что их ДНК не организована в хромосомы и не окружена ядерной оболочкой.

-ДНК эукар кл, связанная с белком , организована в хромосомы , которые располагаются в особом образовании, по сути самом крупном органоиде клетки - ядре. Кроме того, внеядерное активное содержимое такой клетки разделено на отдельные отсеки с помощью эндоплазматической сети, образованной элементарной мембраной.

-Эукариотические клетки обычно крупнее прокариотических. Их размеры варьируют от 10 до 100 мкм, тогда как размеры клеток прокариот, не превышают 10 мкм, часто составляя 2-3 мкм.

-В эукариотической клетке носители генов - хромосомы - находятся в морфологически оформленном ядре, отграниченном от остальной клетки мембраной.

-Хромосомы состоят из ДНК , которая находится в комплексе с белками- гистонами , богатыми аминокислотами аргинином и лизином . Гистоны составляют значительную часть массы хромосом.

-Эукариотическая клетка имеет разнообразные постоянные внутриклеточные структуры - органоиды ( органеллы ), отсутствующие в прокариотической клетке.

-Прокариотические клетки могут делиться на равные части перетяжкой или почковаться, т.е. образовывать дочернюю клетку меньшего размера, чем материнская, но никогда не делятся путем митоза .

-Клетки эукариотических организмов, напротив, делятся путем митоза. Хромосомы при этом "расщепляются" продольно (точнее, каждая нить ДНК воспроизводит около себя свое подобие), и их "половинки" - хроматиды(полноценные копии нити ДНК) расходятся группами к противоположным полюсам клетки. Каждая из образующихся затем клеток получает одинаковый набор хромосом .

-Рибосомы прокариотической клетки резко отличаются от рибосом эукариот по величине.

-Ряд процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, -фагоцитоз , пиноцитоз и циклоз (вращательное движение цитоплазмы) - у прокариот не обнаружен.

-Прокариотической клетке в процессе обмена веществ не требуется аскорбиновая кислота , но эукариотические не могут без нее обходиться.

-Существенно различаются подвижные формы прокариотических и эукариотических клеток. Прокариоты имеют двигательные приспособления в виде жгутиковили ресничек , состоящих из белка флагеллина .

-Двигательные приспособления подвижных эукариотических клеток получили название ундулиподиев , закрепляющихся в клетке с помощью особых телец кинетосом .

Электронная микроскопия выявила структурное сходство всех ундулиподиев эукариотических организмов и резкие их отличия от жгутиков прокариот.


25. Структура и химия клеточного ядра.

Термин «ядро» впервые был применен Брауном в 1833 году. Ядро эукариот имеет ряд отличий от ядра прокариот. Во-первых, ДНК-содержащий компонент отделен от цитоплазмы специальной оболочкой, во-вторых количество ДНК в ядрах эукариот в тысячи раз больше, чем в составе нуклеотидов бактерий, в-третьих ДНК эукариот представляет собой сложный нуклеопротеидный комплекс, образующую специальную структуру – хроматин, из которого и состоят эукариотические хромосомы. В состав ядер эукариот входят несколько физически не связанных хромосом, каждая их которых содержит одну линейную гигантскую молекулу ДНК. Каждая хромосомная ДНК представляет собой полирепликонную структуру, т.е. содержит множеств автономно реплицирующихся участков. Синтез и образование транскриптов эукариотических клеток сопровождаются процессами их вторичной перестройки, «созревания», вклячающую в себя процессинг так и сплайсинг. В ядрах не происходит синтез белков, в эукариотических клетках процессы синтеза ДНК и РНК разобщены от процесса синтеза белков.

Клеточное ядро состоит из ядерной оболочки, отделяющей его от цитоплазмы, хроматина, ядрышка и других продуктов синтетической активности, ядерного белкового остова или матрикса и кариоплазмы. Эти основные компоненты встречаются практически во всех неделящихся клетках эукариотических одно- или многоклеточных организмов.

Главный компонент ядер хроматин, является структурой, выполняющей генетическую функцию клетки, в хроматиновой ДНК заложена практически вся генетическая информация. Ядерная оболочка выполняет сложную барьерно-рецепторную, а также транспортную и каркасную функцию. Нехроматиновый ядерный белковый остов обеспечивает не только пространственное расположение хромосом в ядре, но и участвует в их функциональной активности. Одним из хромосомных участков, определяющих синтез рРНК и образование клеточных рибосом, является ядрышко. В ядре в связи с хроматином и матриксом обнаруживаются различные рибонуклеопротеидные структуры, содержащие разные типы РНК. Между всеми этими компонентами заключена жидкая фаза клеточного ядра, кариоплазма, в которой протекают многие процессы, связанные как с ядерным метаболизмом, так и с внутриядерным транспортом белков и РНК.


26. Клеточные включения: белковые, углеводные, жировые, пигментные.

Клеточные включения представляют собой непостоянные образования, то возникающие, то исчезающие в процессе жизнедеятельности клетки. Основное место локализации включений - цитоплазма, но иногда они встречаются и в ядре. По характеру все включения - это продукты клеточного метаболизма. Они накапливаются главным образом в форме гранул, капель и кристаллов. Химический состав включений очень разнообразен.



Жировые включения. Липоиды обычно откладываются в клетке в виде мелких капель. Большое количество жировых капель встречается в цитоплазме ряда простейших, например инфузорий. У млекопитающих жировые капли находятся в специализированных жировых клетках, в соединительной ткани. Часто значительное количество жировых включений откладывается в результате патологических процессов, например при жировом перерождении печени. Капли жира встречаются в клетках практически всех растительных тканей, очень много жира содержится в семенах некоторых растений.

Углеводные включения. Включения полисахаридов имеют чаще всего формулу гранул разнообразных размеров. У многоклеточных животных и простейших в цитоплазме клеток встречаются отложения гликогена. Гранулы гликогена хорошо видны в световом микроскопе. Особенно велики скопления гликогена в цитоплазме поперечнополосатых мышечных волокон и в клетках печени, в нейронах. В клетках растений из полисахаридов наиболее часто откладывается крахмал. Он имеет вид гранул различной формы и размеров, причем форма крахмальных гранул специфична для каждого вида растений и для определенных тканей. Отложениями крахмала богата цитоплазма клубней картофеля, зерен злаков; каждая крахмальная гранула состоит их отдельных слоев, а каждый слой, в свою очередь, включает радиально расположенные кристаллы, почти невидимые в световой микроскоп.

Белковые включения . Белковые включения встречаются реже, чем жировые и углеводные. Белковыми гранулами богата цитоплазма яйцеклеток, где они имеют форму пластинок, шариков, дисков, палочек. Белковые включения встречаются в цитоплазме клеток печени, клеток простейших и многих других животных.

Пигментные включения. К клеточным включениям относятся некоторые пигменты, например распространенный в тканях желтый и коричневый пигмент липофусцин , круглые гранулы которого накапливаются в процессе жизнедеятельности клеток. Также относятся пигменты желтого и красного цвета - липохромы . Они накапливаются в виде мелких капель в клетках коркового вещества надпочечников и в некоторых клетках яичников. Пигмент ретинин входит в состав зрительного пурпура сетчатки глаза. Присутствие некоторых пигментов связано с выполнением этими клетками особых функций. Например: красный дыхательный пигмент гемоглобин в эритроцитах крови или пигмент меланин в клетках меланофорах покровных тканей животных.
27. Биологический смысл мейоза, различия между митозом и мейозом.

Мейоз – это особый способ деления эукариотических клеток, при котором исходное число хромосом уменьшается в два раза.

Главной особенностью мейоза является конъюгация гомологичных хромосом с последующим расхождением их в разные клетки. Поэтому в первом делении мейоза вследствие образования бивалентов к полюсам клетки расходятся не однохроматидные, а двухроматидные хромосомы. В результате число хромосом уменьшается в два раза, и из диплоидной клетки образуются гаплоидные клетки.

Исходное число хромосом в клетке, которая вступает в мейоз, называется диплоидным (2n). Число хромосом в клетках, образовавшихся в ходе мейоза, называется гаплоидным (n).

Мейоз состоит из двух последовательных клеточных делений - мейоз I и мейоз II. В первом делении происходит уменьшение числа хромосом в два раза, поэтому его называют редукционным. Во втором делении число хромосом не изменяется, поэтому его называют эквационным.

Предмейотическая интерфаза отличается от обычной интерфазы тем, что процесс репликации ДНК не доходит до конца

Первое деление мейоза

Профаза I . К концу Профазы I центриоли мигрируют к полюсам клетки, формируются нити веретена деления, разрушается ядерная мембрана и ядрышки.

Метафаза I. Формируется веретено деления. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость клетки. Образуется метафазная пластинка из бивалентов.

Анафаза I . Гомологичные хромосомы, входящие в состав каждого бивалента, разъединяются, и каждая хромосома движется в сторону ближайшего полюса клетки. Разъединения хромосом на хроматиды не происходит.

Телофаза I. Гомологичные двухроматидные хромосомы полностью расходятся к полюсам клетки. В норме каждая дочерняя клетка получает одну гомологичную хромосому из каждой пары гомологов. Формируются два гаплоидных ядра, которые содержат в два раза меньше хромосом, чем ядро исходной диплоидной клетки.

После первого деления мейоза наступает интеркинез – короткий промежуток между двумя мейотическими делениями.



Второе деление мейоза

В ходе второго деления мейоза уменьшения числа хромосом не происходит. Сущность эквационного деления заключается в образовании четырех гаплоидных клеток с однохроматидными хромосомами.

Профаза I. Не отличается существенно от профазы митоза. В каждой из дочерних клеток формируется веретено деления.

Метафаза II. Хромосомы располагаются в экваториальных плоскостях гаплоидных клеток независимо друг от друга.

Анафаза II . Хромосомы разделяются на хроматиды. Получившиеся однохроматидные хромосомы в составе анафазных групп перемещаются к полюсам клеток.

Телофаза II. Однохроматидные хромосомы полностью переместились к полюсам клетки, формируются ядра.



Различия между митозом и мейозом:

В митозе:

1. Одно деление.

2. В метафазе все удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору раздельно.

3. Нет конъюгации

4. Удвоение молекул ДНК происходит в интерфазе, разделяющий два деления.

5. Образуются две диплоидные клетки.

6.Происходит в соматических клетках .

7.Лежит в основе бесполого размножения .

В мейозе:

1. Два последовательных деления.

2. Гомологичные удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору парами (бивалентами).

3. Есть конъюгация

4. Между первым и вторым делением нет интерфазы и не происходит удвоения молекул ДНК.

5. Образуются четыре гаплоидные клетки (половые клетки).

6. Происходит в созревающих половых клетках

7.Лежит в основе полового размножения
28. Общее строение, типы и формы митотических хромосом.

Хромосомы всех эукариотических клеток включают в себя три основных компонента: собственно тело хромосомы (плечо), теломерный, конечный участок, и центромеру. Наиболее просто устроены хромосомы дрожжевых клеток: палочковидное тело хромосомы на одном конце имеет теломеру, а на другом – центромеру. Хромосомы животных и растений также представляют собой палочковидные структуры разной длины с довольно постоянной толщиной, но обычно имеют два хромосомных плеча, соединенных в зоне центромеры. Эта зона называется первичной перетяжкой. Соответственно оба плеча хромосомы оканчиваются теломерами . Хромосомы с равными или почти равными плечами

называют метацентрическими, с плечами неодинаковой длины – субметацентрическими. Палочковидные хромосомы с очень коротким вторым плечом – акроцентрические. В области центромеры расположен кинетохор - пластинчатая структура, имеющая форму диска. К нему подходят пучки микротрубочек митотического веретена, идущие в направлении к центриолям. Эти пучки микротрубочек принимают участие в движении хромосом к полюсам клетки при митозе. В зоне первичной перетяжки присутствует особая, центромерная, сателлитная ДНК, отличающаяся высоким уровнем повторенности нуклеотидных последовательностей. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку. Она расположена вблизи дистального конца хромосомы и отделяет маленький участок, спутник. Вторичные перетяжки называют ядрышковыми организаторами, т.к. на этих участках хромосом в интерфазе происходит образование ядрышка. Здесь же локализована ДНК, ответственная за синтез рРНК. В хромосомах человека ядрышковые организаторы расположены в коротких плечах вблизи центромер. Плечи хромосом оканчиваются теломерами, конечными участками. Теломерные концы хромосом не способны соединяться с другими хромосомами или их фрагментами, в отличие от концов хромосом, лишенных теломерных участков (в результате разрывов), которые могут присоединяться к таким же разорванным концам других хромосом. В теломерах локализована особая теломерная ДНК, защищающая хромосому от укорачивания в процессе синтеза ДНК. Размеры хромосом у разных организмов варьируют в широких пределах. Совокупность числа, величины и морфологии хромосом называется кариотипом данного вида. Структура кариотипа данного вида не зависит ни от типа клеток, ни от возраста животного или растения. Все клетки индивидуумов одного вида имеют идентичные наборы хромосом. Простой морфологический анализ может убедительно показать различия в кариотипах даже у близких видов. Следовательно, структура кариотипа может быть

таксономическим признаком, который все чаще используется в систематике животных и растений.


29. Стадии митоза, их продолжительность и характеристика.

Клеточный цикл состоит и 4 отрезков времени: митоз (М), пресинтетический(G1), синтетический(S) и постсинтетический(G2) периоды интерфазы. Митоз – кариокинез – непрямое деление – универсальный способ деления эукариотических клеток. При этом редуплицированные и конденсированные хромосомы переходят в компактную форму митотических хромосом, образуется веретено деления, происходит расхождение хромосом к противоположным полюсам и цитокинез. В образовании веретена деления у всех эукариотических клеток принимают участие два рода структур: полярные тельца (полюса) веретена и кинетохоры хромосом.Митоз делится на несколько фаз: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Профаза. Хромосомы регистрируются как плотные нитевидные тельца. В начале профазы сестринские хромосомы тесно соприкасаются друг с другом, взаимно спирализуясь друг вокруг друга. Двойственность хромосом не различима. Визуально определяется 2n набор хромосом. В конце профазы хромосомы начинают обособляться, раскручиваться. Выявляется 4n набор хромосом. Имеет место исчезновение и дезинтеграция ядрышек. В середине профазы начинается разрушение ядерной оболочки: исчезают ядерные поры, оболочка распадается на отдельные фрагменты, затем на мелкие мембранные пузырьки. В цитоплазме имеет место уменьшение ГЭР, он распадается на короткие цистерны и вакуоли, количество рибосом резко уменьшается. Редуцируется число полисом на мембранах ГЭР и в гиалоплазме. Образуется веретено деления. Аппарат деления имеет веретеновидную форму и состоит из двух зон центросфер с центриолями внутри них и зоны волокон веретена. Микротрубочки возникают в результате полимеризации тубулинов в зоне центриолей. Микротрубочки достигают кинетохоров и связываются с ними. Различают два типа микротрубочек – идущие от полюса к центру веретена и хромосомные, соединяющие хромосомы с одним из полюсов. Прометафаза. После разрушения ядерной оболочки митотические хромосомы без особого порядка лежат в зоне бывшего ядра. В прометафазе начинается их движение и перемещение, которое в конечном итоге приведет к образованию экваториальной хромосомной “пластинки”, к упорядоченному расположению хромосом в центральной части веретена уже в метафазе. В прометафазе наблюдается постоянное движение хромосом или метакинез, при котором они то приближаются к полюсам, то уходят от них к центру веретена, пока не займут среднее положение, характерное для метафазы (конгрессия хромосом). Эти переменные движения хромосом то туда, то сюда приводят к тому, что они в конце концов оказываются в экваторе веретена и выстраиваются в метафазную пластинку. Метафаза. К концу метафазы завершается процесс обособления друг от друга сестринских хроматид. Их плечи лежат параллельно друг другу, между ними хорошо видна их разделяющая щель. Последним местом, где контакт между хроматидами сохраняется, является центромера; вплоть до самого конца метафазы хроматиды во всех хромосомах остаются связанными в центромерных участках. Анафаза. Хромосомы все одновременно теряют связь друг с другом и начинают расходиться к полюсам клетки. Скорость движения хромосом равномерная. Расхождение хромосом по полюсам происходит одновременно с расхождением самих полюсов (за счет скольжения друг относительно друга межполюстных микротрубочек). Анафаза – самая короткая стадия митоза, но за это время происходит целый ряд событий. Главными из них являются сегрегация двух идентичных наборов хромосом и транспорт их в противоположные концы клетки. Собственно расхождение хромосом слагается из двух процессов: 1- расхождение хромосом за счет кинетохорных пучков микротрубочек(анафаза А), 2 – расхождение хромосом вместе с полюсами за счет удлинения межполюсных микротрубочек (анафаза В). В растительных клетках стадия В отсутствует. Телофаза. Телофаза начинается с остановки хромосом (ранняя телофаза) и кончается началом реконструкции нового интерфазного ядра (ранний G1-период) и разделением исходной клетки на две дочерние (цитокинез). В ранней телофазе хромосомы, не меняя своей ориентации (центромеры к полюсу, теломеры к центру), начинают деконденсироваться. В местах контактов хромосом с мембранными фрагментами обазуется новая ядерная оболочка. После замыкания ядерной оболочки начинается формирование ядрышек. Цитотомия (цитокинез) – путем образования перетяжки в результате впячивания плазматической мембраны (за счет сокращения актиновых микрофибрилл подмембранного слоя, расположенных циркулярно по экватору).
1   2   3


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница