На підготовчому етапі за допомогою травних ферментів великі органічні молекули розщеплюються на мономери: білки - до амінокислот, жири – до гліцерину та жирних кислот, полісахариди – до моносахаридів, нуклеїнові кислоти - до нуклеотидів. Енергія, яка при цьому вивільняється, розсіюється у вигляді тепла.
Безкисневий (анаеробний) етап енергетичного обміну відбувається у клітинах. На даному етапі молекули глюкози розщеплюються шляхом гліко-
лізу на дві молекули піровиноградної (С3Н403) або (особливо у м'язових клітинах) молочної кислоти (С3Н603). Під час гліколізу виділяється близько 200 кДженергії. Частина її (близько 80 кДж) витрачається на синтез двох молекул АТФ, а решта (приблизно 120 кДж) C розсіюється у вигляді тепла.
Кисневий (аеробний) етап енергетичного обміну можливий лише в аеробних умовах (за наявності кисню), коли органічні сполуки, що утворилися на безкисневому етапі, окиснюються в клітинах
до кінцевих продуктів C С02 та Н20. Окиснення сполук пов'язане з відщепленням від них водню, який передається за допомогою особливих біологічно активних речовин-переносників до молекулярного кисню, з утворенням молекули води. Цей процес називають тканинним диханням. Він відбувається в мітохондріях і супроводжується виділенням великої кількості енергії та акумуляцією її в
макроергічних зв'язках молекул АТФ (окиснювальне фосфорилування).
Отже, під час розщеплення АТФ виділяється
велика кількість енергії, яка використовується для синтезу необхідних організму сполук, підтримання певної температури тіла тощо. Таким чином, молекули АТФ є універсальним хімічним акумулятором енергії у клітинах. Хімічна природа макроергічних зв'язків
остаточно ще не з'ясована.
7.Життєвий цикл клітин. У житті клітини розрізняють життєвий цикл і
клітинний цикл.
Життєвий цикл значно довший - це період від утворення клітини внаслідок поділу материнської клітини і до наступного поділу або до загибелі клітини. Впродовж життя клітини ростуть, диференціюються, виконують специфічні функції.
Клітинний цикл значно коротший. Це власне процес підготовки до поділу (інтерфаза) і сам поділ (мітоз). Тому цей цикл називають ще мітотичним.
Клітинний цикл складається з інтерфази, мітозу і цитокінезу. Тривалість клітинного циклу в різних організмів різна.
Інтерфаза - це підготовка клітини до поділу, на її частку припадає 90 % всього клітинного циклу.
На цій стадії відбуваються найбільш активні метаболічні процеси. В інтерфазному ядрі проходить підготовка до поділу Інтерфазу поділяють на певні періоди: G1 C період, який передує реплікації ДНК;
S - період реплікації ДНК; G2 - період з моменту закінчення реплікації до початку мітозу. Тривалість кожного періоду можна визначити, скориставшись методом радіоавтографії.
Пресинтетичний період (G1 - від. англ. gap- інтервал)настає зразу за поділом. Тут відбуваються такі біохімічні процеси: синтез макромолекулярних сполук необхідних для побудови хромосом і ахроматинового апарату (ДНК, РНК, гістонів та інших білків), зростає кількість рибосом і мітохондрій, відбувається накопичення енергетичного матеріалу для здійснення структурних перебудов і складних рухів під час поділу. Клітина інтенсивно росте і
може виконувати свою функцію. Набір генетичного матеріалу буде 2п2с.
У синтетичному періоді (S) подвоюється ДНК, кожна хромосома внаслідок реплікації створює собі подібну структуру. Проходить синтез РНК і білків, мітотичного апарату і точне подвоєння центріоль.
Вони розходяться в різні боки, утворюючи два полюси. Набір генетичного матеріалу складає 2п4с.
Далі настає післясинтетичний період (G2) -
клітина запасається енергією. Синтезуються білки ахроматинового веретена, йде підготовка до мітозу. Генетичний матеріал складає 2п4с.
Після досягнення клітиною певного стану: накопичення білків, подвоєння кількості ДНК та ін. вона готова до поділу - мітозу.
8. Зміни клітин та їх структур під час мітотичного циклу.
Мітоз (від грец. μίτος - нитка) - непрямий, або мітотичний поділ є переважаючим типом поділу еукаріотичних соматичних клітин і притаманний всім багатоклітинним організмам. При цьому відбувається
точний рівномірний розподіл спадкового матеріалу.
Амітоз (від грец. ά - заперечення і μίτος - нитка) переважає у деяких одноклітинних організмів. Це також спосіб поділу соматичних клітин, але на
відміну від мітозу, прямий поділ інтерфазного ядра клітини відбувається шляхом перетяжки простою перетинкою. При амітозі розподіл спадкового матеріалу між дочірніми клітинами може бути рівномірним або нерівномірним.
Мітоз настає після інтерфази і умовно
поділяється на такі фази: 1) профаза, 2) метафаза, 3) анафаза, 4) телофаза.
Профаза (від. грец. πρα - до, і грец. φάσις -поява) - початкова фаза мітозу. Характеризується тим, що ядро збільшується в розмірах, і з хроматинової сітки, в результаті спіралізації і вкорочення, хромосоми з довгих, тонких, невидимих ниток наприкінці профази стають короткими, товстими і розміщуються у вигляді видимого клубка. Профаза завершується зникненням ядерця, центріолі розходяться до полюсів з утворенням фігури веретена. З білка тубуліну формуються мікротрубочки - нитки веретена. Внаслідок розчинення ядерної мембрани хромосоми розміщуються в цитоплазмі. До центромер прикріплюються нитки веретена з обох полюсів.
Метафаза (від грец. μετά - між, після) розпочинається рухом хромосом у напрямку до екватора. Поступово хромосоми (кожна складається з двох хроматид) розміщуються у площині екватора, утворюють так звану метафазну пластинку. У цій фазі можна
підрахувати число хромосом у клітині. Набір генетичного матеріалу становить 2п4с.
Метафазну пластинку використовують у цитоенетичних дослідженнях для визначення числа і форми хромосом.
В анафазі (від грец. άνά - вверх) сестринські хроматиди відходять одна від одної, розділяється з'єднуюча їх центромерна ділянка. Всі центромери діляться одночасно. Кожна хроматида з окремою центромерою стає дочірньою хромосомою і по нитках веретена починає рухатися до одного з полюсів. Набір генетичного матеріалу складає 2п2с.
Телофаза (від. грец. τέλος - кінець) – заключна стадія мітозу. Зворотна відносно профази. Хромосоми, які досягли полюсів, складаються з однієї нитки, стають тонкими, довгими і невидимими у світловий мікроскоп. Вони зазнають деспіралізації, утворюють сітку інтерфазного ядра. Формується ядерна оболонка, з'являється ядерце. У цей час зникає мітотичний апарат і відбувається цитокінез - розділення цитоплазми з утворенням двох дочірніх клітин. Набір генетичного матеріалу складає 2п2с. Мітоз — найбільш поширений спосіб репродукції клітин тварин, рослин, найпростіших. Це основа росту і вегетативного розмноження всіх еукаріотів - організмів, які мають ядро. Основна його роль полягає у точному відтворенні клітин, забезпеченні рівномірного розподілу
хромосом материнської клітини між виникаючими з неї двома дочірніми клітинами і підтриманні сталості числа і форми хромосом у всіх клітинах рослин і тварин.
Амітоз - це поділ, що відбувається
без спіралізації хромосом і без утворення веретена поділу. Чи відбувається попередній синтез ДНК перед початком амітозу і як вона розподіляється між дочірніми ядрами - невідомо. Іноді при поділі певних клітин мітоз чергується з амітозом.
