Основные биологические механизмы транспорта веществ в клетку. Биологические основы транспорта малых молекул. Унипорт и копорт(антипорт и симпорт)

к основ мехнз транспорта в-в в клетку и из неё относят: 1)пассивный транспорт 2)активный транспорт 3) транспорт в мембранной упаковке, т.е. за счёт образования окруженных мембраной пузырьков.

Использование того или иного механизма транспорта зависит от химич природы переносимого вещества, его концентрации по обе стороны клеточной мембраны, в так же от размеров транспортируемых частиц.

Пассивным транспортом наз – перенос веществ через мембрану по градиенты из концентрации без затрат энергии. Такой транспорт осуществляется посредством 2х основных механизмов: простой диффузии и облегченной диффузии.

Путём простой диффузии транспортируются малые полярные (СО2, Н2О и др) и неполярные (О2, N2 и др.) молекулы, для которых плазматическая мембрана проницаема.

Облегчённая диффузия – это транспорт гидрофильных молекул и ионов, не способных самостоятельно проходить через плазмолемму, с помощью специфических транспортных белков. В отличии от простой диффузии облегченная отличается высокой избирательностью по отношению к транспортируемым веществам.

свойства ионных каналов: 1)высокая скорость транспорта; 2)высокая избирательность транспорта 3) большинство ионных каналов открыты лишь временно.

Сигналом для активации ререносчика и изменения его конформации могут служить: 1) переносимые молекулы 2)специфические не транспортируемые молекулы, для которых в белке переносчика имеются соответсвующие центры свызывания. 3) электрические сигналы.

Активным транспортом – наз перенос веществ через мембрану против их градиентов концентрации. Он всегда осуществляется с помощью белков-переносчиков, которые наз насосами или помпами и требуют затрат энергии, основным источником которой служит аденозинтрифосфорная кислота (атф).

Пассив и актив транспрт подраздел на унипорт и копорт или споряженный транспорт.

Унипорт – это транспорт, при котором белок-переносчик функционирует только в отношении молекул или ионов одного вида. При копорте белок-переносчик способен транспортировать одновременно 2 или более видов молекул или ионов. Такие белки переносчики получила название копортеров, или сопряженных переносчиков.

Различ 2 вида копорта: симпорт и антирорт. В случае симпорта различные молекулы или ионы транспортируются в одном направлении, а при антироте – в противоположных.

По направлению транспорта в клетке выделяют 2варианта цитоза: 1) эндоцитоз (транспорт в клетку); 2) экзоцитоз (транспорт из клетки); 3)трансцитоз (транспорт через клетку).

 

Клеточный цикл. Деление клетки. Митоз, его биологическое значение.

совокупность и последовательность процессов, происходящих в клетке в период от конца одного деления до конца другого деления или до смерти клетки, наз – клеточным циклом или жизненным циклом клетки.

Жизненный цикл

М- митоз, G1 –пресинтетический, S – синтетический, G2 – постсинтетический, Gо – период пролиферативного покоя.

Большую часть клеточного цикла занимает интерфаза – подготовка к следующему делению. в интерфазе 3 периода – G1,S,G2.

У млекопитающих длительность S – периода интерфазы составляет 6-10 часов, G2 –периода 2-5 часов, митоза 1-1,5 часа, G1-периода около 11-13 часов.

В пресинтетическом(постметатический) (после миотоза хромосомы в клетке. однохроматидные. количество ген материала в клетке 2n2c)периоде протек след процессы:

1) завершается формирование ядрышка, 2) осуществляется синтез белков РНК и АТФ, 3) образуется химические предшественники ДНК, ферменты катализирующие реакцию репликации. 4) осуществляется рост клетки за счёт цитоплазмы до достижения ими нормальных размеров. 5) восстанавливается набор клеточных органелл, бывший в материнской клетке до её деления.

В пресинтетический период хромосомы представляют собой тонкие хроматиновые нить, каждая из которых состоит из одной хроматиды. Формула ген материала имеет выражение 2n2c, где буквы обозначают количество хромосом(n) и ДНК (с), в гаплойдном наборе.

В синтетическом (основной процесс – синтез ДНК (репликация) в результате чего все хромосомы станов 2хроматидными, а набор ген материала 2n4c). периоде осуществляется: 1) рост клетки в основном за счёт ядра, 2)удвоение ДНК, которое запускается белками – активаторами S-фазы, поступившими в ядро из цитоплазмы. 3)усиление биосинтеза РНК и белков, в том числе, когезинов, удвоение количества белков-гистонов, необходимых для построения хроматина. 4) удвоение центриолей клеточного центра; клетка продолжает выполнять свои специфические функции.

В постсинтетический (премитотический) ( 2n4c) период протекают следующие процессы: 1)интенсивный синтез РНК, АТФ и белков, особенно тубулинов, участвующих в формировании веретена деления, 2) увеличение массы цитоплазмы и рост объема ядра, 3) трансформация центра организации трубочек. 4) накопление и активация фактора, стимулирующего митоз, 4) усиление деления митохондрии.

(в конце периода происход расхожден центриолей в полюса клетки. этот процесс можно отнести к крайне профазе митоза)

метатический цикл- цикл состоящий из митоза и интерфазы. такой цикл хар-н для клеток простейших, а в многоклеточном организме для клеток растущих или пролиферирующих популяций.

для большинства клеток многоклет организма хар-на стадия Gо (пролиферативного покоя).

В этой стадии клетки утрачивают способность к делению и приобретают специализацию за счёт синтеза определённых белков.

«Путь гибели». клетки стабильных популяций закладываются в организме однократно и уже никогда больше не восстанавливаются, только расходуются в течении жизни. (это нервные клетки, кардиомиоциты, оогонии(женск пол клетки).

Пролиферация – увеличение коллич клеток за счёт их деления.

2 стадии: - первичная (деление не дифференцир клеток) и – вторичная (деление ранее дифференцир клеток).

примеры дифференцировки: у нейтронов появл отростки – аксоны и дендриты. – эритробласты утрач ядро и превращ в эритроциты.

Gо период заканчивается выходом в конец G1 периода вблизи точки рескрипции(-период когда клет цикла после которого клетка необратимо вовлекается в деление) с последующим делением клетки.

пример: гепатоциты могут делится если даже печень отделена.

ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ:

1) митоз, или непрямое деления: Основной способ деления эукриотич клеток. Врезультате митоза образ 2е аналогичные клетки. (несущие одинаковый набор хромосом.)

2) амитоз, или прямое деление. Деление ядра претяжкой в время интерфазы. Равное распределение генетического материала не гарантируется. Характерен для некоторых одноклеточных.

3) мейоз или редукционное деление. При этом делении происходит редукция числа хромосом вдвое или переход клеток из диплойдного в гаплойдное состояния.

МИТОЗ:

- основной способ деления эукриотич клеток при которой из одной диплойдной материнской клетки образ 2е идентичные дочерние диплойдные клетки.

При митозе происходит точное распределение последовательного и цитоплазматического материала. Митоз хар-ся чередование процессов: кариокинеза (деления ядра) и цитокинеза (деления цитоплазмы).

В митоз вступают диплойдные клетки с двухроматидными хромосомами. В результате митоза образ 2е диплойдные клетки с однохроматидными хромосомами.

1) профаза. (ранняя) – расхождение центриолей к полюсам клетки. От центриолей начинается полимеризация микротрубочек веретена деления. Хромосомы спирализуются становясь видными в световой микроскоп. происходит фрагментация ядерной оболочки. исчезает ядрышко.

профаза. (поздняя) – ядерная оболочка полностью исчезает. К центромере каждой хромосомы прикрепляются по 2 микротрубочки веретена деления. Хромосомы начинают перемещатся к экватору клетки. (формир веретена деления).

2)метафаза – Максимально спирализованные хромосомы выстраиваются на экваторе образуя метафазную пластинку. Полностью сформировано веретено деления. (закрепление центриолей а мембране клетки)

3) анафаза – центромеры расшепляются вдоль. Каждая хроматида становится однохроматидной хромосомой. Набор ген материала в клетке 4n4c. Однохроматидные хромосомы расходятся к полюсам клетки (за счет согласованной работы нитей веретена деления.)

4) телофаза (ранняя) -хромосомы начин деспирилизоватся вокруг них формируется ядерные оболочки, восстанавливаются ядрышки что свидетельствует о начале синтетических процессов.

телофаза (поздняя) – или цитокинез. по разному происходит в клетках растений и животных.

У животных: в живот клетке между ядрами образ перетяжка за счет элементов цитоскелета.

У растений: в клетках растений между ядрами образуется пластинка – фрагмопласт. Она образ за счет слияния пузырьков гольджи и содержит в себе элементы клеточной мембраны и клеточную стенку.