Шпаргалка по "Ботанике"

Околоядрышковый гетерохроматин окружает ядрышко по периферии, но может также заходить в него между петлями нуклеолонемы. В электронном микроскопе видно, что он состоит из хроматиновых фибрилл диаметром 30 нм. Околоядрышковый гетерохроматин, вероятно, определяет локализацию ядрышка в клеточном ядре.

Белковый сетчатый матрикс выявляется в ядрышке после экстракции из него РНК, ДНК и белков. Он представлен  рыхлой фибриллярной сетью, которая  заполняет весь объем ядрышка. Белковый матрикс ядрышка является составной частью ядерного матрикса.

В некоторых клетках вблизи от ядрышек  располагаются тельца Кахаля (клубочковые тельца) - округлые аргирофильные образования диаметром от 100 нм до 1 мкм. Они были открыты в нейронах головного мозга млекопитающих испанским цитологом С. Рамон-и-Кахалем в 1903 г. Позднее они были обнаружены также в клетках растений, насекомых и амфибий. В эмбриональных клетках тельца Кахаля формируют парную структуру – gem. В последнее время установлено, что эти органоиды содержат ферменты, регуляторные белки и рибонуклеопротеиды, принимающие участие в транскрипции ДНК. Специфическим маркером телец Кахаля является белок коилин с молекулярной массой 80 кД. Предполагается, что тельца Кахаля, тесно взаимодействуя с ядрышками, обеспечивают созревание транскриптосом - особых органоидов, обеспечивающих транскрипцию гистоновых и других крупных генных локусов. На роль транскриптосом претендуют интерхроматиновые гранулы.

 

24,25)Морфологически  лизосомы подразделяют на четыре  типа – первичные лизосомы, вторичные лизосомы, аутофагосомы и остаточные тельца.

Первичные лизосомы образуются в пластинчатом комплексе в виде одномембранных пузырьков с бесструктурным содержимым. Они служат для временного хранения и инактивации гидролаз. Первичные лизосомы способны перемещаться в цитоплазме с помощью микротрубочек, а также сливаться с эндосомами и  плазмолеммой. Диаметр их  составляет 100-500 нм.

Вторичные лизосомы (фаголизосомы, пищеварительные  вакуоли) образуются в результате слияния  первичных лизосом с фагоцитарными  или пиноцитозными вакуолями. При  этом наблюдается активация лизосомальных  гидролаз, распад поступивших в клетку веществ и выведение низкомолекулярных  веществ в гиалоплазму для  включения в метаболические процессы клетки. Морфологически вторичные лизосомы отличаются от первичных лизосом более крупными размерами и   наличием фагоцитируемого материала.

Аутолизосомы морфологически почти  идентичны вторичным лизосомам, отличаясь только тем, что содержат внутри митохондрии, пластиды, рибосомы, включения и другие органоиды  клетки  или их фрагменты. Поэтому  они рассматриваются как специальные  органоиды, обеспечивающие аутофагоцитоз. Это явление наблюдается в клетках растений и животных, например, при физиологической регенерации внутриклеточных структур и гидролизе запасных питательных веществ.

Остаточные тельца (телолизосомы) представляют собой лизосомы с уплотненным структурированным материалом. Они содержат меньше гидролаз и служат местом накопления липидов, пигментов и других продуктов метаболизма.

26)Фагосомы, пиносомы  и опущенные везикулы, их роль  в эндоцитозе.

Фагосома – пузырек с содержимым, поглощенным клеткой в результате фагоцитоза, окружен однослойной мембраной. Фагоцитоз — процесс поглощения клеткой твёрдых объектов. Вокруг поглощаемого объекта образуется большая внутриклеточная вакуоль (фагосома). Путем слияния фагосомы с первичной лизосомой образуется вторичная лизосома.

Пиносома – ограниченный мембраной цитоплазматический пузырек, образующийся в результате локального впячивания клеточной мембраны при пиноцитозе. Размер пиносом невелик, но обилие их приводит к тому, что при эндоцитозе плазмалемма быстро замещается, как бы «тратится» на образование множества мелких вакуолей.

Опущенные везикулы — это относительно маленькие внутриклеточные органоиды, в которых запасаются или транспортируются питательные вещества. Они обеспечивают метаболизм и транспорт веществ, хранение ферментов. Также везикулы играют роль в поддержании плавучести клетки. Некоторые везикулы способны образовываться из частей плазматической мембраны. Эндоцитоз— процесс захвата  внешнего материала клеткой, осуществляемый путём образования мембранных везикул.

 

23)Лизосомы представляют собой пузырьки диаметром от 100 нм до нескольких микрометров, которые обнаруживаются в цитоплазме клеток простейших, растений и животных. Они содержат широкий набор гидролитических ферментов, способных расщеплять любые биогенные вещества – белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды. Состав и количество лизосомальных гидролаз обладает видовой и тканевой специфичностью. Морфологически лизосомы неоднородны и претерпевают различные изменения при слиянии с другими органоидами. Для идентификации лизосом используется реакция на кислую фосфатазу.

 

 

 

 

27)Морфологическое  строение митохондрий.

Митохондрии – двумембранные органоиды, состоящие из наружной и внутренней мембраны, межмембранного пространства и митохондриального матрикса.

Митохондрии можно наблюдать в  живых клетках, так как они  обладают достаточно высокой плотностью. В живых клетках митохондрии  могут двигаться, перемещаться, сливаться друг с другом.

 

28)Размеры, форма  и ультраструктура митохондрий.  Грибовидные тельца.

Наружная мембрана:

- расширяется

- отличается неспецифичной проницаемостью

- содержит <20% белка

Внутренняя мембрана:

- расширяется и сжимается

- специфична в отношении активного транспорта в-в

- содержит 75% белка, липиды локализуются на поверхности

- способна формировать кристы

- на внутренней поверхности находятся грибовидные тельца

Матрикс состоит из митохондриальной ДНК – фибриллы d 2 нм; 55 S рибосомы – гранулы 15-20 нм; отложение солей Ca и Mg – гранулы 20-40 нм.

Размножение:

- деление перетяжкой

- почкование наружу

- почкование внутрь

Делению предшествует репликация митохондриальной ДНК.

Основная функция: окислительное  фосфорилирование, синтез АТФ.

 

29)Окислительное фосфорилирование. Грибовидные тельца.

Грибовидные тельца имеют головку и прикреплены к мембране ножкой. Головки состоят из 5 различных белковых телец и проявляет АТФ-фазную активность. Ножка является встроенным в мембрану протонным каналом.

Функция: синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата.

Окислительное фосфорилирование состоит  из 2-х этапов:

Начальный этап: происходит в гиалоплазме (без О₂) – гликолиз – молекула глюкозы распадается до триоз с выделением 2-х молекул АТФ.

Конечный этап: происходит в митохондрии (с участием О₂) – окислительное фосфорилирование – полное расщепление пирувата с выделением СО₂, Н₂О и 36 молекул АТФ.

 

30) Пластиды.

Пластиды – это двумембранные органоиды, которые характерны для растительных клеток. Они были открыты А. Левенгуком в 1676 г. У высших растений имеется несколько типов пластид, отличающихся составом пигментов, структурой и функциями - хлоропласты, лейкопласты, амилопласты и хромопласты.  Кроме высших растений пластиды обнаружены также у некоторых водорослей и простейших. Количество пластид в клетке может колебаться от нескольких десятков до сотен. В среднем клетка высших растений содержит около 30 пластид. На самом деле все пластиды являются разновидностями одного органоида – хлоропласта.

 

31) Структура  и функции хлоропластов. Геном  хлоропластов.

Хлоропласты высших растений представляют собой тельца овальной формы шириной 2-4 мкм и длиной 4-10 мкм. Они имеют две мембраны толщиной по 7 нм с межмембранным пространством шириной около 30 нм. Как и у митохондрий, наружная и внутренняя мембраны хлоропласта отличаются проницаемостью и другими физико-химическими свойствами.

Внутренняя мембрана хлоропластов образует протяженные складки – ламеллы. На ламеллах располагаются плоские мембранные цистерны дисковидной формы – тилакоиды, имеющие полость шириной 20-30 нм. Они собраны в комплексы наподобие столбика монет – граны. Тилакоиды уложены в гране таким образом, что между соседними мембранами остается пространство шириной 2 нм. Число тилакоидов в гране может достигать нескольких десятков.

Внутри хлоропласта между  мембранными структурами содержится мелкодисперсное вещество, формирующее матрикс, или строму. У некоторых хлоропластов и других пластид в строме обнаруживаются включения - пластоглобулы, крахмальные зерна и кристаллы белка. В хлоропластах осуществляется фотосинтез.

Геном хлоропластов:

Хлоропласты обладают ДНК  и рибосомами, которые локализованы в строме. ДНК хлоропластов представлена кольцевыми молекулами массой 80-130 мД. В одном органоиде может содержаться до 40 копий ДНК. Геном хлоропластов содержит около 120 структурных генов, которые кодируют рибосомальные и транспортные РНК, 20 рибосомальных белков, 9 из 12 субъединиц АТФ-синтетазы, часть белков фотосистем и цепи транспорта электронов. Однако, как и у митохондрий, большинство белков хлоропластов кодируется генами клеточного ядра. Белоксинтезирующая система у хлоропластов прокариотического типа с 70S рибосомами.

 

32) Стартовый и терминирующий  кодоны. Этапы биосинтеза белка.

Стартовый кодон – АУГ.

Стартовый кодон - кодон, с которого рибосома начинает процесс трансляции. Определяет первую аминокислоту в полипептидной цепи.

Терминирующий кодон – УАА, УАГ, УГА.

Терминирующий кодон - кодон, определяющий окончание (терминацию) синтеза полипептидной цепи.

Биосинтез белка — сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул мРНК и тРНК. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии.

Состоит из трёх этапов: транскрипция ДНК, процессинг (созревание) иРНК, трансляция иРНК (инициация, элонгация, терминация).

1)Транскрипция ДНК, при которой на транскрибируемой цепи ДНК с помощью ДНК зависимой РНК-полимеразы достраивается комплементарная цепь матричной РНК.

2)Процессинг иРНК (созревание мРНК) синтезированная молекула мРНК разрезается на отдельные фрагменты, из которых интроны расщепляются до нуклеотидов, а экзоны смешиваются в зрелую матричную РНК. Процесс сшивания – сплайсинг.

3)Трансляция иРНК.

- инициация (образование  пептидной связи между 2-мя  первыми аминокислотами полипептидов)

Первоначально образуется инициирующий комплекс из малой субъединицы рибосомы, белков – факторов инициации и инициаторной  тРНК с метианином. Инициирующий комплекс находит мРНК и присоединяется к ней в точке инициации кодоном АУГ. Между ними образуется водородная связь и к малой субъединице присоединяется большая – целая рибосома, у которой имеется 2 активных центра: А-центр, служит для присоединения тРНК с аминокислотами, Р-центр, служит для образования пептидной связи между аминокислотами.

Сначала тРНК с метианином находятся  в А-центре, затем перемещаются на Р-центр, на освободившийся А-центр  поступает тРНК с аминокислотой, которая имеет антикодон, комплементарный  кодону мРНК, следующему за стартовым.

Между кодоном и антикодоном  образуется водородная связь, а между  аминокислотами – пептидная. Ковалентная  связь между метианином и тРНК разрывается, рибосома сдвигается на 1 триплет и тРНК выходит за пределы  рибосомы.

Водородная связь между кодоном  и антикодоном разрывается и тРНК уходит. 2-я тРНК вместе с аминокислотой переходят в А-центр, а Р-центр освобождается.

- элонгация (наращивание полипептидной цепи)

На свободный А-участок поступает  тРНК с антикодоном комплементарным  кодону иРНК, между ними формируется  водородная связь, между аминокислотами – пептидная. Между предыдущей аминокислотой и её тРНК разрывается. Рибосома сдвигается ещё на 1 триплет, и в результате транслокации тРНК, оказывается за пределами рибосомы и отщепляется от мРНК. А-участок освобождается и процесс повторяется до достижения терминального кодона.

- терминация (окончание синтеза полипептидной цепи)

Рибосома достигает терминального  кодона. Здесь прекращается рабочий  цикл рибосомы, обрывается полипептидная  цепь и рибосома делится на большую  и малую субъединицы.

 

 

 

33)Химический состав  и ультрастуктура большой и  малой субъединиц. Белоксинтезирующая система.

Малая субъединица рибосомы имеет продолговатую форму, ее длина составляет 23 нм, а ширина – 12 нм. Она разделена на доли, которые называются “головка”, “тело” и “боковой выступ”. Наиболее выражена поперечная борозда, которая разделяет головку и тело.

Большая субъединица рибосомы диаметром 25 нм внешне идентична большой субъединице эукариотической рибосомы. В большой субъединице имеются три выступа: средний выступ или “головка”, боковая доля или “ручка”, палочковидный отросток или “носик”. В целом форма большой субъединицы напоминает чайник для заварки.