Строение клетки и функции ее структур

Клетка - открытая целостная система, ограниченная наружной клеточной мембраной и ее избирательностью. Органоиды – специализированные клеточные структуры, клеточные органы, обеспечивающие выполнение специфических функций в процессе жизнедеятельности клетки.

Плазматическая мембрана – трехслойная структура, полупроницаема. Функции: пассивный транспорт (диффузия, осмос), активный транспорт (осущ против градиента концентрации при участии белков-переносчиков (К⁺-Na⁺-насос)), эндоцитоз и экзоцитоз (поглощение и выделение в-в), рецепторная, обеспечение контакта между соседними клеткамию

Ядро – самый крупный органоид, заключен в оболочку из 2х мембран, пронизанную ядерными порами. Регулирует активность клетки, хранит наследственную инфу (в ДНК), определяет специфичность белков, необходимых для обеспечения его функций. В ядре синтезируется ДНК. Имеет оболочку (из 2х мембран, отделяет ядро от цитоплазмы, регулирует транспорт в-в в цитоплазму), кариоплазму (р-р белков, нуклеотидов, обеспечивает функционирование генетического материала), ядрышки (содержат и синтезируют РНК), хроматин – в такой форме раскрученные хромосомы в интерфазе (из ДНК и белка).

Эндоплазматический ретикулум – система уплощенных мембранных мешочков – цистерн – в виде трубочек и пластинок. Образует единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки. Функции: транспорт в-в внутри и вне клетки, разграничение ферментативных систем. Сущ гладкий (на поверхности белков) – синтез липидов стероидов, и шероховатый (рибосомы есть на повер-ти) синтез белков.

Рибосомы – мелкие оргноиды, содержат белок и РНК, функция – синтез белка из аминокислот.

Митохондрии – окружены двухмембранной оболочкой, внутренняя мембрана содержит матрикс, в котором находится небольшое число рибосом, одна кольцевая молекула ДНК и фосфатные гранулы. Функции: клеточное дыхание, синтез АТФ, белков, РНК.

Аппарат Гольжи – стопка уплощенных мембранных мешочков цистерн; на одном конце стопки мешочки непрерывно образуются, с другого отшнуровываются в вид пузырьков. Функции: образование лизосом, секреторная, накопительная, синтез сложных углеводов.

Лизосомы – сферический одномембранный мешочек, заполненный пищеварительными ферментами. Функции: участие во внутриклеточном пищеварении, дыхание.

Микротельца – одномембранные органоиды, содержат каталазу для расщепления Н2О2, учатие в реакциях обмена, защитная функция.

Пластиды (у растений) делятся на хлоропласты (двумембранная строма, в ней – тилакоиды, собранные в стопки-граны, содержащие хлорофилл, в строме также ДНК, РНК, рибосомы, ферменты, функции: фотосинтез, определение окраски листев, плодов) и лейкопласты (не содержат пигментов, функция – накопление запасных питательных в-в).

Вакуоль (растения) – мешок, образованный одинарной мембраной – монопласт. Содержит клеточный сок – сконцентрированный р-р различных в-в. Функции – поддержание тургора (внутр давление) и запасающая.

Основные способы деления клетки и митотический процесс

Способы деления эукариотической клетки:

♣Амитоз (прямое деление клетки) – это деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования веретена деления. Такое деление встречается у одноклеточных организмов.

Митотческий процесс - совокупность периодически повторяющихся процессов, протекающих в клетке при подготовке и осуществлении митоза.

♣Митоз (непрямое деление) — основной способ деления эукариотических клеток. Митоз - это деление ядра, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, что и в родительском ядре. Вслед за делением ядра обычно следует деление самой клетки, поэтому часто термином - «митоз» обозначают деление клетки целиком.

♣ Мейоз — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в 2 этапа – редукционный и эквационный. Мейоз может приводить к образованию гамет (презиготический), а может быть первым деление после образования зиготы.

 

 

Фазы митоза

Митоз (непрямое деление) — основной способ деления эукариотических клеток. Митоз - это деление ядра, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, что и в родительском ядре. Вслед за делением ядра обычно следует деление самой клетки, поэтому часто термином - «митоз» обозначают деление клетки целиком. Митоз представляет собой непрерывный процесс, но для удобства изучения биологи делят его на четыре стадии в зависимости оттого, как выглядят в это время хромосомы в световом микроскопе. В митозе выделяют профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

В профазе происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации. В это время хромосомы двойные состоят из двух сестринских хроматид, связанных между собой. Одновременно со спирализацией хромосом исчезает ядрышко и фрагментируется ядерная оболочка. После распада ядерной оболочки хромосомы свободно и беспорядочно лежат в цитоплазме. В профазе центриоли расходятся к полюсам клетки. В конце профазы начинает образовываться веретено деления, которое формируется из микротрубочек путем полимеризации белковых субъединиц. В метафазе завершается образование веретена деления, которое состоит из микротрубочек двух типов: хромосомных, которые связываются с центромерами хромосом, и центросомных (полюсных), которые тянутся от полюса к полюсу клетки. Каждая двойная хромосома прикрепляется к микротрубочкам веретена деления. Хромосомы как бы выталкиваются микротрубочками в область экватора клетки, т. е. располагаются равном расстоянии от полюсов. Они лежат в одной плоскости и образуют так называемую экваториальную, или метафазную пластинку. В метафазе отчетливо видно двойное строение хромосом, соединенных только в области центромеры. В анафазе дочерние хромосомы с помощью микротрубочек веретена деления растягиваются к полюсам клетки. Таким образом, в анафазе хроматиды расходятся к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом. В телофазе происходят процессы, обратные тем, которые наблюдаются в профазе: начинается деспирализация (раскручивание) хромосом. Вокруг хромосом у каждого полюса из мембранных структур цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки. Разрушается веретено деления. На стадии телофазы происходит разделение цитоплазмы с образованием двух клеток. В результате митоза из одной клетки возникают две дочерние с тем же набором хромосом, что и в материнской клетке. Биологическое значение митоза состоит, таким образом, в строго одинаковом распределении между дочерними клетками материальных носителей наследственности - молекул ДНК, входящих в состав хромосом. Благодаря равномерному распределению реплицированных хромосом происходит восстановление органов и тканей после повреждения. 

Фазы мейоза.

Мейоз – это особый способ деления клеток, в результат которого происходит уменьшение числа хромосом вдвое. С помощью мейоза образуются гаметы.

Каждая хромосомы состоит из двух хромотид, которые связаны вместе одной центромерой. В процессе спирализации двойные хромосомы укорачиваются. Гомологичные хромосомы тесно соединяются друг с другом продольно (хроматида к хроматиде), происходит конъюгация. При этом хроматиды нередко перекрещиваются или перекручиваются одна вокруг другой. Затем гомологичные двойные хромосомы начинают как бы отталкиваться друг от друга. В местах перекреста хроматид происходят поперечные разрыва и обмены их участками. Это явление называют перекрестом хромосом. Одновременно, как и при митозе, распадется ядерная оболочка, исчезает ядрышко, образуются нити веретена. Отличие профазы I мейоза от профазы митоза состоит в конъюгации гомологичных хромосом и взаимном обмене участками в процессе перекреста хромосом.

 Характерный признак метафазы I — расположение в экваториальной плоскости клетки гомологичных хромосом, лежащих парами. Вслед за этим наступает анафаза I, во время которой целые гомологичные хромосомы, каждая состоящая из двух хроматид, отходят к противоположным полюсам клетки. Очень важно подчеркнуть одну особенность расхождения хромосом на этой стадии мейоза: гомологичные хромосомы каждой пары расходятся в стороны случайным образом, независимо от хромосом других пар. У каждого полюса оказывается вдвое меньше хромосом, чем было в клетке при начале деления. Затем наступает телофаза I, во время которой образуются две клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом.

 Интерфаза короткая, так как синтеза ДНК не происходит. Далее следует второе мейотическое деление (мейоз II). Оно отличается от митоза только тем, что количество хромосом в метафазе II вдвое меньше, чем количество хромосом в метафазе митоза у того же организма. Поскольку каждая хромосома состоит из двух хроматид, то в метафазе II центромеры хромосом делятся, и к полюсам расходятся хроматиды, которые становятся дочерними хромосомами. Только теперь наступает настоящая интерфаза. Из каждой исходной клетки возникают четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.