Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Трансляция (в цитоплазме на рибосомах).



4.

Ядро т а р а п апп '§ £ с о н х р е в о По Ядерная оболочка Наружная (гранулярная с рибосомами) и внутрен­няя мембраны, перину- клеарное пространство • барьерная (защита генети­ческого аппарата); • транспортная (в ядро — ги- стоны, ферменты реплика­ции, транскрипции, рибосо- мальные белки, нуклеотиды; из ядра — мРНК, тРНК, субъединицы рибосом); • пространственная ор­ганизация интерфазного хроматина
Поровый комплекс Комплекс белковых глобул, соединенных фибрилляр­ными белками. Глобуляр­ные белки располагаются в 3 ряда по 8 глобул, часто видна 1 центральная (8 х 3) + 1
Плотная пластинка (ламина) Белковое образование в виде компактного слоя, подстилающее внутрен­нюю мембрану
Кариоплазма Коллоидный раствор белков с растворенными в нем органическими и ми­неральными веществами • внутренняя среда, обес­печивающая протекание различных процессов
Ядерный матрикс Фибриллярные белки, образующие густую сеть в объеме всего ядра • опорная («скелет» ядра); • участие в транскрипции и репликации
о р д Я Хроматин ДНП (дезоксирибонукле- опротеид), состоящий из ДНК ® 40%, белков ® 60% (85% — гистоновые, 15% — негистоновые), РНК « 1%. Различают эухроматин и гетерохроматин • хранение наследственной информации; • передача наследственной информации; • самовоспроизведение (репликация)
Ядрышко Несамостоятельная структура ядра (формиру­ется в области вторичных перетяжек хромосом). Раз­личают фибриллярный и гранулярный компонент • синтез рРНК; • сборка субъединиц рибосом

 

8. Экзоцитоз (от др.-греч. ἔξω «вне, снаружи» и κύτος «клетка») — у эукариот клеточный процесс, при котором внутриклеточные везикулы (мембранные пузырьки) сливаются с внешней клеточной мембраной. При экзоцитозе содержимое секреторных везикул (экзоцитозных пузырьков) выделяется наружу, а их мембрана сливается с клеточной мембраной. Практически все макромолекулярные соединения (белки, пептидные гормоны и др.) выделяются из клетки этим способом.

У прокариот везикулярный механизм экзоцитоза не встречается, у них экзоцитозом называют встраивание белков в клеточную мембрану (или в наружную мембрану у грамотрицательных бактерий), выделение белков из клетки во внешнюю среду или в периплазматическое пространство.

Экзоцитоз может выполнять три основные задачи:

· доставка на клеточную мембрану липидов, необходимого для роста клетки;

· высвобождение различных соединений из клетки, например, токсичных продуктов метаболизма или сигнальных молекул (гормонов илинейромедиаторов);

· доставка на клеточную мембрану функциональных мембранных белков, таких как рецепторы или белки-транспортёры. При этом часть белка, которая была направлена внутрь секреторной везикулы, оказывается выступающей на наружной поверхности клетки.

Эндоцито́з (англ. endocytosis) — процесс захвата (интернализации) внешнего материала клеткой, осуществляемый путём образования мембранных везикул. В результате эндоцитоза клетка получает для своей жизнедеятельности гидрофильный материал, который иначе не проникает через липидный бислой клеточной мембраны. Различают фагоцитоз, пиноцитоз и рецептор-опосредованный эндоцитоз. Термин был предложен в 1963 году бельгийским цитологом Кристианом де Дювом для описания множества процессов интернализации, развившихся в клетке млекопитающих

Типы:

· Фагоцитоз (поедание клеткой) — процесс поглощения клеткой твёрдых объектов, таких как клетки эукариот, бактерии, вирусы, остатки мёртвых клеток и т. п. Вокруг поглощаемого объекта образуется большая внутриклеточная вакуоль (фагосома). Размер фагосом — от 250 нм и больше. Путем слияния фагосомы с первичной лизосомой образуется вторичная лизосома. В кислой среде гидролитические ферментырасщепляют макромолекулы, оказавшиеся во вторичной лизосоме. Продукты расщепления (аминокислоты, моносахариды и прочие полезные вещества) транспортируются затем через лизосомную мембрану в цитоплазму клетки. Фагоцитоз распространен очень широко. У высокоорганизованных животных и человека процесс фагоцитоза играет защитную роль. Фагоцитарная деятельность лейкоцитов имакрофагов имеет огромное значение в защите организма от попадающих в него патогенных микробов и других нежелательных частиц. Фагоцитоз впервые описал русский ученый И. И. Мечников.

· Пиноцитоз (питьё клеткой) — процесс поглощения клеткой жидкой фазы из окружающей среды, содержащей растворимые вещества, включая крупные молекулы (белки, полисахариды и др.). При пиноцитозе от мембраны отшнуровываются внутрь клетки небольшие пузырьки —эндосомы. Они меньше фагосом (их размер до 150 нм) и обычно не содержат крупных частиц. После образования эндосомы к ней подходит первичная лизосома, и эти два мембранных пузырька сливаются. Образовавшаяся органелла носит название вторичной лизосомы. Процесс пиноцитоза постоянно осуществляют все эукариотические клетки.

· Рецептор-опосредованный эндоцитоз — активный специфический процесс, при котором клеточная мембрана выпучивается внутрь клетки, формируя окаймлённые ямки. Внутриклеточная сторона окаймлённой ямки содержит набор адаптивных белков (адаптин, клатрин, обуславливающий необходимую кривизну выпучивания, и др. белки). Макромолекулы, связывающиеся со специфическими рецепторами на поверхности клетки, проходят внутрь со значительно большей скоростью, чем вещества, поступающие в клетки за счет пиноцитоза. Внешняя сторона мембраны при этом включает специфические рецепторы (например, ЛПНП-рецептор). При связывании лиганда из окружающей клетку среды окаймлённые ямки формируют внутриклеточные везикулы (окаймлённые пузырьки). Рецептор-опосредованный эндоцитоз включается для быстрого и контролируемого поглощения клеткой соответствующего лиганда (например, ЛПНП). Эти пузырьки быстро теряют свою кайму и сливаются между собой, образуя более крупные пузырьки — эндосомы. После чего эндосомы сливаются с первичными лизосомами, в результате чего формируются вторичные лизосомы. Например, когда животной клетке необходим холестерин для синтеза мембраны, она экспрессирует ЛПНП-рецепторы на плазматической мембране. Богатые холестерином и эфирами холестерина ЛПНП, связавшиеся с ЛПНП-рецепторами, быстро доставляют холестерин в клетку.

Аутофагия — это процесс, при котором внутренние компоненты клетки доставляются внутрь её лизосом (у млекопитающих) или вакуолях (клетки дрожжей) и подвергаются в них деградации

Гетерофагия - это расщепление чужеродного, поглощенного путем эндоцитоза, материала в гетеролизосомах (фаголизосомах).

Аутофагия - расщепление в аутосомах (цитолизосомах) собственных материалов, например, запасных веществ, а также макромолекул или органелл, утративших функциональную активность.

9. Жизнь — способ существования биополимеров, из которых ос­новными являются белки и нуклеиновые кислоты.

Белки являются главным строительным материалом клетки (плас­тическая функция) и контролируют все процессы метаболизма клет­ки (ферментативная или каталитическая функция). Кроме того, белки выполняют и другие важные функции в клетке: опорно-дви­гательная (актин, миозин, тубулин), рецепторная, транспортная, ре­гуляторная и т. п.

По своему строению все белки являются полипептидами и состо­ят из аминокислот, соединенных пептидными связями (первичная структура белка). Все разнообразие белков определяется аминокис­лотным составом, порядком расположения аминокислот и их коли­чеством. Полипептидная цепочка изменяет свое пространственное расположение, закручивается в спираль и удерживается водородны­ми связями (вторичная структура) — такое строение имеют фибрил­лярные белки. Многие белки принимают глобулярную (шаровид­ную) форму за счет образования дополнительных внутримолеку­лярных связей (сульфидных, других гидрофобных) — так возникает третичная структура белка. А сложные белки (например, гемогло­бин) могут включать несколько глобулярных структур (четвертич­ная структура) и содержать небелковый компонент. Молекула белка способна к упрощению своей организации (от IV^I) и восстановле­нию более высоких уровней при изменении среды (денатурация и ренатурация); если разрушается первичная структура, то ренатура- ция невозможна (необратимая денатурация).

 

10 и 11.Нуклеиновые кислоты выполняют генетическую функцию (ДНК) и участвуют в реализации генетической информации (РНК).

Молекулы ДНК и РНК сходны по строению. Это полинуклео­тиды (нуклеотид-мономер), отличающиеся по углеводу (рибоза и дезоксирибоза) и одному из четырех азотистых оснований (Т-ДНК; У-РНК). Кроме того, ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, а РНК — из одной. Нуклеотиды одной цепи соединяются связями, возникающими между остатком фосфорной кислоты и углеводом через фосфат, причем углерод в положении 5 последующего нукле­отида соединяется с углеродом в положении 3 предыдущего. Фермент

ДНК-полимераза присоединяет нуклеотиды только в одном направ­лении, а именно: 2-й — к 1-му, 3-й — ко 2-му. Таким образом, удли­нение (рост) цепи идет всегда в одном направлении от 5' ^ 3', начало цепи обозначается как 5'-конец, а окончание — 3'-конец. В молекуле ДНК (рис. 38) цепи антипараллельны, нуклеотиды противоположных цепей связаны между собой по правилу комплементарности (А-Т; Г-Ц).

Рис. 38. Отрезок молекулы ДНК из двух пар нуклеотидов

Молекула ДНК выполняет следующие функции:

а) хранение генетической информации (информация зашифро­вана в структуре ДНК);

б) передача генетической информации (первый этап биосинтеза белка — транскрипция);

в) самовоспроизведение (репликация);

г) восстановление своей структуры после повреждения (репа-

рация).

Хранение генетической информации

Смысл генетической информации (строение белков) заключен в самом строении ДНК, т. е. от того, какие нуклеотиды входят в состав молекулы, сколько их и как они расположены (в какой последова­тельности), будет зависеть, какие аминокислоты войдут в состав по­липептида, сколько их будет и в какой последовательности они бу­дут расположены (правило коллинеарности). Кроме того, на молекуле ДНК имеются участки нуклеотидных последовательностей, которые определяют строение рРНК и тРНК (гены рРНК и тРНК). Гены рРНК сосредоточены в области вторичных перетяжек хромосом.

Генетический код — это система записи генетической информа­ции, позволяющая прямой и обратный перевод сведений и ис­пользование их в процессе жизнедеятельности клетки.

Свойства генетического кода:

— универсальность — это значит, что у всех организмов наслед­ственная информация зашифрована одинаковым способом;

— триплетность — единицей генетического кода является три­плет нуклеотидов — кодон, который несет элементарную ин­формацию — об одной аминокислоте;

— избыточность (вырожденность) — это значит, что одна ами­нокислота может иметь несколько кодовых триплетов (серин, аланин и др.). Только триптофан и метионин имеют по одно­му кодону

— неперекрываемость — это значит, что один нуклеотид может входить в состав только одного триплета;

— однозначность — это значит, что один кодон соответствует только одной аминокислоте.

— Кроме смысловых кодонов имеются кодоны-терминаторы и кодо­ны-инициаторы

 

Передача генетической информации

Передача генетической информации происходит на этапе транс­крипции при синтезе мРНК (про-мРНК), рРНК и тРНК. Молекула ДНК является матрицей для синтеза мРНК, рРНК, тРНК.

Репарация (от лат. reparatio — восстановление) — особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических агентов. Осуществляется специальными ферментными системами клетки. Ряд наследственных болезней (напр., пигментная ксеродерма) связан с нарушениями систем репарации.

 

Реплика́ция (от лат. replicatio — возобновление) — процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК. В ходе последующего деления материнской клетки каждая дочерняя клетка получает по одной копии молекулы ДНК, которая является идентичной ДНК исходной материнской клетки. Этот процесс обеспечивает точную передачу генетической информации из поколения в поколение. Репликацию ДНК осуществляет сложный ферментный комплекс, состоящий из 15—20 различных белков, называемый

 

12.

Рибонуклеи́новая кислота́ (РНК) — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов.

— Так же, как ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), РНК состоит из длинной цепи, в которой каждое звено называется нуклеотидом. Каждый нуклеотид состоит изазотистого основания, сахара рибозы и фосфатной группы. Последовательность нуклеотидов позволяет РНК кодировать генетическую информацию. Все клеточные организмы используют РНК (мРНК) для программирования синтеза белков.

— Клеточные РНК образуются в ходе процесса, называемого транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК, осуществляемого специальными ферментами — РНК-полимеразами. Затем матричные РНК (мРНК) принимают участие в процессе, называемом трансляцией. Трансляция — это синтез белка на матрице мРНК при участии рибосом. Другие РНК после транскрипции подвергаются химическим модификациям, и после образования вторичной и третичной структур выполняют функции, зависящие от типа РНК.

— Для одноцепочечных РНК характерны разнообразные пространственные структуры, в которых часть нуклеотидов одной и той же цепи спарены между собой. Некоторые высокоструктурированные РНК принимают участие в синтезе белка клетки, например, транспортные РНК служат для узнавания кодонов и доставки соответствующихаминокислот к месту синтеза белка, а рибосомные РНК служат структурной и каталитической основой рибосом.

— Однако функции РНК в современных клетках не ограничиваются их ролью в трансляции. Так, малые ядерные РНК принимают участие в сплайсинге эукариотическихматричных РНК и других процессах.

— Помимо того, что молекулы РНК входят в состав некоторых ферментов (например, теломеразы), у отдельных РНК обнаружена собственная ферментативнаяактивность: способность вносить разрывы в другие молекулы РНК или, наоборот, «склеивать» два РНК-фрагмента. Такие РНК называются рибозимами.

— Геномы ряда вирусов состоят из РНК, то есть у них она играет роль, которую у высших организмов выполняет ДНК. На основании разнообразия функций РНК в клетке была выдвинута гипотеза, согласно которой РНК — первая молекула, которая была способна к самовоспроизведению в добиологических системах.

13.Хранение генетической информации

Смысл генетической информации (строение белков) заключен в самом строении ДНК, т. е. от того, какие нуклеотиды входят в состав молекулы, сколько их и как они расположены (в какой последова­тельности), будет зависеть, какие аминокислоты войдут в состав по­липептида, сколько их будет и в какой последовательности они бу­дут расположены (правило коллинеарности). Кроме того, на молекуле ДНК имеются участки нуклеотидных последовательностей, которые определяют строение рРНК и тРНК (гены рРНК и тРНК). Гены рРНК сосредоточены в области вторичных перетяжек хромосом.

Генетический код — это система записи генетической информа­ции, позволяющая прямой и обратный перевод сведений и ис­пользование их в процессе жизнедеятельности клетки.

Свойства генетического кода:

— универсальность — это значит, что у всех организмов наслед­ственная информация зашифрована одинаковым способом;

— триплетность — единицей генетического кода является три­плет нуклеотидов — кодон, который несет элементарную ин­формацию — об одной аминокислоте;

— избыточность (вырожденность) — это значит, что одна ами­нокислота может иметь несколько кодовых триплетов (серин, аланин и др.). Только триптофан и метионин имеют по одно­му кодону

— неперекрываемость — это значит, что один нуклеотид может входить в состав только одного триплета;

— однозначность — это значит, что один кодон соответствует только одной аминокислоте.

— Кроме смысловых кодонов имеются кодоны-терминаторы и кодо­ны-инициаторы

 

Передача генетической информации

Передача генетической информации происходит на этапе транс­крипции при синтезе мРНК (про-мРНК), рРНК и тРНК. Молекула ДНК является матрицей для синтеза мРНК, рРНК, тРНК.

 
14. Биосинтез белка

Реализация генетической информации осуществляется в процес­се биосинтеза белка и состоит из двух этапов:

Транскрипция (в кариоплазме);

трансляция (в цитоплазме на рибосомах).

Оба этапа относятся к матричным процессам и требуют нали­чия молекулы-матрицы, специфического фермента, энергии и осу­ществляются по правилу комплементарности.

Участок молекулы ДНК, структурно-функциональный эквива­лент гена, на котором происходят транскрипционные процессы, на­зывается цистрон (см. рис. 39); он состоит из последовательностей, соответствующих структурному гену, и регуляторных последова­тельностей: промотора и терминатора (трейлера).

Промотор — специализированный участок (сайт) молекулы ДНК (протяженностью несколько десятков нуклеотидов), расположенный перед структурным геном. Промотор состоит из двух частей:

Участок связывания РНК-полимеразы (ТАТААТ — ТАТА-бокс);