Ойындар

Ақуыз синтезіне арналған жасушалық конвейер. Гистологиядағы зерттеу әдістері. Гистологиялық препараттарды дайындаудың негізгі принциптері мен кезеңдері. «Рибозим» сияқты жұмыс істейді

Белок биосинтезіне қажетті нақты ақпарат хромосомалардағы дезоксирибонуклеин қышқылдарының құрылымында қандай да бір түрде қамтылатыны күмәнсіз.

Бұл көзқарасты менделяторлық гендердің белгілі бір ақуыз молекулаларымен байланысы туралы көптеген бақылаулар толығымен растайды. Жоғарыда айтқанымыздай, оның жарамдылығының ең тікелей дәлелі генетикалық деректерді физикалық және химиялық қасиеттерігемоглобин, тирозиназа және β-лактоглобулин сияқты оқшауланған біртекті ақуыздар. Жақсы тазартылған ДНҚ препараттары реципиент жасушаларының генотипінің де, фенотипінің де өзгеруін немесе фаг бөлшектеріне тән салыстырмалы түрде күрделі ақуыз кешенінің түзілуін тудыруы мүмкін екенін көрсеткен бактериологтар мен вирусологтар алған нәтижелердің сенімділігі кем емес.

Дегенмен, ақуыз синтезі ядродан тыс жерде де мүмкін екені анық. Мысалы, ретикулоцитте гемоглобин синтезі жоғары жылдамдықпен жүреді және жасуша жетілген эритроцитке айналғаннан кейін ғана тоқтайды. Дәл осындай жағдай Acetabularia mediterranea теңіз балдырында да байқалады. Оның жасушасын екі бөлікке бөлуге болады: құрамында ядросы бар және ядросыз. Ядросыз фрагмент белокты біраз уақыт бойы бүтін жасушаға қарағанда жоғары жылдамдықпен синтездейді, бірақ көп ұзамай бұл синтез тоқтайды. Химиялық тұрғыдан анықталған ақуыздың биосинтезі, тіпті гемоглобин сияқты спецификалық болса да, ядросы жоқ жерде де жалғаса алатындықтан, біздің назарымыз қажетті ақпараттың жасуша цитоплазмасына тасымалдану механизміне және, оның ішінде уақытша сақталғанға ұқсайды.

Белок биосинтезі - бұл жасушаның құрылымдық ұйымына көп тәуелді болатын биологиялық құбылыстардың бірі. Егер синтез ядросыз жалғаса берсе де, бұл уақытша ғана (бірақ синтездің тоқтатылуы белгілі бір зат алмасу факторының тапшылығынан туындауы мүмкін, бұл тек жанама түрде ақуыз синтезімен байланысты). Белок синтезінің құрылымның тұтастығына осындай тәуелділігіне байланысты, субмикроскопиялық жасуша құрылымдарының табиғаты туралы соңғы зерттеулер биосинтез механизмінің табиғатын нақтырақ түсіну үшін ең маңызды ақпаратты берді. Бұл зерттеулер негізінен статикалық морфологияға қатысты болғанына қарамастан, олардың нәтижелері бойынша жасуша ұғымы өзара байланысты метаболикалық бірліктерден тұратын және энзимологтар мен ғалымдар жасаған ерекше жаңалықтарға сәйкес келуі керек жоғары ұйымдасқан жүйе ретінде құрылды. генетиктер.

Жасуша архитектурасын зерттеуде салыстырмалы түрде жаңа екі әдіс ерекше маңызды рөл атқарды - ультра жұқа кесінділердің электронды микроскопиясы және сахароза ерітіндісіндегі жасушалық компоненттерді дифференциалды центрифугалау.

Дифференциалды центрифугалау митохондриялардың, микросомалардың, ядролардың және басқа жасушалық қосындылардың азды-көпті біртекті үлгілерін бөліп алуға мүмкіндік береді және осы жеке фракциялардың таңбаланған прекурсорларды біріктіру қабілетін зерттеуге мүмкіндік береді. нуклеин қышқылдарыжәне белоктар. Төменде біз бұл бақылауларды талқылаймыз, бірақ енді біз ең алдымен электронды микроскопияның көмегімен алынған және бұзылмаған жасушаның осы функционалдық компоненттерінің орналасуын көрсететін кейбір нәтижелерге тоқталамыз.

Палад түсірген теңіз шошқасының ұйқы безінің электронды микрографы көрсетілген. Осындай көптеген фотосуреттерді дәл бақылау және өлшеу цитоплазмада концентрлік шеңберлер түрінде орналасқан және электрондар үшін қалыңдығы шамамен 40 А болатын мембраналардың болуын анықтауға мүмкіндік берді. Бұл жеке фракция ретінде дифференциалды центрифугалау арқылы тін гомогенатынан оқшауланатын бірдей түйіршіктер (олар әдетте жарылған мембраналардың фрагменттеріне бекітіледі). Шештранд пен Гансон өз тәжірибелерінде түйіршікті мембраналар әрқашан түйіршіктері бар жағы митохондрияға, жасуша мембранасына немесе басқа мембраналарға, ал тегіс мембрана беті ядроға қаратылатын етіп орналастырылғанын хабарлады. Бұл бақылаулардың дұрыстығын басқа да бірқатар зерттеушілер растады. Бұл орналасу схемаға сәйкес келеді. Мұнда эндоплазмалық ретикулум бөлек мембраналар емес, ядроны қоршап тұрған шардың мыжылған қабығына ұқсас құрылым ретінде бейнеленген. Бұл жағдайда түйіршіктер Шештранд пен Гансон бақылаған бағдарға ие болуы мүмкін және жасуша екі негізгі бөлімге бөлінеді: олардың бірінде ядро, ал екіншісінде олар батырылған цитоплазмалық сұйықтықпен бірге митохондриялар бар. Мұндай құрылым жасушада метаболикалық белсенділікке қажетті үлкен бетті жасайды және жасушаның «генетикалық» бөлігі мен оның синтетикалық аппараты арасындағы табиғи шекара қызметін атқара алады.

Схема цитологтар үшін қолайлы бірнеше ықтимал нұсқалардың бірі ғана екенін атап өткен жөн. Бұл диаграмма оқырманға жасушаның субмикроскопиялық құрылымы қаншалықты егжей-тегжейлі зерттелгенін көрсету үшін ғана берілген. Алынған суреттерді түсіндіруде мамандар көрсеткен бірауыздылық ғылымның кез келген қарқынды дамып келе жатқан саласында күткеннен де жоғары; цитологтар арасындағы көзқарастардағы ең үлкен айырмашылықтар салыстырмалы түрде болмашы мәселелерге қатысты екендігі өте құнды.

Тіндердің гомогенизациясы кезінде эндоплазмалық ретикулум бұзылады. Жақында жүргізілген зерттеулердің нәтижелері микросомальды фракция деп аталатындар негізінен түйіршіктерден тұратынын анық көрсетеді, оларға желі фрагменттері әлі де бекітіледі. Микросомальды препараттарды липопротеиндерді бұзатын заттармен, мысалы, дезоксихолатпен өңдегенде, құрамында бастапқы препараттың РНҚ-сының көп бөлігі және бастапқы ақуыздың аз ғана бөлігі (шамамен 1/6) бар бөлшектерді бөліп алуға болады. Бірақ РНҚ-ны қорытатын және ыдырататын рибонуклеазамен өңделген препараттарды электронды микроскоппен зерттеу кезінде олардан тек мембраналардың заты табылды. Кейбір ұлпаларда, мысалы, тауықтың жұмыртқа жолында эргастоплазма онша нәзік емес, салыстырмалы түрде аз айналымдар кезінде центрифугалау арқылы жеткілікті күшті гомогенизациядан кейін де түйіршіктері бар салыстырмалы түрде аз зақымдалған мембрана кешендерін бөліп алуға болады. Эргастоплазманың шығу тегі анықталмаған. Жақында ұзақ уақыт аштықтан кейін тамақ алған жануарлардың бауыр жасушаларында мембрана регенерациясы жасушалардың шеткі бөлігінен басталатыны көрсетілді. Бұл қабықшаларда түйіршіктер жоқ және тек кейінірек белсенді секрециялық жасушаларға тән көрініске ие болады, яғни олар түйіршіктермен шашыраңқы болады. Эндоплазмалық ретикулум жасуша бетіндегі ұзаққа созылған пиноцитоз (суды сіңіру) және фагоцитоз (бөлшектерді сіңіру) нәтижесінде пайда болады деген болжам бар. Электрондық микроскопиялық зерттеулер сіңірілген сұйық және қатты бөлшектердің жасушаның беткі қабаты арқылы қоректік заттардың енуі кезінде ұсталатын сыртқы протоплазмалық мембрана қабатымен қоршалғанын көрсетті. Бұл мембрана ұзартқышқа айналады эндоплазмалық ретикулум.

Егер бұл бақылаулар расталса, онда сипатталған процестер қарқынды алмасумен байланысты болуы керек деп болжауға тура келеді. Мысалы, жақында Свердлоу, Дальтон және Беркс көрсеткендей, егер макрофагтар сияқты белсенді сіңіруге қабілетті жасушаларға протоплазмалық мембрананы енгізу ұзақ процесс болса, онда жасушалар тек осы мембраналардан тұратын болар еді. Мұндай жасушаларда, әрине, белсенді процестер жаңа мембрананың қалпына келуі үшін де, оның өсуі кезінде ядроға басылатын эндоплазмалық тордың бұзылуы үшін де қажет.

Қатені тапсаңыз, мәтін бөлігін таңдап, түймесін басыңыз Ctrl + Enter.

Зат алмасу- тірі ағзалардың ең маңызды қасиеті. Организмде болатын зат алмасу реакцияларының жиынтығы деп аталады метаболизм... Метаболизм реакциялардан тұрады ассимиляция(пластикалық алмасу, анаболизм) және реакциялар диссимиляция (энергия алмасу, катаболизм). Ассимиляция – жасушада болатын биосинтетикалық реакциялар жиынтығы, диссимиляция – энергияның бөлінуімен жүретін жоғары молекулалы заттардың ыдырауы және тотығу реакцияларының жиынтығы. Бұл реакция топтары өзара байланысты: энергия алмасу реакцияларында бөлінетін энергиясыз биосинтез реакциялары мүмкін емес, диссимиляция реакциялары пластикалық метаболизм реакцияларында түзілетін ферменттерсіз жүрмейді.

Зат алмасу түріне қарай организмдер автотрофтылар және гетеротрофтылар болып екі топқа бөлінеді. Автотрофтар- бейорганикалық заттардан органикалық заттарды синтездеуге қабілетті және бұл синтез үшін күн энергиясын немесе тотығу кезінде бөлінетін энергияны пайдаланбайтын организмдер органикалық заттар. Гетеротрофтар- басқа организмдер синтездеген органикалық заттарды өз тіршілігіне пайдаланатын организмдер. Көміртек көзі ретінде автотрофтар бейорганикалық заттарды (СО 2), ал гетеротрофтар экзогендік органикалық заттарды пайдаланады. Энергия көздері: автотрофтар күн сәулесінің энергиясына ие ( фотоавтотрофтар) немесе бейорганикалық қосылыстардың тотығуы кезінде бөлінетін энергия ( химоавотрофтар), гетеротрофтарда – органикалық заттардың тотығу энергиясы ( химогетеротрофтар).

Тірі ағзалардың көпшілігі фотоавтотрофтар (өсімдіктер) немесе хемогетеротрофтар (саңырауқұлақтар, жануарлар) болып табылады. Егер организмдер жағдайларға байланысты өзін авто- немесе гетеротрофтар сияқты ұстаса, онда олар деп аталады. миксотрофтар(эвглена жасыл).

Белок биосинтезі

Белок биосинтезі анаболизмнің ең маңызды процесі. Жасушалар мен ағзалардың барлық белгілері, қасиеттері мен қызметтері ақыр соңында белоктармен анықталады. Ақуыздар қысқа өмір сүреді және шектеулі өмір сүреді. Әр жасушада мыңдаған түрлі белок молекулалары үздіксіз синтезделеді. 50-жылдардың басында. ХХ ғасыр. Ф.Крик молекулалық биологияның орталық догмасын тұжырымдады: ДНҚ → РНҚ → ақуыз. Бұл догмаға сәйкес, жасушаның белгілі бір ақуыздарды синтездеу қабілеті тұқым қуалаушылықпен бекітіледі, ақуыз молекуласындағы аминқышқылдарының тізбегі туралы ақпарат ДНҚ нуклеотидтер тізбегі түрінде кодталады. Белгілі бір ақуыздың бастапқы құрылымы туралы ақпаратты алып жүретін ДНҚ бөлігі деп аталады геном... Гендер полипептидтік тізбектегі аминқышқылдарының тізбегі туралы ақпаратты сақтап қана қоймайды, сонымен қатар РНҚ-ның кейбір түрлерін кодтайды: рибосоманың құрамына кіретін рРНҚ және амин қышқылдарын тасымалдауға жауапты тРНҚ. Ақуыз биосинтезі процесінде екі негізгі кезең бөлінеді: транскрипция- ДНҚ (ген) матрицасында РНҚ синтезі - және тарату- полипептидтік тізбектің синтезі.

Генетикалық код және оның қасиеттері

Генетикалық код- ДНҚ немесе РНҚ нуклеотидтер тізбегі арқылы полипептидтегі аминқышқылдарының тізбегі туралы ақпаратты жазу жүйесі. Бұл жазу жүйесі қазір шифры шешілген болып саналады.

Генетикалық кодтың қасиеттері:

үштік: әрбір амин қышқылы үш нуклеотидтің (триплет, кодон) қосындысымен кодталған;
анық еместік (спецификалық): триплет тек бір амин қышқылына сәйкес келеді;
дегенерация (артықшылық): аминқышқылдары бірнеше (алтыға дейін) кодондармен кодталуы мүмкін;
әмбебаптық: аминқышқылдарын кодтау жүйесі жер бетіндегі барлық организмдер үшін бірдей;
қабаттаспайтын: нуклеотидтер тізбегінің оқу шеңбері 3 нуклеотидтен тұрады, бір нуклеотид екі триплетте бола алмайды;
64 кодтық үштіктердің 61-і кодталады, аминқышқылдарын кодтайды, ал 3-і мағынасыз (РНҚ-да - UAA, UGA, UAG), аминқышқылдарын кодтамайды. Олар шақырылады терминатор кодондарыөйткені олар трансляция кезінде полипептидтің синтезін блоктайды. Оған қоса, бар инициатор кодон(РНҚ-да - AUG), одан хабар тарау басталады.

Генетикалық код кестесі

Бірінші негіз	Екінші база				Үшінші негіз
Бірінші негіз	U (A)	C (G)	A (T)	G (C)	Үшінші негіз
U (A)	Шаш кептіргіш Шаш кептіргіш Лэй Лэй	Сер Сер Сер Сер	Түсірілім галереясы Түсірілім галереясы — —	ТМД ТМД — Үш	U (A) C (G) A (T) G (C)
C (G)	Лэй Лэй Лэй Лэй	туралы туралы туралы туралы	Гис Гис Gln Gln	Арг Арг Арг Арг	U (A) C (G) A (T) G (C)
A (T)	Ile Ile Ile кездесті	Tre Tre Tre Tre	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	U (A) C (G) A (T) G (C)
G (C)	Білік Білік Білік Білік	Ала Ала Ала Ала	Asp Asp Glu Glu	Гли Гли Гли Гли	U (A) C (G) A (T) G (C)

* Триплеттегі бірінші нуклеотид – төрт сол жақ тік қатардың бірі, екіншісі – жоғарғы көлденең қатардың бірі, үшіншісі – оң жақ тік қатардан.

Матрицалық синтез реакциялары

Бұл тірі организмдердің жасушаларында жүретін химиялық реакциялардың ерекше категориясы. Бұл реакциялар кезінде полимер молекулаларының синтезі басқа полимер матрицалық молекулаларының құрылымында белгіленген жоспарға сәйкес жүреді. Бір матрицада көшіру молекулаларының шексіз санын синтездеуге болады. Реакциялардың бұл категориясына репликация, транскрипция, трансляция және кері транскрипция жатады.

Ген- полипептидтегі бастапқы аминқышқылдарының тізбегін немесе тасымалдау және рибосомалық РНҚ молекулаларындағы нуклеотидтер тізбегін кодтайтын ДНҚ молекуласының бөлігі. Бір хромосоманың ДНҚ-сында сызықтық ретпен орналасқан бірнеше мың ген болуы мүмкін. Хромосоманың белгілі бір бөлігіндегі геннің орны деп аталады локус... Эукариоттық геннің құрылымдық ерекшеліктері: 1) реттеуші блоктардың жеткілікті көп болуы, 2) мозаизм (кодтау аймақтарының кодталмағандарымен кезектесуі). Экзондар(E) - полипептидтің құрылымы туралы ақпаратты тасымалдайтын гендік аймақтар. Интрондар(I) - полипептидтің құрылымы туралы ақпаратты тасымалдамайтын гендік аймақтар. Әртүрлі гендердің экзондары мен интрондарының саны әртүрлі; экзондар интрондармен алмасады, соңғысының жалпы ұзындығы экзондардың ұзындығынан екі немесе одан да көп есе асып кетуі мүмкін. Бірінші экзонға дейін және соңғы экзоннан кейін сәйкесінше көшбасшы (LP) және трейлер тізбегі (TP) деп аталатын нуклеотидтер тізбегі бар. Көшбасшы және трейлер тізбегі, экзондар мен интрондар транскрипция бірлігін құрайды. Промоутер(Р) - РНҚ-полимераза ферменті қосылған геннің аймағы нуклеотидтердің ерекше қосындысы болып табылады. Транскрипция бірлігіне дейін, одан кейін, кейде интрондарда реттеуші элементтер (ЭР) болады, олар күшейткіштержәне дыбыс өшіргіштер... Күшейткіштер транскрипцияны жылдамдатады, дыбысты өшіргіштер оны баяулатады.

Транскрипция – бұл ДНҚ шаблонындағы РНҚ синтезі. Оны РНҚ-полимераза ферменті жүзеге асырады.

РНҚ полимераза тек ДНҚ шаблон тізбегінің 3 «ұшында орналасқан промоторға ғана қосыла алады және осы шаблон ДНҚ тізбегінің 3» - 5 «соңына ғана жылжи алады. РНҚ синтезі ДНҚ-дағы екі тізбектің бірінде жүреді. Комплементарлылық және антипараллелизм принциптеріне сәйкес Рибонуклеозидті трифосфаттар (АТФ, UTP, GTP, CTP) құрылыс материалы және транскрипция үшін энергия көзі болып табылады.

Транскрипция нәтижесінде жетілу немесе өңдеу сатысынан өтетін «жетілмеген» мРНҚ (про-мРНҚ) түзіледі. Өңдеу мыналарды қамтиды: 1) 5 «ұшты» CEPing, 2) 3» ұшының полиаденилденуі (бірнеше ондаған аденил нуклеотидтерінің қосылуы), 3) сплайсинг (интрондарды кесу және экзондарды тігу). Жетілген мРНҚ-да, CEP-де трансляцияланған аймақ (бір бүтінге тігілген экзондар), трансляцияланбаған аймақтар (UTR) және полиаденилді «құйрық» оқшауланады.

Аударылған аймақ инициатор кодонынан басталып, терминатор кодондарымен аяқталады. UTR-да РНҚ-ның жасушадағы әрекетін анықтайтын ақпарат бар: өмір сүру ұзақтығы, белсенділік, локализация.

Транскрипция мен өңдеу жасуша ядросында жүреді. Жетілген мРНҚ белгілі бір кеңістіктік конформацияға ие болып, белоктармен қоршалған және бұл формада ядролық кеуектер арқылы рибосомаларға тасымалданады; эукариоттық мРНҚ әдетте моноцистронды (тек бір полипептидтік тізбекті кодтайды).

Хабар тарату

Трансляция – мРНҚ шаблонындағы полипептидтік тізбектің синтезі.

Трансляцияны қамтамасыз ететін органеллалар рибосомалар болып табылады. Эукариоттарда рибосомалар кейбір органеллалар – митохондриялар мен пластидтерде (70S рибосомалар), цитоплазмада бос (80S рибосомалар) және эндоплазмалық тордың мембраналарында (80S рибосомалар) кездеседі. Осылайша, ақуыз молекулаларының синтезі цитоплазмада, кедір-бұдыр эндоплазмалық ретикулумда, митохондриялар мен пластидтерде болуы мүмкін. Цитоплазмада белоктар жасушаның өз қажеттіліктері үшін синтезделеді; EPS-те синтезделген белоктар оның арналары арқылы Гольджи кешеніне тасымалданады және жасушадан шығарылады. Кіші және үлкен суббірліктер рибосомада оқшауланған. Рибосоманың кіші суббірлігі генетикалық декодтау функцияларына жауап береді; үлкен - биохимиялық, ферментативті үшін.

Рибосоманың кіші суббірлігі бар функционалдық орталық(FCR) екі сайтпен - пептидил(P-бөлімі) және аминоацил(А-бөлімі). ПТР-да мРНҚ-ның алты нуклеотиді болуы мүмкін, үшеуі пептидилде және үшеуі аминоацилиндік аймақтарда.

Аминқышқылдарды рибосомаларға тасымалдау үшін тасымалдаушы РНҚ және тРНҚ қолданылады (No4 дәріс). тРНҚ ұзындығы 75-тен 95-ке дейін нуклеотид қалдығы. Оларда бар үшінші құрылым, пішіні беде жапырағы тәрізді. тРНҚ-да антикодондық ілмек пен акцепторлық учаске ажыратылады. РНҚ-ның антикодондық тізбегінде белгілі бір амин қышқылының кодтық триплетіне комплементарлы антикодон кіреді, ал 3 'ұшындағы акцепторлық учаске аминоацил-тРНҚ синтетаза ферментінің көмегімен дәл осы амин қышқылын (АТФ есебінен) бекітуге қабілетті. Осылайша, әрбір амин қышқылының өз тРНҚ және олардың ферменттері болады, олар амин қышқылын тРНҚ-ға бекітеді.

Аминқышқылдарының 20 түрі 61 кодонмен кодталған, теориялық тұрғыдан сәйкес антикодондары бар тРНҚ-ның 61 түрі болуы мүмкін. Бірақ кодталған аминқышқылдарының тек 20 түрі бар, яғни бір амин қышқылында бірнеше тРНҚ болуы мүмкін. Бір кодонмен байланысуға қабілетті бірнеше тРНҚ бар екендігі анықталды (тРНҚ антикодонындағы соңғы нуклеотид әрқашан маңызды емес), сондықтан жасушада тек 40-қа жуық әртүрлі тРНҚ табылды.

Ақуыз синтезі мРНҚ-ның 5'-ұшына шағын рибосомалық суббірлік қосылған кезден басталады, оның Р-аймақына метионин тРНҚ кіреді (метионин амин қышқылын тасымалдайды) Кез келген полипептидтік тізбектің N ұшында бірінші метионин болады, ол полипептид синтезінде N ұшынан С ұшына дейін жүреді, яғни біріншінің карбоксил тобы мен екіншінің амин тобы арасында пептидтік байланыс түзіледі. амин қышқылдары.

Содан кейін рибосоманың үлкен суббірлігі бекітіліп, екінші тРНҚ А учаскесіне енеді, оның антикодоны А учаскесінде орналасқан мРНҚ кодонымен комплементарлы жұптасады.

Үлкен суббірлік пептидилтрансфераза орталығы метионин мен екінші амин қышқылы арасындағы пептидтік байланыстың түзілуін катализдейді. Пептидтік байланыстың түзілуін катализдейтін жеке фермент жоқ. Пептидтік байланыстың түзілу энергиясы ГТФ гидролизі арқылы беріледі.

Пептидтік байланыс түзілген бойда метионин тРНҚ метиониннен ажырап, рибосома рибосоманың А аймағында пайда болатын мРНҚ-ның келесі кодтық триплетіне көшеді де, метионин тРНҚ цитоплазмаға итеріледі. Бір цикл 2 GTP молекуласын тұтынады. Үшінші тРНҚ А-сайтына еніп, екінші және үшінші аминқышқылдары арасында пептидтік байланыс түзіледі.

Трансляция терминатор кодоны (UAA, UAH немесе UGA) А-сайтына енгенше жалғасады, онымен арнайы ақуызды босату факторы байланысады. Полипептидтік тізбек тРНҚ-дан бөлініп, рибосомадан шығады. Диссоциация жүреді, рибосоманың суббірліктерінің бөлінуі.

Рибосоманың мРНҚ бойымен қозғалу жылдамдығы секундына 5-6 үш есе, жүздеген аминқышқылдарының қалдықтарынан тұратын ақуыз молекуласының синтезі жасушаға бірнеше минутты алады. Жасанды түрде синтезделген алғашқы ақуыз 51 амин қышқылының қалдықтарынан тұратын инсулин болды. 5000 операция жасалды, үш жыл бойына 10 адам жұмысқа қатысты.

Трансляцияда үш кезеңді бөліп көрсетуге болады: а) инициация (инициатор кешенінің түзілуі), б) элонгация (тікелей «конвейер», аминқышқылдарды бір-бірімен байланыстыру), б) терминация (терминация кешенінің түзілуі).

Прокариоттар мен эукариоттардағы полинуклеотидтер мен полипептидтік тізбектердің жиналу «механизмдері» бір-бірінен ерекшеленбейді. Бірақ прокариоттардың гендерінде экзондар мен интрондардың болмауына байланысты (архебактериялардың гендері ерекше), олар топ болып орналасады және бұл гендер тобында бір промотор болады, прокариоттарда транскрипция мен трансляцияның келесі ерекшеліктері бар. пайда болады.

Транскрипция нәтижесінде реакциялардың белгілі бір тобын қамтамасыз ететін бірнеше белоктарды кодтайтын полицистрондық мРНҚ түзіледі.
мРНҚ-да аударманы бастау, трансляцияны тоқтату және UTR бірнеше орталықтары бар.
CEPing, полиаденилдену және мРНҚ сплайсингі болмайды.
Транскрипция аяқталмай тұрып-ақ трансляция басталады; бұл процестер эукариоттардағыдай уақыт пен кеңістікте бөлінбейді.

1 - ДНҚ; 2 - РНҚ полимераза; 3 - нуклеозидтрифосфаттар GTP, CTP, ATP, UTP.

Прокариоттық мРНҚ-ның «өмір сүруі» бірнеше минут (эукариоттарда – сағат немесе тіпті бір тәулік) болатынын қосуға болады.

Ауысу №9 дәріс«Прокариоттық жасушаның құрылымы. Вирустар»

Ауысу №11 дәріс«Зат алмасу туралы түсінік. «Белок биосинтезі»

Олар билипидті мембранамен шектелген және құрамында электронды тығыз матрицасы бар, жиынтықтан тұратын денелер.

кез келген полимерлі қосылыстарды (белоктар, майлар, көмірсулар), олардың кешендерін мономерлік фрагменттерге ыдыратуға қабілетті гидролитикалық ақуыз-ферменттер (гидролазалардың отыздан астам түрі).

Лизосомалардың қызметі жасушаішілік ас қорытуды қамтамасыз ету, яғни экзогендік және эндогендік биополимерлі заттардың бөлінуін қамтамасыз ету.

Лизосомалардың жіктелуі:

1) біріншілік лизосомалар – электронды тығыз денелер;

2) екінші реттік лизосомалар – фаголизосомалар, соның ішінде аутофаголизосомалар;

3) үшіншілік лизосомалар немесе қалдық денелер.

Шынайы лизосомалар пластинкалы комплексте түзілген шағын электронды тығыз денелер деп аталады. Лизосомалардың ас қорыту қызметі фагосомамен (билипидті қабықшамен қоршалған фагоцитозданған зат) бірігіп, фагоциттенетін материал мен лизосома ферменттері араласқан фаголизосома пайда болғаннан кейін ғана басталады. Осыдан кейін фагоциттелген материалдың биополимерлі қосылыстарының мономерлерге – амин қышқылдарына, қанттарға ыдырауы басталады. Бұл молекулалар фаголизосома мембранасы арқылы гиалоплазмаға еркін енеді, содан кейін жасуша оны пайдаланады - олар энергия өндіруге немесе жаңа жасушаішілік макромолекулярлық қосылыстар құруға барады. Кейбір қосылыстар лизосомалық ферменттермен ыдырай алмайды, сондықтан жасушадан өзгермеген түрде экзоцитоз (кері фагоцитоз) арқылы шығарылады. Липидті табиғаттағы заттар іс жүзінде ферменттермен ыдырамайды, бірақ фаголизосомаға жиналып, конденсацияланады. Бұл түзілімдер үшіншілік лизосомалар (немесе қалдық денелер) деп аталды.

Фагоцитоз және экзоцитоз процесінде жасушадағы мембраналар рециркуляцияланады: фагоцитоз кезінде плазмолемманың бір бөлігі ажырап, фагосома қабығын түзеді, экзоцитоз кезінде бұл мембрана плазмолеммаға қайта енгізіледі. Зақымдалған, өзгерген немесе ескірген жасуша органеллалары ол лизосомалар көмегімен жасушаішілік фагоцитоз механизмі арқылы пайдаланылады. Бастапқыда бұл органоидтар билипидті мембранамен қоршалып, вакуоль, аутофагосома пайда болады. Содан кейін онымен бір немесе бірнеше лизосомалар қосылып, автофаголизосома түзіледі, онда фаголизосомадағы сияқты биополимерлі заттардың гидролитикалық ыдырауы жүзеге асады.

Пероксисомалар

Пероксисомалар - цитоплазманың микроденелері (0,1-1,5 мкм), құрылымы бойынша лизосомаларға ұқсас, бірақ олардан айырмашылығы олардың матрицасында кристал тәрізді құрылымдардың болуымен және фермент ақуыздарының арасында амин тотығу кезінде түзілетін сутегі асқын тотығын бұзатын каталазаның болуымен ерекшеленеді. қышқылдар.

ЖАСУША ІШКІ БАКТАР ЖҮЙЕСІ, СҰРТТАР. БЕЛГІЛІКТЕР, МАЙЛАР ЖӘНЕ КӨМІРСУЛАР СИНТЕЗІНЕ АРНАЛҒАН Клеткаішілік КОНВЕЙЕР: КОМПОНЕНТТЕР, МӘН.

Жасуша синтездеген заттар жиналатын жасушаішілік цистерналар жүйесін Гольджи кешені (аппарат) деп атайды. Гольджи кешені - шағын аумақта жиналған цистерналардың жинақталуы. Бұл цистерналардың жеке жинақталған аймағы диктиосома деп аталады. Резервуарлар үйіндіге орналастырылған. Қабықтардың арасында гиалоплазманың жұқа қабаттары орналасады. Орталықта цистерналардың қабықшалары бір-біріне жақын орналасқан, ал периферияда олардың ұзартқыштары (ампулалар) болуы мүмкін. Тығыз орналасқан жазық цистерналардан басқа Гольджи аппаратында көптеген вакуольдер байқалады. Кішкентай вакуольдер жалпақ цистерналардың шеттеріндегі ұзартқыштардан ажырайды. Диктиосома аймағында проксимальды немесе дамып келе жатқан цис-сайтты және дистальды немесе жетілген транс-сайтты ажырату әдеттегідей. Секрециялық жасушаларда Гольджи аппараты әдетте поляризацияланады: бір жағынан мембраналық қапшықтар үздіксіз қалыптасады, ал екінші жағынан олар көпіршіктер түрінде ажырайды. Гольджи цистерналары ЭПР түтікшелерімен байланысты.

Жасуша ішілік конвейер :

рибосома – эндоплазмалық тор – Гольджи кешені

Жасушаның Ядросы: МИКРОСКОПИЯЛЫҚ, УЛЬТРАМИКРОСКОПИЯЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМЫ ЖӘНЕ ИНФАЗА АРАЛЫҚ ЯДРОЙ ФУНКЦИЯЛАРЫ.

Негізгіоны қамтитын жасушаның ең маңызды құрамдас бөлігі болып табыладыгенетикалық аппарат.

Ядро функциялары:

1 генетикалық ақпаратты сақтау (хромосомаларда орналасқан ДНҚ молекулаларында);

2 генетикалық ақпаратты енгізу, жасушадағы әртүрлі процестердің орындалуын бақылау - синтетикалық өлімнен бағдарламаланған өлімге дейін (апоптоз);

3 генетикалық ақпаратты көбейту және беру (жасушаның бөлінуі кезінде).

Әдетте жасушада бір ғана ядро болады, бірақ баркөп ядролы жасушалар, сүйемелдеуімен емес, жасушаның бөлінуі нәтижесінде түзілетінцитотомия,немесе бірнеше мононуклеарлы жасушалардың бірігуі (соңғылары дұрысырақ деп аталады).симпласттар).

Өзек пішініәртүрлі жасушалар бірдей емес: дөңгелек, сопақша, бұршақ тәрізді, таяқша тәрізді, көп лобты, сегменттелген ядросы бар жасушалар бар; жиі ядроның бетінде ойыстар пайда болады. Көбінесе ядроның пішіні тұтастай жасушаның пішініне сәйкес келеді: ол әдетте дөңгелек немесе текше пішінді жасушаларда шар тәрізді, призмалық жасушаларда ұзартылған немесе эллипсоидты, ал жалпақ жасушаларда тегістеледі.

Негізгі орналасу әртүрлі жасушаларда өзгереді; ол жасушаның ортасында (дөңгелек, жалпақ, текше немесе ұзартылған пішінді жасушаларда), оның базальды полюсінде (призматикалық пішінді жасушаларда) немесе шеткі жағында (мысалы, май жасушаларында) жатуы мүмкін.

Ядро өлшеміжасушалардың әрбір түрі үшін салыстырмалы түрде тұрақты, бірақ ол белгілі бір шектерде өзгеруі мүмкін, жасушаның функционалдық белсенділігінің жоғарылауымен жоғарылайды және оның тежелуімен төмендейді.

Ядро компоненттері. Бөлінбейтіндердің өзегінде(фазааралық)жасушалар ашыладыкариолемма (ядролық қабық), хроматин, ядрошық және кариоплазма (ядро шырыны). Бұдан әрі талқылаудан көрінетіндей,

хроматин мен ядрошық ядроның тәуелсіз компоненттері емес, морфологиялық шағылысу болып табылады.хромосомалар,фазааралық ядрода болады, бірақ жеке түзілімдер ретінде анықталмайды.

Ядролық қабық

Ядролық қабық (кариолемма)жарық-оптикалық деңгейде іс жүзінде анықталмайды; электрондық микроскоп арқылы оның тұратыны анықталды екі мембрана - сыртқы және ішкі, -ені 15-40 қуыспен бөлінген (перинуклеарлық кеңістік)және ауданда жинақталады ядролық кеуектер.

Сыртқы мембранаГРЭС мембраналарымен біртұтас тұтасты құрайды – оның бетінде рибосомалар бар, ал перинуклеарлық кеңістік ГРЭС цистерналарының қуысына сәйкес келеді және құрамында синтезделген материал болуы мүмкін. Цитоплазмадан сыртқы мембранааралық бос желімен қоршалған (виментин) жіпшелері.

Ішкі мембрана - тегіс, оның интегралдық ақуыздары ядролық пластинкамен байланысты -ламина -қалыңдығы 80-300 нм, бір-бірімен өрілген аралық жіптерден тұратын қабат(ламина),кариоскелет түзеді. Ламина өте маңызды рөл атқарады: (1) сақтаупішінядролар; (2) реттелген жинақтаухроматин;(3) құрылымдық ұйымбу кешендері; (4) кариолемманың түзілуі жасушаның бөлінуі кезінде.

Ядролық кеуектерядролық қабық бетінің 3-35% алып жатыр. Олар интенсивті жұмыс істейтін жасушалардың ядроларында көбірек және сперматозоидтардың ядроларында жоқ. Кеуектерде (3-19-суретті қараңыз) диаметрі 80 нм болатын екі параллельді сақиналар (кариолемманың әр бетінде бір) қалыптасады.8 ақуыз түйіршіктері. Осы түйіршіктерден орталыққа жақындайдыфибрилдер,пішін септум (диафрагма) қалыңдығы шамамен 5 нм, оның ортасында жатырорталық түйіршік (кейбір идеяларға сәйкес, бұл кеуек арқылы тасымалданатын рибосоманың суббірлігі). Ядролық кеуекпен байланысты құрылымдардың жиынтығы деп аталадыядролық кеуектер кешені. Соңғысы диаметрі 9 нм су арнасын құрайды, оның бойымен суда еритін ұсақ молекулалар мен иондар қозғалады. Кеуекті кешендердің түйіршіктері құрылымдық жағынан оларды ұйымдастыруға қатысатын ядролық қабаттың ақуыздарымен байланысты.

Жануарлар мен адам жасушаларының ядролық қабығында 2000-4000-ға дейін кеуекті комплекстер болады. Синтезделген белоктар олар арқылы цитоплазмадан ядроға енеді, РНҚ молекулалары мен рибосоманың суббірліктері қарама-қарсы бағытта тасымалданады.

Ядролық кеуек кешенінің қызметі:

1. Сайлау көлігін реттеуді қамтамасыз ету цитоплазма мен ядро арасындағы заттар.

2. Белоктардың ядроға белсенді тасымалдануы, ядролық локализация тізбегі деп аталатын нысанда арнайы таңбаға ие - NLS рецепторларымен (кеуек кешенінде) танылған ядролық локализация тізбегі (NLS).

3. Рибосоманың суббірліктерінің цитоплазмаға көшуі, олар, алайда, кеуектердің еркін өтуі үшін тым үлкен; олардың тасымалдануы бірінші кешеннің конформациясының өзгеруімен бірге жүруі мүмкін.

Хроматин

Хроматин(грек тілінен chroma - бояу) жасушалардың ядросында кездесетін және негізгі бояғыштармен боялған ұсақ түйіршіктер мен материал кесектері. Хроматин тұрадыДНҚ және ақуыз кешені және хромосомаларға сәйкес келеді, олар интерфазалық ядрода ұзын, жіңішке бұралған жіптермен ұсынылған және жеке құрылымдар ретінде ерекшеленбейді. Хромосомалардың әрқайсысының спиральдануының ауырлығы олардың ұзындығы бойынша бірдей емес. Хроматиннің екі түрі бар:эухроматин және гетерохроматин.

Эухроматинхромосомалардың сегменттеріне сәйкес келедіДеспирализацияланған және транскрипцияға ашық. Бұл сегменттер дақ түсірмеңізжәне жарық микроскопында көрінбейді.

Гетерохроматинсәйкес келеді конденсацияланған, хромосомалардың тығыз бұралған сегменттері (бұл оларды жасайдытранскрипция үшін қолжетімсіз). Ол қарқынды боялған негізгі бояғыштар, ал жарық микроскопында түйіршіктерге ұқсайды.

Осылайша, ядроның морфологиялық сипаттамаларын (эу- және гетерохроматин мазмұнының қатынасы) транскрипция процестерінің белсенділігін, демек, жасушаның синтетикалық қызметін бағалау үшін пайдалануға болады. Жоғарылағанда бұл арақатынас эухроматиннің пайдасына өзгереді, азайған кезде гетерохроматин мөлшері артады. Ядро функциясының толық басылуымен (мысалы, зақымдалған және өліп жатқан жасушаларда, эпидермистің эпителий жасушаларының кератинизациясы - кератиноциттердің, қан ретикулоциттерінің түзілуімен) ол мөлшері азаяды, тек гетерохроматинді қамтиды және боялады. негізгі бояғыштармен қарқынды және біркелкі. Бұл құбылыс деп аталадыкариопикноз(грек тілінен karyon – өзек және pyknosis – итбалық).

Гетерохроматиннің таралуы (ядродағы оның бөлшектерінің топографиясы) және еу- және гетерохроматин құрамының қатынасымүмкіндік беретін жасушаның әрбір түріне тән сәйкестендіру

визуалды түрде және автоматты кескін анализаторлары арқылы. Сонымен қатар белгілі бір ортақ жағдайлар баргетерохроматиннің таралу заңдылықтары өзегінде: оның шоғырлары орналасқанкариолемма астында, кеуек аймағында (қаламмен байланысына байланысты) және ядрошық айналасында үзілу (перинуклеолярлы гетерохроматин), кішірек түйіршіктер өзегінде шашыраңқы болады.

Баррдың денесі -әйелдерде бір Х хромосомасына сәйкес келетін гетерохроматиннің жинақталуы, интерфазада тығыз бұралған және белсенді емес. Клеткалардың көпшілігінде ол кариолеммада жатады, ал қан гранулоциттерінде ядроның шағын қосымша лобуласына ұқсайды.(«барабан таяқшасы»). Барр денесін анықтау (әдетте ауыз қуысының шырышты қабатының эпителий жасушаларында) генетикалық жынысты анықтау үшін диагностикалық тест ретінде қолданылады (міндетті түрде, атап айтқанда, Олимпиада ойындарына қатысатын әйелдер үшін).

Ядродағы хроматиннің қаптамасы. Деконденсацияланған күйде әрбір хромосоманы құрайтын бір ДНҚ молекуласының (қос спираль) ұзындығы орта есеппен шамамен 5 см, ал ядродағы барлық хромосомалардың ДНҚ молекулаларының жалпы ұзындығы (диаметрі шамамен 10 мкм) 2 м-ден асады. (бұл диаметрі шамамен 10 см теннис добына 20 км-мен салыстыруға болады), ал интерфазаның S-периодында - 4 м-ден астам.ДНҚ молекулаларының ықшам қаптамасы, Жасуша ядросында бұл олардың арнайы негізбен байланысуына байланысты жүзеге асырылады(гистон) белоктар. Ядродағы ДНҚ-ның ықшам қаптамасы мыналарды қамтамасыз етеді:

(1) реттелген реттеу ядроның шағын көлемінде өте ұзын ДНҚ молекулалары;

(2) функционалдыгендердің белсенділігін бақылау (қаптама табиғатының геномның жекелеген аймақтарының белсенділігіне әсер етуіне байланысты).

Хроматинді орау деңгейлері(3-20-сурет). түзілуін қамтамасыз ететін хроматинді қаптаманың бастапқы деңгейі нуклеосома тізбегіДиаметрі 11 нм, ДНҚ қос тізбегінің (диаметрі 2 нм) 8 гистон молекуласының диск тәрізді блоктарына оралуына байланысты (нуклеосомалар).Нуклеосомалар бос ДНҚ-ның қысқа бөліктерімен бөлінеді. Қаптаманың екінші деңгейі де гистондарға байланысты және түзілумен бірге нуклеосомалық жіптің бұралуына әкеледі. хроматин фибрилдерідиаметрі 30 нм. Интерфазада хромосомалар хроматин фибрилдері арқылы түзіледі және әрбір хроматид бір фибрилден тұрады. Әрі қарай орау кезінде хроматин фибрилдері пайда болады ілмектер (тұйықталған домендер)диаметрі 300 нм, олардың әрқайсысы бір немесе бірнеше гендерге сәйкес келеді және олар, өз кезегінде, одан да ықшам орау нәтижесінде, тек жасушаның бөлінуі кезінде анықталатын конденсацияланған хромосомалардың бөлімдерін құрайды.
Хроматинде ДНҚ гистондардан басқа, олармен байланысадыгистон емес ақуыздар, қай гендердің белсенділігін реттейді. Сонымен бірге басқа ДНҚ-байланыстырушы белоктар үшін ДНҚ-ның қолжетімділігін шектейтін гистондар ген белсенділігін реттеуге қатыса алады.

Генетикалық ақпаратты сақтау функциясы ядрода өзгермеген күйде жасушаның және бүкіл ағзаның қалыпты жұмыс істеуі үшін өте маңызды. ДНҚ репликациясы кезінде және оның сыртқы факторлардың әсерінен зақымдануы нәтижесінде адамның әрбір жасушасында жыл сайын 6 нуклеотид өзгеретіні есептелінеді. Нәтижесінде ДНҚ молекулаларының зақымдануы процестің нәтижесінде түзетілуі мүмкінөтемақыларнемесе арқылы ауыстыруларкейін тану және белгілеу сәйкес сайттан.

Тым елеулі зақымданған жағдайда ДНҚ жөндеу мүмкін болмаған жағдайда,бағдарламаланған жасуша өлімінің механизмі (төменде қараңыз). Бұл жағдайда жасушаның «мінез-құлқын» «альтруистік суицидтің» бір түрі ретінде бағалауға болады: оның өліміне байланысты ол денені зақымдалған генетикалық материалдың репликациясының және күшеюінің ықтимал теріс салдарынан құтқарады.

ДНҚ қалпына келтіру қабілеті ересек адам жыл сайын шамамен 1% төмендейді. Бұл төмендеу қартаюдың неліктен қатерлі ісік ауруының қауіп факторы екенін ішінара түсіндіруі мүмкін.ДНҚ репарация процестерінің бұзылуы күрт байқалатын бірқатар тұқым қуалайтын ауруларға тәнкөтерілдіҚалай зақымдаушы факторларға сезімталдық, Сонымен қатерлі ісіктердің жиілігі.

Функция генетикалық ақпаратты жүзеге асыру фазааралық ядрода процестер есебінен үздіксіз жүзеге асырыладытранскрипциялар.Сүтқоректілердің геномында шамамен 3 х 10 бар 9 нуклеотидтер, бірақ оның көлемінің 1% аспауы маңызды ақуыздарды кодтайды және олардың синтезін реттеуге қатысады. Геномның негізгі кодталмаған бөлігінің функциялары белгісіз.

ДНҚ транскрипциясы өте үлкен РНҚ молекуласын түзеді (бастапқы транскрипт),түзу үшін ядролық ақуыздармен байланысады рибонуклеопротеидтер (RNP).Бастапқы РНҚ транскриптінде (сонымен қатар ДНҚ шаблонында) дискретті маңызды нуклеотидтер тізбегі бар. (экзондар),ұзын кодталмаған кірістірулермен бөлінген (нитрондар).РНҚ транскрипциясын өңдеу нитрондардың бөлінуін және экзондардың қондырылуын қамтиды - қосу(ағылшын тілінен, splicing - сплайсинг). Бұл жағдайда өте үлкен РНҚ молекуласы цитоплазмаға өту кезінде олармен байланысқан белоктардан бөлініп, біршама кішкентай мРНҚ молекулаларына айналады. Лизосомалар: құрылысы, маңызы. Жасуша ішілік ас қорыту аппараты.

Лизосомалар(бұрын екінші реттік лизосомалар деп аталады) белсенді қатысатын органеллаларжасушаішілік ас қорыту процесінің соңғы кезеңдері төмен рН мәндерінде (5,0 және одан төмен) литикалық ферменттердің кең ауқымы арқылы жасушаның макромолекулаларымен ұсталады. Олардың қатысуымен құрыладыкеш эндосомалар. Лизосомалардың диаметрі әдетте 0,5-2 мкм құрайды және олардың пішіні мен құрылымы қорытылатын материалдың табиғатына байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Гидролаза көпіршіктері жағдайындағы сияқты, олар тек олардағы анықтау негізінде сенімді түрде анықталады.гидролиздік ферменттер. Лизосомалардың кейбір түрлерінің атауы олардың люменінде морфологиялық танылатын материалдың болуына негізделген;

ол болмаған жағдайда жалпы термин қолданыладылизосома.Лизосоманың мазмұнын қорытқаннан кейін пайда болған төмен молекулалық заттар оның мембранасы арқылы гиалоплазмаға диффузияланады.

1) Фаголизосомабіріктіру арқылы қалыптасадыкеш эндосома немесе лизосомаларбірге фагосома,деп те атайдыгетерофагосома (грек тілінен heteros - басқа, phagein - жеу және soma - дене) - жасуша сыртынан ұстап алған және жасушаішілік ас қорытуға жататын материалы бар мембраналық көпіршік; бұл материалдың жойылу процесі деп аталадыгетерофагия;

2) Аутфаголизосома біріктіру арқылы қалыптасадыкеш эндосома немесе лизосомаларбірге аутофагосома(грек тілінен аударғанда autos – өзі, phagein – жеу және soma – дене) – жасушаның жойылатын өз компоненттері бар мембраналық көпіршік. Бұл материалдың ас қорыту процесі деп аталадыаутофагия,Жасуша компоненттерін қоршап тұрған мембрананың көзі ГРЭС болып табылады.

3) Көп везикулярлы дене (латын тілінен.Multi - көп және vesicula -көпіршік) - жеңіл немесе орташа тығыз матрицаға батырылған шағын (40-80 нм) көпіршіктері бар үлкен (диаметрі 200-800 нм) сфералық мембранамен қоршалған вакуоль. Ол ерте эндосомалардың кештерімен қосылуы нәтижесінде түзіледі, ал ұсақ көпіршіктер, шамасы, вакуольді мембранадан ішке қарай бүршіктену арқылы түзіледі. Дене матрицасында литикалық ферменттер бар және ішкі көпіршіктердің біртіндеп жойылуын қамтамасыз етеді.

4) қалдық денелер - лизосомалар барқорытылмаған материал олар цитоплазмада ұзақ уақыт бола алады немесе олардың мазмұнын жасушадан тыс бөледі. Адам ағзасындағы қалдық дененің кең таралған түрі болып табыладылипофусцин түйіршіктері - диаметрі 0,3-3 мкм мембраналық көпіршіктер, құрамында қиын еритін қоңыр эндогенді пигмент барлипофусцин.Электрондық микроскопта липофусцин түйіршіктері – құрамында липид тамшылары, тығыз түйіршіктер және пластиналар бар өзгермелі пішінді құрылымдар. Қартаю кезінде кейбір жасушаларда (нейрондар, кардиомиоциттер) жинақталуына байланысты липофусцин деп саналады.«қартаю пигменті» немесе «тозу».

Лизосомалық ферменттердің жасушадан тыс бөлінуісүйек тінін, сондай-ақ фагоциттерді (нейтрофилдер мен макрофагтарды) бұзатын остеокластарда - жасушаларда әртүрлі объектілерді жасушадан тыс ас қорыту кезінде жүзеге асырылады. Бұл ферменттердің шамадан тыс секрециясы қоршаған тіндерді зақымдауы мүмкін.

Жасушалардың қалыпты әрекетіндегі гетерофагияның рөлі және оның бұзылуының маңызы. Гетерофагия барлық ұлпалар мен мүшелердегі жасушалардың қызметінде өте маңызды рөл атқарады.Дефициткейбір лизосомалық ферменттер (әдетте тұқым қуалайтын ауытқулардан туындаған) жасушаларда қорытылмаған заттардың (көбінесе гликоген, гликолипидтер, гликозаминогликандар) жиналуынан туындаған бірқатар аурулардың дамуына әкелуі мүмкін, бұл олардың қызметін бұзады.(жинақтаушы аурулар). Осы топқа жататын жиі кездесетін ауруларда нейрондар, макрофагтар, фибробласттар және остеобласттар зақымдалады, бұл клиникалық түрде онтогенездің құрылымы мен қызметінің әртүрлі ауырлық бұзылыстарымен көрінеді, жүйке жүйесі, бауыр, көкбауыр.

В бүйрекгетерофагия нәтижесінде жасушалар түтікшелердің люменінен белоктарды алып, оларды аминқышқылдарына ыдыратады, содан кейін олар қанға оралады. Қалқанша без жасушаларындағы гетерофагия(тироциттер)белоктық матрицадан йод бар гормондардың бөлінуін және олардың кейіннен қанға сіңуін қамтамасыз етеді. Бұл жасушаларда гетерофагия процесінің бұзылуы осы органдардың қызметінің ауыр бұзылуын тудырады.

Белсенділігі сырттан сіңіруге және бөлшектерді немесе заттарды қорытуға негізделген қорғаныс қызметін атқаратын жасушалар үшін гетерофагия ерекше маңызға ие. Сонымен,фагоциттер (макрофагтар және нейтрофильді лейкоциттер) макроорганизмнің тіндеріне немесе олардың бетіне түсетін микроорганизмдерді (мысалы, шырышты қабаттардың эпителийін) ұстап алу және қорыту. Микробтарды бұзатын лизосомалық ферменттердің белсенділігі болмаған немесе жеткіліксіз болған жағдайда (мысалы, бірқатар генетикалық анықталған бұзылуларда) бұл жасушалар қорғаныш функцияларын тиімді орындай алмайды, бұл ауыр созылмалы қабыну ауруларының дамуына әкеледі.

Көпшілігі патогендімикроорганизмдер фагоциттердің зақымдаушы әсерінен құтылып, мұны әртүрлі жолдармен жасайды. Сонымен, кейбіреулері (мысалы, патогеналапес)ие болу тұрақтылықлизосомалық ферменттердің әрекетіне; басқа микробтар (мысалы, қоздырғыштуберкулез)басуға қабілеттіфагосомалардың лизосомалармен қосылу процесі; кейбіреулер жойылудан құтылуы мүмкін,фагосомалардың немесе лизосомалардың мембраналарын бұзу.

Клеткалардың қалыпты әрекетіндегі аутофагияның рөлі және оның бұзылыстарының маңызы. Аутофагия үздіксіз қамтамасыз етедіжаңарту («жасарту») цитоплазма аймақтарының, митохондриялардың, рибосомалардың жинақталуының, мембраналық фрагменттердің қорытылуына байланысты жасуша құрылымдары (олардың жоғалуы олардың ісіктерімен өтеледі). Жасушадағы бұл жаңару процесі оның әрбір құрамдас бөлігімен мұқият реттеледі

Ненттің белгілі бір өмір сүру ұзақтығы бар. Осылайша, көптеген ондаған жылдар бойы жұмыс істейтін қарт адамның нейрондарында органоидтардың көпшілігі 1 айдан аспайды. Бауыр жасушаларында (гепатоциттер) цитоплазманың көп бөлігі 1 аптадан аз уақыт ішінде жойылады. Кейбір жағдайларда аутофагия жасушаның жеткіліксіз қоректенуге реакциясы болуы мүмкін. Аутофагияның ерекше жағдайы крино-фагия(грек тілінен. krinein – бөлемін, бөлемін) – без жасушаларындағы артық секрецияның лизосомалық бұзылуы. Клетканың СЫРТҚЫ ОРТАМЕН БАЙЛАНЫСЫ. ЭКСИТОЗ ЖӘНЕ ЭНДоцитоз: ТҮРЛЕРІ МЕН МЕХАНИЗМІ.

Гликокаликс (жануар жасушаларының беткі қабаты) ең алдымен жануарлар жасушаларының сыртқы ортамен, оны қоршаған барлық заттармен тікелей байланыс қызметін атқарады.

Плазмалық мембрана жасушаның ішкі мазмұнын сыртқы ортадан шектейтін тосқауыл құрайды.

Микробүрінділердің бетінде қорытылған тағамның қарқынды қорытылуы және сіңуі жүреді.
1) Эндоцитоз – макромолекулалардың, олардың кешендері мен бөлшектерінің жасушаға тасымалдануы. Эндоцитоз кезінде плазмалемманың белгілі бір аймағы жасушадан тыс материалды жауып, оны мембрананың инвагинациясына байланысты пайда болған мембраналық вакуольмен қоршайды. Болашақта мұндай вакуоль лизосомамен байланысып, оның ферменттері макромолекулаларды мономерлерге дейін ыдыратады.
Эндоцитоз фагоцитоз (қатты бөлшектерді ұстау және сіңіру) және пиноцитоз (сұйықтықты қабылдау) болып бөлінеді. Эндоцитоз арқылы гетеротрофты протистердің қоректенуі, организмдердің қорғаныс реакциялары (лейкоциттер бөгде бөлшектерді сіңіреді) т.б.
2) Экзоцитоз (экзо - сыртында), оның арқасында жасуша жасушаішілік өнімдерді немесе вакуольдермен немесе везикулалармен қоршалған қорытылмаған қалдықтарды шығарады. Көпіршік цитоплазмалық мембранаға жақындайды, онымен біріктіріледі және оның мазмұны қоршаған орта... Осылайша ас қорыту ферменттері, гормондар, гемицеллюлоза және т.б.

Ақуыз синтезі

Организмнің маңызды қызметтері: зат алмасу, даму, өсу, қозғалыс – белоктардың қатысуымен өтетін биохимиялық реакциялар арқылы жүзеге асады.
Сондықтан белоктар жасушаларда үздіксіз синтезделеді: белоктар-ферменттер, белоктар-гормондар, жиырылғыш белоктар, қорғаныш белоктар.

Ақуыздың бастапқы құрылымы (ақуыздағы аминқышқылдарының реті) ДНҚ молекулаларында кодталған. Әрбір триплет (үш іргелес нуклеотидтер тобы) ДНҚ тізбегіндегі жиырмадан бір нақты амин қышқылын кодтайды.

ДНҚ тізбегіндегі триплеттердің тізбегі генетикалық код болып табылады.

ДНҚ тізбегіндегі триплеттердің тізбегін, яғни генетикалық кодты біле отырып, ақуыздағы амин қышқылдарының ретін орнатуға болады.

Бүгінгі күні барлық жиырма аминқышқылдарының үштіктері декодталған.
Мысалға

Лизин амин қышқылы ДНҚ тізбегінде TTT триплеті арқылы кодталған.

Амин қышқылы триптофан ACC триплетімен кодталған және т.б.

Бір ДНҚ молекуласында бірнеше түрлі белоктар кодталуы мүмкін. Ақуыз кодталған ДНҚ бөлігі ген деп аталады.

ДНҚ бөлімдері бір-бірінен тыныс белгілері болып табылатын арнайы триплеттермен бөлінеді. Олар ақуыз синтезінің басталуы мен аяқталуын белгілейді.

Ақуыз туралы генетикалық ақпаратты сақтайтын ДНҚ белок синтезіне тікелей қатыспайтындықтан, ол ядрода болады, ал белок синтезі цитоплазмада рибосомаларда жүретіндіктен делдалдық мРНҚ болады. мРНҚ ДНҚ бөлігінен ақуыз туралы генетикалық ақпаратты оқиды және бұл ақпаратты ДНҚ тізбегінен рибосомаға тасымалдайды. мРНҚ комплементарлылық принципі бойынша ДНҚ бөлігінде синтезделеді.
Урацил ДНҚ тізбегіндегі адениннің (А) азотты негізіне қарама-қарсы орналасқан.
(Y) мРНҚ тізбегінде, ДНҚ тізбегіндегі тиминнің (Т) азотты негізіне қарама-қарсы, мРНҚ-да аденин (А), ДНҚ тізбегіндегі гуаниннің (D) азотты негізіне қарама-қарсы цитазин (С) орналасқан.

ДНҚ бөлігінен ақуыз туралы мРНҚ генетикалық ақпаратты оқу процесі транскрипция деп аталады. Бұл процесс матрицалық синтез ретінде жүреді, өйткені ДНҚ тізбектерінің бірі матрица болып табылады.

Белок синтезі рибосомаларда жүреді. Рибосомалар тобы әдетте мРНҚ тізбегінде орналасады. Рибосомалардың бұл тобы полисома деп аталады.

Рибосомалар мРНҚ тізбегі бойымен триплеттен үштікке дейін қозғалады.
мРНҚ тізбегіндегі әрбір триплет жиырма амин қышқылынан тұратын бір ерекше амин қышқылын кодтайды.

Тасымалдаушы РНҚ белгілі бір аминқышқылдарын қосады (әрбір тРНҚ бір белгілі амин қышқылын қосады) және оларды рибосомаларға жеткізеді.

Бұл жағдайда әрбір тРНҚ-ның антикодоны мРНҚ-дағы триплеттердің (кодондардың) біріне комплементарлы болуы керек.
Мысалға

тРНҚ-дағы AGC антикодоны мРНҚ тізбегіндегі UHC кодонына комплементарлы болуы керек. рРНҚ фермент белоктарымен бірге аминқышқылдарының бір-бірімен қосылуына қатысады, нәтижесінде рибосомаларда белгілі бір ақуыз синтезделеді.

Бұл процесс хабар тарату деп аталады.

мРНҚ тізбегіндегі соңғы жерге жеткенде, рибосомалар РНҚ тізбегінен ажырайды. Синтезделген белок молекуласы бастапқы құрылымға ие. Содан кейін ол екінші, үшінші және төрттік құрылымдарға ие болады.

Белок синтезіне көптеген ферменттер қатысады. АТФ энергиясы ақуыз синтезіне жұмсалады.

Содан кейін ақуыз эндоплазмалық ретикулумның арналарына түседі, онда ол жасушаның белгілі бір аймақтарына тасымалданады.

Эукариоттық жасушалардың дамыған жүйесі бар ішкі құрылымдарорганеллалар деп аталатын мембраналармен қоршалған

Әрбір органоид (глико) белоктар мен (глико) липидтердің бірегей құрамына ие және белгілі бір функциялар жиынтығын орындайды.

Әрбір органоид мембраналармен шектелген бір немесе бірнеше бөлімдерден тұрады

Органеллалар өз қызметтерін дербес немесе топпен орындайды

Эндоцитоз және экзоцитоз кезінде тасымалданатын белоктар (жүк белоктары) органоидтың бетінен бүршіктену арқылы түзілетін тасымалдаушы везикулалар арқылы бөлімшелер арасында тасымалданады, содан кейін акцепторлық бөлімнің нысана мембранасымен біріктіріледі.

Тасымалдау көпіршіктері тасымалданатын материалды таңдай алады және везикулалар пайда болған органоидта қалуы керек компоненттерді алып тастай алады.

Көпіршіктерге селективті қосылу ақуыздың бастапқы құрылымында немесе көмірсу құрылымында болатын сигналдармен қамтамасыз етіледі.

Тасымалдау везикулаларында оларды тағайындалған және байланыстыратын жерлерге бағыттайтын ақуыздар бар. Кейіннен везикулалар мембрананың акцепторлық бөлігімен біріктіріледі.

Типтік жануар жасушасындағы мембранамен шектелген бөлімдер.

Ең басты ерекшеліктерінің бірі эукариоттық жасушаонда органеллалар деп аталатын мембраналармен қоршалған ішкі құрылымдардың дамыған жүйесінің болуы. Эукариоттық жасушалар олардың ішкі мазмұнын функционалды түрде әртүрлі бөлімдерге бөлетін мембраналардың болуымен сипатталады, ал тірі организмдердің барлық жасушаларында сыртқы екі қабатты мембрана болады.

Артықшылықтарының бірі бөліктерге бөлужасушаның қоршаған ортаның белгілі бір химиялық құрамын талап ететін функцияларды орындау үшін қажетті ортаны құру мүмкіндігінен тұрады.

Құрылымы мен әртүрлілігі суреттелген органоидәдетте эукариоттық жасушада болатын мембранасы бар (бұл жағдайда типтік жануар жасушасында). Әрбір органоид бір немесе бірнеше бөлімдерден тұрады. Мысалы, эндоплазмалық ретикулум (ER) бір бөлімнен тұрады; керісінше, Гольджи аппараты белгілі биохимиялық қызметтері бар мембраналармен қоршалған бірнеше бөлімдерден тұрады.

Митохондриялар екі сипатталады бөлім, белгілі бір макромолекулалар жиынтығын қамтитын матрица және мембрана аралық кеңістік.

Цитозолды бірі деп санауға болады бөлімплазмалық мембранамен шектелген және барлық жасушаішілік органеллалардың мембранасының сыртқы бөлігімен байланыста. Цитоплазма цитозол мен органеллалардан тұрады. Сол сияқты нуклеоплазма ішкі ядролық мембранамен шектеледі.

Әрбір органоид бар белоктардың бірегей жиынтығы(мембраналық және еритін), липидтер және оның функцияларын орындау үшін қажетті басқа молекулалар. Кейбір липидтер мен белоктар олигосахаридтермен ковалентті байланысқан. Жасушалар өсіп, бөліну кезінде олардың жаңа компоненттері синтезделуі керек, олар өсу, бөліну және екі еншілес жасушалар арасында жасушаішілік материалдың соңғы таралуы үшін қажет. Жасушаның дифференциациясы мен дамуы кезінде, сондай-ақ стресс сияқты сыртқы факторлардың әсеріне жауап ретінде органелла компоненттерінің синтезі жүреді.

бірақ Құрамдас бөліктеролар қызмет ететін органоидта әрқашан түзілмейді. Әдетте, әртүрлі макромолекулалар олардың синтезі үшін арнайы жасалған жерлерде түзіледі. Мысалы, белоктардың көпшілігі рибосоманың жұмыс істеуі және ақуыз синтезі үшін оңтайлы орта болып табылатын цитозол рибосомаларында түзіледі.

Келесі сұрақ туындайды: құрамдас бөліктер қалай органоидолардың жұмыс істейтін орындарына жету керек пе? 1970 жылдардың басынан бастап. бұл сұрақ жасуша биологиясының негізгі мәселесі болды. Төмендегі суретте көрсетілгендей, органоидтардың кем дегенде сегіз негізгі түрі бар, олардың әрқайсысы жүздеген немесе мыңдаған әртүрлі ақуыздар мен липидтерден тұрады.

Экзоцитоз және эндоцитоз.
Экзоцитозға эндоплазмалық ретикулум (соның ішінде ядролық қабық) қатысады.
және Гольджи аппараты (цистерналардың бір дестесі ұсынылған).
Эндоцитоз ерте және кеш эндосомалар мен лизосомалардың қатысуымен жүреді.

Барлық осы молекулалар болуы керек тасымалдандықызметін атқаратын органоидтарға енеді. Көбісі цитозольде түзіледі, сондықтан сұрақ туындайды: олар сәйкес органеллаларға қалай жеткізіледі немесе егер олар бөлінген белоктарға жататын болса, жасушадан шығады? Көптеген жағдайларда бұл сұрақтың жауабы ақуыз молекуласында әдетте сұрыптау сигналдары немесе адрестеу сигналдары деп аталатын арнайы сигналдардың болуы болып табылады. Олар цитозолдан тыс орналасуы керек ақуыздардың бастапқы құрылымында болатын аминқышқылдарының қысқа тізбегі. Ақуыз молекуласының әрбір тағайындалған мекенжайы сигналдардың бір немесе бірнеше түрімен байланысты.

Сұрыптау сигналдары танылады арнайы жасушалық жүйелерпротеин өзінің тағайындалған жеріне дейін барады. Төмендегі суретте көрсетілгендей екі негізгі тасымалдау механизмі бар: экзоцитоз (немесе секреторлық жол) және эндоцитоз, оларда материал (жүк) сәйкесінше жасушадан тыс және жасушаға тасымалданады.

Барлық жаңадан синтезделгендер үшін белоктаржасушадан секрецияға немесе экзо- немесе эндоцитоз арқылы органеллаларға енуге арналған, EPR мембранасында ортақ кіру нүктесі бар. ЭПР мембранасы арқылы белок транслокациясының сигналдары сигнал тізбегі болып табылады. Бұл тарауда біз белоктарды тағайындалған жерлеріне бағыттайтын сұрыптау сигналдарын қарастырамыз.

Ішінде болу EPR, ақуызды цитоплазма арқылы тасымалдау мүмкін емес және оның мембраналармен қоршалған басқа органеллаларға енуінің жалғыз жолы - везикулярлық тасымалдау. Тасымалдау көпіршіктері негізінен белоктар мен липидтерден тұрады және мембранадан «бүршіктенеді» дейді. Көпіршік бүршіктенгеннен кейін ол өз жолындағы келесі бөлімшемен біріктіріледі. Көпіршік пайда болған бөлім әдетте донорлық бөлім (немесе бастапқы бөлім) деп аталады, ал тағайындалған (немесе нысана) бөлім әдетте акцепторлық бөлім деп аталады.

Тасымалдау везикулаларыақуыздар ER-ден экзо- немесе эндоцитоз жолының бойындағы барлық басқа бөлімдерге тікелей немесе жанама түрде тасымалданады. Эндоцитоз кезінде плазмалық мембранада везикулалар түзіледі. Бұл көпіршіктер жабық материалды эндосомаларға тасымалдайды, олардан басқа көпіршіктер түзіледі, олар материалды басқа бөлімдерге тасымалдайды. Осылайша, тасымалдау везикулаларының құрамы олардың шығу тегі мен тағайындалған бөліміне байланысты ерекшеленеді.

Везикулярлы тасымалдаувезикулалар алмасатын органеллалар үшін проблема тудырады. Қалыпты жұмыс істеуі үшін органеллалардың белгілі бір ішкі құрамы сақталуы керек. Дегенмен, весикулалар бұл құрамды үнемі өзгертіп отырса, бұған қалай қол жеткізуге болады? Көлік тиімділігін есептеу кезінде мәселенің ауқымы айқын болады. Эндоцитоз жолында плазмалық мембранадағы олардың жалпы мазмұнына эквивалентті мембраналық ақуыздар мен липидтердің мөлшері органеллалар арқылы бір сағаттан аз уақыт ішінде тасымалдана алады. Жаңа органоидты синтездеуге кететін уақытпен салыстырғанда (әдетте бір күн) жылдамдық әсерлі.

Мұның шешімі Мәселелертасымалдау процесінің селективтілігімен байланысты. Бүршіктену кезінде везикулаға тасымалдауға қажет ақуыздар ғана өтеді. Органелланың резидентті белоктары везикулаға түспейді. Көпіршік бұл ақуыздарды ұстайды және оларды жолда келесі көпіршікке береді. Органеллалар арасындағы гомеостазды сақтау үшін өзінің табиғаты бойынша везикулярлық тасымалдау әрқашан екі жақты болуы керек, яғни донорлық бөлімнің компоненттері акцепторлық бөлікке үздіксіз тасымалданбауы керек.