Отличия клеток эукариот от прокариот.

Отличия клеток эукариот от прокариот.

1. в клетке эукариот присутствует отграниченное от цитоплазмы двойной мембраной ядро, внутри которого содержится хроматин. У прокариот нет обособленного ядра, наследственный аппарат представлен одной или несколькими лежащими в цитоплазме кольцевыми молекулами днк без гистонов (нуклеоид).

2. в связи с отсутствием ядерной мембраны у прокариот в процессе биосинтеза белка не разобщены пространственно транскрипция и трансляция (они могут идти практически одновременно и весьма быстро, поскольку ДНК почти не содержит неинформативных (интроновых) участков, подлежащих процессингу)

3. количество ДНК в прокариотической клетке невелико – на несколько порядков меньше, чем в эукариотической

4. вся гигантская кольцевая молекула ДНК прокариот представляет собой единицу репликации (репликон), и скорость репликации очень высока, что позволяет клеткам удваиваться за 30-40 минут.

5. эволюционный возраст прокариот более 3.2 млрд. лет, а у эукариот – 1.1 млрд. лет назад.

6. прокариоты весьма мелкие клетки – 0.5-5 мкм, эукариоты значительно крупнее -10-30 мкм.

7. в эукариотических клетках благодаря развитой системе мембран обеспечивается компартментализация клеточного объёма.

8. у прокариот нет микротрубочек и микрофиламентов, отсутствует клеточный центр (размножаются они простым бинарным деление), невозможно амебоидное движение, фагоцитоз.

· Термин «клетка» ввёл английский физик Р.Гук в 1665 году в работе «Микроорфография, или некоторые физиологические описания мельчайших тел, осуществлённые посредствомувеличительных стёкол».(cellula)

· Положения клеточной теории: 1839 год

1. клетка – элементарная единица живого: вне клетки нет жизни.

2. клетки разных организмов гомологичны по строению и основным свойствам.

3. размножение клеток происходит путём деления исходной клетки после удвоения её генетического материала(ДНК).

4. многоклеточный организм представляет собой сложный ансамбль взаимосвязанных между собой клеток, объединённых и интегрированных в системы тканей и органов с помощью нервных, гуморальных и других форм регуляции.

5. клетки организма тотипотентны, т.е обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией различных генов, что приводит к морфологическому и функциональному разнообразию клеток – дифференцировке.

Биомембраны.

Имеют жидкостно-мозаичную модель организации: мембрана представляет собой текучий фосфолипидный бислой, в который погружены свободно диффундирующие белки.

Состав: липиды 25-60%, белки 40-70%, углеводы 2-10%.

ЛИПИДЫ: фосфолипиды, холестерин, гликолипиды и сфинголипиды.

Фосфолипиды составляют большую часть мембранных липидов и состоят из: глицерина, двух остатков жирных кислот и остатка фосфорной кислоты. Его молекула состоит из головки и двух хвостов. Головка гидрофильна, а хвосты гидрофобны. То есть, она оказывается амфифильной – с одной стороны, она способна к взаимодействию с водой, а с другой – с неполярными молекулами.

Холестерин составляет 30%.

Гликолипиды имеют в своём составе моно- или олигосахаридный компонент, связанный с глицерином без участия фосфата. Среди них различают ганглиозиды и цереброзиды. Они относятся к минорным(редко встречающимся) компонентам мембраны. Углеводные цепочки липидов направлены во внеклеточную среду. Гликолипиды участвуют в формировании гликокаликса, обусловливают антигенные, рецепторные и механические свойства мембран.

БЕЛКИ. Классифицируют по:

1. положению:

· поверхностные(периферические) белки расположены на наружной или внутренней поверхности бислоя. Они гидрофильны, легко покидают мембрану(фермент гексокиназа, распологающийся на наружной поверхности митохондрий)

· погружённые(полуинтегральные) расположены в составе одного из монослоёв липидов. Они содержат как гидрофильные, так и гидрофобные участки. Для их выделения требуются специальные вещества – детергенты, разрушающие стуктуру бислоя.

· Пронизывающие(интегральные) пронизывают липидный бислой насквозь, содержат чередующиеся гидрофобные и гидрофильные участки(гликофорин, атф-синтетаза, порины)

· Примембранные белки непосредственно не взаимодействуют с липидным бислоем, но связаны с ним функционально, т.к. являются компонентами мембранных рецепторов, ферментов,каналов.

2. функциям:

· структурные белки. Они формируют структуру мембраны, поддерживают форму клеток, служат для прикрепления других белков, участвуют в формировании контактов(спектрин, анкирин)

· белки клеточной подвижности. Они обеспечивают перемещение доменов мембраны и их компонентов. Они являются элементами цитоскелета(актин, миозин).

· Адгезионные белки – склеивают клетки между собой, а также обеспечивают их прикрепление к внеклеточному матриксу. Составляют основу межклеточных контактов(кадгерины, интегрины)

· Ферменты(ацетилхолинэстераза, цихромы дыхательной цепи митохондрий). Встраивание ферментов в мембрану повышает эффективность их работы, т.к. облегчает взаимодействие субстрата с активным центром фермента. Последовательно расположение ферментов в мембране позволяет сформировать «молекулярные конвейеры».

· Транспортные белки:

-каналообразующие белки(каналоформеры) – интегральные белки, формирующие в бислое трубчатые структуры, по которым могут перемещаться различные вещества(аквапорин формирует каналы для воды, белки-порины – обеспечиваю перенос небольших гидрофильных молекул через цитолемму грамотрицательных бактерий).

-насосы(помпы) – интегральные белки со сложно конформацией. Связывая предназначенное для переноса вещество с одной стороны мембраны, белок-насос изменяет свою конформацию, что приводит к проникновению молекулы или иона через мембрану. Работа насоса требует затрату АТФ, поэтому такие мембранные переносчики называются также АТФазами(Na/k-насос)

6. рецепторы:

· Хеморецепторы – интегральные белки, воспринимающие химические сигналы. В нем выделяют – наружный внеклеточный домен, трансмембранные домены и внутриклеточный домен.(адреналиновые рецепторы, рецепторы ацетилхолина)

· Фоторецепторы – интегральные белки, воспринимающие световые сигналы(родопсин).

· Маркеры. Эти белки являются молекулярным паспортом клетки, позволяя клеткам узнавать друг друга. Кроме того, это метки для клеток иммунной системы, позволяющие отличить свои клетки от чужих, а также нормальные клетки от опухолевых или поражённых вирусами(HLA-белки).

УГЛЕВОДЫ.

Н-р, цепи полисахаридов присоединяясь к молекулам белка в процессе гликолизирования, помогают белку «заякориться» в нужном участке мембраны, обеспечивают взаимодействие молеклы в этой же или другой мембране. Гликопротеиды отвечают и за иммунные свойства клетки. Гликолипиды также очень вжны для проявления специфических функций мебран, особенно в нервной ткани. Они контролируют процессы дифференцировки нервных клеток.

Толщина биомембран составляет 7.5 нм.

В пределах бислоя идёт постоянное перемещение молекул липидов:

· Латеральная диффузия – перемещения молекул фосфолипидов в пределах одного монослоя.скорость очень высока – 10 раз в секунду.

· Флип-флоп – перемещение молекулы из одного слоя в другой. Энергоемкий процесс. Происходит редко – один раз в 2 недели. В ЭПС имеются специальные ферменты, ускоряющие флип-флоп. Это необходимо для правильной расстановки липидов при строительстве новых мембран. Кроме того, каждая молекула обладает собственным вращением, а её углеводные цепи изгибаются и скручиваются. Таким образом, липидный бислой – очень динамическая структура.

Кэмпинг – скопление белков в определённых участках мембраны. Он делает мембрану функционально неоднородной и в то же время очень пластичной – белковые ансамбли мембраны постоянно перестраиваются сообразно состоянию клетки. В нем принимают участие элементы цитоскелета.

Рециклизация мембран – это синтез основных компонентов мембран в цистернах ЭПС и их постоянное обновление.

Гибель клетки.

Апоптоз – процесс генетически запрограммированной смерти клетки. Он характеризуется потерей клеткой микроворсинок, межклеточных контактов, образованием пузырьков из плазмалеммы, набуханием митохондрий, конденсацией хроматина, разрушением ядра, уменьшением объёма клетки и её последующей фрагментацией(образование апоптозных тел).

С биохимической позиции: происходит межнуклеосомный распад ДНК, причём фрагментация ДНК идёт перед разрушением самой клетки.

Это энергозависимы процесс, при тмпературе ниже 4 градусов прекращается.

Дата добавления: 2015-10-21