Клеточный цикл эукариот состоит из двух периодов:
- Период клеточного роста, называемый «интерфаза», во время которого идет синтез ДНК и белков и осуществляется подготовка к делению клетки.
- Периода клеточного деления, называемый «фаза М» (от слова mitosis — митоз).
Интерфаза состоит из нескольких периодов:
- G1-фазы (от англ. gap — промежуток), или фазы начального роста, во время которой идет синтез мРНК, белков, других клеточных компонентов;
- S-фазы (от англ. synthesis — синтез), во время которой идет репликация ДНК клеточного ядра, также происходит удвоение центриолей (если они, конечно, есть).
- G2-фазы, во время которой идет подготовка к митозу.
Период клеточного деления (фаза М) включает две стадии:
- кариокинез (деление клеточного ядра);
- цитокинез (деление цитоплазмы).
2) Апоптоз — генетически запрограммированная гибель клеток, которая приводит к "аккуратной" разборке и удалению клеток.
Некроз (от греч. nekros — мертвый), или омертвение, — это необратимое прекращение жизнедеятельности клеток, тканей или органов в живом организме. Виды некроза: инфаркт; секвестр; коагуляционный (сухой) некроз; колликвационный (влажный) некроз; гангрена; пролежни.
Инфаркт (от лат. infarcio — начинять) — это очаг ткани или органа, подвергшийся некрозу в результате внезапного прекращения его кровоснабжения. Поэтому инфаркт называют также ишемическим некрозом. Термин чаще применяют для обозначения некроза части внутреннего органа: инфаркт мозга, сердца (миокарда), легкого, кишечника, почки, селезенки и др.
Секвестр (от лат. sequestratio — отделение, обособление) — некротизированный участок ткани или органа, располагающийся в секвестральной полости, заполненной гноем и отделенной от жизнеспособных тканей демаркационной линией, состоящей из вала лейкоцитов и области грануляционной и соединительной ткани.
Гангрена (от греч. gangraina — пожар) — это омертвение части тела, органа или части органа.
Функции клеток
В клетках постоянно осуществляется обмен веществ - метаболизм (от греческого metabole - изменение, преобразование), сочетающая в себе два совокупные процессы ассимиляции (биосинтеза сложных биологических молекул из простых) и диссимиляции (расщепление). При диссимиляции высвобождается энергия химических связей пищевых веществ. Эта энергия используется клеткой для выполнения различных функций, в частности и ассимиляции. Все биохимические реакции в клетках структурированы и осуществляются с участием высокоспецифичный биокатализаторов - ферментов. Ферменты делятся на 6 классов: оксидоредуктаз - катализируют окисления-вально-восстановительные реакции; трансферазы - переносят функциональные группы; гидролазы - обеспечивают реакции гидролиза; лиазы - объединяют группы двойными связями; изомеразы - превращают соединения в другую изомерных форму; лигазы - соединяют молекулярные группы в цепи.
Все процессы в клетках согласованы. Необходимые для жизнедеятельности клетки вещества поступают из внешней среды путем эндоцитоза (от греческого endo - внутри, kytos - клетка). Выведение веществ из клетки называется экзоцитоз (от греческого эхо - снаружи, kytos - клетка). Эти процессы, а также внутриклеточный транспорт веществ, происходят с участием биологических мембран (рис. 1).
Эндоцитоз. Есть несколько способов эндоцитоза. Более сложными способами эндоцитоза является пиноцитоза (от греческого РИПО - пить) и фагоцитоз (от греческого phagein - пожирать). Путем пиноцитоза клетка захватывает жидкие коллоидные частицы, при фагоцитозе клетка захватывает твердые частицы (крупные молекулы, микробы, другие клетки). Механизм пиноцитоза и фагоцитоза разный.
Пиноцитоза. Для поступления молекулы в клетку извне, они должны сначала установить соединение с рецепторами гликокаликса, тогда плазмолема вместе с присоединенной веществом втягивается в клетку, ее края приближаются и соединяются и мембранный пузырек с захваченной веществом отделяется от цитолемы. Такие пузырьки называются отороченными. Окаймленные пузырьки беспрепятственно транспортируются в клетке именно до тех участков цитоплазмы, где эти вещества будут использоваться. Если вещества транспортируются через клетку из одной среды в другой без изменений, то этот процесс называется трансцитозом. Путем трансцитозу могут переноситься и белковые молекулы, в частности иммуноглобулины.
Фагоцитоз. Крупные частицы, фагоцитируются, также сначала должны распознаваться рецепторами плазмолемы. Отростки клеточной мембраны обволакивают это вещество, и такой мешочек втягивается внутрь клетки, а затем отделяется. Этот мембранный михурець называется фагосомою. Фагосома сливается с лизосомами, и образуется комплекс - гетеролизосома (гетеросома). Вещество, попавшая в клетку путем фагоцитоза, расщепляется ферментами на химические составляющие.
К фагоцитоза способны почти все клетки, но в основном фагоцитам в организме человека является нейтрофильные лейкоциты и макрофаги.
Экзоцитоз. Существует несколько механизмов выведения веществ из клетки. Это может быть пассивный транспорт (по градиенту концентрации веществ) или активный (против градиента концентрации веществ). Таким путем выводятся из клетки ионы и малые молекулы. Крупномолекулярных соединения выводятся из клетки в транспортных мембранных пузырьках с участием микротрубочек. Эти пузырьки приближаются к клеточной поверхности, мембрана пузырька сливается с плазмолемою, а его содержание выделяется за пределы клетки.
Слияние пузырька с плазмолемою может происходить без дополнительных сигналов. Такой экзоцитоз называют конститутивным. Так выводится из клетки большинство продуктов ее метаболизма Для выведения из клетки синтезированных специальных соединений - секретов, используемых в других частях организма, необходимые сигналы извне. Такой экзоцитоз называют регулируемым. Сигнальные молекулы, способствующие выведению секретов, называются либеринамы (рилизинг-факторами), а те, которые прекращают их вывода - статинами. Процессы экзоцитоза, пиноцитоза и фагоцитоза в клетке согласованы.
Внутриклеточный синтез. Регуляция внутриклеточного синтеза осуществляется ядром клетки. На активных участках хромосом синтезируются молекулы РНК и транспортируются через поровые комплексы в цитоплазму. В рибосомах из аминокислот синтезируются белки. Эти белки делятся на 3 группы. Первая группа - это структурные белки, которые используются клеткой для построения собственных органелл, второй - белки, выводимых за пределы клетки, это ее секреты, третья группа - ферменты, обеспечивающие все внутриклеточные биохимические преобразования как катализаторы. Часть ферментов остается для "работы" в цитоплазме. Другие ферменты транспортируются в ядро и там регулируют считывание генетической информации с ДНК и матричный синтез РНК. В ядро поступают также белки, необходимые для построения хромосом.
Вещества, синтезируются на мембранах эндоплазматической сети, поступают в транспортные пузырьки и доставляются в комплекс Гольджи. В нем протекают заключительные этапы синтеза.
Синтез белка (трансляция) связан с процессом транскрипции - переписывания информации, хранящейся в ДНК. Благодаря ядерной оболочке в клетках процессы транскрипции и трансляции проходят в разных структурах и разделены во времени.
Транскрипция осуществляется в ядре. Информация о структуре белка с ДНК "переписывается" на информационную РНК (иРНК). При этом с одного гена может "переписываться" множество молекул иРНК, транспортируемых из ядра в цитоплазму, где и выполняют свои функции.
В клетках есть три типа РНК. Информационная РНК (иРНК) передает информацию о последовательности нуклеотидов от ДНК к рибосом. Рибосомные РНК (рРНК) образует рибосомы. Транспортные РНК (тРНК) присоединяют к себе молекулу аминокислоты и транспортируют ее к рибосомы в соответствующий триплета. Рибосомные и транспортная РНК синтезируются на идентичных генах. Синтез белка осуществляют рибосомы. Перемещаясь по иРНК, рибосома последовательно присоединяет соответствующие аминокислоты, образуя из них цепочку, а молекулы тРНК отделяются, чтобы вскоре снова присоединить к себе новую аминокислоту и передать ее рибосоме.
Для поддержания жизненного равновесия клетка должна получать сигналы от других клеток, даже от клеток другого вида. Поэтому сигнальную функцию выполняют специфические молекулы олигопептидов. Поскольку они поддерживают жизнь клеток, их назвали цитокинами. Известно несколько десятков цитокинов, действие которых разнообразна.
Возбудимость клеток - способность живых клеток организма воспринимать изменения внешней среды и отвечать на них генерацией потенциала действия. Возбудимость тем выше, чем ниже пороговая сила раздражителя.
Возбудимые клетки - нервные, мышечные, железистые, а также рецепторные клетки органов чувств.
Отличительной особенностью возбудимых клеток является их способность изменять ионную проницаемость своей мембраны в ответ на действие электрического поля, химических и других раздражителей. При этом возбуждение возникает, если сила воздействия достигла пороговой величины.
Проводимость - способность живой ткани проводить волны возбуждения - биоэлектрические импульсы.Начало формы
Конец формы
Для обеспечения гомеостатического единства все структуры организма (клетки, ткани, органы и т.д.) должны иметь возможность пространственного взаимодействия. Распространение возбуждения от места его возникновения до исполнительных органов - один из основных способов такого взаимодействия. Возникший в месте нанесения раздражения потенциал действия является причиной раздражения соседних, невозбужденных участков нервного (или мышечного) волокна. Благодаря этому явлению волна потенциала действия создает ток действия, который распространяется по всей длине нервного волокна. В безмиелиновых нервных волокнах возбуждение проводится с некоторым затуханием - декрементом, а в миелиновых нервных волокнах - без затухания. Проведение возбуждения также сопровождается изменением обмена веществ и энергии.
Потенциа́л де́йствия — волна возбуждения, перемещающаяся по мембране живой клетки в процессе передачи нервного сигнала. По сути своей представляет электрический разряд — быстрое кратковременное изменение потенциала на небольшом участке мембраны возбудимой клетки (нейрона, мышечного волокна или железистой клетки), в результате которого наружная поверхность этого участка становится отрицательно заряженной по отношению к соседним участкам мембраны, тогда как его внутренняя поверхность становится положительно заряженной по отношению к соседним участкам мембраны. Потенциал действия является физической основой нервного или мышечного импульса, играющего сигнальную.
- Мембрана живой клетки поляризована — её внутренняя поверхность заряжена отрицательно по отношению к внешней благодаря тому, что в растворе возле её внешней поверхности находится бо́льшее количество положительно заряженных частиц (катионов), а возле внутренней поверхности — бо́льшее количество отрицательно заряженных частиц (анионов).
- Мембрана обладает избирательной проницаемостью — её проницаемость для различных частиц (атомов или молекул) зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств.
Мембрана возбудимой клетки способна быстро менять свою проницаемостъ для определённого вида катионов, вызывая переход положительного заряда с внешней стороны на внутреннюю.
14. 1) Структура: Нервная клетка имеет определенную, достаточно четко выраженную структуру. Имеется несколько частей клетки, так называемых компартментов: это тело самой клетки, самая крупная, самая заметная часть. Там содержится ядро клетки, в ядре содержится ДНК, то есть вся генетическая информация о том, чем она была, что она есть, и как ей работать. Кроме того у нейронов есть два типа отростков: аксоны и дендриты. Аксон у нейрона один, дендритов может быть много. Информацию клетка получает через дендриты и выдает через аксоны. Информация в нервной системе — это, по сути, электрические импульсы.
Функции: 1) Интегративная; 2)проведение возбуждения; 3) Синтез и транспорт медиатора; 4) трофическая.
2)Ионные потенциал-зависимые каналы - это каналы, которые открываются и закрываются в ответ на изменение мембранного потенциала, например, натриевые каналы, ответственные за потенциал действия. Механизм действия потенциал-зависимых каналов изучают в системе фиксации потенциала. Если мембранный потенциал поддерживать на уровне потенциала покоя, натриевый ток практически отсутствует, что означает, что натриевые каналы закрыты. Если теперь сдвинуть мембранный потенциал в положительную сторону и удерживать его на постоянном уровне, то потенциал-зависимые натриевые каналы откроются и ионы натрия начнут передвигаться в клетку по градиенту концентрации. Этот натриевый ток достигнет максимума примерно через 0,5 мс после того, как установится новое значение потенциала. Через несколько миллисекунд ток падает почти до нуля, даже если клеточная мембрана остается деполяризованной, что означает, что каналы, открывшиеся на какой- то момент, снова закрылись. Закрывшись, каналы переходят в инактивированное состояние, отличающееся от первоначального закрытого состояния, при котором они были способны открыться в ответ на деполяризацию мембраны. Каналы остаются инактивированными до тех пор, пока мембранный потенциал не вернется к исходному отрицательному значению и не закончится восстановительный период длительностью в несколько миллисекунд.
хемозависимые, открывающиеся при воздействии на хеморецепторы мембраны клетки физиологически активных веществ (нейромедиаторов, гормонов и т. д).
19. Синапс (греч. synapsis соприкосновение, соединение) — специализированная зона контакта между отростками нервных клеток и другими возбудимыми и невозбудимыми клетками, обеспечивающая передачу информационного сигнала.
Виды синапсов:
I. по расположению.
1. Аксодендритические синапсы - на дендритах и теле нейронов. Передатчики - аксоны.
2. Аксосоматические синапсы - между аксоном и телом нейрона.
3. Аксошипиковые синапсы - на шипиках (выросты на дендритах. С их изменением меняется работа нейронов).
4. Аксоаксональные синапсы - между аксонами нейронов.
5. Дендродендритические синапсы - между дендритами нейронов.
6. Сомосоматические синапсы - между телами нейронов.
