Клетка как открытая живая система: потоки вещества, энергии и информации в клетке, их связь с различными клеточными структурами.

                                                                                                                                                                 

Клетка – открытая живая система, которая обменивается с окружающей средой тремя потоками: вещества, энергии и информации.

Обмен веществ осуществляется за счёт плазматической мембраны (цикл Кребса). Происходит выбор пути превращения того или иного соединения, а также переключения обмена клетки с одного пути на другой.

Активный транспорт: требует затрат энергии, так как идёт против градиента концентрации. Наличие ферментов, АТФ и образование специальных ионных каналов (калиево-натриевый насос). Цитоз – участие мембраны в захвате частиц или их переносе из клетки (экзоцитоз – Б,Ж, гормоны) или в клетку (эндоцитоз). Эндоцитоз: фагоцитоз (твёрдые в-ва) и пиноцитоз (жидкие в-ва).

Пассивный транспорт: не требует затрат энергии, так как идёт по градиенту концентрации. С помощью диффузии осуществляется поглощение воды или мелких молекул через мембрану.

Виды диффузий: простая (осмос); обеспеченная (с помощью белков переносчиков); обменная (транспорт ионов без изменения концентрации); пассивная (растворение веществ в билипидном слое).

 

Поток энергии. Для восполнения АТФ используется энергия, которая получается в результате расщепления углеводов, липидов и др. Также для осуществления энергетического обмена необходим постоянный снтез ферментов.

Метаболизм – совокупность процессов биохимических превращений веществ и энергии в живых организмах. Он представлен 2 каскадами:   Ассимиляция (анаболизм) или пластический обмен – усвоение необходимых для организма веществ и превращение их в соединения, аналогичные компонентам этого организма и необходимые для его жизнедеятельности. Диссимиляция (катаболизм) или энергетический обмен – при котором образованные и накопленные при ассимиляции сложные органические соединения разлагаются до более простых соединений или конечных продуктов с постепенным высвобождением энергии, без которых невозможен биосинтез.

1.Катаболизм (энергетический обмен).

Этапы:

· Подготовительный.

Проходит в пищеварительной системе. Энергетический выход – рассеивается в виде тепла.

Расщепление Б, Ж, У и НК до составных частей.

· Бескислородный (гликолиз).

Происходит в цитоплазме клеток. Энергетический выход – 2 АТФ

Расщепление глюкозы до 2 молекул ПВК.

С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3PO4 = 2СН3СООН + 2АТФ + 2Н2О

· Кислородный (клеточное дыхание).

Происходит на внутренней мембране митохондрий. Энергетический выход – 36 АТФ (около 600 кДж).

Расщепление ПВК до СО2 и Н2О.

2C3Н4О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ = 36АТФ + 6СО2 + 42Н2О

2.Анаболизм (пластический обмен).

Для гетеротрофов реакции синтеза органических веществ заключается в перестройке молекул, существующих в клетке. Для автотрофов органические вещества синтезируются в ходе фото- и хемосинтеза.

Фотосинтез – механизм преобразования энергии солнца в энергию химических связей органических веществ.

 

Благодаря потоку информации клетка приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее и передает в ряду поколений. В ПИ участвует ядро (ДНК хромосом), макромолекулы, переносящие информацию в цитоплазму (мРНК), цитоплазматический аппарат трансляции (рибосомы, полисомы, тРНК, ферменты активации аминокислот).  ПИ доказывает генетическую роль ДНК.

Прокариот: ДНК → ^{транскрипция} → и-РНК → ^{транцляция} → белок

Эукариот: ДНК → ^{транскрипция} → про-иРНК → ^{процессинг} → ^{сплайсинг} → «зрелая» и-РНК → ^{трансляция} → белок.

Функции клеточной мембраны

1) защитная, барьерная - защита от повреждения и проницаемости вредных веществ

2) адгезивная – межклеточные контакты

3) антигенная – клетки иммунной системы могут различать чужие белки

4) рецепторная - сигналы опознавания

5) ферментативная

6)транспортная

7) биоэлектрическая – на свойствах билипидного слоя нести различные заряды при действие раздражителя.

 

Клеточный цикл, его периодизация и характеристика. Значение интерфазы и митоза. Проблема клеточной пролиферации в медицине. Понятие о митотической активности ткани. Ингибиторы и стимуляторы митоза. Роль кейлонов.

Клеточный цикл – жизнь клетки от момента ее возникновения до деления или смерти.