Клетка. Методы исследования

Содержание

Слайд 2

Большинство живых организмов представлено одиночными клетками, другие крупными многоклеточными сообществами. Отдельные

Большинство живых организмов представлено одиночными клетками, другие крупными многоклеточными сообществами. Отдельные

группы клеток выполняют специализированные функции и связаны сложными системами связи.

Все клетки на земле хранят свою наследственную информацию в форме двухцепочечных молекул ДНК.

Живая клетка обладает большой свободной внутренней энергией. Для воспроизводства новой клетки по своему образу и подобию необходима свободная энергия, а также сырье для осуществления реакций синтеза.

Слайд 3

Основополагающая функциональная единица живого Могут быть главными (стволовые клетки) Могут подчиняться

Основополагающая функциональная единица живого
Могут быть главными (стволовые клетки)
Могут подчиняться законам соседних

клеток

Живут двойной жизнью: в мире химии и в мире смысла

КЛЕТКИ

Слайд 4

Росс Гранвиль Гаррисон (Ross Granville Harrison) американский биолог, врач, эмбриолог. Совершил

Росс Гранвиль Гаррисон (Ross Granville Harrison) американский биолог, врач, эмбриолог. Совершил одно

из важнейших открытий в истории медицины - метод культивирования тканей, то есть выращивание живых клеток в лабораторных условиях.
Первым научился культивировать клетки вне организма.
«Мы живем в мире наших клеток, которые
живут двойной жизнью: в мире химии
и в мире смысла».

Сформулировал интересный постулат:

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

ОТЛИЧИЯ СТРОЕНИЯ КЛЕТОК ПРО- И ЭУКАРИОТ

ОТЛИЧИЯ СТРОЕНИЯ КЛЕТОК ПРО- И ЭУКАРИОТ

Слайд 8

Существенно различаются подвижные формы прокариотических и эукариотических клеток. Электронная микроскопия выявила

Существенно различаются подвижные формы прокариотических и эукариотических клеток.

Электронная микроскопия выявила

структурное сходство всех ундулиподиев эукариотических организмов и резкие их отличия от жгутиков прокариот

Двигательные приспособления подвижных эукариотических клеток получили название ундулиподиев (Реснички · Жгутик · Аксонема · Радиальные спицы), закрепляющихся в клетке с помощью особых телец кинетосом (базальных телец).

Прокариоты имеют двигательные приспособления в виде жгутиков или ресничек , состоящих из белка флагеллина.

Слайд 9

Сеть белковых филаментов, которая обеспечивает пространственную структуру цитоплазмы эукариотических клеток. Три

Сеть белковых филаментов, которая обеспечивает пространственную структуру цитоплазмы эукариотических клеток.

Три основных

типа филаментов: актиновые, промежуточные и микротрубочки.
Актиновые филаменты самые тонкие и легко ломаются
Промежуточные – легко гнутся, но их сложно сломать.
Микротрубочки-это прочные и жесткие полые трубки.

Субъединицы микротрубочек – тубулин и актиновых филаментов – актин связывают и гидролизуют нуклеотидтрифосфаты.
Тубулин - GTP
Актин - ATP

ЦИТОСКЕЛЕТ

Слайд 10

Слайд 11

Подковообразное (бобовидное) ядро Округлое ядро Оно может быть различной формы: округлым,

Подковообразное (бобовидное) ядро

Округлое ядро

Оно может быть различной формы: округлым, яйцевидным, подковообразным,

сегментированным (редко), вытянутым в длину, веретеновидным и т. д.

Ядро чаще всего расположено в центре клетки, и только у растительных клеток с центральной вакуолью — в пристеночной протоплазме.

Большинство клеток имеют одно ядро. Некоторые клетки могут содержать по 2 ядра (у инфузорий это макронуклеус и микронуклеус).

Слайд 12

Многоядерные клетки поперечнополосатой мышечной ткани В эукариотических организмах существуют клетки, не

Многоядерные клетки поперечнополосатой мышечной ткани

В эукариотических организмах существуют клетки, не

имеющие ядер, но срок их жизни недолог (зрелые эритроциты, живут в среднем 125 суток). Также известны многоядерные клетки (поперечнополосатые мышечные волокна, грибные клетки)

В ядре находится более 90% ДНК всей клетки.

Слайд 13

Участок процессинга молекул рРНК и их сборки в субъединицы рибосом. Не

Участок процессинга молекул рРНК и их сборки в субъединицы рибосом. Не

окружено
мембраной

Размер ядрышка отражает число рибосом, производимых
клеткой. Иногда занимает до 25% размера от всего ядра.

Ядрышко – место где производятся другие РНК и другие РНК-белковые комплексы

ЯДРЫШКО

Слайд 14

Изменения ядрышка на разных стадиях клеточного цикла. После митоза каждая из

Изменения ядрышка на разных стадиях клеточного цикла.

После митоза каждая из 10

хромосом, несущих группу генов рРНК, начинает формировать крошечное ядрышко. Они по мере роста соединяются и образуют единое большое ядрышко, характерное для клеток в интерфазе.
Слайд 15

Тельца Кохаля Кластеры интерохроматиновых гранул Не имеют мембран и достаточно динамичны.

Тельца Кохаля

Кластеры интерохроматиновых гранул

Не имеют мембран и достаточно динамичны. Их появление

связано со скоплением белковых и РНК-компонентов, участвующих в синтезе, сборке, хранении макромолекул и экспрессии генов. Они служат участками, в которых компоненты, вовлеченные в процессинг РНК, собираются, хранятся и вновь запускаются в оборот.

ДРУГИЕ СУБЪЯДЕРНЫЕ СТРУКТУРЫ

Слайд 16

деление клеток, внутриклеточный транспорт, рециркуляция веществ, подвижность клетки. Это достаточно лабильные,

деление клеток, внутриклеточный транспорт, рециркуляция веществ,
подвижность клетки.
Это достаточно лабильные, изменяющиеся цилиндрические

структуры, состоящие из белка тубулина.
Белки, связанные с микротрубочками –МАР 1 и МАР2 и тау-белки.


Обычно зарождение микротрубочек происходит в специфическом месте клетки – центре организации микротрубочек МТОС (полярное тельце,
Центросома).

ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ ОРГАНЕЛЛЫ

МИКРОТРУБОЧКИ

Слайд 17

выделяют 3 отдела цистерн, окружённых мембранными пузырьками: Цис-отдел (ближний к ядру);

выделяют 3 отдела цистерн, окружённых мембранными пузырьками:
Цис-отдел (ближний к ядру);
Медиальный отдел;
Транс-отдел

(самый отдалённый от ядра).
Главная функция аппарата Гольджи — сортировка проходящих через него белков. В аппарате Гольджи происходит формирование «трехнаправленного белкового потока»:

КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ

Слайд 18

–главные пищеварительные органеллы клетки. Одна из отличительных особенностей – низкий уровень

–главные пищеварительные органеллы клетки. Одна из отличительных особенностей – низкий уровень

рН.

Лизосомы

В 1949—1952 годах биохимик Кристиан де Дюв и его студенты, изучавшие действие инсулина в клетках печени крыс, случайно обнаружили неожиданное различие в активности кислой фосфатазы в зависимости от способа выделения.

С нарушением функций лизосом связан ряд наследственных заболеваний у человека, называемых лизосомными болезнями накопления

Слайд 19

обеспечивает механическую поддержку клеток и транспорт химических веществ . Основные компоненты

обеспечивает механическую поддержку клеток и транспорт химических веществ .

Основные компоненты внеклеточного

матрикса — гликопротеины, протеогликаны и гиалуроновая кислота обычно образуют гидратированный гель в промежутках между волокнами. Коллаген является превалирующим гликопротеином внеклеточного матрикса у большинства животных.
Целлюлоза и хитин самые распространеннные биополимеры.

Макромолекулы матрикса обычно секретируются фибробластами, а состоит матрикс из колленовых фибрилл.

ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС

Слайд 20

мембрана ЭПР морфологически идентична оболочке клеточного ядра и составляет с ней

мембрана ЭПР морфологически идентична оболочке клеточного ядра и составляет с

ней одно целое.
Гладкий синтезирует провакуоли для жизни растительной клетки, а шероховатый участвует в синтезе белков.

Лабиринт разветвленных трубочек и уплощенных мешочков, расположенных по всему цитозолю. Занимает более 10% объема клетки.

ЭПР играет роль в биосинтезе белков и липидов, служит депо внутриклеточного Са 2+

ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ
РЕТИКУЛУМ

Слайд 21

-Энергетическая станция клетки; основная функция — окисление органических соединений и использование

-Энергетическая станция клетки; основная функция — окисление органических соединений и использование

освобождающейся при их распаде энергии и для генерации электрического потенциала, синтеза АТФ и термогенеза
Содержит 16,5 кб ДНК, кодирует 2 рибосомные РНК и 22 тРНК, 13 белков.

Наружная мембрана содержит белок – порин. Внутренняя мембрана образует множество смежных складок-крист

МИТОХОНДРИЯ

Слайд 22

фотосинтез Имеют собственный геном Родословная от одного вида цианобактерии, произошли более миллиарда лет назад. ХЛОРОПЛАСТЫ

фотосинтез

Имеют собственный геном

Родословная от одного вида цианобактерии,
произошли более миллиарда лет

назад.

ХЛОРОПЛАСТЫ

Слайд 23

- важнейший немембранный органоид живой клетки, служащий для биосинтеза белка из

- важнейший немембранный органоид живой клетки, служащий для биосинтеза белка из

аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК (мРНК).
Этот процесс называется трансляцией.
Синтез рибосом у эукариот происходит в специальной внутриядерной структуре — ядрышке. Рибосома на 30—50 % состоит из белка.

РИБОСОМЫ

Слайд 24

Органоиды клетки

Органоиды клетки

Слайд 25

Слайд 26

МОДЕЛИ ЭУКАРИОТ Дрожжи В 1997 году была определена полная последовательность генома

МОДЕЛИ ЭУКАРИОТ

Дрожжи

В 1997 году была определена полная последовательность генома 137000000 пар

нуклеотидов (78520 п.н.) митохондриальной ДНК.

Геном 140 млн п.н

Слайд 27

Геном из 97 млн п.н. кодирует приблизительно 19 тыс белков. Геном

Геном из 97 млн п.н. кодирует приблизительно
19 тыс белков.

Геном 170 млн

п.н. и кодирует 14000 белков
Слайд 28

СРАВНЕНИЕ ТРАДИЦИОННОЙ И КОНФОКАЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ Зародыш Drozophilla на стадии гаструлы Позволяет

СРАВНЕНИЕ ТРАДИЦИОННОЙ
И КОНФОКАЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ

Зародыш Drozophilla на стадии гаструлы

Позволяет расшифровать структуры
сложных

трехмерных объектов (сети волокон цитоскелета в цитоплазме, распределение хромосом и генов в ядре.

Качество изображения при световой
микроскопии зависит от тонкости приготовленноо среза. Разрешение световой микроскопии ограничено длиной волны видимого света.

Слайд 29

Визуализация клеток Фазово-контрастная и дифференциально интерференционная контрастная микроскопия а) светлопольная; б)

Визуализация клеток

Фазово-контрастная и дифференциально интерференционная контрастная микроскопия

а) светлопольная; б) ФК; в)

ДИК; г) темнопольная

Используют в случае митоза или миграции клеток

Слайд 30

Флуоресцентные зонды Флуоресцентная микроскопия Применяют для обнаружения определенных белков или других

Флуоресцентные зонды

Флуоресцентная микроскопия

Применяют для обнаружения
определенных белков или других молекул в клетках

и тканях.
В основном используют двакрасителя: родамин (красным светом при возбуждении зелено-желтым)( и флуоресцеин (с зеленой флуоресценцией при возбуждении синим светом)
Слайд 31

АНТИТЕЛА – это уникальные белки, синтезируются в миллиардах различных форм, каждая

АНТИТЕЛА – это уникальные белки, синтезируются в миллиардах различных
форм, каждая

несет сайт связывания, узнающий определенную мишень или антиген. Антитела метят флуоресцентными зондами

Непрямая иммуноцитохимия.
Флуоресцентный краситель сшит со специфическим антителом – первичным, но более сильный сигнал при помощи немеченного первичного антитела, котрое затем взаимодействует с набором меченных вторичных антител.

Иногда в качестве сигнала используют фермент. Фермент щелочная
Фосфатаза дает неорганический фосфат, тот приводит к образованию окрашенного осадка, т.е. к определению комплекса антиген-антитело. Твердофазный иммуноферментный анализ ELISA. Используют в тестах на беременность и на выявление разного рода инфекций.

Слайд 32

РАДИОАВТОГРАФИЯ. Радиоактивные молекулы можно использовать для наблюдения за ходом любого процесса

РАДИОАВТОГРАФИЯ.

Радиоактивные молекулы можно использовать для наблюдения за ходом любого процесса в

клетке. Живые клетки подвергают действию радиоизотопа, инкубируют некоторое время, давая метке проникнуть в клетку. Затем фиксируют. Препарат покрывают фотографической эмульсией и оставляют в темноте, затем проявляют и определяют положение радиоактивности по положению серебристых зерен.

Черные точки-это серебряные зерна, указывают на клетки, синтезирующие новую ДНК.
Меченные 3Н-тимидином ядра нейроэпителия внутреннего уха цыпленка.