Введение в клеточную биологию

Содержание

Слайд 2

Основные положения клеточной теории 1. Все живые организмы (исключая вирусы) состоят

Основные положения клеточной теории

1. Все живые организмы (исключая вирусы) состоят из

клеток и продуктов их жизнедеятельности. 
2. Клетки всех живых организмов имеют принципиальное сходство своего строения и обмена веществ.
3. Каждая клетка образуется только путем деления уже существующей клетки.
4. Активность многоклеточного организма слагается из активности его клеток и результатов их взаимодействия. 
Слайд 3

Эукариотические/Прокариотические Одноклеточные/Многоклеточные Растительные/Животные Соматические/Половые Размер Форма Специализация Разнообразие клеток

Эукариотические/Прокариотические
Одноклеточные/Многоклеточные
Растительные/Животные
Соматические/Половые
Размер
Форма
Специализация

Разнообразие клеток

Слайд 4

Строение животной (А) и растительной (Б) клеток

Строение животной (А) и растительной (Б) клеток

Слайд 5

Строение плазматической мембраны

Строение плазматической мембраны

Слайд 6

Структура фосфолипида (фосфатидилхолин)

Структура фосфолипида (фосфатидилхолин)

Слайд 7

Мембранные фосфолипиды

Мембранные фосфолипиды

Слайд 8

Холестерин (холестерол)

Холестерин (холестерол)

Слайд 9

Холестерин в составе мембраны

Холестерин в составе мембраны

Слайд 10

Слайд 11

От фосфолипидов зависят такие свойства мембран, как проницаемость, рецепторная функция, каталитическая

От фосфолипидов зависят такие свойства мембран, как проницаемость, рецепторная функция, каталитическая активность мембраносвязанных ферментов.
Холестерол

придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие.
Для мембран характерна текучесть - способность липидов и белков к латеральной диффузии. Скорость перемещения молекул зависит от микровязкости мембран, которая, в свою очередь, определяется относительным содержанием насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в составе липидов. Ацильные (алифатические) остатки ненасыщенных жирных кислот имеют так называемые «изломы», которые препятствуют слишком плотной упаковке молекул в мембране и делают её более рыхлой, а следовательно и более «текучей».
На текучесть мембран также влияют размеры углеводородных «хвостов» липидов, с увеличением длины которых мембрана становится более «текучей».
Слайд 12

Эксперимент Гортера и Гренделя (1925)

Эксперимент Гортера и Гренделя (1925)

Слайд 13

Органеллы (органоиды) — постоянные компоненты клетки, жизненно необходимые для её существования.

Органеллы (органоиды) — постоянные компоненты клетки, жизненно необходимые для её существования.
Органеллы

делятся на мембранные (одномембранные или двумембранные) и немембранные.
К одномембранным относят эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы.
К двумембранным - митохондрии, пластиды, клеточное ядро.
Немембранные включают в себя рибосомы и клеточный центр. Отдельно рассматривается цитоскелет — обязательная, но постоянно меняющаяся структура клетки.
Слайд 14

Эндоплазматический ретикулум - внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему

Эндоплазматический ретикулум - внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему

из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев.
Слайд 15

Функции шероховатого ЭР: синтез белков и их начальные посттрансляционные модификации (первичное

Функции шероховатого ЭР:
синтез белков и их начальные посттрансляционные модификации (первичное

гликозилирование);
синтез мембранных липидов и сборка мембран.
Слайд 16

Функции гладкого ЭР: Синтез гормонов; Накопление гликогена; Нейтрализация токсинов; Депонирование кальция.

Функции гладкого ЭР:
Синтез гормонов;
Накопление гликогена;
Нейтрализация токсинов;
Депонирование кальция.

Слайд 17

Аппарат Гольджи — мембранная структура эукариотической клетки, органелла, в основном предназначенная

Аппарат Гольджи — мембранная структура эукариотической клетки, органелла, в основном предназначенная для выведения

веществ, синтезированных в эндоплазматическом ретикулуме.
Функции:
- Сортировка белков;
Посттрансляционные модификации белков;
Синтез полисахаридов.
Слайд 18

Слайд 19

Лизосома — окружённый мембраной клеточный органоид, содержащий гидролитические ферменты. Лизосома отвечает

Лизосома — окружённый мембраной клеточный органоид, содержащий гидролитические ферменты. Лизосома отвечает за внутриклеточное

переваривание макромолекул, в том числе при аутофагии.
Слайд 20

Функции пероксисом: - Удаление активных форм кислорода из клетки. Например, расщепление

Функции пероксисом:
- Удаление активных форм кислорода из клетки. Например, расщепление пероксида водорода

ферментом каталазой;
- Бета-окисление жирных кислот.

Пероксисомы

Слайд 21

Вакуоль — одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции. Вакуоль

Вакуоль — одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции.

Вакуоль

Слайд 22

Вакуоли выполняют следующие функции: 1. Поддержание осмотического давления; 2. Вакуоли содержат

Вакуоли выполняют следующие функции:
1. Поддержание осмотического давления;
2. Вакуоли содержат некоторые пигменты (антоцианины);
3. У растений

в вакуолях содержатся иногда гидролитические ферменты, и тогда при жизни клетки вакуоли действуют как лизосомы.
4. В вакуолях растения могут накапливаться отходы жизнедеятельности и некоторые вторичные метаболиты, которые могут играть защитную функцию.
5. Некоторые из компонентов вакуолярного сока играют роль запасных питательных веществ, при необходимости используемых цитоплазмой. Среди них в первую очередь следует назвать сахарозу, минеральные соли и инулин.
Слайд 23

Цитоскелет Актиновые микрофиламенты окрашены в красный, микротрубочки — в зелёный, ядра клеток — в голубой цвет.

Цитоскелет

Актиновые микрофиламенты окрашены в красный, микротрубочки — в зелёный, ядра клеток — в

голубой цвет.
Слайд 24

Цитоскелет — это клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой

Цитоскелет — это клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой клетки.

Он присутствует во всех клетках эукариот.
Цитоскелет — динамичная, изменяющаяся структура, в функции которой входит поддержание и адаптация формы клетки ко внешним воздействиям, экзо- и эндоцитоз, обеспечение движения клетки как целого, активный внутриклеточный транспорт и клеточное деление.
Слайд 25

Строение микротрубочки

Строение микротрубочки

Слайд 26

Слайд 27

Образование фрагмопласта при клеточном делении у растений

Образование фрагмопласта при клеточном делении у растений

Слайд 28

Слайд 29

Микротрубочки в клетке используются в качестве «рельсов» для транспортировки частиц. По

Микротрубочки в клетке используются в качестве «рельсов» для транспортировки частиц. По

их поверхности могут перемещаться мембранные пузырьки и митохондрии. Транспортировку по микротрубочкам осуществляют белки, называемые моторными.
Выделяют два вида моторных белков:
цитоплазматические динеины;
кинезины.
Слайд 30

Цитоплазматический динеин

Цитоплазматический динеин

Слайд 31

Кинезин

Кинезин

Слайд 32

Слайд 33

Цитоплазматические ПФ есть не у всех эукариот, они обнаружены только у

Цитоплазматические ПФ есть не у всех эукариот, они обнаружены только у

некоторых групп животных. Так, ПФ есть у нематод, моллюсков и позвоночных, но не найдены у членистоногих и иглокожих. У позвочноных ПФ отсутствуют в некоторых клетках (например, олигодендроцитах). В растительных клетках ПФ не обнаружены. ПФ особенно много в клетках, подверженных механическим нагрузкам: в эпителиях, где ПФ участвуют в соединении клеток друг с другом через десмосомы, в нервных волокнах, в клетках гладкой и поперечно-полосатой мышечной ткани.
Слайд 34

Основными функциями актиновых филаментов являются: поддержание формы и придание жесткости клетке;

Основными функциями актиновых филаментов являются: поддержание формы и придание жесткости клетке;

участие в формировании межклеточных соединений, участие в транспортных процессах - эндо- и экзоцитозе; участие в процессах перемещения клеточных органелл, транспортных и секреторных пузырьков и в образовании микроворсинок, в формировании специализированных для мышечных структур акто-миозиновых сократительных комплексов, а также в образовании клеточной перетяжки при цитотомии; участие в изменении формы клеток и амебоидном движении.
Слайд 35

Макрофаг поглощает бактерию

Макрофаг поглощает бактерию

Слайд 36

Актин-спектриновый цитоскелет эритроцитов

Актин-спектриновый цитоскелет эритроцитов

Слайд 37

Клеточное ядро Ядро – двумембранный компартмент, заключающий в себе генетический аппарат

Клеточное ядро

Ядро – двумембранный компартмент, заключающий в себе генетический аппарат клетки.


Функции ядра: 
1) хранение наследственной информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления,
2) регуляция жизнедеятельности клетки путем регуляции синтеза различных белков,
3) место образования субъединиц рибосом.
Слайд 38

Строение ядра

Строение ядра

Слайд 39

Слайд 40

Ядерный матрикс — опорная структура ядра клетки, составленная периферической пластинкой (ламиной)

Ядерный матрикс — опорная структура ядра клетки, составленная периферической пластинкой (ламиной) и пронизывающими

ядро тяжами.
Считается, что матрикс построен преимущественно из негистоновых белков, формирующих сложную разветвлённую сеть, сообщающуюся с ядерной ламиной. Возможно, ядерный матрикс принимает участие в формировании функциональных доменов хроматина. В геноме эукариот имеются специальные А-Т-богатые участки прикрепления к ядерному матриксу (англ. S/MAR — Matrix/Scaffold Attachment Regions), служащие, как предполагается, для заякоривания петель хроматина на белках ядерного матрикса.
Слайд 41

Ядро и его матрикс

Ядро и его матрикс

Слайд 42

Ядро и его матрикс

Ядро и его матрикс

Слайд 43

Слайд 44

Хроматин Хроматин — это вещество хромосом, представляющее собой комплекс ДНК, РНК

Хроматин

Хроматин — это вещество хромосом, представляющее собой комплекс ДНК, РНК и белков. Именно в

составе хроматина происходит реализация генетической информации, а также репликация и репарация ДНК.
Слайд 45

Если хроматин упакован плотно, его называют гетерохроматином, он хорошо видим под

Если хроматин упакован плотно, его называют гетерохроматином, он хорошо видим под

микроскопом. ДНК, находящаяся в гетерохроматине не транскрибируется, обычно это состояние характерно для незначащих или молчащих участков. В интерфазе гетерохроматин обычно располагается по периферии ядра (пристеночный гетерохроматин). Полная конденсация хромосом происходит перед делением клетки.
Если хроматин упакован неплотно, его называют эухроматином. Этот вид хроматина гораздо менее плотный при наблюдении под микроскопом и обычно характеризуется транскрипционной активностью.
Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Слайд 49

Слайд 50

Слайд 51

Пример химической работы: фосфорилирование глюкозы

Пример химической работы: фосфорилирование глюкозы

Слайд 52

Пример электрической работы: поддержание мембранного потенциала (дополнительный механизм)

Пример электрической работы: поддержание мембранного потенциала (дополнительный механизм)

Слайд 53

Осмотическая работа - работа по переносу различных веществ через мембраны против градиента концентрации

Осмотическая работа - работа по переносу различных веществ через мембраны против градиента

концентрации
Слайд 54

Механическая работа

Механическая работа

Слайд 55

Строение митохондрии

Строение митохондрии

Слайд 56

Слайд 57

Слайд 58

Слайд 59

Окисление/восстановление NAD+

Окисление/восстановление NAD+

Слайд 60

Электронтранспортная цепь митохондрий

Электронтранспортная цепь митохондрий

Слайд 61

Окислительно-восстановительный потенциал компонентов электронтранспортной цепи митохондрий

Окислительно-восстановительный потенциал компонентов электронтранспортной цепи митохондрий

Слайд 62

Слайд 63

Хлоропласт - двумембранный органоид, имеющий сложное строение, а также содержащий хлорофилл, благодаря которому происходит процесс фотосинтеза.

Хлоропласт - двумембранный органоид, имеющий сложное строение, а также содержащий хлорофилл, благодаря

которому происходит процесс фотосинтеза.
Слайд 64

Светозависимая фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов

Светозависимая фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов

Слайд 65

Антенный комплекс

Антенный комплекс

Слайд 66

Темновая фаза (светонезависимая) протекает в строме хлоропласта. Для ее реакций не

Темновая фаза (светонезависимая) протекает в строме хлоропласта.
Для ее реакций не

нужна энергия света. Реакции темновой фазы представляют собой цепочку последовательных преобразований углекислого газа (поступает из воздуха), приводящую к образованию глюкозы и других органических веществ.
В ходе темновой фазы происходит фиксация углекислого газа и его восстановление до глюкозы в ходе цикла Кальвина.
В ходе темновой фазы используются АТФ и НАДФН, синтезированные в световую фазу.