Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Дезоксирибонуклеиновая (днк)
Молекула ДНК построена из двух антипараллельных цепей с комплементарной последовательностью нуклеотидов. (рис. 7)
1. Нуклеозиды – N- гликозильные производные (N - гликозиды) разных азотистых оснований (пурины, пиримидины), содержащих соответственно рибозу или дезоксирибозу. Пуриновые основания – аденин (А) и гуанин (G). Пиримидиновые основания – цитозин (С), тимин (Т), урацил (U). 2. Нуклеотид – фосфатный эфир нуклеозида. Нуклеотиды при помощи фосфодиэфирных связей образуют полинуклеотид. 3. Спираль ДНК (правая) – две комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенные водородными связями в парах А-Е и G-С. На один виток приходится приблизительно 10 пар оснований. Рис. 7. Модель молекулы ДНК (по Уотсону и Крику). Экзон – кодирующая последовательность нуклеотидов, определяющая последовательность аминокислот в белке. Интрон – некодирующая последовательность между экзонами. После синтеза РНК на ДНК- матрице (транскрипция) последовательности РНК, комплементарные последовательностям интронов, удаляются при помощи специальных ферментов, а оставшиеся последовательности сближаются (сплайсинг). Кодон – последовательность из трех смежных нуклеотидов, кодирующая какую-либо аминокислоту или терминацию полипептидной цепи. 4. Ген – участок молекулы ДНК, кодирующий последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Экспрессия гена – протекает по схеме: 1. Транскрипция (синтез первичного транскрипта на матрице ДНК); 2. Процессинг (образование М РНК); 3. Трансляция (считывание информации с мРНК); 4. Сборка полипептидной цепи (включение аминокислот в полипептидную цепь на рибосомах); 5. Посттрансляционная модификация (добавление к полипептиду разных химических группировок, например фосфатных (фосфорилирование), карбоксильных (карбоксилирование) и т.д.). ЭТАПЫ СЧИТЫВАНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В ходе транскрипции на ДНК-матрице синтезируется длинная молекула РНК (первичный транскрипт), содержащая последовательности экзонов и интронов. По завершении синтеза РНК- транскрипта последовательности интронов удаляются, что делает молекулу РНК значительно короче. Эта мРНК выходит из ядра в цитоплазму и соединяется с рибосомами. Молекула мРНК продвигается сквозь рибосому, и ее нуклеоидная последовательность транслируется в соответствующую последовательность аминокислот создаваемой белковой цепи.
РИБОНУКЛЕИНОВАЯ (Р Н К) РНК – полинуклеотид, сходный по химическому составу с ДНК, но содержащий в нуклеотидах рибозу вместо дезоксирибозы и азотистое основание урацил (U) вместо тимина (Т). Различают: 1. мРНК – матричная; 2. тРНК – транспортная; 3. рРНК- рибосомная. Матричная (информационная) РНК (мРНК – матричная), состоит из сотен и тысяч нуклеотидов. мРНК переносит генетическую информацию из ядра в цитоплазму и непосредственно участвует в сборке молекулы полипептида на рибосрмах. Транскрипция и процессинг В ходе транкрипции РНК- полимераза II присоединяется к промотору – специфическому сайту молекулы ДНК, с которого начинается синтез полимера. РНК- полимераза II раскручивает участок двойной спирали ДНК, обнажая матрицу для комплементарного спаривания оснований. Когда РНК- полимераза встречает сигнал термиеации транскрипции, синтез полимера прекращается. Фактически на этом этапе с ДНК снята РНК – копия, но она еще не готова к участию в синтезе белка. Пока это только первичный транскрипт. В дальнейшем, он процессируется, в результате образуется мРНК, выходящая из ядра в цитоплазму. Синтез полимеров рРНК и тРНК катализируют соответственно РНК- полимераза I и III. Трансляция. Сборку полипептидной цепи инициирует стартовый кодон AUG, а терминирующие кодоны UAA, UAG и UGA ее прекращают. Транспортная РНК (тРНК) содержит около 80 нуклеотидов и доставляет аминокислоты к рибосоме, где они присоединяются к растущей полипептидной цепи. Существует минимально одна тРНК для каждой из 20 аминокислот. Один конец тРНК (акцептор) присоединяется к аминокислоте, а другой конец содержит антикодон из трех нуклетидов, который узнает соответствующий кодон мРНК и спаривается с ним. Так тРНК переводит последовательность нуклеотидов в последовательность аминокислот. Рибосомная РНК (рРНК) взаимодействует с иРНК и тРНК в ходе сборки полипептида, в комплексе с белками (в т. ч. ферментами) образуют рибосому. Хроматин
Хроматин – комплекс ядерной ДНК с белками (гистоны, негистоновые белки). Гетерохроматин (транкрипционно неактивный, конденсированный хроматин) интерфазного ядра. В СМ (видны в световой микроскоп)– базофильные глыбки, в ЭМ (видно в электронный микроскоп) – скопления плотных гранул. Располагается преимущественно по периферии ядра и вокруг ядрышек. Типичный пример гетерохроматина - тельце Барра. Тельце Барра
Во всех соматических клетках генетически женского организма одна из Х –хромосом инактивирована и известна как половой хроматин (тельце Барра). Инактивация Х-хромосомы известна как лайонизация. Лайонизация – механизм компенсации дозы генов Х-хромосомы у женщин объясняет гипотиза Мэри Лайон. Согласно гипотезе, инактивация Х-хромосомы происходит в раннем эмриогенезе, осуществляеися случайным образом (инактивированной может быть либо отцовская, либо материнская Х-хромосома), затрагивает целиком всю Х-хромосому и характеризуется устойчивостью, передаваясь клеточным потомкам. Клетки женского организма по экспрессии генов Х-хромосомы мозаичны. Эухроматин – транскрипционно активная и менее конденсированная часть хроматина, локализуется в более светлых участках ядра между гетерохроматином.
ХРОМОСОМА
Хромосомы видны при митозе или мейозе, когда хроматин конденсирован полностью. ДНК Рис. 8. Организация хроматина в хромосоме. Хроматин состоит из структурных единиц — нуклеосом, разделённых интервалами в 200 пар оснований. Во время митоза в результате плотной упаковки нуклеосом хроматин полностью конденсируется, формируя видимые хромосомы (из Widneil СС, Pfeninger КН, 1990)
ОРГАНИЗАЦИЯ ХРОМАТИНА В ХРОМОСОМЕ
Хроматин состоит из структурных единиц – нуклеосом, разделенных интервалами в 200 пар оснований. Во время митоза в результате плотной упаковки нуклеосом хроматин полностью конденсируется, формируя видимые хромосомы. (рис. 8)
Состав хромосом Каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК и ДНК- связывающие белки; хроматин в составе хромосомы образует многочисленные петли. Хромосома состоит из структурных единиц – нуклеосом. (рис. 9, 10)
Рис.9. Нуклеосома в неконденсированном хроматине содержит по две копии гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4. Двойная спираль ДНК лежит на поверхности октамера гистонов и накручена на него. В конденсированном хроматине дополнительно присутствует гистон H1, соединяющий нуклеосомы [из Trifonov EN, 1981| Нуклеосомы – сферические структуры диаметром 10 нм.
I II III IV V Рис. 10. Уровни упаковки ДНК в хромосоме I – нуклеиновая нить, II – хроматиновая фибрилла, III – серия петельных доменов, IV – конденсированный хроматин в составе петельного домена, V – метафазная хромосома; 1 – гистон Н1, 2 – ДНК, 3 – прочие гистоны, 4 – микротрубочки ахроматинового веретена, 5 – кинетохор, 6 – центромера, 7 – хроматиды (по Б. Албертсу и соавт., с изменениями и дополнениями).
ГЕНОМ
Геном – полный комплект генов в хромосомах. Кариотип – описывает количество и структуру хромосом. Гаплоидный набор – 23 хромосомы – характерен для гамет. Диплоидный набор - стандарт хромосом (23 х 2) – для соматических клеток.
ЯДЕРНАЯ ОБОЛОЧКА
Состав: 1. Наружная ядерная мембрана. На ее поверхности расположены рибосомы, где синтезируются белки, поступающие в перинуклеарные цистерны.
2. Внутренняя ядерная мембрана отделена от содержимого ядра ядерной пластинкой. 3. Перинуклеарные цистерны. Часть околоядерных цистерн связана с гранулярной эндоплазматической сетью. 4. Ядерная пластинка толщиной 80-300 нм участвует в организации ядерной оболочки и перинуклеарного хроматина, содержит белки промежуточных филаментов – ламины А, В и С. 5. Ядерные поры. Содержимое ядра сообщается с цитозолем через 3-4 тысячи специализированных коммуникаций – ядерных пор, осуществляющих транспорт (в т.ч. молекул РНК) между ядром и цитоплазмой. Ядерная пора имеет диаметр 80 нм, содержит канал поры и комплекс ядерной поры.(рис. 11) Канал поры диаметром 9 нм беспрепятственно пропускает небольшие водорастворимые молекулы. Комплекс ядерной поры содержит белок-рецептор, реагирующий на сигналы ядерного импорта (своего рода входной билет в ядро) – специальные последовательности из 4-8 аминокислотных остатков (например, в составе нуклеоплазмина или Т - Аг). Рецептор ядерной поры может увелтчивать диаметр канала поры и обеспечивать перенос в ядро больших макромолекул (например, ДНК- и РНК- полимеразы с М 100-200 кД).
Гранулы комплекса ядерной поры Рис. 11. Порыв оболочкеядра. Комплекс ядерной Комплекс ядерной поры поры образован 8 большими белковыми гранулами, расположенными по окружности вблизи края поры и соединяющими обе ядерные мембраны (внутреннюю и наружную). Часто в центре поры присутствует большая центральная гранула. Она состоит из вновь синтезированной СЕ рибосомы, переносимой в цитоплазму [из SlevensA, Loewe J, 1992]
ЯДРЫШКО Ядрышко – компактная структура в ядре интерфазных клеток. Основные функции ядрышка – синтез рРНК и образование субъединиц (СЕ) рибосом. 1.Транскрипция рРНК происходит в хромосомах 13, 14, 15, 21 и22. Петли ДНК этих хромосом, содержащие соответствующие гены, формируют ядрышковый организатор, получивший название в связи с тем, что восстановление ядрышка в фазу G клеточного цикла начинается с этой структуры. Синтез белка Образование субъединиц рибосом Структура ядрышка Фибриллярный компонент, где протекают ранние стадии образования предшественников рРНК; состоит из тонких (5 нм) рибонуклеопротеиновых фибрилл и транскрипционно активных участков ДНК. (рис. 12) Гранулярный компонент содержит зрелые предшественники рибосомных СЕ (субъединиц), имеющих диаметр 15 нм.
Рис. 12. Строение ядрышка: I – схема, II –ядрышко в ядре клетке (электронно- микроскопическая фотография); 1 – кариотека, 2 - ядерная ламина, 3 - ядрышковые организаторы хромосом, 4 – концы хромосом, связанные с ядерной ламиной (по Б. Албертсу и соавт., с изменениями). НУКЛЕОПЛАЗМА Нуклеоплазма содержит ядерный матрикс и ядерные частицы. Ядерный матрикс содержит остатки ядрышек, сеть рибонуклеопротеинов, ядерные рецепторы и множество других молекул, часто образующих ассоциации – ядерные частицы. В матриксе происходит транскрипция и процессинг мРНК и р РНК. Ядерные рецепторы, онкогены, белки теплового шока, вирусные ДНК и белки (например, Т-Аг, разные факторы транскрипции) влияют на транскрипцию и процессинг РНК. Ядерные частицы: 1.Интерхроматиновые гранулы – частицы диаметром 20-25 нм, содержащие рибонуклеопротеины и различные ферменты (АТФаза, ГТФаза, НАД- пирофосфатаза и др.). 2. Перихроматиновые гранулы диаметром 30-50 нм расположены по периферии гетерохроматина, окружены ореолом из менее плотного материала, содержат РНК и белки. Количество этих частиц увеличивается в ядрах клеток печени при онкогенезе или при воздействии температуры выше 37 градусов по Цельсию. 3. Гетерогенные ядерные рибонуклеопротеиновые частицы – комплекс предшественников мРНК и белков – участвуют в процессинге мРНК. 4. Малые ядерные рибонуклеопротеиновые частицы участвуют в процессинге мРНК, состоят из белков и небольших РНК. 6. Ядерные частицы.
ЯДРА ПОЛОВЫХ КЛЕТОК Значение яйцеклетки: передает будущему организму материнские гены: обеспечивает питание (гистотрофное) зародыша на ранней стадии развития за счет желтка, содержащегося в цитоплазме. Желток состоит из белков, углеводов и жиров.
ПРЕПАРАТ: Яйцеклетка беззубки - анодонты (яйцеклетка моллюска).
Препарат представляет собой гистологический срез яичника беззубки (анодонты), окрашенный гематоксилином и эозином. (рис. 13)
Рис. 13. Яйцеклетка моллюска. Яичник беззубки (анодонты) (А) 1 – небольшой просвет фолликулов, 2 – желточные клетки, 3 – маленькое ядро, 4 – поперечные и косые сечения клеток, 5 – яйцеклетки, 6 крупное бледно окрашенное ядро, 7 дойное ядрышко, 8 – яйцеклетки в фазе большого роста; (Б) 1 – большой просвет фолликулов, 2 - клетки кубической формы, 3 – мелкие компактные ядра, 4 – яйцеклетки, завершающие рост.
При малом увеличении необходимо найти такой участок препарата, где его розовый фон был бы наиболее однородным, его нужно поставить в центр поля зрения. Надо найти в яичнике фолликулы с крупными, шарообразной формы яйцеклетками и изучить строение яйцеклетки при большом увеличении. Большинство фолликулов имеют небольшой просвет и относительно толстую стенку, с образованную желточными клетками цилиндрической формы, с маленьким компактным ядром и цитоплазмой красноватого цвета. Поперечные и косые сечения клеток овальные или округлые. В зависимости от фазы роста они имеют различную величину и окраску. В начале роста яйцеклетки мелкие, с относительно крупным, бледно окрашенным ядром и двойным ядрышком.
Обозначения: 1. – ядро. 2. – ядрышко. 3.- цитоплазма.
ПРЕПАРАТ: Яйцеклетка лягушки.
Препарат представляет собой гистологический срез яйцеклеток лягушки, окрашенный гематоксилином и эозином. (рис. 14)
Рис. 14 Яйцеклетка лягушки. Яичник лягушки. 1- яйцеклетка небольшого роста, 2 – бледное ядро, 3 – ооцит в фазе «большого роста», 4 – крупное бледно окрашенное ядро, 5 – рибосомные гены в виде ядрышек, 6 – плоские фолликулярные клетки с ядрами.
При малом увеличении в соединительнотканной строме (основе) яичника видны яйцеклетки на разных этапах стадии роста, имеющие поэтому неодинаковую величину и окраску. В начале стадии роста яйцеклетка небольшого размера, с базофильной цитоплазмой и бледным ядром. Обозначения: 1. – ядро. 2.- цитоплазма.
ПРЕПАРАТ: Яйцеклетка кошки. Препарат представляет собой гистологический срез яйцеклеток кошки, окрашенный гематоксилином и эозином. (рисунки 15-18) 1 Рис. 15. Яйцеклетка млекопитающего (при малом увеличении). Яичник кошки. 1- однослойный эпителий, 2 – белочная оболочка, 3 – корковое вещество, 4, 5, 6 – фолликулы, 7 – мозговое вещество, 8 – рыхлая соединительная ткань, 9 – сосуды.
Рис. 16 Этапы развития фолликулы 1- цитоплазма, 2 ядро, 3 – ядрышко, 4 – фолликулярный эпителий, 5 - тека, 6 – двуконтурная оболочка
Рис. 17. Ооцит первого порядка (при большом увеличении) 1- цитоплазма, 2 – ядро, 3 – ядрышко, 4 двуконтурная оболочка, 5 – лучистый венец.
Рис. 18. Граафов пузырек: 1 – тека, 2 – зернистый слой, 3 – яйценосный бугорок, 4 – полость, 5 – ооцит первого порядка.
При малом увеличении под однослойным эпителием и белочной оболочкой в корковом веществе видны яркоокрашенные фолликулы, размеры и организация которых зависит от степени их зрелости, а также образования, развившиеся вследствие овуляции или гибели фолликулов. В светлоокрашенном мозговом веществе образованном рыхлой соединительной тканью, находятся сосуды и нервы. Надо просмотреть весь срез и выбрать удачно срезанные фолликулы, в которых видна яйцеклетка с ядром и другие структуры, последовательно иллюстрирующие этапы роста ооцита и перестройку окружающих оболочек. Самые мелкие первичные фолликулы в большом количестве располагаются в поверхностной зоне коркового вещества. Их надо изучить при большом увеличении. Внутри первичного фолликула находится ооцит первого порядка с мелкозернистой базофильной цитоплазмой и ядром с нежной сетью хроматина и ядрышком. Обозначения: 1. – ядро. 2.- цитоплазма. 3. – ядрышко. 4- прозрачная оболочка. 5-хроматин.
|
||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-19; просмотров: 346; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.147.65.65 (0.052 с.) |