előadás 7
Előadás 7.Dvumembrannye sejtszervecskék
Mitokondrium. Dvumembrannye, félig autonóm organellumok, amelyek sejt fő által termelt energia az oxidációs szerves molekulák oxigénnel. Vannak jelen a sejtekben a gombák, növények és állatok. Az alakja, mérete és a mitokondriumok száma rendkívül változatosak. Az alakja mitokondriumok lehet rúd alakú, kerek, spirál, csésze alakú, elágazó. mitokondriumok hossztartományok 1,5-10 mikron átmérőjű - 0,25-1,00 mikron. A mitokondriumok száma a sejtben elérheti azokban a sejtekben, amelyek szükség van egy csomó energiát, azaz a. E. A mitokondriumok száma függ a metabolikus aktivitás a sejt. Ezen kívül a legnagyobb a mitokondriumok száma található meg a sejtben helyek, hogy több energiát - közel a ionszivattyút, az izomsejtekben - közel miofibrillumok.
Ábra. A szerkezet és a kialakulása a mitokondriumok
Szerkezetét. A mitokondrium egy héj két membrán, a külső membrán sima, a belső formák számos ráncok - crista. Christa növeli a felület a belső membrán, vannak elrendezve légzési lánc enzimek. létrehozása elektrokémiai proton gradiens a intermembrán térben és gomba-sejtek - ATP szintáz. amelyek mindegyike áll lábak, valamint a fej behatol a membrán felé néző a mátrixba. ATP szintáz felelősek a foszforilációja ADP ATP-vé.
Szélesség intermembrán térben (rezervoár proton) - 10-20 nm.
A belső tér tele van mitokondrium belső környezetet, mátrix. A mátrix tartalmazza a különböző enzimek (például a Krebs-ciklus enzimek) cirkuláris DNS. tartalmazza az összes 37 gének mennyisége 1 és 50 ilyen molekulák és a saját fehérje-szintetizáló berendezésben.
A mitokondriális DNS-t nem kapcsolódó fehérjéket ( „csupasz”), csatlakozik a belső membránon. Az építési mitokondriumok igényel sokkal több fehérjét, mint a mitokondriális DNS kódolja a gyűrűt, úgy, meg kell jegyezni, hogy információkat a legtöbb mitokondriális fehérje található a nukleáris DNS, és a proteinek szintetizálódnak a citoplazmában, majd szállítani a mitokondriumba. A mitokondriális DNS kódol mRNS, tRNS, rRNS, alkotó saját rendszerét a DNS-replikáció, a transzkripció és transzláció bizonyos proteinek. A genetikai kód, a DNS A mitokondrium van néhány különbség a genetikai kód eukarióták. A riboszómák prokarióta típusú mitokondrium (70S-típus), a többség a riboszomális fehérjék szintetizált a citoplazmában, majd szállítani a mitokondriumba.
Sokszorosítás. A mitokondriumok élő mintegy 10 nap, képesek reprodukálni elosztjuk, vagy otshnurovyvaniya új mitokondriumok a korábbiakat ezek megsemmisítése történik autofágia. A mitokondriumok örökölt sok faj, beleértve az embert is át az anya, apa mitokondriumok elpusztul a megtermékenyítés folyamata.
Eredeti. Az elmélet szerint a symbiogenesis mitokondriumok származott ősi szabad aerob prokarióta organizmusokat, hogy véletlenül behatolt a gazdasejt (anaerob Archaea) kialakítva, hogy egy kölcsönösen előnyös szimbiotikus komplex. Ennek érdekében a hipotézist, a következő bizonyítékokat. Először is, a mitokondriális DNS ugyanolyan szerkezeti jellemzői, mint a DNS-modern baktériumok (zárva egy gyűrű, nem kapcsolódó fehérjéket). Másodszor, a mitokondriális riboszómák és a riboszómák a baktériumok az azonos típusú - 70S-típusú. Harmadszor, a mitokondriális hasadási mechanizmus hasonló a baktériumok. Negyedszer, a szintézis a mitokondriális és a bakteriális fehérjéket elnyomja azonos antibiotikumokat. De a folyamat az evolúció a legtöbb gének a mitokondriumok beköltözött a kernel, és a szintézis a legtöbb mitokondriális fehérjék fordul elő a sejt citoplazmájában, azaz. E. A mitokondriumok félautonóm organellumok eukarióta sejtek.
Funkciót. A fő funkciója - oxidációs szerves molekulák: az energia hő formájában, és az ATP formájában. De a barna zsírsejtek (például egy medve télen alvás) nem képeznek mitokondriumok ATP, az egész energia szabadul fel hő és fenntartsanak egy bizonyos testhőmérsékletet. Továbbá szintézis megy végbe a mitokondriumokban néhány (körülbelül 5%) mitokondriális fehérjék.
Plasztidok egyedi növényi sejtekbe. Három fő típusa plasztiszokba: leucoplasts - színtelen plasztiszokban sejtjeiben festetlen növényi részek, kromoplasztok - plasztiszokba általában sárga színű, piros és narancs, kloroplasztokat - a zöld plasztiszokban.
Ábra. A szerkezet a plasztiszokban
1 - külső membrán; 2 - a belső membrán; 3 -stroma; 4 - tilakoidok; 5- gabona; 6 - lamella; 7 - elsődleges gabonakeményítőt; 8 - lipidcseppecskéket.
Kloroplasztokat. A magasabb rendű növényekben, kloroplasztisz sejtek alakja egy bikonvex lencse. kloroplasztisz hossza az időtartam 5 és 10 mikron átmérőjű - 2-4 mikron. Kloroplasztok által határolt két membránok. Egy sima külső membrán, belső egy bonyolult hajtogatási struktúrát. A legkisebb szeres nevű tilakoidok. Csoport tilakoidok, egymásra, mint egy halom érme, az úgynevezett Nagydíjon. A kloroplasztisz tartalmaz átlagosan 40-60 grand, megtántorodott. Grana kommunikálnak egymással lapított csatornák - lamellák. A membrán tilakoidok fotoszintetikus pigmentek beágyazott és enzimek biztosító ATP szintézis. A fő fotoszintetikus pigment a klorofill a. ő volt az, aki miatt a zöld kloroplasztokat. A belső tér tele van a kloroplasztisz stroma. A stroma gyűrű alakú „csupasz” DNS-t, riboszomális 70S típusú enzim a Calvin-ciklus, a primer gabonakeményítőt. Az egyes tilakoid jelentése proton tartály halmozódik „H +”. Ahogy mitokondriumok, kloroplasztisz képesek autonóm reprodukcióra elosztjuk két vagy kialakított proplasztisz.
A kloroplasztisz sejtjeiben lévő zöld részek a magasabb rendű növények, különösen a sok kloroplasztiszok levelek és zöld gyümölcs. Kloroplasztokat alacsonyabb rendű növények úgynevezett chromatophores.
A fő funkciója kloroplasztisz - fotoszintézis. Úgy véljük, hogy kloroplasztokat kialakult ősi Endoszimbiotikus cianobaktériumok (elmélet symbiogenesis). Ennek oka a feltételezés a hasonlóság kloroplasztisz és a baktériumok számos fejlett funkciók (gyűrű, „csupasz” DNS-t, riboszomális 70S-típusú reprodukáló eljárás).
Leucoplasts. Az alakja változik (gömb alakú, gömb alakú, tölcséres és mtsai.). Leucoplasts korlátozódik két membránok. Egy sima külső membrán, a belső formák numerikusan kis tilakoidok. A stroma gyűrű alakú „csupasz” DNS-t, riboszomális 70S-típusú enzim szintézisét és hidrolízise tartalék tápanyagok. A pigmentek hiányoznak. Különösen sok leucoplasts sejtek földalatti növényi szervek (gyökér, gumó, rizóma, stb ..). Funkció: szintézis, összegyűjtése és tárolása tartalék tápanyagokat. Attól függően, hogy a szerves anyagok felhalmozott megkülönböztetni amiloplasztokba - leucoplasts, szintetizáló és tárolja a keményítő, elaioplast - olajok proteinoplast - fehérjék. Továbbá ugyanebben leucoplasts felhalmozódhat a különböző anyagok.
Kromoplasztok. Korlátozott a két membrán. Egy sima külső membrán, a belső vagy is sima, vagy alkot egyetlen tilakoidok. A stroma kör alakú DNS-t és pigmentek - karotinoidok, kromoplasztok így egy sárga, piros vagy narancssárga színű. Forma felhalmozódása pigmentek változik: a kristályos formában, lipidcseppecskék és mások ketrecben tartani az érett gyümölcs, szirmok, őszi levelek ritkán - gyökerek .. Kromoplasztok kell tekinteni a végső fejlődési szakaszában plasztiszokban.
Funkció: színfoltok, és a gyümölcsök, és ezáltal vonzzák beporzó és vetőmag forgalmazók.
Minden típusú plasztiszokban képezhetők proplasztisz. Proplasztiszok - kis sejtszervecskék szereplő oktatási mag embrió szövetben. Mivel plasztiszokba közös származás, egymásba közöttük lehetséges. Leucoplasts is alakulnak kloroplasztisz (tétele burgonyagumók a fény) és kromoplasztok (gumós növények érés során). Kloroplasztisz a sötétben vannak leucoplasts ősszel, a pusztítás a klorofill - kromoplasztok (változó levelek színét társított azonosítása karotinoidok - pigmentek sárga xantofillek és narancssárga pigmentek karotin). Az átalakulás leucoplasts kromoplasztok vagy kloroplasztokat tartják lehetetlen.
Szerkezete és funkciója a sejtmagban. Jellemzően, az eukarióta sejt egy egymagos, de vannak kétmagos (csillósok) és többmagvú sejtek (nopalin-). Néhány magasan specializált sejtek elveszítik a második mag (vörösvértestek emlősök, szitán cső zárvatermők). Forma mag rendszerint gömb alakú, amelynek átmérője 3 és 10 mikron.
Ábra. nukleáris szerkezetet
Nucleus a citoplazmából határolt nukleáris membránon, a két membrán között, amely a perinukleáris térben, keskeny rés (15-40 nm), tele félig folyékony anyag. Egyes helyeken membránja fuzionál egymással pórusok kialakítására, amelyen keresztül az anyagok kicserélődnek közötti a sejtmagban és a citoplazmában. A külső membrán borítja riboszómák és kapcsolódó membránok a granulált EPS, amely egy egycsatornás rendszer kapcsolatba.
A belső membrán sima, ez egy nukleáris lamina - karioskeleta része álló intermedier filamentumok. A nukleáris lamina támogatja képez a mag, részt vesz a rendezett csomagolási kromatin a sejtmagban és a szervezet a nukleáris pórus.
Karyoplasm (nukleáris SAP, nukleoplazmában) - belső mag környezetet, amelyben található kromatin és egy vagy több nucleolusok. A készítmény tartalmaz különböző nukleáris SAP proteinek (beleértve az enzimeket nucleus), szabad nukleotidokat.
A sejtmag egy sűrű kerek test elmerül a nukleáris nedv. Száma nucleolusok függ a funkcionális állapotát a sejtmagban és a értéke 1-től 10 vagy több. Nukleoluszokban találhatók csak a nem osztódó atommagok mitózis során eltűnnek. A sejtmag képződik specifikus kromoszomális régiók rRNS információt hordozó szerkezet. Ezek a szakaszok nevezik nucleolaris szervező és tartalmaz több példányban kódoló gének rRNS. Tól rRNS és fehérjék származó citoplazmában riboszomális alegységek vannak kialakítva. Így, nukleoláris jelent felhalmozódása rRNS és riboszomális alegységek különböző szakaszaiban azok kialakulását.
A kromatin - nukleoprotein mag belső szerkezetek festettük bizonyos színezőanyagok és más alakú a nucleolus. A kromatin van darabolva, pellet és szálak. Kémiai összetétel kromatin: DNS (30-45%), a hiszton fehérjék (30-50%), a nem-hiszton fehérjék (4-33%), t o .. Ez egy kromatin komplex dezoksiribonukleoproteidnym (DNP). Attól függően, hogy a funkcionális állapotát kromatin megkülönböztetni: heterokromatint és eukromatin. Eukromatin - genetikailag aktív, heterokromatin - genetikailag inaktív régiók kromatin. Eukromatin fénymikroszkóp alatt nincs felismerhető gyengén színezett és dekondenzált (despiralizovannye, sodratlan) részei kromatin. Heterokromatin fénymikroszkóp alatt van darabolva vagy granulátum, intenzív színű és kondenzáljuk (spiralizált, tömörített) területeken a kromatin. Kromatin - egy létforma, a genetikai anyag interfázisos sejtekben. A sejtosztódás során (mitózis, meiózis) alakítjuk kromatin kromoszómákba.
kernel funkciók: tárolása genetikai információ és annak átadása a leánysejtekhez során részlege, a szabályozás a sejt-aktivitás szabályozása által a szintézis a különböző fehérjék, riboszomális alegységek pontok képződése.
Ábra. A szerkezet a kromoszómák. DNS tömörítő
1 - egyenlő szög (metacentrikus) kromoszóma; 2 - neravnoplechaya (submetacentric) kromoszóma; 3 - élesen neravnoplechaya (acrocentric) kromoszóma; 4 - egykarú (telotsentricheskaya) kromoszóma; 5 - sputnichnaya kromoszóma; 6 - kromatidok; 7 - a centroméra; 8 - a telomerek; 9 - műholdak; 10 - nucleolaris szervező; 11 - homológ kromoszómák.
A kromoszómák - organellumok kernel képviselő kondenzált kromatin és jelenik meg a cellában a mitózis során, vagy a meiózis. Kromoszómák és kromatin - a különféle formáinak a térbeli szervezet dezoksiribonukleoproteidnogo komplex (DNP), amely megfelel a különböző fázisaiban a sejt életciklusát. A kémiai összetétele azonos kromoszómán, mint a kromatin: DNS akár 40%, fehérjék 60%. Az alapja kromatidja egyetlen folyamatos kettős szálú DNS-molekula,
DNS egy kromatid hossza elérheti a néhány centiméter. Magától értetődik, hogy egy ilyen molekula hosszúságú nem lehet elhelyezni egy ketrecben egy kiterjesztett formában, és megy át a telepítés megszerzése meghatározott háromdimenziós szerkezetének vagy konformációjának. Vannak a következő szintek térbeli csomagolás DNS és DNP: nukleoszoma (pakolás DNS fehérje globule - nukleoszómákhoz). Minden globula nukleoszóma áll egy hiszton 8 protein molekulák DNS nukleoszóma teszi körül 1,75 forgalma. Nukleoszómákat spirálisan csavart alkotnak nukleoszóma fibril; nukleoszoma szálacskák gyűjtöttük nagy connivent hurok, alkotó kromonnal. chromonema fordult egy hurkos alkotó chromatid. Kromoszóma sejtosztódás előtt két kromatiddal. A kromoszóma megkülönböztetni elsődleges szűkület a kromoszóma karon (kromoszóma része mindkét oldalán a primer szűkület), telomerek (végrészei a karok, védik a kromoszómák összetapadását). Néhány kromoszómák másodlagos szűkületek elválasztó része a kromoszóma, az úgynevezett egy társ (egy személy öt pár kromoszómák másodlagos szűkületek). A területen a másodlagos szűkületek példányban a gének, amelyek információt hordoznak a szerkezet rRNS, így ezek a kromoszómák nevezzük nucleolaris szervező. A helyzet a centroméra kromoszóma metacentrikus osztva (egyenlő szög) submetacentric (neravnoplechie), acrocentric (élesen neravnoplechie) telotsentricheskie (félkarú) és sputnichnye.
Ábra. Ideogrammokat emberi kariotípus
A folyamat során a kromatin konverziós DNP kromoszóma formák nemcsak spirális és szuperhelikális de hurkok és superpetli. Ezért a folyamat alkotó kromoszóma fordul elő, hogy a prophase mitózis vagy meiózis prophase 1, akkor jobb, ha nem hívja spirál és kromoszóma kondenzáció.
A szomatikus sejtek tartalmaznak egy diploid, kettős - 2n kromoszómák. Csírasejtek - haploid, egyetlen -n. A diploid Drosophila - 8, a csimpánz - 48 rákok - 196 kromoszómák. A diploid kromoszóma osztott pár, egy pár kromoszómák azonos szerkezetű, a méretek, a génkészlet nevezzük homológ.
Kariotip- készlet jellemzői a száma, mérete és szerkezete metafázisos kromoszómák a fajtára jellemző.
Ideogramok - grafikus ábrázolása a kariotípus. A képviselők a különböző típusú, különböző kariotípusok, egy faj - ugyanaz. Autosomes - kromoszóma azonosak a férfi és női kariotípusok. Ivari kromoszómák - kromoszóma kariotípus, amelyben a férfiak különböznek a nők. Humán kariotípus (2n = 46, n = 23) tartalmaz 22 pár autosomes és egy pár nemi kromoszómák. női nemi kromoszómák - "XX", a férfiak - "XY". X kromoszómán - submetacentric, Y-kromoszóma - acrocentric.
Funkció kromoszómák - a genetikai információ tárolása és továbbítása genetikai anyagot a anyasejt lánya.
Kulcs kifejezések és fogalmak
1. Kristen mátrix. 2. Proton tartály mitokondrium. 3. tilakoidok, gránit, lamellák. 4. chromatophores. 5. amiloplasztba, elaioplast, proteinoplast. 6. A nukleáris lamina. 7. A sejtmag. 8. Kromatin, eukromatin, heterokromatint. 9. nukieoszomot nukleoszómában fibrilla. 10. chromonema, chromatid. 11. kariotípus, ideogrammák. 12. homológ kromoszómák. 13. centromer, a telomer, másodlagos szűkület. 13. A nucleolaris szervező.
A legfontosabb kérdések az ismétlés
1. A szerkezet a mitokondriumok.
2. Enzimek belső mitokondrium-hártyán.
3. eredetét és funkcióját a mitokondriumok.
4. szerkezete és funkciója kloroplasztok.
5. típusok és funkciók leucoplasts és kromoplasztok.
6. A szerkezete és funkciója a sejtmagban.
7. Szerkezet és típusú kromoszómák.
8. alapvető térbeli halmozási szintjeit DNS a kromoszómába.