Питання 1.Транскрипція. Структура та функції ядерного
хроматину
В залежності відвиконуваних функцій РНК бувають кілька видів: і-РНК - інформаційна абоматрична РНК - переносить інформацію про структуру білка від ДНК до рибосоми, вонаскладає 1% від загального вмісту; т-РНК (транспортна) переноситьамінокислоти з цитоплазми в рибосоми, на частку т-РНК припадає близько 10% відзагальної кількості РНК; р-РНК (рибосомальная) - становить одну з субодиницьрибосоми, на її частку припадає близько 90% від усіх РНК клітини.
ДНК - носійгенетичної інформації.В даний час геномназивають ділянку молекули ДНК, що кодує первинну структуру поліпептиду. ДНКбезпосередньої участі у синтезі білків не приймає. Інформацію несепосередник - і-РНК, який за принципом компліментарності зчитує (копіює) зДНК інформацію за участю ферменту РНК-полімерази. Переписуванняпослідовності нуклеотидів або генетичної інформації відбувається з однієїнитки ДНК і називається транскрипцією (лат. transcriptio - переписування). Задовжині кожна з молекул і-РНК в сотні разів коротше ДНК. Інформаційна РНКє копією не всієї молекули ДНК, а лише її частини - одного гена, що несеінформацію про структуру білка. Готова і-РНК відходить від ДНК і направляється домісця синтезу білка. В якості матриці використовується молекула нуклеїновоїкислоти.
Молекулярна сутністьтранскрипції виглядає так: Рис. 1 (В. Процес транскрипції).
Рис. 1. - В. Процестранскрипції
Процесинг РНК.Первісний В«транскриптВ» з ДНК значно більше, ніж зріла РНК. Поряд зіВ«ЗначущимиВ» учасниками рібонуклеотідной послідовності транскрипту, такзваними В«екзонівВ», які увійдуть в готову молекулу РНК, в ньому є ізайві, В«мовчазніВ» ділянки - В«інтрониВ», що підлягають видаленню. Всі інтрони транскрибуються вскладі РНК-попередника і згодом видаляються в процесірозриву-возз'єднання - сплайсингу. Сплайсинг відбувається ще в ядрі, передвиходом РНК в цитоплазму.
Майже вся ДНКеукаріотичної клітини зосереджена в ядрі. Ядро оточене ядерною оболонкою,складається з двох концентрично розташованих мембран. Ядерні мембранипронизані віддаленими на деяку відстань один від одного порами, яківідіграють важливу роль у перенесенні певних молекул в цитоплазму з неї. Ядернаоболонка безпосередньо пов'язана з ендоплазматичнимретикулумом. З обох боків до неї прилягають сетеподобние структури, що складаютьсяз проміжних філаментів. Та з них, яка вистилає внутрішню ядернумембрану, має вигляд тонкої оболонки і називається ядерної ламін. Загальний малюнокклітини (Мал. 2.), ядра (Рис. 3).
Рис. 2. - Загальний малюнокклітини
Рис. 3. - Ядро
Комбінована схемабудови еукаріотпческой клітини.
А - клітина тваринипоходження; В - рослинна клітина: 1 - ядро ​​з хроматином та ядерцем; 2 -клітинна (плазматична) мембрана; 3 - клітинна оболонка; 4-плазмодесми;5 - гранулярна ендоплазматична мережа; 6 - гладка (гладкий) ендоплазматичнамережу; 7 - піноцітозная вакуоль; 8 - комплекс Гольджі; 9 - лизосома; 10 -жирові включення в гладкої ендоплазматичної мережі; 11 - центриоль і мікротрубочкицентра сфери; 12 - мітохондрії; 13 - полірибосоми гіалоплазми; 14 - вакуолі; 15- Хлоропласти.
хроматину, речовина(Нуклеопротеїдів) клітинного ядра, в процесі клітинного поділу конденсується,утворюючи компактні структури - хромосоми. До складу хроматину входять: ДНК(30-40% по масі), гістони (30-50%), негістоновие білки (4-33%) і РНК. Булодосліджено регуляторний дію гістонів і негістонових хромосомних білків.Як з'ясувалося, гістони, надають гальмує дію на ДНК-залежний синтезРНК. Негістоновим хромосомним білкам теж приписують специфічні регуляторні функції. Ці білки знімають блокуючудію гістонів. Для хроматину відомі 4 рівня укладання в більш складніструктури: нуклеосоми, нуклеомери (абосоленоїд), хромомери (або розетки з петельного доменами), хроматида (абохромосома). Розрізняють еухроматин і гетерохроматин. Гетерохроматин, речовина хромосом,зберігаюче компактну (спіралізують) структуру на всіх стадіях клітинногоциклу. Еухроматин зберігає деспіралізованние (дифузне) стан вспочиваючому ядрі і спіралізуются при діленні клітин.
Таким чином, регуляція транскрипції - процесу перенесення генетичноїінформації від ДНК до РНК дуже потрібна і важлива з позицій пристроїбагатоклітинного організму.
Питання 2. Організаціяпластичного метаболізму на прикладі
секреторної клітини
Пластичний метаболізм(Обмін речовин) - це перетворення разл. соед. в організмі, їх перенесення(Транспорт) всередині організму і між організмом і середовищем.
Біосинтез білківпочинається на рибосомах. Однак незабаром шляху синтезованих білків розходяться ввідповідно до їх функцією: білки, що несуть на N-кінці сигнальний пептид для ЕР,проходять через секреторний шлях, а інші білки, що не мають цієї сигнальноїпослідовності, слідують за цитоплазматичної шляху. Рис. 4. (А. Транспортбілків).
Рис. 4. - А. Транспортбілків
Трансляція - процессинтезу білка в цитоплазмі клітини. Початком прийнято вважати процес транскрипції ДНК. Процес трансляції починається зприєднання малої рибосомної субчастіци до молекулимРНК. Особлива ініціаторним т-РНК пов'язує малурибосомну субчастіц зі спеціальним старт-кодоном нам-РНК. Приєднання великий субчастіци завершуєзбірку рибосоми. Далі слідує фаза елонгації: зв'язування аміноацил-тРНК, освітипептидного зв'язку і транслокації рибосоми. До стоп-кодону приєднується потім фактор звільнення, який зупиняє трансляцію івикликає відділення завершеного поліпептиду від рибосоми.
Рибосоми складаються з 2різних субчастиц, кожна з яких побудована з рибосомної РНК ібагатьох білків. Рис. 5 (А. Структурарибосом еукаріот).
Рис. 5. - А. Структура рибосом еукаріот
Всі еукаріотичніклітини мають ендоплазматичний ретикулум (ЕР): з цистернами шорсткого ЕР з'єднані мембранигладкого ЕР. ШорсткийЕР усіяний рибосомами, розташованими на його цитоплазматичної поверхні; вінутворює поляризовані стопки сплощені цистерн.
Функція Шер: активний біосинтез білків. Рис. 6.
Рис. 6. - ЕР
Апарат Гольджі управляє процесами внутрішньоклітинного транспорту. Основними його функціямиє модифікація, накопичення, сортування і направлення різних речовин ввідповідні внутрішньоклітинні компартменти, а також за межі клітини. Вінскладається з набору оточених мембраною сплощені цистерн, що нагадують стопкутарілок. Апарат Гольджі має дві різні боки: формирующуюся (цис-бік)і зрілу (транс-сторону). Білки і ліпіди у складі невеликих бульбашок потрапляютьв стопку Гольджі з цис-боку, а залишають її, прямуючи в різнікомпартменти, разом з бульбашками, що утворюються на транс-стороні. Вирішальна рольапарату Гольджі: регенерація й оновлення своєї мембрани.
Лізосоми містятьтравні ферменти, які руйнують відпрацьовані органели, а такожчастинки і молекули, поглинені клітиною зовні шляхом ендоцитозу. Рис. 7 (Б).
Рис. 7 (Б)
Питання 3. Енергетичний метаболізм івикористання енергії
В енергетичних. обміні розглядаютьперетворення хім. енергії, що утворюється в обміні речовин, в тепло, м'язовуроботу, а також механізми її використання в активному транспорті, біосинтезі іін
У клітці хімічна енергіязапасається у вигляді так званих В«високоенергетичнихВ» метаболітів. Найбільшважливим таким метаболітом, макроергів забезпечує енергією велике числоенергозалежних реакцій, є АТФ. Рис. 8 (А).
Рис. 8 (А)
АТФ = АДФ + Ф.
Суть цього циклу: При гідролізікінцевий фосфоангідрідной зв'язку АТФ перетворюється в АДФ і ортофосфат, ізвільняється велика кількість вільної енергії. Величина вільної енергіїгідролізу АТФ робить можливим його освіту з АДФ за рахунок переносуфосфатного залишку від інших високоенерг...
