Интерактивное пособие

О цитологии в общем ЦИТОЛОГИЯ, наука о клетках – структурных и функциональных единицах почти всех живых организмов. В многоклеточном организме все сложные проявления жизни возникают в результате координированной активности составляющих его клеток. Задача цитолога – установить, как построена живая клетка и как она выполняет свои нормальные функции. Изучением клеток занимаются также патоморфологи, но их интересуют изменения, происходящие в клетках во время болезни или после смерти. Несмотря на то что учеными давно уже было накоплено немало данных о развитии и строении животных и растений, только в 1839 были сформулированы основные концепции клеточной теории и началось развитие современной цитологии.

Морфология клеткиклетки Доядерные(прокариоты)Ядерные(эукариоты) Прокариоты не имеют типичного ядра, заключённого в ядерную мембрану. Генетический материал представлен единственной нитью ДНК, образующей кольцо. Эта нить не приобрела ещё сложного строения, характерного для хромосом, в ней нет белков-гистонов. Деление клетки только амитотическое. В прокариотической клетке отсутствуют митохондрии, пластиды, центриоли, развитая система мембран. К прокариотам относятся бактерии. Все виды эукариотических клеток состоят из цитоплазмы, кариоплазмы и плазмолеммы (мембраны, отделяющей тело клетки от окружающей среды)

Плазмолемма Цитоплазма а) ГиалоплазмаГиалоплазма Структурные компоненты клетки:

Плазмолемма Элементарная биологическая мембрана, содержащая два слоя липидных молекул. В них встроены белковые молекулы. Основу плазмолеммы составляет липопротеиновый комплекс. Она имеет толщину около 10 нм и, таким образом, является самой толстой из клеточных мембран. Снаружи от плазмолеммы располагается надмембранный слой гликокаликс. Толщина этого слоя около 3 4 нм Гликокаликс представляет собой гликопротеиновый комплекс, в состав которого входят различные углеводы. Углеводы образуют длинные, ветвящиеся цепочки полисахаридов, связанные с белками и липидами входящими в состав плазмолеммы. При использовании специальных методов выявления полисахаридов (краситель рутениевый красный) видно, что они образуют как бы чехол поверх плазматической мембраны.

Функции плазмолеммыФУНКЦИИ РЕЦЕПТОРНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ ЗАЩИТНАЯ ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ

ЦИТОПЛАЗМА При изучении под световым микроскопом она представляет собой гомогенную, бесцветную жидкость. Электронный микроскоп позволит увидеть тонкую структуру цитоплазмы. В ней различают гиалоплазму, органеллы и включения

Гиалоплазма Гиалоплазма это водный гетерогенный коллоидный раствор белков, глюкозы, электролитов, фосфолипидов, холестерина. Она может находится в двух состояниях: разжиженном (золь) и плотном (гель). Эти состояния могут переходить друг в друга при меняющихся условиях среды

ФУНКЦИИ ГИАЛОПЛАЗМЫФУНКЦИИ ТРАНСПОРТНАЯ ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ УЧАСТИЕ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ДЛЯ ФУНКЦИОНИ- УСЛОВИЙ ДЛЯ ФУНКЦИОНИ- РОВАНИЯ ОРГАНЕЛЛ

Органеллы Органеллы – это постоянные, специализированные компоненты клетки, имеющие определённое строение и выполняющие определённые функции.Органеллы (по присутствию В клетках ) Общегоназначения Специальногоназначения Органеллы (по локализации В клетке ) Цитоплазматическиеядерные Органеллы (по строению ) Мембранные Немембранные

Мембранные органеллыМембранныеорганеллы Эндоплазматическая Сеть (ЭПС) Аппарат Гольджи лизосомыПероксисомы сферосомымитохондрии вакуолипластиды хромопластыхлоропластылейкопласты

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) ЭПС – это система связанных между собой полостей и канальцев. Их стенка состоит из мембран, содержащих белки, фосфолипиды и большое количество ферментов. ЭПС пронизывает всю гиалоплазму. Различают два вида ЭПС: Шероховатую (гранулярную) Гладкую (агранулярную) Шероховатая ЭПС представлена канальцами, на внешней поверхности которых располагаются рибосомы одиночные или группами (полисомы), в которых идёт синтез белков. Гладкая ЭПС представлена канальцами, на поверхности которых располагаются ферменты, обеспечивающие синтез жиров и углеводов.

Функции ЭПСФункции Синтез белков(гранулярная) Синтез белков и углеводов(агранулярная) Транспортная

Аппарат Гольджи При рассмотрении в электронном микроскопе аппарат Гольджи представлен мембранными структурами, собранными вместе в небольшой зоне. Отдельная зона скопления этих мембран называется диктиосомой. Таких зон в клетке может быть несколько. В диктиосоме плотно друг к другу (на расстоянии 2025 нм) расположены 510 плоских цистерн, между которыми располагаются тонкие прослойки гиалоплазмы. Каждая цистерна имеет переменную толщину: в центре ее мембраны могут быть сближены (до 25 нм), а на периферии иметь расширения, ампулы, ширина которых непостоянна.

Функции аппарата Гольджи Аппарат Гольджи участвует в сегрегации и накоплении продуктов, синтезированных в цитоплазматической сети, в их химических перестройках, созревании; в цистернах аппарата Гольджи происходит синтез полисахаридов, их комплексирование с белками, что приводит к образованию мукопротеидов, и, главное, с помощью элементов аппарата Гольджи происходит процесс выведения готовых секретов за пределы клетки. Кроме того, аппарат Гольджи обеспечивает формирование клеточных лизосом.

Лизосомы Лизосомы это разнообразный класс шаровидных структур размером 0,2 0,4 мкм, ограниченных одиночной мембраной. Характерным признаком лизосом является наличие в них гидролитических ферментов гидролаз (протеиназы, нуклеазы, глюкозидазы, фосфатазы, липазы), расщепляющих различные биополимеры. Лизосомы были открыты в 1949 г. де Дювом.

Типы лизосом лизосомы Первичные лизосомы Вторичные лизосомы Остаточные тельца

Пероксисомы Пероксисомы небольшие (размером 0,3 1,5 мкм) овальной формы тельца, ограниченные мембраной, содержащие гранулярный матрикс, в центре которого часто видны кристаллоподобные структуры, состоящие из фибрилл и трубок (сердцевина). Пероксисомы, вероятно, образуются на расширенных сторонах цистерн эндоплазматической сети. Они особенно характерны для клеток печени, почек. Во фракции пероксисом обнаруживаются ферменты окисления аминокислот

Сферосомы Сферосомы – овальные тельца, содержащие жир. Сначала были обнаружены в растительных клетках, а потом и в животных Функция их предположительная– накопление и выработка жиров.

Митохондрии Митохондрии – органеллы в виде палочек, зёрен, гранул, нитей. Они встречаются во всех клетках, но количество их разное, в зависимости от функций клетки. Под электронным микроскопом видно, что стенка митохондрии состоит из двух мембран (наружной и внутренней). Внутренняя мембрана имеет выросты ( гребни, кристы), делящие митохондрию на отсеки. Последние заполнены гомогенным веществом – матриксом, в котором находятся ферменты, рибосомы и кольцевая ДНК.

Функции митохондрий Окисление веществ с последующим превращением энергии разлагаемых соединений в энергию фосфатных связей. На рибосомах митохондрий образуются митохондриальные белки

Вакуоли Вакуоли – полости в гиалоплазме простейших (одноклеточных животных) или растительных клеток, ограниченные мембраной. Они образуются из пузырьков аппарата Гольджи, расширений ЭПС или плазмолеммы. В большинстве зелёных клеток они отсутствуют

Функции вакуолей В растительных клетках они наполнены клеточным соком, содержащим 90% воды, в которой растворены простые белки, моно- и дисахариды, витамины, пигменты, органические кислоты, дубильные вещества и т.д.; в пищеварительных вакуолях простейших находятся пищеварительные ферменты, вода и минеральные соли; сократительные вакуоли простейших выводят жидкие продукты обмена из клетки, поддерживают осмотическое давление, т.е. участвуют в осморегуляции.

Пластиды Пластиды – специальные органеллы растительных клеток. Их воспроизведение происходит под контролем собственной ДНК. Различают три вида пластид в зависимости от их окраски: ПЛАСТИДЫ ХЛОРОПЛАСТЫЛЕЙКОПЛАСТЫХРОМОПЛАСТЫ

Хлоропласты Хлоропласты – их зелёный цвет обусловлен пигментом хлорофиллом, который улавливает солнечную энергию, переводя её в энергию механических связей. Тело окружено двухслойной оболочкой. На мембранах гран протекает световая фаза фотосинтеза, а на мембране тела – темновая. В состав хлоропластов входят белки, жиры, ДНК и РНК.

Лейкопласты Лейкопласты – бесцветные пластиды. По форме сходны с хромопластами. Содержатся в мякоти плодов, корнеплодов. Они накапливают или синтезируют крахмал, жиры, белки.

Хромопласты Хромопласты – окрашены в оранжево- красный цвет, обусловленный пигментом каротином, жёлтый – пигментом ксантофиллом, красный – ликопином. Форма хромопластов разнообразная- палочковидная, округлая, серповидная. Они участвуют в фотосинтезе и окрашивают плоды, ягоды, корнеплоды, листья.

Немембранные органеллыНемембранныеорганеллы РИБОСОМЫ ЦЕНТРОСОМА НИТЕВИДНЫЕ СТРУКТУРЫ МИКРОФИЛАМЕНТЫ МИКРОТРУБОЧКИ МИКРОФИБРИЛЛЫ

Рибосомы Рибосомы элементарные аппараты синтеза белковых, полипептидных молекул обнаруживаются во всех клетках. Рибосомы это сложные рибонуклеопротеиды, в состав которых входят белки и молекулы РНК примерно в равных весовых отношениях. Размер функционирующей рибосомы эукариотических клеток 25 Х 20 Х 20 нм. Такая рибосома состоит из большой и малой субъединиц. Каждая из субъединиц построена из рибонуклеопротеидного тяжа, где рРНК взаимодействует с разными белками и образует тело рибосомы.

Центросома (клеточный центр) Центросома хорошо видна под световым микроскопом. Состоит из двух центриолей и лучистой сферы. Каждая центриоль представляет из себя цилиндр, стенки которого образованы 9 триплетами параллельно расположенных микротрубочек. В клетках высших растений центриоли отсутствуют.

Функции центросомы Определяет полюса дочерних клеток при делении; лучистая сфера формирует короткие и длинные нити ахроматинового веретена

Нитевидные структуры Микрофиламенты – нити, состоящие из белков актина и миозина. Являются элементами сократительного аппарата клетки. Микротрубочки – состоят из белка тубулина. Составляют основу цитоскелета, входят в состав ресничек и жгутиков. Микрофибриллы построены из белков типа кератина. Выполняют опорную функцию.

Включения Включения цитоплазмы необязательные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в зависимости от метаболического состояния клеток. Различают включения трофические, секреторные, экскреторные и пигментные.

Ядро Ядро клетки система генетической детерминации и регуляции белкового синтеза. Роль ядерных структур в жизнедеятельности клеток Ядро обеспечивает две группы общих функций: одну, связанную собственно с хранением и передачей генетической информации, другую с ее реализацией, с обеспечением синтеза белка. Хранение и поддержание наследственной информации в виде неизменной структуры ДНК связаны с наличием так называемых репарационных ферментов, ликвидирующих спонтанные повреждения молекул ДНК. В ядре происходит воспроизведение или редупликация молекул ДНК, что дает возможность при митозе двум дочерним клеткам получить совершенно одинаковые в качественном и количественном отношении объемы генетической информации. Другой группой клеточных процессов, обеспечиваемых активностью ядра, является создание собственно аппарата белкового синтеза. Это не только синтез, транскрипция на молекулах ДНК разных информационных РНК, но и транскрипция всех видов транспортных и рибосомных РНК. В ядре происходит также образование субъединиц рибосом путем комплексирования синтезированных в ядрышке рибосомных РНК с рибосомными белками, которые синтезируются в цитоплазме и переносятся г ядро.

Хроматин Хроматин – структурный компонент ядра в период интерфазы, образован сетью тонких нитей или гранул, представляющих собой комплексы ДНК с белком. Во время деления клетки хроматиновые нити образуют хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух продольных нитей – хроматид, соединённых в области первичной перетяжки – центромеры. Центромера – это наименее спирализированный участок хромосомы, к которому прикрепляются нити веретена деления.

Центромера делит хромосому на два плеча и в зависимости от расположения, а значит и величины плеч различают три типа хромосом: Палочковые (акроцентрические), когда одно плечо большое, а второе маленькое, почти незаметное; Равноплечие (метацентрические), Неравноплечие (субметацентрические) Иногда в хромосоме образуется вторичная перетяжка и тогда участок, отделяемый ею, называется спутником. Каждая хроматида состоит из двух полухроматид. Каждая полухроматида – из хромонем, хромонемы – из микрофибрилл. Хромосомы любого организма обладают рядом свойств: Постоянством числа Парностью Индивидуальностью Непрерывностью

Использованная литература Пособие по биологии для абитуриентов, поступающих в АГМУ (Г.А. Глазунова, Г.В. Татарникова Барнаул 2000 г.)

Об авторе: Котельникова Анна Андреевна. Техническая поддержка: Карташов Сергей. Алтайский государственный Медицинский Университет. Фармацевтический факультет. Группа 152.

Конец!