Презентация на тему: биология клетки

БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ ГБОУ ВПО ТВЕРСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра биологии

Формат лекции 1. Уровни организации жизни 2. Структурно-функциональная организация клетки 3. Репродукция клеток

ОСНОВНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ Ген Клетка Организм Популяция Биогеоценоз Мутации Обмен веществ Онтогенез Изменение генофонда Круговорот веществ и энергии

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ ПА – поверхностный аппарат Ц – цитоплазма с органеллами и включениями Я – ядерный аппарат

Прокариоты поверхностный аппарат (клеточная оболочка) цитоплазма с эндоплазматической сетью и рибосомами ядерное вещество (нуклеоид - одиночная кольцевая молекула ДНК)

Эукариоты ядро цитолемма цитоплазма органеллы включения

Цитолемма надмембранный комплекс плазмалемма подмембранный комплекс

Цитолемма Жидкостно-мозаичная модель

Функции цитолеммы защитная транспортная (по направлению транспорта: эндоцитоз и экзоцитоз; по механизму: пассивный и активный) рецепторная антигенная адгезивная

Цитоплазма гиалоплазма органеллы включения

Классификация органелл

Классификация органелл по строению ● немембранные (рибосомы, центриоли, микротрубочки...) ● мембранные - одномембранные (эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы...) - двухмембранные (митохондрии, пластиды)

Компоненты ядра кариолемма хроматин ядрышки кариолимфа (ядерный матрикс)

Химический состав хроматина эукариот ДНК - 40% РНК ≈1% белки - 60%: основные белки (гистоны) - 40%; кислые (негистоновые) белки - 20% нуклеопротеид

2 состояния ДНК в интерфазной клетке ДНК деспирализована; в составе хроматина во время деления клетки ДНК спирализуется; хроматин преобразуется в хромосомы

Хроматин Эухроматин – невидимый, деспирализованный, активный Гетерохроматин – видимый, спирализован, неактивный Чем компактнее хроматин, тем он менее активен

Уровни упаковки хроматина Нуклеосомный Нуклеомерный Хромомерный Хромонемный

Уровни упаковки хроматина нуклеосомный – комплекс ДНК и гистонов. Гистоны образуют – коры, вокруг них спирально накручивается ДНК, образуется нуклеогистоновая нить (похожа на цепочку бусин)

Уровни упаковки хроматина Нуклеомерный - скрученная в спираль нуклеосомная нить (соленоид). 1 виток - 6 нуклеогистонов. Нуклеосомный и нуклеомерный хроматин выявляется в интерфазу в виде тонких нитей и глыбок

Уровни упаковки хроматина Хромомерный - укладка фибрилл в петли (профазная хромосома)

Уровни упаковки хроматина Хромонемный – спиральная укладка хромомерной структуры (метафазная хромосома)

Уровни упаковки хроматина

Ядрышки формируются вокруг определенных участков хромосом - ядрышковых организаторов (у человека в 13-15, 21-22 хромосомах) во время деления ядрышки растворяются функции: синтез рРНК и образование рибосом

Функции ядра хранение передача реализация наследственной информации

Репродукция клеток

Репродукция клеток обеспечивает размножение развитие рост организма самообновление Даже Я вначале был одной клеткой ???

Размножение организмов В основе бесполого и полового размно- жения лежат процессы деления клеток. При бесполом размножении соматическая клетка (или их группа) делятся, чаще всего митозом При половом размножении в процессе гаметогенеза происходит митоз (период размножения), увеличивается количество незрелых клеток предшественников; в период созревания происходит мейоз, формируются гаметы, способные к оплодотворению.

Развитие организмов зигота- одноклеточная стадия многоклеточный эмбрион сформированный зародыш 8 месяцев после рождения

Рост организма В основе роста лежит увеличение количества клеток- результат репродукции клеток

Самообновление организма или физиологическая регенерация В процессе жизнедеятельности организма происходит закономерное старение и отмирание клеток, на смену им образуются новые клетки Примеры: - слущивание ороговевших клеток эпидермиса -обновление клеточного состава крови --------> -обновление слизистой оболочки кишечника

Способы репродукции клеток Митоз – универсальный способ деления соматических клеток Результат: увеличение количества идентичных клеток Амитоз – прямое деление (иногда в соматических клетках) Результат: образование двуядерных (многоядерных) клеток или дочерних генетически неполноценных клеток Мейоз – деление клеток-предшественников гамет Результат: образование гаплоидных, генетически разнородных половых клеток

Митоз деление соматических клеток Результат: увеличение количества генетически идентичных клеток; генетический материал между дочерними клетками распределяется поровну 2n2c исходная клетка дочерние 2n2c 2п2с клетки

Митоз Общая схема митоза---> Стадии: интерфаза профаза метафаза анафаза телофаза Митоз в растительных клетках (корешок лука) ---->

Фазы митоза Профаза – спирализация хромосом, исчезнове- ние ядрышка, фрагментация ядерной оболочки; Метафаза – хромосомы - по экватору клетки; Анафаза - хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам клетки; Телофаза - формируются ядра дочерних клеток, разделяется цитоплазма, образуются а) б) оболочки клеток (а)-растительная клетка; (б)-животная клетка;

Амитоз Особенности амитоза - подготовки к делению нет; - ядро делится на 2 и более частей; - генетический материал между до- черними ядрами распределяется случайно, неравномерно; - цитотомия чаще не происходит; - образуются двуядерные или многоядерные клетки

Апоптоз процесс самоуничтожения клеток Значение апоптоза - не допустить репродукцию нежелательных клеток и удалить их из организма. Путем апоптоза удаляются клетки: -утратившие свое значение в эмбриогенезе, -клетки органов, подвергающихся инволюции в онтогенезе, -мутировавшие, -злокачественно трансформированные и др.

Апоптоз. Цитоморфология. При апоптозе происходят характерные изменения: - уплотнение гиалоплазмы; - конденсация и деградация хроматина; - кариопикноз и кариорексис; - фрагментация клетки с образованием апоптозных телец, (окруженных мембраной клеточных структур). Апоптозные тельца - маркеры апоптоза.

Эндорепродукция Политения - образование многонитчатых хромосом (политенных) в результате многократной репликации одной и той же молекулы ДНК. Результат –гигантские интерфазные хромосомы, видимые в световой микроскоп. Они активны и участки транскрипции отчетливо видны как пуфы(утолщения) Значение: - биологическое - резкое ускорение синтеза определенного белка; - научное - цитологические генетические карты.

Мейоз деление, характерное для недифференнованных клеток гонад (2 последовательных деления) В мейозе происходят особые процессы: перекомбинация генетического материала, в результате дочерние клетки (гаметы) генетически неоднородны; гаплоидизация дочерних клеток ; исходная клетка -2n2с –дочерние - nс;

Мейоз Название фаз, как в митозе. Все отличия связаны с мейозом I : Кроссинговер (обмен участками хроматид гомологичных хромосом). ------> 2. В анафазе I расходятся целые хромосомы, а не хроматиды. В телофазе I образуются 2 дочерние клетки n2с, генетически различные Мейоз II – типичный митоз, образуются клетки nc, неоднородные по генотипическому составу

Особенности сперматогенеза у человека происходит в репродуктивном периоде (14-16 до 60-70 лет) протекает непрерывно и синхронно общая продолжительность 3 месяца мутации, вызванные внешними факторами, не накапливаются

Сперматогенез

Особенности овогенеза у женщин начинается в эмбриогенезе, завершается в 45-50 лет в эмбриогенезе проходят стадии: размножения, роста, начало созревания, в постэмбриогенезе – завершается стадия созревания яйцеклетки не обновляются, мутации в них накапливаются асинхронно и прерывисто (2 блока в фазе созревания), 1-ый блок в эмбриогенезе (в возрасте плода 7-9 месяцев) в диплотену профазы I мейоза; возобновление асинхронно: по одному овоциту каждые 28 дней 2-ой блок в метафазу мейоза II завершается только после оплодотворения

Периоды онтогенеза Стадии овогенеза Характеристика Эмбриогенез 2-3 месяца 5-6 месяцев размножение рост синхронно, без блоков 7-9 месяцев созревание: мейоз I (интерфаза, диплотена профазы I) 1-ый блок; возобновляется асинхронно Постэмбрио-генез: с 12-14 лет до 45-50 лет завершение мейоза I; мейоз II (интерфаза, профаза, метафаза) мейоза II 2-ой блок снимается после оплодотворения

Овогенез

Донесем знания до каждой клетки!

Митохондрии наружная, внутренняя мембраны, матрикс (ДНК и рибосомы)

Функции митохондрий окислительная синтез АТФ синтез собственных белков цитоплазматическая митохондриальная наследственность авторепродукция

Пластинчатый комплекс Гольджи

Диктиосома цистерны канальцы микропузырьки

Функции ПК концентрационная выделительная образование первичных лизосом

Центросома

Центросома центриоли центросфера функции: в процессе деления клетки формирует ахроматиновое веретено, которое обеспечивает расхождение хромосом к полюсам клетки в митозе или мейозе

Лизосомы - мембрана - матрикс

Лизосома постлизосома

ЦПС стенка канала – мембрана полость канала Функции: -транспортная -синтетическая

ЦПС

Пероксисомы матрикс ферменты: оксидазы и пероксидазы (в высокой концентрации)

Микротрубочки в цитоплазме свободно входят в состав центриолей, жгутиков и ресничек Функции: - опорная (цитоскелет) - транспортная

Включения временные компоненты клетки непостоянный химический состав и структура продукты жизнедеятельности клетки

Классификация включений трофические (белки, жиры, углеводы…) пигментные секреторные экскреторные

Включения

Донесем знания до каждой клетки!

Спасибо за внимание тем, кто слушал!

Жизнь продолжается !!!