Шпаргалка по "Биологии"

 

 

3. Межклеточные  контакты виды и их структурно-функциональная характеристика

Межклеточные  соединения (контакты)

Плазмолемма многоклеточных животных организмов принимает активное участие в образовании специальных  структур — межклеточных соединений (junctiones intercellulares), обеспечивающих межклеточные взаимодействия. Различают несколько типов таких структур (рис. 7).

Простое межклеточное соединение, (junctio intercellularis simplex) — сближение плазмолемм соседних клеток на расстояние 15—20 нм. При этом происходит взаимодействие слоев гликокаликса соседних клеток. Разновидностью простого соединения является "пальцевидное", или соединение по типу замка.

Плотное соединение (запирающая зона) (zonula occludens) — зона, где слои двух плазмолемм максимально сближены, здесь происходит как бы слияние участков плазмолемм двух соседних клеток. Роль плотного замыкающего соединения заключается в механическом соединении клеток друг с другом. Эта область непроницаема для макромолекул и ионов и, следовательно, она запирает, отграничивает межклеточные щели (и вместе с ними собственно внутреннюю среду организма) от внешней среды.

Часто встречается, особенно в эпителии, особый тип  соединения — пятно сцепления, или десмосома (desmosoma). Эта структура представляет собой небольшую площадку, иногда имеющую слоистый вид, диаметром до 0,5 мкм, где между мембранами располагается зона с высокой электронной плотностью. К плазмолемме в зоне десмосомы со стороны цитоплазмы прилегает участок электронноплотного вещества, так что внутренний слой мембраны кажется утолщенным. Под этим утолщением находится область тонких фибрилл, которые могут быть погружены в относительно плотный матрикс. Функциональная роль десмосом заключается главным образом в механической связи между клетками.

Щелевидное  соединение, или нексус (nexus), представляет собой область протяженностью 0,5—3 мкм, где плазмолеммы разделены промежутком в 2—3 нм. Со стороны цитоплазмы никаких специальных примембранных структур в данной области не обнаруживается, но в структуре плазмолемм соседних клеток друг против друга располагаются специальные белковые комплексы (коннексоны), которые образуют как бы каналы из одной клетки в другую. Этот тип соединения встречается во всех группах тканей. Функциональная роль щелевидного соединения заключается в переносе ионов и мелких молекул от клетки к клетке. Так, в сердечной мышце возбуждение, в основе которого лежит процесс изменения ионной проницаемости, передается от клетки к клетке через нексус.

Синаптические соединения, или синапсы (synapsis). Этот тип соединений характерен для нервной ткани и встречается в специализированных участках контакта как между двумя нейронами, так и между нейроном и каким-либо иным элементом, входящим в состав рецептора или эффектора (например, нервно-мышечные, нервно-эпителиальные синапсы). Синапсы — участки контактов двух клеток, специализированных для односторонней передачи возбуждения или торможения от одного элемента к другому.

Строение синапса  также рассматривается в теме нервные окончания.

 

4. Структурно-функциональная характеристика органелл, участвую-

щих в биосинтезе веществ в клетках

К ним относятся  рибосомы, ЭПС (эндоплазматическая связь) гладкого типа,

ЭПС шероховатого типа, комплекс Гольджи (он будет рассмотрен отдельно).

Рибосомы – это гранулы диаметром 15-35 нм, состоящие из большой и малой

субъединиц. Каждая субъединица содержит молекулу рибосомальной  РНК и белок.

Полирибосомы  – группа рибосом, где малые субъединицы  связаны мо-

лекулой информационной РНК.

Рибосомы и  полисомы, свободно расположенные в цитоплазме, про-

дуцируют белки, которые используются для нужд самой  клетки. Аминокис-

лоты к рибосоме переносятся транспортной РНК. Рибосома создает условия

для взаимодействия между транспортной и информационной РНК и обеспе-

чивает создание полипептидных связей между аминокислотами.

ЭПС шероховатого типа – это мембранные мешки, трубочки, вакуоли,

которые в совокупности создают сеть в цитоплазме и представляют собой

систему синтеза  и внутриклеточного транспорта. Мембраны со стороны гиа-

лоплазмы покрыты  рибосомами. Данная органелла развита  в клетках, актив-

но синтезирующих  белок (плазмоциты, клетки поджелудочной  железы и др.).

По программе  информационной (матричной) РНК, с которой связаны рибосомы из приносимых транспортной РНК аминокислот, создается полипеп-

тидная цепь. Начальный конец полипептидной  цепи «сигнал» прикрепляется

к мембране, а  затем проходит через нее внутрь цистерны. Здесь он отрезается

с помощью ферментов, а молекула белка конформируется. В дальнейшем

белок транспортируется в комплекс Гольджи, а оттуда в виде окруженных

мембраной гранул – к плазмолемме для экспорта. Этим же способом созда-

ются белки  лизосом и интегральные белки  мембран.

ЭПС гладкого типа образуется из ЭПС шероховатого типа, которая

теряет рибосомы.

Функции гладкой ЭПС

1) разделение  цитоплазмы клетки на отделы  – компартменты, в каждом из

которых происходит своя группа биохимических реакций;

2) биосинтез  жиров и углеводов;

3) образование  пероксисом;

4) биосинтез  стероидных гормонов;

5) дезинтоксикация  экзо- и эндогенных ядов, гормонов и др.;

6) депонирование  ионов кальция (в миоцитах и  мышечных волокнах);

7) источник мембран  при митозе (телофаза).

 

5. Структурно-функциональная  характеристика органелл, участ-

вующих во внутриклеточном  расщеплении, защитных и обезвреживаю-

щих реакциях

К ним относятся  лизосомы и пероксисомы (в ЭПС  агранулярного типа про-

исходит обезвреживание токсинов и лекарственных веществ).

Лизосомы. Различают: 1) первичные лизосомы; 2) вторичные  лизосомы,

аутофагосомы; 3) остаточные тельца.

Первичные лизосомы имеют вид пузырьков диаметром 0,2-0,4 мкм, ог-

раниченных  мембраной. Содержат гидролитические  ферменты. Основной из

них – кислая фосфатаза. Ферменты находятся в  неактивном состоянии, но

при активации  способны расщеплять биополимеры до мономеров.

Вторичные лизосомы – это активные лизосомы, которые  образуются пу-

тем слияния  содержимого первичных лизосом  с фагосомой, пиноцитозными

вакуолями, измененными  органеллами (в последнем случае вторичная лизосо-

ма именуется  как аутофаголизосома). При этом происходит активация фер-

ментов и  лизис веществ, поступивших в  клетку или измененные органеллы.

Остаточные  тельца возникают в случае неполного  расщепления ком-

понентов, подлежащих гидролизу. Содержимое их выводится  из клетки пу-

тем экзоцитоза. Недостаток лизосомальных ферментов лежит в основе болез-

ней накопления (лизосомных болезней).

Функции лизосом

1. Внутриклеточное  пищеварение.

2. Участие в  фагоцитозе.

3. Участие в  митозе – разрушении ядерной  оболочки.

4. Участие во  внутриклеточной регенерации.

5. Участие в  аутолизе – саморазрушении клетки  после ее гибели.

Пероксисомы представляют собой пузырьки диаметром 0,3-0,5 мкм,

ограниченные  мембраной.

Матрикс содержит гранулы, фибриллы, трубочки. В них  присутствуют ок-

сидазы аминокислот  и каталаза, разрушающая перекиси.

В результате окисления  аминокислот, углеводов и других соединений в клет-

ках образуется сильный окислитель – перекись водорода, который использует-

ся для окисления  других, в том числе вредных  для организма веществ (деток-

сицирующая функция). Избыток перекиси водорода, токсичного для клетки,

разрушается ферментом  каталазой с выделением кислорода  и воды.

Функции пироксом

1. Являются органеллами  утилизации кислорода. В них  образуется

сильный окислитель перекись водорода.

2. Расщепление при помощи фермента каталазы избытка перекисей и,

таким образом, защита клеток от гибели.

3. Расщепление  при помощи синтезируемых в  самих пироксисомах пе-

рекисей токсичных  продуктов, имеющих экзогенное происхождение (деток-

сикация). Например, пероксисомы печеночных клеток, клеток почек.

4. Участие в  метаболизме клетки: ферменты пероксисом  катализируют

расщепление жирных кислот, участвуют в обмене аминокислот  и других веществ.

 

6. Структурно-функциональная характеристика органелл, участ-

вующих  в процессах выделения вещества из клеток

К ним относится  комплекс Гольджи. Он состоит из системы  уплощенных

цистерн, трубочек, вакуолей и мелких везикул. По вертикали  он отчетливо

поляризован. Это  выражается в наличии 2 полюсов:

1) выпуклая сторона  (цис-полюс), которая обращена к ядру. Через нее

в комплекс Гольджи  поступают вещества в виде транспортных пузырьков,

отделенных  от ЭПС. Здесь происходит процессинг молекул – «дозревание»;

2) вогнутая сторона  (транс-полюс), которая обращена к  плазмолемме.

Оттуда из комплекса Гольджи уходят вещества также в мембранной упаковке

(например, отшнуровываются  экзоцитозные секреторные гранулы). Экзоци-

тозные пузырьки транспортируются к плазмолемме. В  транспорте принимают

участие микротрубочки, которые имеют боковые выросты, состоят из белков,

ассоциированных с микротрубочками. Эти белки  последовательно и обратимо

связываются с  органеллами, транспортными пузырьками, секреторными гра-

нулами, другими  образованиями и таким образом  обеспечивают перемещение

их по цитоплазме. Мембрана экзоцитозного пузырька встраивается в плазмо-

лемму, а содержимое выделяется за пределы клетки. Встроенная в плазмолем-

му мембрана секреторных (экзоцитозных) гранул отделяется в цитоплазму механизмом эндоцитоза и возвращается в комлпекс Гольджи для повторного ис-

пользования. Некоторые  вещества (например, стероидные гормоны) не накап-

ливаются в  комплексе Гольджи, а выделяются из клетки путем диффузии.

 

7. Структурно-функциональная  характеристика органелл, участвую-

щих в энергопроизводстве

К ним относятся митохондрии. Они представляют собой полуавтономные орга-

неллы и аппарат  синтеза АТФ за счет энергии, получаемой при окислении органи-

ческих соединений. Эти органеллы способны перемещаться по цитоплазме, сли-

ваться одна с другой, делиться. Форма и размеры различны, число их зависит от

активности  клетки. Чаще всего это тельца длиной1-10 мкм, толщиной 0,5 мкм.

Митохондрии состоят  из наружной и внутренней мембран, разделенных

межмембранным пространством, и содержат митохондриальный матрикс, в

который обращены складки внутренней мембраны (кристы).

Наружная митохондриальная мембрана напоминает плазмолемму, содержит

много молекул  специализированных транспортных белков (например, по-

рин), формирующих  каналы, обеспечивающие высокую проницаемость. На

ней находятся  рецепторы, распознающие белки, которые  переносятся через

обе митохондриальные мембраны в зонах их слипания.

Внутренняя  митохондриальная мембрана образует выпячивания  – кристы,

благодаря которым  площадь внутренней мембраны значительно  увеличивает-

ся. На кристах  находятся элементарные частицы, которые  представляют собой

комплексы ферментов  фосфорилирования (синтеза АТФ) за счет энергии, ос-

вобождающейся в митохондриях в результате процессов  окисления.

Митохондриальный  матрикс – гомогенное мелкозернистое образование,

содержащее  много ферментов, митохондриальную ДНК, митохондриальные

рибосомы, митохондриальные гранулы, связывающие двухвалетные катио-

ны, в частности  Са ++, Mg++. Катионы необходимы для  поддержания актив-

ности митохондриальных ферментов.

Функции митохондрий

1. Обеспечение  клетки энергией в виде АТФ.

2. Участие в  биосинтезе стероидных гормонов (некоторые звенья био-

синтеза этих гормонов протекают в митохондриях). В таких  клетках – мито-

хондрии со сложными крупными трубчатыми кристами.

3. Депонирование  кальция.