<< Предыдущая

стр. 7
(из 63 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>

(соматических) и гаплоидных (половых). Мейоз впервые открытый у животных В.
Флеммингом в 1882 г., — это деление ядер (и клеток), приводящее к уменьшению в два
раза количества хромосом (рис.13). В результате мейоза образуются гаплоидные клетки.
При мейозе происходит одна репликация ДНК, за которой следуют два митотических
деления ядер и клеток в результате чего из одной диплоидной образуются четыре
гаплоидные клетки. При оплодотворении происходит следующие двух гаплоидных клеток
с образованием зиготы, содержащей диплоидный набор хромосом. При митотическом
делении зиготы вновь образуются диплоидные клетки.
Перед началом мейоза в интерфазе происходит репликация ДНК и белков удвоенных
хромосом, которые остаются связанными своими ценггромерами, так что в ядре имеется
по четыре набора каждой хромосомы; кроме того, в интерфазе увеличиваются масса
клетки и количество ее органелл. В каждом делении мейоза выделяются те же фазы, что и
в митозе.
В мейозе 1 наиболее длительна профаза, которая, в свою очередь, подразделяется на
пролептонему, лептонему, зигонему, пахинему, диплонему и диакинез. Во время
пролептонемы происходит спирализация хромосом. В лептонеме хромосомы еще больше

35
спирализуются, и в ядре становятся видными 46 тонких нитевидных ‚d-хромосом.
Ядерная оболочка сохраняется, ядрышко хорошо видно. В зигонеме хромосома
представляет собой тонкую нить, в центре ее проходит осевая нить, по обе стороны от
которой расходятся петли ДНК. Хромосомы прикрепляются обоими своими концами к
ядерной оболочке с помощью при крепительного диска. В зигонеме гомологичные
хромосомы выстраиваются рядом, обвивают друг друга, укорачиваются и сцепляются
между собой (конъюгация), образуя биваленты. Каждая ‚d-хромосома из одного бивалента
происходит либо от отца, либо от матери. К внутренней ядерной мембране примыкает
половой пузырек, в котором выявляются два уплотнения — более длинное соответствует
Х-хромосоме, более короткое — У-хромосоме. После окончания конъюгации начинается
стадия па. Хромосомы еще больше укорачиваются и утолщаются. В пахинеме происходит
важней шее событие — кроссинговер— перекрест гомологичных участков гомологичных
хромосом с их последующим разрывом и присоединением участков хроматид к другой
гомологичной хромосоме и из материнской хромосомы, те. Происходит генетическая
рекомбинация.
Метафаза I напоминает аналогичную стадию митоза. Хромосомы устанавливаются
в экваториальной плоскости, образуя метафазную пластинку. В отличие от митоза
хромосомные микротрубочки прикрепляются к дентромере лишь с одной стороны (со
стороны полюса), а центромеры гомологичных d-хромосом расположены по обеим
сторонам экватора. Связь между хромосомами сохраняется благодаря хиазмам.
В анафазе I хиазмы распадаются, Гомологичные d-хромосомы отделяются друг от
друга и расходятся к полюсам. центромеры d-хромосом, в отличие от анафазы митоза, не
реплицируются а значит, сестринские хроматиды не расходятся.
В телофазе I наборы гомологичных d-хромосом находятся у полюсов, хотя их число
уменьшилось вдвое, но каждая из них состоит из двух генетически различных хроматид.
Формируются ядерная оболочка и ядрышко, образуются борозда деления, которая
углубляется, и две клетки, каждая из которых содержит гаплоидный набор d-хромосом
полностью разделяются.
Интерфаза II очень короткая и, что самое главное, в ней отсутствует -период, а
значит, не происходит репликация ДНК. Однако биосинтетические процессы активные.
Фазы мейоза II не отличаются от описанных стадий митоза. Важным Отличием является
то, что в профазе II, которая происходит очень быстро, клетка содержит гаплоидный
набор d-хромосом. В результате мейоза II образуются четыре клетки, каждая из
которых несет гаплоидный набор 5-хромосом.
При мейотическом делении из каждой предшественниц половых клеток у женщин
образуются одна яйцеклетка и три полярных тельца, которые рассасываются; у мужчин -
четыре сперматозоида, Во время образования Половых клеток благодаря кроссинговеру
создается множество различных сочетаний генов. При оплодотворении яйцеклетки
сперматозоидом в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зависимости
от того, как распределился генетический материал во время образования яйцеклетки и
сперматозоида. Число возможных сочетаний генов в оплодотворенной яйцеклетке
огромно. Вот почему каждый человек уникален. Оплодотворение приводит к тому, что
каждый ген в зиготе представлен двумя экземплярами (аллелями) — от отца и матери.
Поэтому физические и психические особенности будущего ребенка будут зависеть от
взаимодействия этих генов. Если контрастирующие гены (аллели) какого-нибудь признака
имеются у ребенка, то один из аллельных генов может проявиться (этот ген доминантный)
и замаскировать наличие другого аллельного гена (рецессивного). У организмов, которые
имеют два рецессивных гена, рецессивный признак про является; у организмов, имеющих
два доминантных гена или один доминантный I один рецессивный, проявляется
доминантный ген. Поэтому некоторые наследственные признаки одного из родителей у

36
ребенка замаскированы й могут про- явиться лишь в следующем поколении. Рис. 15
иллюстрирует сказанное.
Цитозоль. Рибосомы и синтез белка
Цитозоль, представляющий собой часть цитоплазмы, окружающей организм
занимает около 5 355% общего объема клетки. В цитозоле содержится огромное
количество ферментов, катализирующих различные реакции промежуточного обмена, а
также белки цитоскелета
Рибосомы, осуществляющие синтез белка, присутствуют во всех клетках человека,
кроме зрелых эритроцитов. Рибосомы представляют собой округлые тельца размерами
20х30 нм, состоящие из двух субъединиц: большой и малой. между обеими
субъединицами рибосомы имеется щель, в которой проходит молекула информационной
РНК, на рибосоме бороздок в которой располагается формирующаяся белковая цепь.
Рибосомы расположены по одиночке или группами в виде розеток, спиралей, завитков
(полирибосомы, или полисомы). Последние образуются в результате связывания
нескольких рибосом с одной молекулой мРНК.
Рибосомы и полисомы и могут свободно располагаться в цитоплазме или как это
указывалось ранее, прикрепляться к мембранам гранулярного эндоплазматического
ретикулума. Свободные рибосомы синтезируют белок, необходимый для
жизнедеятельности самой клетки, прикрепленные белок, подлежащий выведению из
клетки.
Синтез белка (трансляция) связан с процессом транскрипции - переписывания
информации, хранящейся в ДНК. В клетках существуют три типа РНК Информация о
структуре белка, заключенная в ДНК, «переписывается» на информационную, или
мессенджер, РНК (мРНК), которая переносит информацию о нуклеотидной
последовательности ДНК в рибосомы. Небольшие транспортные РНК (тРНК) выполняют
двойную функцию: они присоединяют молекулу аминокислоты транспортируют ее в
рибосому и узнают триплет, соответствующий этой аминокислоте в молекуле мРНК.
Антикодон тРНК узнает кодой мРНК и спаривается с ним. Рибосомальная РНК (рРНК)
участвует в образовании рибосом. РНК содержится в ядре и цитоплазме. Триплетный
генетический код, расшифрованный в 60-е годы ХХ в. М. Ниренбергом, У. Холл и Х. Ко-
раной, основан на триплетах, или ко донах, — три нуклеотида определяют присоединение
к полипепт цепи одной аминокислоты . Ученые были удостоены Нобелевской премии «за
расшифровку генетического кода и его функционирования в синтезе белков».
Реакции синтеза белка осуществляют рибосомы, которые считывают ин формацию,
заложенную в мРНК, продвигаясь вдоль нее. Синтез любой молекулы белка начинается с
того, что малая субъединица рибосомы связывается с инициаторной тРНК, несущей
молекулу метионина. Этот комплекс присоединяется к инициаторному кодону мРНК,
после этого к Малой при соединяется большая субъединица рибосому К Рибосоме
подходит следующая тРНК, и образуется первая пептидная связь. На пример, тРНК с
антикодоном ААА доставляет к Рибосоме аминокислоту фенилаланин, которая
встраивается туда, где находится кодов UUU. Перемещаясь по цепи мРНК, рибосома
присоединяет Следующие аминокислоты которые связываются между со бой, а молекулы
тРНТ отделяются, чтобы вскоре присоединить новую аминокислоту. При достижении
рибосомой стоп-кодона Синтез прекращается, и полипептидная цепь отделяется от
рибосомы.
Вопросы для самоконтроля и повторения
1. Назовите иерархические уровни организации человека
2. Дайте Определение клетки.

37
3. Назовите Основные положения клеточной теории Т.Шванна и ее современную
интерпретацию
4. Каковы Основные химические компоненты клетки?
5. Каковы структура и функции нуклеиновых кислот?
6. Назовите Основные Структурные элементы (части) клетки.
7. Какими свойствами Обладает клетка как элементарная частица живого?
8. Какие Структуры клетки называют органеллами какие включениями перечислите
те и другие.
9. Чем отличают по своему строению мембранные органеллы клетки о
немембранных? Приведите примеры.
10. Какие структуры выделяют у ядра?
11. Как построены митохондрии? Какие функции Они ВЫПОЛНЯЮТ?
12. Каково строение лизосом? Какие функции ОНИ ВЫПОЛНЯЮТ?
13. Какие выделяются фазы клеточного цикла (деления клетки)?
14. Что такое мейоз? Чем он отличается от митоза?
15. Назовите основные принципы синтеза белка.


Ткани
Ткань — это исторически сложившаяся общность клеток и межклеточного
вещества, объединенных единством происхождения, строения и функции. В организме
человека выделяют четыре типа тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и
нервную.
Эпителиальные ткани покрывают поверхность тела и выстилают слизистые
оболочки, отделяя организм от внешней среды (покровный эпителий), а также образуют
железы (железистый эпителий). Эпителий образует слой клеток, лежащих на тонкой
базальной мембране, лишенный кровеносных сосудов, его питание осуществляется за счет
подлежащей соединительной ткани. Базальная мембрана — слой межклеточного вещества
(белков и полисахаридов), располагающийся на границах между различными тканями,
например между эпителиальным пластом и подлежащей соединительной тканью.
В зависимости от количества слоев клеток поверхностный эпителий подразделяют на
однослойный и многослойный. Однослойный эпителий покрывает серозные оболочки
(брюшина, плевра, перикард),выстилает большинство слизистых оболочек, многослойный
покрывает кожу и выстилает некоторые слизистые оболочки (на пример, конъюнктиву
глаза, ротовую полость, глотку, пищевод, влагалище),
Железистый эпителий представляет собой орган, паренхима которая сформирована
из железистых клеток. Железы подразделяются на экзокринные, имеющие выводные
протоки; эндокринные имеющие выводных протоков и выделяющие синтезируемые ими
про ты непосредственно в межклеточные пространства, откуда они поступают кровь и
лимфу; смешанные, состоящие из экзо- и эндокринных оп лов (например, поджелудочная
железа). Кроме того, имеется множество одноклеточных желез — бокаловидных клеток,
лежащих среди других эпителиальных клеток, покрывающих слизистые оболочки полых
органов пищеварительной, -дыхательной и половой систем, которые вырабатывают слизь.
Экзокринная железа состоит из начального (секреторного) отдела, сформированного
железистыми клетками, которые вырабатывают различные секреты, и протоков. В

38
зависимости от строения секреторного отдела различают трубчатые (наподобие трубки),
ацинозные (напоминают грушу или удлиненную виноградину) и альвеолярные (наподобие
виноградины), а также трубчато-ацинозные и трубчато-альвеолярные железы,
секреторные отделы которых имеют и ту, и другую форму. В зависимости от строения
протоков железы подразделяются на простые, имеющие один проток, и сложные, в
главные выводные протоки которых вливается множество протоков, в каждый из которых,
в свою очередь, открывается несколько секреторных отделов. Железы вырабатывают
различные секреты: белковый, слизистый и смешанный.
Соединительные ткани представляют обширную группу, включающую в себя
собственно соединительные ткани (рыхлая волокнистая и плотная волокнистая
неоформленная и оформленная), ткани со специальными свойствами (ретикулярная
пигментная, жировая), твердые скелетные (костная, хрящевая) и жидкие (кровь и лимфа)
Соединительные ткани выполняют различные функции: опорную (или механическую),
трофическую (или питательную), защитную.
В отличие от других тканей соединительные сформированы из многочисленных
клеток и вырабатываемого ими межклеточного вещества. Последнее состоит из
аморфного вещества и различных волокон (коллагеновых, эластических, ретикулярных),
Межклеточное вещество имеет различную консистенцию — от твердого у кости до
жидкого у крови и лимфы.
Многие клетки крови являются одновременно и клетками соединительной ткани, а
другие — их предшественниками, поэтому целесообразно начать описание
соединительных тканей с крови.
Кровь. «Кровь — особый сок», — восклицает Мефистофель («Фауст» И.В.Гете). И
действительно, жизнь человека связана с кровью, которая выполняет следующие
функции: транспортную, трофическую, защитную, гемостатическую
(кровеостанавливающую). Кроме того, кровь участвует в с хранении постоянного состава
и свойств внутренней среды организма гомеостаза. Общее количество крови у взрослого
человека 4—б л, что составляет массы его тела (у мужчин в среднем около 5,4 л, у
женщин около 4,5 л); Потеря 10% крови допустима, 30% — опасна, а 50% — смертельна.
Кровь состоит из клеток (44% объема крови), взвешенных в жидком межклеточном
веществе сложного состава (плазма — 54% объема).
Плазма — это жидкая часть крови, в которой содержится до 91% воды, 6,5—8,0%
белков, около 2% низкомолекулярных соединений; рН плазмы колеблется в пределах от
7,37 до 7,43, а удельный вес от 1,025 до 1,029. Плазма богата как электролитами, так и
неэлектролитами. Белки плазмы (6,5—8,0 г’ альбумины и глобулины) выполняют
трофическую, транспортную, защитную буферную функции; они также участвуют в
свертывании крови и созданы коллоидно-осмотического давления, В крови содержатся
безъядерные эритроциты — (4,0—5,0) 10 на литр, лейкоциты — (4,0—6,0)’ 10 на литр,
среди которых выделяют зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты
(моноциты). В крови имеются также кровяные пластинки (тромбоциты), число к
составляет (1 80,0—320,0) 1 0 на литр. В крови постоянно присутствуют также клетки
лимфоидного ряда (лимфоциты), которые являются структурными элементами иммунной
системы.
Эритроциты, или красные кровяные тельца, — безъядерные клетки, имеющие
форму двояковогнутых дисков диаметром от 7 до 10 мкм. Эритроцит — единственная
клетка в теле человека, которая не содержит ядра. Эритроцит заполнен гемоглобином,
осуществляющим перенос кислорода и углекислого газа. Общее количество эритроцитов
взрослого человека достигает 25.10 а общая площадь поверхности всех эритроцитов —
около 3800 м Если сложить все эритроциты человека в один ряд, длина цепочки составит
175 000 км, ею можно было бы опоясать земной шар более четырех раз. длительность
39
жизни эритроцитов около 120 дней, чего они разрушаются и поглощаются
макрофагоцитами в селезенке, костном мо и печени.
В 1906—1901 гг. Венский ученый К. Ландштейнер открыл группы крови. В 1930 г.
ему была присуждена Нобелевская премия «за открытие групп крови человека».
Эритроцит покрыт плазмалеммой толщиной около 7 нм, в которую встроены антигены
систем АВО и резус. Антиген — это любое вещество (обычно в его состав входит белок),
которое способно вызвать иммунную реакцию. Иммунная реакция — это ответ организма
на внедрение чужого агента. В плазме крови каждого человека имеются антитела против
антигенов эритроцитов, которые не содержатся в его собственной крови. Антитело — это
молекула белка, которая вырабатывается одной из клеток иммунной системы в ответ на
внедрение антигена. К. Ландштейнер описал четыре группы крови.
Группы крови
Группа крови О А В АВ
Частота в популяции 46% 42% 9% 3%
Агглютиногены - А В А+В
Агглютинины a+b b a -


Автор обнаружил, что при смешивании плазмы крови одного человека и
эритроцитов другого часто происходит их агглютинация (склеивание). Это приводит к
закупориванию мелких сосудов, что может привести к смертельному исходу.
Для разделения крови на группы смешивали эритроциты с пробными сыворотками
— так называемыми сыворотками анти-А и анти-В. К. Ландштейнер обнаружил, что
эритроциты группы О агглютинируются ни одной из сывороток; эритроциты группы АВ
агглютинируются обеими сыворотками; эритроциты группы А агглютинируются
сывороткой анти-А, но не агглютинируются сывороткой анти-В; наконец, эритроциты
группы В агглютинируются сывороткой анти-В, но не агглюгинируются сывороткой
анти-А. В сыворотке крови группы О содержатся групповые антитела анти-А и анти-В; в
сыворотке группы А имеются только анти тела анти-В в сьтворотке группы В — антитела
анти-А, а в сыворотке АВ групповые антитела отсутствуют. Следовательно, в
соответствии с формулой К. Лавдштейнера в сыворотке крови содержатся только те
антитела (изоагглютинины), которые не агглютинируют эритроциты этой группы,
поэтому следует переливать кровь той же группы.
В 1940 г. К. Ландштейнер открыл еще один фактор крови — резус У 85% людей
эритроциты несут на своей поверхности Rh-антиген, это Rh положительные (Rh +) , у
других он отсутствует, их называют резус-отрицательный (Rh —). Если человеку Rh —
перельют кровь от Rh + донора, то у первого в течение двух-четырех месяцев будут
продуцироваться Rh -антитела, и если ему пере лить еще раз Rh + кровь, то произойдет
агглютинация Rh + эритроцитов. К. Ландштейнер обнаружил связь между Rh -фактором и
желтухой новорожденных. Если женщина беременна от Rh + мужчины, плод может
оказаться Rh +. Тогда при первой беременности в организме матери вырабатываются Rh -
антитела. При последующей берёменности, если эта женщина вынашивает Rh + плод, ее
Rh -антитела проникают через плаценту в кровь плода и вызывают у него агглютинацию
эритроцитов, что приводит к желтухе новорожденного.
Лейкоциты представляют собой ядро содержащие клетки, обладающие амебоидной
подвижностью. В отличие от эритроцитов, которые выполняют присущие им функции в
просвете кровеносных сосудов, Лейкоциты осуществляют свои функции в тканях, куда
они мигрируют посредством диапедеза через клеточные щели сосудистой стенки. В 1 мкл

40
крови здорового человека содержится 4000-8000 лейкоцитов. Если сложить все лейкоциты
человека в один ряд, он вытянется на расстояние около 525 км.

<< Предыдущая

стр. 7
(из 63 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>