Гомологичность клеток

Содержание
  1. Разница между Гомологичными и Гомеологичными хромосомами
  2. Что такое Гомологичные хромосомы?
  3. Что такое Гомеологичные хромосомы?
  4. Каковы сходства между Гомологичными и Гомеологичными хромосомами?
  5. В чем разница между гомологичными и гомеологичными хромосомами?
  6. Гомологичность клеток
  7. Доказательства эволюции
  8. Эмбриональное развитие позвоночных
  9. Морфологические доказательства эволюции
  10. Гомологичные и аналогичные органы
  11. Какие органы называются гомологичными: примеры
  12. Рудименты и атавизмы
  13. Клетка – генетическая единица живого. Хромосомы, их строение
  14. Строение и функции хромосом
  15. Число хромосом и их видовое постоянство. Соматические и половые клетки
  16. Учебные дисциплины
  17. Клеточная теория
  18. Методы исследования клеток
  19. Строение и функции клеток
  20. Деление клеток
  21. Дифференциация клеток
  22. Патология клетки
  23. Разделы практикума:
  24. ЛИТЕРАТУРА
  25. Cell Biology.ru
  26. Ферменты, участвующие в общей рекомбинации
  27. Гомологичная рекомбинация в репарации ДНК

Разница между Гомологичными и Гомеологичными хромосомами

Гомологичность клеток

Ключевое различие между Гомологичными и Гомеологичными хромосомами состоит в том, что Гомологичные хромосомы являются хромосомами с общим происхождением, в то время как Гомеологичные хромосомы являются хромосомами, которые имеют неоднозначную природу и являются частично гомологичными.

Хромосомы являются структурными компонентами, которые несут генетическую информацию организма. Ядерный материал у эукариот организован с образованием хромосом, которые представляют собой компактные структуры нуклеиновых кислот и белков.

Эукариоты — строение

Кроме того, существуют разные типы хромосом, основанные на способе, которым они подвергаются клеточному делению. Гомологичные и Гомеологичные хромосомы — это два типа хромосом, которые играют важную роль в области генетики.

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Гомологичные хромосомы
  3. Что такое Гомеологичные хромосомы
  4. Сходство между Гомологичными и Гомеологичными хромосомами
  5. В чем разница между Гомологичными и Гомеологичными хромосомамим
  6. Заключение

Что такое Гомологичные хромосомы?

Гомологичные хромосомы — это хромосомы, которые похожи по длине, составу гена и положению центромеры.

Строение хромосомы

Тем не менее, аллели в хромосомах могут различаться, что приводит к различиям в потомках одних и тех же родителей. У человека 23 пары хромосом. Среди этих 23 пар 22 являются парами гомологичных хромосом, а оставшаяся пара является парой половых хромосом. У женщин пара половых хромосом гомологична, тогда как у мужчин она не гомологична.

Гомологичные хромосомы

Гомологичные хромосомы играют ключевую роль в обоих типах клеточных делений: митозе и мейозе. При мейозе гомологичные хромосомы подвергаются кроссинговеру и генетической рекомбинации. Это приводит к генетической изменчивости потомства.

Процесс генетического скрещивания гомологичных хромосом играет важную роль в процессе эволюции. Во время митоза гомологичные хромосомы не подвергаются генетическому скрещиванию. Это приводит к меньшему изменению; следовательно, дочерние клетки идентичны родительским.

[attention type=yellow]

Однако мутации, которые происходят во время деления клеток, могут привести к измененным фенотипам, возникающим в результате мутации гомологичных хромосом.

[/attention]

Кроме того, гомологичные хромосомы обнаруживают общее происхождение и обладают способностью реплицироваться во время репликативной фазы клеточного цикла.

Что такое Гомеологичные хромосомы?

Гомеологичные хромосомы не являются строго гомологичными по природе. Тем не менее, они имеют неоднозначный характер в своем формировании. Они возникают из-за явления полиплоидии, происходящего во время клеточного цикла.

Полиплоидия — это состояние, при котором организм может иметь более одной пары гомологичных наборов хромосом.

Таким образом, гомеологические хромосомы являются ключевым фактом при изучении генетических результатов, возникающих в результате полиплоидии.

Гомеологичные хромосомы возникают во время мейоза, где хромосомы делятся неравномерно из-за полиплоидного состояния. Следовательно, эти хромосомы в основном несут гены, возникающие в результате полиплоидии.

Помимо исследований полиплоидии, гомеологические хромосомы играют ключевую роль во многих генетических применениях, таких как исследования генетической рекомбинации, цитогенетические исследования, эволюционная биология, вычислительная биология и других.

Каковы сходства между Гомологичными и Гомеологичными хромосомами?

  • Оба типа хромосом участвуют в делении клеток путем мейоза и митоза.
  • Они вызывают фенотипические характеристики.
  • Оба могут показать филогенетическое сходство.
  • Структура Гомологичных и Гомеологичных хромосом может выглядеть одинаково.

В чем разница между гомологичными и гомеологичными хромосомами?

Гомологичные и Гомеологичные хромосомы отличаются прежде всего по своей гомологии, поскольку Гомологичные хромосомы подвергаются полной гомологии, в то время как Гомеологичные хромосомы подвергаются частичной гомологии.

Это происходит главным образом из-за возникновения полиплоидии, которая приводит только к гомеологическим хромосомам, а не к гомологичным хромосомам.

Существует также разница между Гомологичными и Гомеологичными хромосомами в зависимости от их генетического состава.

Гомологичные и Гомеологичные хромосомы — это два типа хромосом, основанные на гомологии. Гомологичные хромосомы показывают полную гомологию между хромосомами, в то время как Гомеологичные хромосомы показывают частичную гомологию между двумя хромосомами.

Это ключевое различие между гомологичными и гомеологичными хромосомами. Гомеологичные хромосомы появляются из-за явления, названного полиплоидией, которое имеет место во время клеточного цикла.

Тем не менее, Гомеологические хромосомы играют очень важную роль в исследованиях рекомбинации и цитогенетики.

Источник: https://raznisa.ru/raznica-mezhdu-gomologichnymi-i-gomeologichnymi-hromosomami/

Гомологичность клеток

Гомологичность клеток

Современная биологическая наука имеет достаточно фактов, которые доказывают существование процесса эволюционных изменений живых организмов. Один из них — это гомологичные органы, примеры которых будут рассмотрены в нашей статье.

Доказательства эволюции

Органический мир нашей планеты просто поражает своим разнообразием. Все живые организмы настолько разные, что предположить факт единства их происхождения достаточно сложно.

Однако этому есть целый ряд доказательств. В первую очередь — это сходство химического состава, а именно наличие молекул белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.

Все представители царств живой природы, кроме вирусов, имеют клеточное строение.

Эмбриональное развитие позвоночных

Эмбриологией называют науку о зародышевом развитии. Исследования ученых показали, что на ранних стадиях развития позвоночные практически не отличаются друг от друга. Хорда, нервная трубка, жаберные щели в глотке — все эти признаки есть и у птиц, и у рыб, и у человека. В ходе дальнейшего развития организмы разных классов претерпевают метаморфозы.

Морфологические доказательства эволюции

Одним из ведущих доказательств эволюционного процесса является сходство в строении различных частей организма. Этот признак и называется морфологическим.

Ярким примером взаимосвязи между отдельными классами позвоночных является утконос. Данное животное по ряду признаков занимает промежуточное положение между рептилиями, птицами и млекопитающими.

Соответственно, утконос имеет признаки представителей всех перечисленных классов.

К примеру, размножается это животное, откладывая яйца. При этом он выкармливает своих детенышей молоком, подобно млекопитающим. Плавательные перепонки на ногах, способ процеживания воды через клюв и уплощенный нос делают его похожим на птиц. А еще он вырабатывает яд, как многие рептилии.

Гомологичные и аналогичные органы

Некоторые органы животных и растений, несмотря на различные функции, имеют общее происхождение. К примеру, усики гороха прикрепляют растение к опоре, а шипы кактуса уменьшают интенсивность испарения воды. Но в обоих случаях эти структуры являются видоизменением листьев. Такое явление имеет свое название — гомология органов.

А вот иглы барбариса и шипы малины имеют разное происхождение. В первом случае это боковые листья, а во втором — производные покровной ткани растения. Такие органы называются аналогичными. Широкие крылья орла и бабочки также имеют разное происхождение.

Хотя на первый взгляд определить это достаточно сложно, поскольку все эти структуры обеспечивают полет. Но у птиц это видоизмененные передние конечности, покрытые перьями. А у насекомых крылья представляют выросты покровов.

[attention type=red]

Конечности же у них расположены под телом и не участвуют в полете.

[/attention]

Гомологичные и аналогичные органы являются прямым свидетельством общности происхождения различных животных. А различия в особенностях их строения обусловлены приспособлением к разным средам обитания и образу жизни.

Какие органы называются гомологичными: примеры

Самым типичным примером гомологий являются передние конечности позвоночных. Ласты кита и дельфина, крылья птицы и летучей мыши, руки человека, лапы крота и крокодила выполняют разные функции. Но строение их сходно. Все это передние конечности хордовых позвоночных, состоящие из трех отделов: плеча, предплечья и кисти.

К гомологичным органам относятся также видоизменения побегов различных растений. Они обладают значительными отличиями во внешнем строении и функциях.

Корневище ландыша имеет удлиненные междоузлия, клубень картофеля накапливает запас воды с питательными веществами, а донце репчатого лука является основой для прикрепления мясистых листьев.

Однако все гомологичные органы, примеры которых мы рассмотрели, имеют типичное для побега строение. Но и это еще не все!

Рассмотреть, какие органы называются гомологичными, можно также на примере видоизменений корней. Подземный орган растений также может существенно видоизменяться в разных условиях произрастания. Так, у брюквы и моркови главный корень утолщается, запасая питательные вещества.

Такие культуры в первый год не дают семян. Осенью их надземные органы отмирают, а за счет подземного корнеплода растение переживает холодное время года. Такие видоизменения и есть ответ на вопрос о том, что представляют собой гомологичные органы.

Примеры их — это также воздушные, дыхательные и цепляющиеся корни.

Рудименты и атавизмы

Морфологическими доказательствами эволюции являются также рудиментарные органы. Это те части растений и животных, которые являются недоразвитыми. У человека это третье веко, второй ряд зубов, а также мышцы, которые двигают ушную раковину.

Признаками, противоположными рудиментам, являются атавизмы. Это проявление черт предков, не характерных для особей данного вида. В качестве примера можно привести развитие копчикового отдела позвоночника, многососковость, сплошной волосяной покров у человека. Если рассматривать животных, у них атавизмом является развитие задних конечностей у китов и змей.

Итак, гомологичные органы, примеры которых были рассмотрены в нашей статье, наряду с аналогиями, рудиментами и атавизмами являются морфологическими доказательствами процесса эволюции. Эти признаки проявляются как у животных, так и у растений.

[attention type=green]

Гомологичными органами называют структуры, которые имеют общий план строения, но отличаются выполняемыми функциями. Наличие у человека перечисленных признаков доказывает его происхождение от животных в результате эволюционных преобразований.

[/attention]

Источник: .ru

Источник: https://naturalpeople.ru/gomologichnost-kletok/

Клетка – генетическая единица живого. Хромосомы, их строение

Гомологичность клеток

Генетическая информация каждого живого организма находится именно в клетке, так как основная её структура – ядро содержит хромосомы, которые и отвечают за определённые внешние и внутренние признаки. У организмов, не имеющих ядра, например у вирусов, наследственная информация содержится в виде кольцевой ДНК.

Поэтому для воспроизводства данные организмы проникают в многоклеточные организмы, так как генетический материал не реализуется вне клетки.

Из этого следует, что клетка является генетической единицей всего живого, потому что она обладает минимальным набором компонентов для хранения, изменения, реализации и передачи потомкам информации о фенотипе и генотипе организма.

Все эти процессы возможны, благодаря тому, что в ядре находятся хромосомы. 

Строение и функции хромосом

Хромосома – структура клеточного ядра, имеющая в своём составе дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и белок – гистон, что и определяет её наследственную функцию.  

Соединение ДНК и белка  гистона называется хроматином. Из него в профазе митоза, в самом начале деления клетки, образуются хромосомы. Строение хромосомы наиболее хорошо удаётся рассмотреть под световым микроскопом в процессе деления клетки, а конкретно в метафазе митоза. 

Хромосома состоит из двух сестринских хроматид, представляющих собой нити молекулы ДНК с белками. Хроматиды образуются в результате удвоения хромосомы в процессе деления клетки.

У каждой хромосомы имеется участок ДНК, называемый центромерой (кинетохором). Здесь в стадии профазы и метафазы деления клетки осуществляется соединение двух дочерних хроматид. Центромера делит хромосому на два плеча. 

Схема строения хромосомы в поздней профазе – метафазе митоза.

Существуют хромосомы, имеющие вторичные перетяжки, которые отделяют от плеча хромосомы так называемый спутник, из которого в последующем в интерфазном ядре образуется ядрышко. 

Концевые участки хромосом принято называть теломерами.

По форме хромосомы различают:

  • Метацентрические. Центромера находится в середине и плечи её равны.
  • Субметацентрические. Центромера смещена относительно середины и одно плечо короче другого.
  • Акроцентрические. Центромера расположена у конца хромосомы и одно плечо намного короче другого.

Существует две классификации хромосом по размеру и форме:

Денверская классификация помимо размеров хромосом, также учитывает их форму, расположение кинетохора и наличие вторичных перетяжек, спутников. Важным является значение центромерного индекса, отражающего процентное соотношение длины короткого плеча к длине всей хромосомы. Проводилось сплошное окрашивание хромосом.

Группы хромосом по денверской классификации: 

  • Группу А образуют  1 – 3 большие метацентрические и субметанцентрические хромосомы, имеющие центромерный индекс (ЦИ) от 38 – 49.
  • Группу В образуют 4 – 5 пары больших субметацентрических хромосом с центромерным индексом 24 – 30.
  • Группа С состоит из 6 – 12 пары субметацентрических хромосом среднего размера с центромерным индексом   27 – 35. Х-хромосому относят именно к этой группе. 
  • Группу D составляют 13 – 15 пары акроцентрических хромосом сильно отличающихся от всех остальных хромосом человека, ЦИ около 15.
  • Группа Е образована 16 – 18 парами относительно коротких метацентрических хромосом с ЦИ 26 – 40.
  • Группа F (19 – 20 пары): две короткие, субметанцентрических хромосомы с ЦИ 36 – 46.
  • Группа G, образованная 21 – 22 парами маленьких акроцентрических хромосом с ЦИ 13 -33. В неё входит Y – хромосома. 

Парижская классификация основывается на методах специального дифференциального окрашивания, при котором каждая хромосома имеет индивидуальный порядок чередующихся светлых и тёмных сегментов. 

Число хромосом и их видовое постоянство. Соматические и половые клетки

У многоклеточных организмов клетки подразделяются на два вида:

Соматическими называют все клетки тела, которые образуются в результате митоза.

Для этих клеток характерным признаком является наличие постоянного числа хромосом. Для каждого вида организмов их количество строго определено. Человек имеет 23 пары хромосом. 

Набор хромосом соматических клеток называется диплоидным (двойным). 

Половые же клетки всегда содержат уменьшенный вдвое, гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Половые клетки также называются гаметами

Совокупность полного набора хромосом, присущая клеткам определённого биологического вида, отдельного организма или линии клеток называется кариотипом

Принято считать, что кариотип является видовой характеристикой. Но бывает и так, что он различается у особей одного вида. Пример этого отличающиеся друг от друга половые хромосомы мужских и женских организмов.

У Y – хромосомы отсутствуют некоторые аллели (модификационные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом), тогда как у Х – хромосомы они есть. Мужчины гетерогаметны, то есть несут и X –и  Y – хромосомы, в то время как женщины гомогаметны, так как их половой набор содержит только X – хромосомы.

  Немаловажным фактором являются мутации, которые приводят к различным изменениям кариотипа. Важно отметить, что количество хромосом и уровень организации вида не имеют прямой зависимости. То есть, если вид имеет большое количество хромосом, это не говорит о его высокой организации. Кариотипы диплоидных клеток состоят из пар хромосом, названных гомологичными.

Хромосомы одной пары называются гомологичными, они находятся в одинаковых локусах (местах расположения) и несут аллельные гены.  Одну из хромосом организм всегда получает от матери, другую от отца.

В ядрах некоторых соматических клеток количество хромосом может отличаться от их количества в соматических клетках. Встречаются полплоидные клетки, они содержат более одного гаплоидного набора хромосом и называются соответственно три-, тетраплоидные и т.д. Метаболические процессы в полиплоидных клетках протекают в разы интенсивнее. 

Хромосомы человека делятся на две группы: аутосомы (неполовые) и половые хромосомы, также называемые гетерохромосомами.

В соматических клетках организма человека содержится 22 пары аутосом, которые являются одинаковыми и для мужчин и для женщин, половых же хромосом всего одна пара, эта пара и определяет пол особи. Различают два вида половых хромосом — X и Y.

[attention type=yellow]

В половых клетках женщины содержится по две X-хромосомы, а в  половых клетках мужчин две различных хромосомы — X и Y. 

[/attention]

Смотри также:

Источник: https://bingoschool.ru/manual/293/

Учебные дисциплины

Гомологичность клеток

Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова
Биологический факультет
Кафедра биофизики

119991, Москва, ГСП-2, Ленинские горы. Телефон (495) 939-1116, факс 939-1115.

Цитология – наука о строении, функциях, метаболизме, взаимоотношениях со средой, развитии и происхождении клетки. Биология клетки – молекулярные механизмы функционирования клеток.

Место цитологии среди других биологических дисциплин.

Связь цитологии с молекулярной биологией, генетикой, эмбриологией, физиологией и биохимией, Значение цитологии для медицинской и сельскохозяйственной науки.

Клеточная теория

Подготовка клеточной теории. Клеточная теория Шванна. Значение для клеточной теории работ Вирхова и оценка его представления о развитии клеток. Клеточная патология, ее роль и в болезнях организма. Современное состояние клеточной теории.

Клетка – элементарная единица живого. Клетки прокариот и эукариот. Гомологичность в строении клеток. Клетка как единица строения, функционирования, развития, патологических изменений организма.

Митотическое деление клеток – единственный путь увеличения их числа. Дифференциация как процесс образования специализированных клеток.

Методы исследования клеток

Арсенал методов цитологии: от живых клеток до макромолекулярных комплексов.

Прижизненные наблюдения клеток. Культура клеток вне организма. Метод темного поля. Фазовоконтрастная микроскопия. Цейтраферная  микросъемка. Микроманипулятор. Микрохирургия. Методы исследования физических свойств клеток. Суправитальная люминесцентная микроскопия. Витальные красители.

Изучение фиксированных клеток. Понятие о фиксации. Артефакты при обработке клеток. Принципы окрашивания клеточных структур. Цитохимические качественные методы исследования: реакции на белки, ферменты, нуклеиновые кислоты, полисахариды, жиры, липиды, витамины, соли и т.д. Иммунохимия.

Основы физических методов определения локализации и количества веществ в клетке: микроспектрометрия, цитофотометрия, интерференционная и люминесцентная микроскопия. Авторадиографическое изучение локализации, динамики синтеза и транспорта веществ в клетке; основы метода.

Электронная микроскопия: основы, преимущества и недостатки метода. Электронные микроскопы просвечивающего и сканирующего типа. Мегавольтная электронная микроскопия.

Дифференциальное центрифугирование – метод получения отдельных клеточных компонентов для цитохимического и биохимического анализа.

Строение и функции клеток

Особенности и различия в строении клеток прокариот и эукариот. Единство строения и функции клетки, ее органоидов и других структурных элементов. Общая характеристика клетки, величина и форма клеток. Основные различия между клетками животных и растений.

Ядро – система сохранения, воспроизведения и реализации генетической информации. Центральная догма молекулярной биологии. Роль ядра в жизни клетки и его значение в переносе информации от ДНК к белку. ДНК ядра, ее строение и свойства, редупликация.

Транскрипция. Роль ядра в процессе трансляции: ядерное происхождение аппарата белкового синтеза в клетке. Основные функции ядра: транскрипция, редупликация и перераспределение генетического материала. Репликация молекул ДНК у прокариот и эукариот. Репликон.

Генетический аппарат бактерий.

Интерфазное ядро, основные элементы его структуры: хроматин (хромосомы), ядрышко, ядерный сок (кариоплазма), ядерная оболочка, ядерный белковый матрикс.

Хроматин, его химическая характеристика. Диффузный и конденсированный хроматин, эухроматин и гетерохроматин, их функциональное значение. Сателитная ДНК. Ультраструктура хроматина, строение элементарных хроматиновых фибрилл. Нуклеосомы: строение, роль при функционировании хроматина. Нуклеомерная фибрилла. Петлевые домены хроматина.

Гистоны и негистоновые белки: их роль в компактизации ДНК. Ядро в процессе редупликации и перераспределения генетического материала. Два состояния главных ядерных структур – хромосом. Поведение хроматина – хромосом – во время митоза. Концепция о непрерывности хромосом в течение всего жизненного цикла клетки.

Общее строение, типы и формы митотических хромосом. Дифференцировка хромосом по длине; центромера, вторичная перетяжка, теломера. Дифференциальная окраска хромосом, Распределение новосинтезированной ДНК в дочерних хромосомах. Уровни структурной организации хромосом. Хромонема, понятие о субхроматидных структурах митотических хромосом.

Цикл конденсации хромосом во время митоза. Матрикс митотических хромосом.

Синтез РНК: транскрипционные единицы, предшественники иРНК, созревание иРНК, сплайсинг. Рибонуклеопротеиды – компоненты интерфазных ядер.

Ядрышко – органоид синтеза клеточных рибосом. Число ядрышек в ядре, их хромосомное происхождение. Химия ядрышка, РНК ядрышка. Строение и химия рибосом. Предшественники рибосомных РНК. Пути синтеза рибосом. ДНК ядрышка. Строение генов рРНК, полицистронность. Амплификация генов рРНК.

Строение и ультраструктура ядрышка. Цикл изменения структуры ядрышка в связи с его функцией. Судьба ядрышка в митозе и его связь с митотическими хромосомами.

Ядернаяоболочка, ее строение и функциональное значение. Строение ядерных пор. Связь ядерной оболочки с цитоплазматическими структурами и хромосомами. Ядерно-цитоплазматический транспорт. Ядерный белковый матрикс, ламина; их структура и функциональное значение.

Цитоплазма. Общий химический состав цитоплазмы. Теории строения основной цитоплазмы. Органоиды цитоплазмы. Цитоплазма как сложноструктурированная система. Матрикс цитоплазмы. Мембраны цитоплазмы. Роль липидов и белков в организации клеточных мембран. Липопротеидные мембраны, их молекулярная организация.

Плазматическая мембрана – барьерно-транспортная система. Рецепторная роль плазматической мембраны. Роль мембраны в клеточной проницаемости. Пассивный и активный транспорт веществ через мембрану. Теория клеточной проницаемости.

[attention type=red]

Роль плазматической мембраны в процессах фагоцитоза и пиноцитоза, эндосомы, связь этих процессов с лизосомами.

[/attention]

Другие функции плазматической мембраны: межклеточные контакты и связи. Десмосомы и другие специальные структуры межклеточных контактов; плотный контакт, щелевой контакт, простой контакт.

Дериваты плазматической мембраны: микроворсинки, структуры фоторецепторов, оболочки аксонов. Связь клеток друг с другом и с внеклеточным матриксом. Гликокаликс животных клеток.

Строение клеточной стенки растительных и прокариотичсских клеток; их химизм, свойства и развитие.

Вакуолярная система внутриклеточного синтеза и транспорта биополимеров. Эндоплазматическая сеть (ретикулум), Понятие и общая характеристика.

Гранулярная эндоплазматическая сеть – эргастоплазма, ее строение, химическая композиция и основная роль как структуры, участвующей в синтезе экспортируемых из клетки белков. Синтез белков в гиалоплазме.

Синтез, накопление и транспорт синтезированного белка в системе эндоплазматической сети. Связь гранулярной эндоплазматической сети с ядерной оболочкой.

Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс): общая характеристика, локализация в клетке, микроскопическое строение ультраструктура и химия. Диктиосома, функции аппарата Гольдки: сегрегация, накопление; созревание, сортировка и экскреция секретов и других веществ вклетке. Авторадиографические данные о путях синтеза ивыведения секреторных продуктов в клетке.

Лизосомы, история их открытия. Структура лизосом, их химическая характеристика, типы лизосом. Функциональное значение лизосом, их происхождение. Связь лизосом с процессами внутриклеточного пищеварения, с фагоцитозом и с работой аппарата Гольджи. Аутофагосомы. Рециклизация эндосом.

Гладкая эндоплазматическая сеть, структурная характеристика и химия. Связь гладкой эндоплазматической сети с синтезом полисахаридов, жиров, стероидов и других молекул. Роль гладкой эндоплазматической сети в дезактивации различных химических агентов. Связь с функцией проведения возбуждения в мышечной ткани,

Вакуолярнаясистема клеток растений. Центральная вакуоль. Тонопласт. Развитие и происхождение вакуолярной системы, ее функциональное значение.

Митохондрии – система энергообеспечения клеток. Структура митохондрий: мембраны, кристы, матрикс. Роль митохондрий в синтезе и накоплении АТФ. Пути синтеза АТФ в клетке: анаэробный гликолиз и окислительное фосфорилирование.

Строение крист, локализация в липопротеидных мембранах звеньев окислительного фосфорилирования. Изменение структуры митохондрий в зависимости от их функционального состояния. Матрикс митохондрий: РНК, ДНК, белки митохондрий. Проблема происхождения митохондрий.

Аналоги митохондрий у бактерий. Хондриом – его типы и функциональные особенности,

Пластиды. Тонкое строение хлоропластов, и развитие. Функции пластид. Лейкопласты, хромопласты. Проблема происхождения пластид.

Центриоль: встречаемость среди клеток растений и животных. Ультраструктура, репликация, участие в делении клетки. Аналоги центриолей у простейших. Связь центриолярных структур с органоидами движения клетки; базальные тельца, Строение ресничек и жгутиков эукариотических клеток. Механизм их движения. Строение жгутиков бактерий.

Цитоскелет – опорно-двигательная система клеток. Микротрубочки, тонкое строение и химизм. Тубулины, их свойства и роль в образовании микротрубочек.

[attention type=green]

Роль микротрубочек в образовании ахроматинового веретена деления клеток. Роль веретена в расхождении хромосом при митозе. Каркасная роль цитоплазматических микротрубочек. Белки транслокаторы. Представления Н.

[/attention]

К.Кольцова о внутриклеточном скелете.

Фибриллярные структуры цитоплазмы. Микрофиламенты, структура и химия. Свойства актиновых микрофиламентов. Микрофиламенты в мышечных и немышечных клетках. Промежуточные филаменты, структура и химия.

Включения в цитоплазму клеток животных и растений; их локализация и функциональное значение.

Функциональные системы клеток: система синтеза белка, система энергетического обеспечения, система поглощения, система экскреции. Система движения.

Деление клеток

Жизненный цикл клетки: пресинтетическая, синтетическая и постсинтетическая фазы. Значение этих фаз в жизни клеток.

Деление прокариотических клеток.

Общая схема непрямого деления (митоза) эукариотических клеток. Митоз у простейших.

Митоз у клеток животных и растений. Стадии митоза, их продолжительность и характеристика. Механизм движения хромосом. Цитокинез у животных и растительных клеток: образование клеточной перетяжки и фрагмопласта. Судьба клеточных органелл в процессе деления клетки. Метаболизм делящейся клетки. Регуляция митоза, вопрос о пусковом механизме митоза.

Мейоз, стадии мейоза. Конъюгация хромосом, кроссинговер, редукция числа хромосом. Биологический смысл мейоза. Мейоз у животных и растений. Хромосомы типа ламповых щеток. Различия между митозом и мейозом.

Эндомитоз и соматическая полиплоидия.

Политения: политенные хромосомы.

Дифференциация клеток

Дифференциация клеток – возникновение гетерогенного клеточного состава организма, обеспечивающего разнообразие его функций. Роль ядра и цитоплазмы в дифференциации клеток. Теории дифференциации. Политенность ядер. Эмбриональная детерминация. Индукционные влияния. Гуморальные и нервные факторы дифференцировки. Опухолевая трансформация.

Патология клетки

Влияние повреждающих факторов на клетку. Теория паранекроза. Специфические и неспецифические реакции клетки на повреждение. Изменение структуры органоидов при повреждении клетки. Внутриклеточная репарация. Гибель клетки: цитологические признаки смерти клетки.

Разделы практикума:

  • Методы исследования клеток
  • Организация ядра и ядрышка
  • Строение цитоплазмы
  • Деление клеток

ЛИТЕРАТУРА

  • Ю.С. Ченцов, “Общая цитология”. Изд. М. 1995 г.
  • Б.Альбертис и др. “Молекулярная биология клетки”. Т. 1, 2. Мир, 1994г.
  • А.А. Заварзин, А.Д. Харазова, М.Н. Молитвин “Биология клетки: общая цитология”. Изд. С-Пб. Университета, 1992г.

Составитель программы профессор Ю.С. Ченцов

Источник

!Внимание! На сайте приведена приблизительная программа курса. Используйте этот материал при подготовке к экзаменам только по согласованию с преподавателем!

Источник: http://www.biophys.msu.ru/education/subjects/cytology/program/

Cell Biology.ru

Гомологичность клеток

Общая рекомбинация при согласованном внесении разрывов и воссоединении цепей двух спиралей ДНК с образованием протяженных гетеродуплексных областей. Чтобы могла произойти рекомбинация между двойными спиралями, представленная на, каждая из четырех цепей должна быть разорвана и затем соединена с новым партнером.

Соответствующие цепи обоих линейных гомологичных дуплексов ДНК надрезаются и свободные концы одной спирали спариваются с комплементарными участками другой. Перекрест стабилизируется сшиванием концов донорных цепей со свободными концами реципиентных спиралей. Точка перекреста обменивающихся цепей перемещается вдоль спиралей – процесс, называемый миграцией ветви (е).

При этом происходит одновременное расхождение цепей исходных спиралей и их реассоциация с новыми партнерами с образованием дочерних дуплексов. Структуры д и е, а также ж называются структурами Холлидея по имени исследователя, впервые ихпредложившего.

Структуры Холлидея могут переходить в рекомбинантные двойные спирали путем внесения разрыва и воссоединения цепей двумя альтернативными способами. Один способ состоит в разрезании и воссоединении перекрещивающихся цепей.

Два реципрокных продукта л и м могут образоваться, если разрыв и последующее воссоединение цепей произойдут в точке перекреста в структурах е и д или по линии пересечения четырех цепей в изомерной структуре Холлидея и. Размер обменивающихся фрагментов зависит от расстояния, на которое произошла миграция ветви до акта рекомбинации.

Альтернативные продукты н и о образуются в том случае, если структура Холлидея з переходит в результате разрыва в к.

В основе рекомбинации данного типа лежит гомологичное спаривание цепей, принадлежащих двум разным спиралям ДНК, поэтому скорее всего она произойдет в том месте, где такое спаривание возможно a priori и где гомологичность последова тельностей достаточно велика, чтобы могла произойти миграцияветви в рамках структуры со скрестившимися цепями.

Отсюда можно понять, почему общая, или гомологичная, рекомбинация происходит также между двумя повторами в пределах одной молекулы ДНК или между аллельными и неаллельными элементами одной и той же последовательности в двух разных хромосомах. В ходе миграции ветви при спаривании цепей,принадлежащих разным спиралям, образуются гетеродуплексы.

В таких гетеродуплексах в пределах сегмента между сайтом начала образования структуры Холлидея и сайтом кроссинговера может содержаться по одному или более ошибочно спаренных оснований. Они удаляются так же, как любые модифицированные основания при репарации ДНК. Однако, поскольку удалено может быть любое из ошибочно спаренных оснований, в обеих рекомбинантных спиралях в данном сайте могут оказаться одинаковые пары оснований, т.е. рекомбинация для этого сайта окажется нереципрокной . Таким образом, каждая из рекомбинантных спиралей может быть похожа на любойиз начальных дуплексов в тех позициях, где исходно они различались.

Общая рекомбинация с образованием двухцепочечного разрыва.

Альтернативный механизм общей рекомбинации включает образование двухцепочечного разрыва в одном из дуплексов-партнеров. Далее с помощью экзонуклеаз в месте разрыва образуется брешь. При спаривании 3'-одноцепочечного конца бреши с комплементарной цепью интактной спирали в последней образуется петля. Размер этой петли увеличивается по мере того, как ДНК-полимераза наращивает 3'-конец «вклинившейся» цепи. В итоге другой одноцепочечный конец бреши спаривается с комплементарной последовательностью в перемещающейся петле. В результате такого спаривания образуется система «праймер матрица», и ДНК-полимераза синтезирует недостающую цепь, заполняя брешь. Лигирование двух растущих концов с исходными цепями приводит к образованию двойной структуры Холлидея (т.е. структуры, в которой две спирали объединены двумя перекрестами,по одному на каждом конце бреши). Миграция ветви в одном или обоих перекрестах передвигает оба места сцепления в любом направлении, при этом в участках, фланкирующих брешь, могут возникать ошибки. Разделение таких структур может идти двумя способами – с перекрестом и без него , с образованием четырех дуплексов. Необходимо отметить некоторые особенности этого механизма. Образование ошибочных пар (гетеродуплексов) в районах, фланкирующих брешь, обусловливает получение как реципрокных, так и нереципрокных рекомбинаций между генетическими маркерами. Если двухцепочечный разрыв происходит вблизи (или в пределах) участка, где между спиралями имеются различия (замены оснований, делеции, вставки, инверсии и т.п.), то рекомбинанты унаследуют нуклеотидную последовательность партнера, у которого разрыва не происходило. Этот механизм объясняет многие случаи генной конверсии, особенно те, в которых протяженная последовательность одного дуплекса замещается соответствующей, но отличающейся последовательностью другогодуплекса. Нереципрокная общая рекомбинация используется и при репарации некоторых повреждений ДНК. Например, если тиминовые димеры не были удалены из УФ-облученной ДНК до того, как к ним подошла репликативная вилка, то синтез комплементарной цепи в этом участке не может быть завершен. Поскольку тиминовые димеры, находящиеся напротив бреши, не могут быть вы- щеплены, остается один путь для спасения хроматиды – использовать генетическую информацию гомологичной сестринской хроматиды и заполнить брешь. Для этого применяется такой же механизм, как для репарации брешей.

в.

Ферменты, участвующие в общей рекомбинации

В общей рекомбинации участвуют два специфических фермента и еще несколько ферментов, катализирующих также процессы репликации и репарации ДНК. Энзимология общей рекомбинации изучена только для некоторых прокариотических организмов, в частности E. coli и ее фагов.

Один из специфических ферментов, необходимых для успешной гомологичной рекомбинации, называется recА-белком.Он катализирует обмен одиночными цепями, используя энергию гидролиза АТР до ADP и неорганического фосфата.

RecA-зависимое внедрение одноцепочечных ДНК в дуплекс – первый этап рекомбинационного процесса в рамках обеих схем Холлидея и механизма с образованием двухцепочечных разрывов.

[attention type=yellow]

Второй фермент, состоящий из трех отдельных субъединиц (В, С и D) и поэтому называемый recBCD-нуклеазой, обладает эндо- и экзонуклеазной, а также геликазной активностями.

[/attention]

Механизм его действия до конца не установлен, однако известно, что recBCD-нуклеаза индуцирует разрывы в дуплексной ДНК и благодаря присущей ей геликазной активности вместе с recА инициирует рекомбинационный.

Идентифицирован также фермент, разрезающий узлы в структурах Холлидея; при его участии образуются липкие концы, соединяемые лигазой. В общей рекомбинации участвуют также геликазы и белки, связывающиеся с одноцепочечной ДНК (SSB; от англ. single strand binding); оба они необходимы для обеспечения процесса миграции ветви.Как известно, перемещению цепей во время миграции ветви способствует Pol I, а в воссоединенииразорванных цепей участвует ДНК-лигаза. Для снятия топологических ограничений при раскручивании спирали и для раcпутывания перекрученных структур, по-видимому, нужны топоизомераза типа I и, возможно, гираза.

Гомологичная рекомбинация в репарации ДНК

Быстро делящиеся бактериальные клетки, содержащие несколько репликонов, образованных недореплицированными хромосомами, более устойчивы к действию ионизирующей радиации, которая индуцирует двухцепочечные разрывы ДНК, чем клетки с небольшим числом репликонов, находящиеся в стационарной фазе.
Гаплоидные клетки дрожжей в фазе G1 перед началом синтеза ДНК чрезвычайно чувствительны к действию ионизирующей радиации, тогда как те же клетки в фазе G2 перед митозом так же устойчивы к ионизирующему излучению, как и диплоидные клетки. Эти факты указывают на то, что для эффективного исправленияповреждений, вызываемых ионизирующей радиацией, необходимо одновременное присутствие в клетке двух гомологичных молекул ДНК.

рис.1 Одна из моделей объясняющих репарацию двуцепочечных разрывов.

Процесс репарации условно разделяется на три этапа:

1. Пресинаптическая фаза – происходит внесение двухцепочечного разрыва в ДНК или, при его наличии, сразу осуществляется нуклеазное расщепление концов разрыва.

В создании одноцепочечных 3’-OH-выступающих концов ДНК в месте разрыва принимает участие белок RecBCD, который обладает как геликазной, так и экзонуклеазной активностями.

RecBCD расплетает двухцепочечную молекулу ДНК в месте разрыва и гидролизует одну из цепей в направлении 5’>3’, оставляя выступающий одноцепочечный участок.

2. Синаптическая фаза – происходит синапсис гомологичных участков двух молекул ДНК с вхождением комплементарногоодноцепочечного участка в ДНК-дуплекс и последующим репаративным синтезом ДНК. Поиск гомологичных участков и обмен цепями, необходимые для рекомбинации, происходят с участием белка RecA.

3.

Постсинаптическая фаза – образовавшиеся структуры Холидея разделяются с помощью белков RuvA, -B и -C, RecG, а также белков SOS-системы репарации (RecN, UvrD, RecF и RecJ).

Похожие механизмы используются клетками для рекомбинационной репарации одноцепочечных брешей, остающихся в молекулах ДНК из-за блокировки репликативного синтеза ДНК модифицированными нуклеотидами.

Многие продукты генов E. coli и дрожжей, участвующие в рекомбинационной репарации повреждений ДНК, имеют гомологи у животных и человека.

Отличительной особенностью эукариотической рекомбинации и репарации является вхождение соответствующих белков в многочисленные белковые комплексы, в частности транскриптосомы и реплисомы, что указывает на их важную роль в матричном биосинтезе нуклеиновых кислот эукариотических клеток.

Источник: https://cellbiol.ru/book/molekulyarnaya_biologiya/rekombinaciya_dnk/gomologichnaya_rekombinaciya

Будь здоров
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: