Экзаменационный билет 15.

Клеточное ядро, его строение и функции.

Ядро является постоянным структурным компонентом всех клеток высших растений и животных. Оно присутствует во всех эукариотических клетках за исключением зрелых эритроцитов крови человека и некоторых животных. Биологическое значение ядра заключается в регуляции всех жизненно-важных функций клетки и в передаче наследственной информации. В ядре хранится наследственная информация, заключенная в ДНК, которая при делении клетки передается дочерним клеткам. Ядро определяет специфичность белков, синтезируемых данной клеткой. В ядре синтезируется РНК.

Ядро имеет ядерную оболочку, отделяющую его от цитоплазмы, кариоплазму (ядерный сок), хроматин, одно или несколько ядрышек (рис9).

Ядерная оболочка образована двумя мембранами: внешней и внутренней. Каждая мембрана соответствует элементарной мембране и имеет трехслойное строение (бимолекулярный слой липидов, поверхостный аппарат – гликокаликс, внутренний опорно-сократительный аппарат). Промежуток между мембранами называется перинуклеарным пространством. Наружная ядерная мембрана имеет контакт с внутриклеточными мембранами, в частности, может переходить в мембраны ЭПС. Некоторые ученые считают эту мембрану производной ЭПС. На наружной мембране с внешней стороны находятся рибосомы, синтезирующие специфические белки. Внутренняя мембрана связана с хромосомным материалом ядра.

Ядерная оболочка пронизана большим количеством пор (поровый комплекс) диаметром 30-40 нм до 120 нм. Поры играют важную роль в переносе веществ в цитоплазму и из нее. Число пор подвержено значительным вариациям, оно зависит от размеров ядер и функциональной активности клетки. Поры занимают до 10-15% поверхности всего ядра. Поровый комплекс представляет собой участок, в котором наружная и внутренняя ядерные мембраны соединяются между собой. Однако поры не являются простыми и свободнопроходимыми. Они имеют сложную гетерогенную белковую структуру (белковые глобулы). В порах расположен канал из белковых глобул, через который в цитоплазму транспортируется мРНК.

Ядерный сок (кариоплазма) – внутреннее содержимое ядра, представляет собой раствор белков, нуклеотидов, ионов, более вязкий, чем гиалоплазма. В кариоплазме находятся ядрышки и хроматин. Ядерный сок обеспечивает нормальное функционирование генетического материала ядра - хроматина.

Хроматин представляет собой дезоксирибонуклеопротеин - комплекс молекулы ДНК с гистоновыми белками. Хроматин в электронный микроскоп выявляется в виде тонких нитей, глыбок и гранул.

Ядрышки – это структуры, хроматина. Ядрышки образованы определенными участками хроматина (т.н. ядрышковые организаторы), содержащими рибосомные гены. Ядрышки - непостоянные образования, которые исчезают при делении клеток и восстанавливаются после окончания деления. В ядрышках происходит синтез субъединиц рибосом, которые затем через поры выходят из ядра в цитоплазму.

Характеристика эмбрионального периода развития: сущность стадий оплодотворения и дробления.

Оплодотворение

Оплодотворение – это процесс слияния гаплоидных гамет, в результате которого образуется оплодотворенная диплоидная клетка - зигота.

Процесс оплодотворения состоит из 3-х последовательных этапов:

1. Перемещение сперматозоидов по половым путям самки, во время которого происходит его активация - это дистантное взаимодействие сперматозоида и яйцеклетки. Встреча гамет происходит в верхних отделах маточных труб. Яйцеклетка сохраняет способность к оплодотворению не более суток, сперматозоиды – до 5 дней, если находятся в половых путях самки. Оплодотворение происходит при определенной концентрации сперматозоидов (около 350 млн.) и их подвижности (10 см./мин).

2. Проникновение сперматозоида в яйцеклетку. К яйцеклетке подходит одновременно множество сперматозоидов, но проникает только один. Пенетрации сперматозоида в яйцеклетку способствует акросомная реакция, во время которой под действием протеолитических ферментов (гиалуронидаза) акросомы яйцевые оболочки и мембрана растворяются, ядро и центриоль сперматозоида проникают в цитоплазму яйцеклетки, а жгутик отделяется и рассасывается. Вокруг яйцеклетки образуется оболочка оплодотворения, препятствующая проникновению других сперматозоидов.

3. Восстановление диплоидного набора хромосом (синкарион).

Проникновение сперматозоида активирует яйцеклетку (овоцит 2-го порядка), в ней заканчивается второе деление мейоза (метафаза II, анафаза II) и затем происходит слияние ядер (синкарион). Наступает интерфаза, хромосомы (материнские и отцовские) удваиваются, уже с диплоидным набором хромосом зигота вступает в первое митотическое деление и наступает следующий период – дробление.

Поэтому после оплодотворения, период дробления регулируется полностью информацией, полученной запасами РНК, рибосом в яйцеклетке (сперматозоид не имеет рибосом), а материнский и отцовский геномы в этом периоде полностью подавлены. Образующиеся бластомеры равнонаследственны, т.е. в результате дробления происходит мультипликация генома и образуются много клеток с одинаковой наследственной информацией. Это явление называется тотипотентностью бластомеров. Благодаря свойства тотипотентность от каждого бластомера, если их разъединить, может развиться отдельный организм (например, у тритона тотипотентность сохраняется до стадии 16 бластомеров, у человека тотипотентность сохраняется до стадии 7 бластомеров). Затем начинается дифференцировка. Дифференцировка- это формирование разных структур зародыша из относительно однородного материала.

Дробление

Дробление – это ряд последовательных митотических делений зиготы, которые заканчиваются образованием многоклеточного однослойного зародыша - бластулы. Клетки, образующиеся в результате дробления, называются бластомерами. Деления дробления отличаются от последующих делений следующими признаками:

 отсутствуют периоды G1 и G2, в промежутках между делениями клетки не растут, так что общий объем зародыша не увеличивается.

 Образующиеся клетки - бластомеры - не дифференцируются; это означает, что они не приобретают признаков тканевой специфичности и являются тотипотентными ( стволовые клетки).

 В результате дробления формируется группа тесно прилегающих друг к другу клеток – морула.

 В моруле образуется полость.

В бластуле различают бластоцель и бластодерму.

Учение академика Е.Н. Павловского о природной очаговости болезней. Компоненты природного очага. Природные очаги Республике Башкортостан. Трансмиссивные и нетрансмиссивные природно-очаговые заболевания, их критерии.

Болезни, существующие длительное время на определенной территории в природе независимо от человека, называются природно-очаговыми. Учение о природной очаговости паразитарных болезней разработал академик Е. Н. Павловский в 1940 г.

Природный очаг - это наименьшая территория определенного ландшафта, где осуществляется циркуляция возбудителя от одного животного к другому независимо от человека, резервуаром возбудителя служат дикие животные этого биогеоценоза.

Компоненты природного очага:

1) возбудитель заболевания;

2) источники возбудителя - резервуарные хозяева;

3) переносчики.

4) восприимчивые к данному возбудителю организмы;

5) определенные условия среды (биотопа);

Классификация очагов паразитарных заболеваний

1) по происхождению

- природные (хозяева – дикие животные)

- синантропные (хозяева – домашние животные)

- смешанные

2) по протяженности очага

- узкоограниченные (небольшие территории, например нора грызуна)

- диффузные (обширные территории, например тайга)

- сопряженные (в очаге циркулируют несколько возбудителей)

3) по отношению к хозяевам

- антропонозы (циркулирующие только среди людей)

- зоонозы (циркулирующие только среди животных)

- зооантропонозы (циркулирующие среди людей и животных)

Некоторые природно-очаговые заболевания вызывают эндемии, т.е. встречаются на строго определенных ограниченных территориях. Небольшое количество природно-очаговых заболеваний встречается повсеместно. Профилактика этих заболеваний очень сложна.

Заболевания, возбудители которых передаются от одного организма к другому посредством специфических кровососущих членистоногих (насекомые, клещи), называются трансмиссивными (малярия, таежный энцефалит). Большинство трансмиссивных заболеваний являются природно-очаговыми. Они подразделяются на:

1) облигатно-трансмиссивные, возбудители, которых передаются только через специфических кровососущих переносчиков (малярия - комарами рода Anopheles, таежный энцефалит - клещами рода Ixodes).

2) факультативно-трансмиссивные, возбудители, которых могут передаваться как через переносчиков, так и другими путями (заражение туляремией и сибирской язвой возможно через многочисленных переносчиков и при разделке туш больных животных).