Po druhé, laterálna konjugácia chromatidov. Bunky, ktoré majú polyténové chromozómy, strácajú schopnosť deliť sa, sú diferencované a aktívne vylučujú, to znamená, že polytenizácia chromozómov je spôsob, ako zvýšiť počet kópií génov pre syntézu akéhokoľvek produktu. Polyténové chromozómy možno pozorovať u dvojkrídlovcov, v rastlinách v bunkách spojených s vývojom embrya, u nálevníkov pri tvorbe makronuklea. Polyténové chromozómy sa výrazne zväčšujú, čo uľahčuje ich pozorovanie a čo umožnilo študovať aktivitu génov už v 30. rokoch minulého storočia. Základným rozdielom od iných typov chromozómov je, že polyténové chromozómy sú interfázové, zatiaľ čo všetky ostatné možno pozorovať iba počas mitotického alebo meiotického bunkového delenia.

Klasickým príkladom sú obrovské chromozómy v bunkách slinných žliaz lariev. Drosophila melanogaster. Replikácia DNA v týchto bunkách nie je sprevádzaná delením buniek, čo vedie k akumulácii novovytvorených reťazcov DNA. Tieto vlákna sú tesne spojené pozdĺž ich dĺžky. Okrem toho sa v slinných žľazách vyskytuje somatická synapsia homológnych chromozómov, to znamená, že nielen sesterské chromatidy sú navzájom konjugované, ale aj homológne chromozómy každého páru sú navzájom konjugované. Teda v bunkách slinné žľazy možno pozorovať haploidný počet chromozómov.

Príbeh

Termín „polyténový chromozóm“ navrhol P. Koller ( P. Koller) v roku 1935 a nakoniec ho do vedy uviedol S. Darlington v roku 1937.

Rozmery

Polyténové chromozómy sú mnohonásobne väčšie ako chromozómy bežných somatických buniek. Zvyčajne sú 100-200-krát dlhšie a 1000-krát hrubšie (obsahujú až 1000 chromozómov) ako chromozómy mnohých medzifázových buniek (zárodočných aj somatických). Áno, v larvách D.melangaster celková dĺžka štyroch párov chromozómov v slinných žľazách je 2000 mikrónov a v bežných somatických bunkách je táto hodnota 7,5 mikrónov.

Štruktúra

Pruhovanie

Charakteristický tvar a veľkosť polyténových chromozómov sa dosahuje vďaka ich maximálnej despiralizácii a opakovanej reprodukcii chromozómov bez ich následnej divergencie, to znamená, že vznikajú v dôsledku endomitózy.

Polyténové chromozómy majú charakteristické priečne ryhovanie v dôsledku prítomnosti oblastí hustejšej špirálovitosti chromonémov – chromomérov. Tmavé oblasti (t. j. chromoméry) obsahujú stočený neaktívny chromatín, zatiaľ čo svetlé pásy označujú oblasť so zvýšenou transkripčnou aktivitou. Jasný rozdiel medzi tmavými diskami a svetlými medzidiskovými oblasťami sa vysvetľuje nedivergenciou dcérskych chromonem. Z tohto dôvodu sa všetky znaky jednotlivého chromonému, vrátane chromomérneho vzoru, stávajú výraznejšími.

Polyténové chromozómy sú v podstate párom obrovských homológnych chromozómov v stave dokonale presnej somatickej konjugácie. V tomto prípade sú disky a medzidiskové oblasti homológov umiestnené striktne paralelne a tesne aproximované. Takáto konjugácia nie je typická pre veľkú väčšinu somatických buniek.

Polyténová chromozómová mapa bola prvýkrát zostavená v roku 1935 Calvinom Bridgesom a dodnes je široko používaná.

Jedinečnosť štruktúry polyténových chromozómov, a to schopnosť jasne rozlíšiť detaily ich štruktúry, využil T. Paytner na štúdium ich prestavieb a podstaty konjugácie. Vo všeobecnosti je pruhovanie polyténových chromozómov mimoriadne užitočné pre výskum, konkrétne na príklade polyténových chromozómov sa získala vizualizácia oblastí aktívneho a neaktívneho chromatínu. Môžu byť tiež použité na štúdium všeobecnej štruktúry chromatínu.

Polyténové chromozómy navyše pomáhajú identifikovať larvy komárov zvončekových ( Chironomid), ktoré je ťažké rozlíšiť iným spôsobom.

Poufs

V polyténových chromozómoch je proces transkripcie sprevádzaný tvorbou tzv. pufy- charakteristické opuchy určitých diskov, ktoré sa tvoria v dôsledku lokálnej dekompaktizácie DNA v nich. Aktívna transkripcia v týchto oblastiach je indikovaná aktívnou inkorporáciou3H-uridínu v oblasti vdýchnutia. Veľké pufy sú tzv Balbiani krúžky(v niektorých zdrojoch sa termíny „pouf“ a „Balbiani rings“ používajú ako synonymá).

Vzorovým príkladom je teda tvorba pufy diferenciálna transkripcia. Ostatným slávny príklad Tento proces je tvorba chromozómov typu lampovej kefy.

Funkcie

Polyténové chromozómy obsahujú veľké množstvo génových kópií, čo výrazne zvyšuje génovú expresiu. To zase zvyšuje produkciu esenciálnych bielkovín. Napríklad v bunkách slinných žliaz lariev D. melanogaster pre vznik je nevyhnutná polytenizácia chromozómov veľká kvantita lepkavá látka pred zakuklením.

Poznámky

, S. 66-70.
, S. 69.
Balbiani E. G. Sur la structure du noyau des cellules salivaires chez les larves de Chironomus(francúzsky) // Zoologischer Anzeiger (Angličtina) ruský: časopis. - 1881. - Sv. 4. - S. 637-641.

Počas profázy meiózy I synaptonemálny komplex drží paralelné homológne chromozómy takmer až do momentu, keď sú postavené na rovníku bunky v metafáze I. Chromozómy sa spájajú pomocou synaptonemálneho komplexu na určitý čas (od 2 hodín v kvasinkách do 2-3 dní u ľudí), počas ktorých dochádza ku komunikácii medzi homológnymi chromozómami k výmene homológnych úsekov DNA – cross over. Synaptonemálny komplex vzniká ako výsledok konjugácie homológnych chromozómov.

Konjugácia alebo synapsia je párový kontakt paralelných a slabo kondenzovaných homológnych chromozómov. Konjugácia a tvorba synaptonemálneho komplexu (SC) chýbajú spodná huba Aspergillusnidulans, kvasinky Sc. Pombe a u samcov niektorých múch, napríklad Drosophilamelanogaster.

Obrázok 2. Štruktúra synaptonemálneho komplexu

Po premeiotickej S fáze tvoria dve sesterské chromatidy chromozómu spoločný axiálny prvok. Axiálne prvky homológnych chromozómov sú zahrnuté vo forme laterálnych (bočných) prvkov v SC. Vzniká synaptonemálny komplex (SC) – z proteínových osí dvoch homológnych chromozómov a centrálneho elementu. Šírka bočných prvkov je 30-60 nm, šírka centrálneho prvku je 60-120 nm. Laterálne elementy sú zložené z proteínov špecifických pre meiózu. Medzi nimi sa vytvárajú proteínové mostíky. Prvý špecifický SC proteín (objaví sa počas interfázy) je proteín REC8. DNA homológnych chromozómov vo forme slučiek sa rozprestiera od laterálnych (laterálnych) prvkov SC. Väčšina DNA je lokalizovaná mimo SC, len 0,5 % genómovej DNA vstupuje do SC, pričom sa pevne viaže na proteíny. Malé množstvo DNA prechádza centrálnym priestorom SC. SC DNA pozostáva z jedinečných a mierne sa opakujúcich sekvencií, ktoré môžu interagovať s SC proteínmi a proteínmi zapojenými do rekombinácie a segregácie homológnych chromozómov.

90 % SC tvoria bielkoviny. Existuje 5-10 hlavných proteínov s molekulovou hmotnosťou od 26 do 190 kDa. U cicavcov boli dobre preštudované 3 SC proteíny - SCP1, SCP2, CSP3 (synaptonemal complex protein). Kvasinkové SC proteíny boli pomenované Zip1, Zip2, Red1, Hop1.

Proteín SCP1 je hlavným proteínom SC priečnych filamentov. C-konce tohto proteínu sú „ukotvené“ na laterálnych elementoch SC a interagujú tu s DNA; N-konce dosahujú centrálny priestor SC a spájajú opačné laterálne elementy SC pomocou interakcií proteín-proteín.

V kvasinkách je proteín Zip1 hlavným proteínom SC krížových filamentov. Proteín Zip2 pôsobí ako iniciátor synapsie a vytvára centrá polymerizácie proteínu Zip1.

Proteíny SCP2, SCP3 sú proteíny laterálnych elementov SC. Sú ko-lokalizované pozdĺž axiálnych prvkov chromozómov a laterálnych prvkov SC. Diplotény sa potom koncentrujú v centroméroch chromozómov, aj keď sa ich malé množstvo nachádza pozdĺž ramien chromozómov. To. tieto proteíny sa podieľajú na adhézii – súdržnosti sesterských chromatidov. Medzi kohezínové proteíny patria aj proteíny špecifické pre mitózu – Smc1p, Smc3p, Scc1p, Scc3p.

V kvasinkách tvorí proteín Red1 centrá pre tvorbu axiálnych prvkov. Interaguje s proteínom Hop1, ktorý je tiež súčasťou laterálnych elementov SC v kvasinkách.

Základom predĺženého bočného prvky - komplexštyroch kohezínových proteínov. V predvečer meiózy sa v chromozómoch objavuje špecifický kohezínový proteín Rec8, ktorý nahrádza somatický kohezín Rad21. Potom sa k nemu pridajú tri ďalšie kohezínové proteíny, tiež prítomné v somatických bunkách, ale namiesto somatického kohezínu SMC1 sa objaví proteín špecifický pre meiózu SMC1b (jeho N-koniec je 50% odlišný od N-konca somatického proteínu SMC1) . Tento kohezínový komplex sa nachádza v chromozóme medzi dvoma sesterskými chromatidami a drží ich pohromade. Kohezínový komplex viaže proteíny špecifické pre meiózu, ktoré sa stávajú hlavnými proteínmi chromozomálnych osí a premieňajú ich na laterálne prvky synaptonemálneho komplexu.

Regulácia zostavovania proteínov v SC nastáva prostredníctvom fosforylácie-defosforylácie. Mnohé SA proteíny obsahujú niekoľko miest fosforylácie proteínkinázou p34.

V rámci SC sa rozlišujú rekombinantné uzly: skoré - v štádiu leptoténu a zygoténu, lokalizované v laterálnych elementoch SC v miestach iniciácie rekombinácie. Včasné rekombinantné uzly obsahujú enzýmy, ktoré sú nevyhnutné na iniciáciu dvojvláknových zlomov v DNA a vytvorenie jednovláknových koncov. Napríklad proteín Spo11p (topoizomeráza) je hlavnou endonukleázou špecifickou pre meiózu, ktorá vykonáva dvojité zlomy v DNA. Neskoré rekombinantné uzly sa našli v štádiu pachyténu a sú lokalizované v centrálnom prvku SC. Bol objavený vzťah medzi počtom a distribúciou nodulov neskorej rekombinácie a počtom a distribúciou chiazmat v bivalente. Neskoré uzly sú teda multienzýmové komplexy, ktoré katalyzujú prechod.

K iniciácii tvorby SC u kvasiniek a rastlín dochádza na niekoľkých miestach po celej dĺžke bivalentu (6 iniciačných miest v kukurici, až 36 v ľalii); U zvierat sa tvorba SC začína na teloméroch a šíri sa ako zips. Dokončenie tvorby SC - pachytén, jeho deštrukcia - diplotén.

Funkcie SC: - drží homológne chromozómy presne oproti sebe;

zabraňuje adhézii homológnych chromozómov - reverzibilná konjugácia;

predpokladom prechodu.

Mutantom, ktorým chýba konjugácia, chýba aj prechod.

Genetická kontrola konjugácie

Raž. 3 skupiny recesívnych mutácií, ktoré narúšajú tvorbu SC.

silné synapsie mutácie. Mutácie blokujú konjugáciu chromozómov počas prechodu z leptoténu na zygotén.

Mutácie slabej asynapsie alebo desynapsie sú najpočetnejšou skupinou. V raži tieto mutácie narúšajú konjugáciu v 1-3 pároch chromozómov zo 7. Pozorujú sa dvojmocné aj univalentné; potlačenie tvorby SC na koncoch chromozómov; vnútorné oblasti asynapsie alebo desynapsie. Frekvencia výskytu chiazmat a frekvencia prekríženia klesá.

Mutácie nerozlišujúcich synapsií sú súčasnou prítomnosťou homológnych a nehomologických synapsií, čo vedie k objaveniu sa multivalentov a univalentov. Bočné prvky SC môžu vytvárať záhyby v dôsledku vlastnej synapsie.

Synapsia chromozómov X a Y

V hrabošovi krtkovom (rod hrabošov) chromozómy X a Y tvoria v ranom pachyténe krátky SC (sú konjugované krátkymi ramenami), v diploténe nastáva desynapsia a pohlavné chromozómy sa stávajú univalentnými.

XY bivalent väčšiny cicavcov je charakterizovaný terminálnou konjugáciou pohlavných chromozómov (dlhé ramená chromozómov X a Y), ktorých absencia narúša divergenciu pohlavných chromozómov pri meióze. Chromozómy X a Y sú konjugované vďaka homológnej oblasti obsahujúcej gény, ako je gén pre všeobecnú farbosleposť, xeroderma pigmentosum a hemoragickú diatézu.

Bivalent XY sa vypína z bunkového metabolizmu vytvorením pohlavného vezikula, vo vnútri ktorého sú nekonjugované úseky chromozómov v kondenzovanom stave.

X chromozóm môže byť spojený s aberantnými chromozómami (translokované, invertované). Ide o ochranný mechanizmus – ak je chromozóm X úzko spojený s aberantným, potom sa okolo sexuálneho bivalentu nevytvorí pohlavný vezikul. To slúži ako signál na zastavenie meiózy v štádiu pachyténu. To zabraňuje vstupu poškodených chromozómov do zárodočných buniek.

Partenogenéza.

Všeobecné charakteristiky pohlavných buniek alebo gamét.

7. Zákon štiepenia. Dominancia a recesivita.

8. Zákon čistoty gamét. Analýza kríženia.

3 diely žltých vrásčitých semienok, 3 diely zelených hladkých semiačok a 1 diel zelených vrásčitých semienok.

Riadené génmi ľudských X- a y-chromozómov.

Lineárne usporiadanie génov na chromozómoch. Genetické a cytologické mapy chromozómov.

Nealelické gény pri určovaní znakov.

Viaceré alely. Dedičnosť krvných skupín podľa avo systému.

Komplementárnosť. Efekt polohy.

Polymerizmus. Polygénna dedičnosť ako mechanizmus dedenia kvantitatívnych znakov.

Kvantitatívna a kvalitatívna špecifickosť prejavu génov v znakoch: penetrancia, expresivita, pole pôsobenia génu, pleiotropia, genokópie.

Prenos biologickej informácie na proteín (preklad). Štruktúra, typy a úloha RNA.

Hypotéza „jeden gén – jeden enzým“, jej moderná interpretácia.

5. Regulácia génovej expresie u prokaryotov a eukaryotov.

Génové mutácie. Koncept génových chorôb.

Antimutačné bariéry tela.

Oprava genetického materiálu. .

Génové choroby, mechanizmy ich vzniku, dedičnosť, frekvencia výskytu.

1. Štrukturálne mutácie chromozómov (chromozomálne aberácie).

Duplikácie, inverzie, prstencové chrómy. Mechanizmus výskytu. Fenotypový prejav.

Translokácie, ich podstata. Recipročné translokácie, ich charakteristika a medicínsky význam. Robertsonove translokácie a ich úloha v dedičnej patológii.

Radiačné mutácie. Genetické nebezpečenstvo znečistenia životného prostredia.

Aneuploidia.

4. Lekárske a genetické poradenstvo.

5. Prenatálna diagnostika:

2. štádium – aktivácia gamét, nastáva po ich kontakte. Aktivácia spermií sa nazýva akrozómová reakcia. Aktivácia vajíčka je kortikálna odpoveď.

Všeobecné charakteristiky gastrulácie. Vlastnosti gastrulácie u obojživelníkov a vtákov. Gastrulácia u vyšších (placentárnych) cicavcov.

Úloha dedičnosti a prostredia v embryonálnom vývoji.

Morfogenéza (tvorba tvaru), jej hlavné procesy:

5. Integrácia vo vývoji, integrita ontogenézy. Úloha hormónov pri koordinácii vývinových procesov.

Biologické aspekty starnutia a smrti.

Genetická kontrola rastu. Úloha nervového a endokrinného systému v regulácii rastových procesov.

Starnutie ako pokračovanie vývoja. Programové teórie starnutia.

Procesy vedúce k starnutiu na rôznych úrovniach organizácie.

3. Reparatívna regenerácia ako proces sekundárneho vývoja, jej biologická podstata.

4. Charakteristické znaky reparačnej regenerácie, atypická regenerácia.

5. Miera regenerácie, jej hranice u jednotlivých druhov zvierat.

6. Metódy reparačnej regenerácie: epimorfóza a morfolaxia.

7. Regenerácia orgánov a tkanív u vysoko organizovaných zvierat, ľudí.

8. Regeneračná hypertrofia: molekulárne, bunkové a systémové mechanizmy.

9. Evolúcia regeneračnej schopnosti.

13. Regenerácia patologicky zmenených orgánov.

Telo ako otvorený samoregulačný systém. Všeobecné (kybernetické) vzorce homeostázy živých systémov.

4. Bunkové mechanizmy homeostázy.

5. Systémové mechanizmy homeostázy:

1. Populačná štruktúra ľudstva. Demografické a genetické charakteristiky ľudskej populácie. Demovia, izoláty.

2. Genetický drift a vlastnosti genofondov izolátov.

3. Vplyv mutačného procesu, migrácie, izolácie, populačných vĺn na genetickú konštitúciu ľudí.

4. Špecifickosť pôsobenia prirodzeného výberu v ľudských populáciách. Selekcia proti heterozygotom a homozygotom.

5. Výber a protivýber..

6. Genetický polymorfizmus ľudstva.

A obehové systémy strunatcov.

Hlavné evolučné charakteristiky orgánov a funkcií:

2. Hlavné princípy vývoja orgánov a funkcií:

Fylogenéza dýchacích orgánov strunatcov

3. Fylogenéza obehových orgánov u strunatcov:

A vylučovací systém strunatcov.

Fylogenéza tráviaceho systému strunatcov:

2. Fylogenéza vylučovacej sústavy strunatcov:

Definícia a štruktúra ekológie.

Životné prostredie ako ekologický koncept. Environmentálne faktory. Koncept environmentálnej valencie.

Pojem ekosystém, biogeocenóza, antropobiogeocenóza.

Zmeny v biocenózach v čase. Ekologické postupnosti.

Biosféra ako prírodný historický systém. Moderné koncepty biosféry. .

Živá hmota: kvantitatívne a kvalitatívne charakteristiky. Úloha v povahe planéty.

Funkcie biosféry vo vývoji zemskej prírody.

Cyklus chemických prvkov ako hlavná funkcia biosféry.

Evolúcia biosféry.

Zvyšujúci sa vplyv človeka na biosféru. Environmentálne dôsledky.

Vznik a vývoj noosféry.

Predmet a úlohy ekológie človeka.

Všeobecné charakteristiky prostredia človeka.

3. Koncept adaptívneho typu.

4. Človek ako tvorivý faktor prostredia. Antropogénne ekosystémy.

12 druhov európskych motýľov a niektoré druhy iného hmyzu prešli na kŕmenie okvetnými lístkami svojich kvetov a semenami buddleia.

5. Adaptácia človeka na životné prostredie: biologické a sociálne aspekty.

6. Problémy ochrany životného prostredia a racionálneho využívania prírodných zdrojov.

8. Cytoplazma: základná látka, cytoskelet, organely.

Hlavnou látkou cytoplazmy je hyaloplazma. Ide o koloidný roztok anorganických a organických látok, najmä bielkovín v hyaloplazme.

Funkcie hyaloplazmy:

spájanie zložiek cytoplazmy do jedného celku

účasť na preprave látok

Glykolýza sa vyskytuje v hyaloplazme

ATP a inklúzie sa hromadia v hyaloplazme.

Cytoskelet bunky predstavujú mikrotubuly a mikrofilamenty.

Každý mikrotubul je dutý valec s priemerom 20-30 nm, tvorený proteínom tubulínom. Mikrotubuly zohrávajú úlohu cytoskeletu, pretože preniknúť do celej cytoplazmy bunky. Okrem toho sa mikrotubuly podieľajú na tvorbe bunkového centra a na transporte látok v bunke.

Mikrofilamenty sú proteínové vlákna s hrúbkou približne 4 nm. Väčšina z nich je tvorená molekulami aktínu, ktorých bolo identifikovaných asi 10 typov. Môžu byť zoskupené do zväzkov, ktoré tvoria nosné štruktúry cytoskeletu.

Mikrotubuly– tubulárne útvary bielkovinovej povahy rôznej dĺžky s vonkajším priemerom 24 nm. Mikrotubuly sa nachádzajú vo voľnom stave v cytoplazme buniek alebo ako štruktúrne prvky bičíkov, mihalníc, mitotických vretien a centriol.

Organely živočíšnej bunky: ER, Golgiho aparát, lyzozómy, mitochondrie, plastidy, ribozómy, bunkové centrum.

Bunkové organely sa delia na organely na všeobecné a špeciálne účely.

Organely špeciálneho určenia sa nachádzajú iba v špecializovaných bunkách a zabezpečujú, že tieto bunky vykonávajú špecifické funkcie. Patria sem myofibrily svalových buniek, riasinkový epitel dýchacieho traktu, klky tenkého čreva a bičík spermií.

Organely na všeobecné použitie sú vlastné všetkým bunkám. Patria sem endoplazmatické retikulum, lyzozómy, mitochondrie, ribozómy, Golgiho komplex, bunkové centrum, mikrotubuly a mikrofilamenty, ako aj plastidy (posledné len v rastlinách).

Endoplazmatické retikulum Predstavuje ho sieť kanálov a sploštených nádrží ohraničených jednou membránou. Rozvetvuje sa v celom objeme cytoplazmy, čo mu umožňuje vykonávať nasledujúce funkcie:

mechanické – zabezpečujúce konštantný tvar bunky;

zväčšenie plochy vnútorného povrchu bunky;

transport – prenos látok medzi bunkovými organelami, organelami a jadrom, bunkou a vonkajším prostredím;

EPS sa delí na dva typy: hrubý a hladký. Rough má na svojom vonkajšom povrchu početné ribozómy, na ktorých sa syntetizuje proteín. Hladká sieť pozostáva z kanálov a nádrží menšieho prierezu ako pri hrubom EPS. Vykonáva nasledujúce funkcie:

syntéza lipidov, ktoré tvoria membrány;

neutralizácia škodlivých metabolických produktov;

syntéza prekurzorov steroidných hormónov;

lyzozóm. Ide o bublinu s priemerom 0,2 - 0,5 mikrónu, pokrytú jednovrstvovou membránou. Táto membrána chráni štruktúry a látky bunky pred deštruktívnymi účinkami lyzozómových enzýmov. Keď je narušená jeho integrita, enzýmy vstupujú do bunkovej cytoplazmy a autolýza– vlastné trávenie bunky. Lyzozómové enzýmy sú schopné štiepiť proteíny, nukleové kyseliny, polysacharidy a lipidy.

Funkcie lyzozómov:

1. vykonávať intracelulárne trávenie; lyzozómy sú miniatúrny tráviaci systém bunky;

2. odstrániť zastarané bunkové organely alebo orgány lariev. Chvost žaby sa teda rozpúšťa pôsobením enzýmu lyzozómu, katepsínu;

3. premieňať látky škodlivé pre bunky na stráviteľné produkty;

4. podieľajú sa na ochrane bunky, baktérií a vírusov (vírusy sú v lyzozóme immudované).

V Golgiho komplexe vznikajú lyzozómy: vstupujú sem enzýmy syntetizované na ribozómoch, tu sú obklopené membránou a uvoľňujú sa do cytoplazmy. Sú to primárne (neaktívne) lyzozómy. Sekundárne (aktívne) lyzozómy vznikajú z primárnych. Delia sa na fagolyzozómy A autolyzozómy. Fagolyzozómy trávia materiál vstupujúci do bunky zvonku. Autolyzozómy ničia vlastné opotrebované štruktúry bunky. Sekundárne lyzozómy, v ktorých je proces trávenia dokončený, sa nazývajú zvyškový krviniek. Chýbajú im enzýmy a obsahujú nestrávený materiál.

Mitochondrie(1-5 µm) je dvojmembránová organela, ktorá plní funkciu intracelulárnej energetickej stanice. Ide o okrúhle útvary ohraničené dvoma membránami – vonkajšou a vnútornou. Vonkajšia membrána je hladká, reguluje tak vstup látok do mitochondrií, ako aj ich odstraňovanie. Vnútorná membrána tvorí záhyby - cristae, smerujúce do vnútra mitochondrií. Vo vnútri mitochondrií sa nachádza takzvaná matrica obsahujúca rôzne enzýmy, ióny Ca2+ a Mg2+, ako aj DNA, t-RNA, mRNA a ribozómy (a DNA a ribozómy mitochondrií sú podobné ako u baktérií) .

Vďaka prítomnosti vlastnej DNA (1 molekula v tvare kruhu) sa mitochondrie môžu množiť bez ohľadu na bunkové delenie. To sa deje opätovným šnurovaním pôvodných mitochondrií. Po prvé, zdvojnásobia množstvo DNA. Vďaka obsahu t-RNA, mRNA a ribozómov si mitochondrie dokážu syntetizovať vlastný proteín.

Mitochondrie navyše zohrávajú určitú úlohu pri prenose znakov dedením (cytoplazmatická dedičnosť).

Na mitochondriách dochádza k redoxným procesom sprevádzaným uvoľňovaním energie. Používa sa na vytváranie fosfátových väzieb v ATP. Akumulácia ATP robí z mitochondrií akési energetické akumulátory bunky, ktorá sa podľa potreby vynakladá na životne dôležité procesy bunky. Vďaka intenzívnej práci majú mitochondrie krátku životnosť, napríklad mitochondrie v pečeňových bunkách žijú len 10 dní.

Golgiho aparát je systém diktyozómčíslovanie od niekoľkých desiatok do niekoľkých stoviek a dokonca tisícok na bunku. Každý diktyozóm je tvorený hromadou 3-12 veľkých tanierovitých cisterien. Rúry a vezikuly s membránovou štruktúrou sa tiahnu z nádrží všetkými smermi. Rúry spájajú jednotlivé nádrže susedných stohov, čím ich tvoria jediná sieť. Vezikuly sa podieľajú na tvorbe primárnych lyzozómov. IN odlišné typy bunky, Golgiho aparát zaujíma presne definovanú polohu, blízko jadra.

Funkcie Golgiho aparátu sú rôzne:

1. tvorba primárnych lyzozómov, ktoré potom vstupujú do cytoplazmy;

2. balenie proteínov pochádzajúcich z EPS na následný export z bunky;

3. syntéza konštrukčné komponenty bunky, ako sú kolagénové vlákna;

4. syntéza tukov a polysacharidov, ktoré tvoria bunkové membrány;

Ribozóm(0,02-0,03 µm) je nemembránová organela, ktorá vykonáva biosyntézu proteínov. Ribozóm pozostáva z dvoch nerovnakých podjednotiek – veľkej a malej. Obe podjednotky sa tvoria v jadierkach, no do ribozómu sa spoja až v momente pripojenia k mRNA. Tento proces prebieha pomocou Mg 2+ iónov.

Každá bunka obsahuje desaťtisíce až milióny ribozómov. Niektoré z nich sú vo voľnom stave, ale väčšina ribozómov je pripojená k membránam ER. Prvé syntetizujú proteíny používané pre potreby bunky, druhé syntetizujú proteíny „na export“. Vstupujú do Golgiho komplexu cez ER kanály, sú zabalené do membrán a potom odstránené z bunky. Rýchlosť ribozómov je úžasná – jedna stredne veľká molekula proteínu sa syntetizuje za jednu minútu. To vám umožňuje neustále obnovovať bielkoviny tela, ktoré sa počas života opotrebujú. Ľudské pečeňové proteíny sa teda obnovia za 7 dní.

Bunkové centrum- nemembranózna organela, v ktorej sa z bielkoviny tubulínu tvoria mikrotubuly. Stred bunky pozostáva z dvoch centriol umiestnených navzájom kolmo. Každý centriol je nádrž pozostávajúca z 9 naskladaných mikrotubulov. Mikrotubuly sú navzájom spojené systémom väzov a na vonkajšej strane sú pokryté proteínovým plášťom. Pred delením buniek sa centrioly zdvojnásobia. Počas mitózy určujú centrioly umiestnenie pólov vretena. Okrem toho poloha centriolov v deliacej sa bunke určuje centrá nových buniek. Tu sa bude nachádzať jadro, pretože bunkové centrum sa vždy nachádza v blízkosti jadra.

9. Inklúzie

Je to nestála zložka cytoplazmy. Ich prítomnosť a množstvo závisí od intenzity metabolizmu a stavu organizmu. Sú rozdelené do troch skupín:

1. rezervný nutričný materiál (glykogén, tuk, škrob);

2. látky, ktoré sa majú z bunky odstrániť (enzýmy, hormóny);

3. balastné látky (pigmenty, soli kyseliny šťaveľovej). Typické sú skôr pre rastlinné bunky, pretože Rastliny nemajú systémy podobné vylučovacej sústave živočíchov.

PREDNÁŠKA 2 Bunkové jadro. Dedičný aparát ľudských buniek.

1. Štruktúra a funkcie jadra.

Jadro je buď v strede bunky, alebo je posunuté na perifériu. Jadro eukaryotickej bunky má vlastnú membránu, ktorá ho oddeľuje od cytoplazmy. Membrána má 2 vrstvy, medzi nimi je perinukleárny priestor spojený s ER.

Jadrová membrána má otvory nazývané póry. Ale nie sú end-to-end, ale naplnené špeciálnymi proteínmi. Prostredníctvom pórov molekuly RNA vystupujú z jadra do cytoplazmy a proteíny sa pohybujú smerom k nim do jadra. Samotná membrána jadrového obalu zabezpečuje prechod nízkomolekulových zlúčenín oboma smermi. Vnútorná membrána jadrového obalu má proteínovú vrstvu, ku ktorej sú pripojené chromozómy. To zaisťuje ich usporiadané usporiadanie.

Funkcie jadrovej membrány: ochranné, regulácia transportu látok a organel

Pod membránou je jadrová šťava - karyoplazma. Obsahuje jedno alebo viac jadierok, značné množstvo RNA a DNA, rôzne bielkoviny vr. väčšina jadrových enzýmov, ako aj voľné nukleotidy, aminokyseliny a medziprodukty metabolizmu. Karyoplazma prepája všetky jadrové štruktúry.

Jadierka sú okrúhle, vysoko zhutnené oblasti bunkového jadra, ktoré nie sú obmedzené membránou, s priemerom 1-2 mikróny alebo viac. Tvar, veľkosť a počet jadier závisí od funkčný stav jadrá: čím je jadierko väčšie, tým je jeho aktivita vyššia. Jadro ich môže obsahovať 1 až 10, ale v jadrách kvasiniek chýbajú.

Počas jadrového delenia sú jadierka zničené. Na konci delenia sa opäť tvoria okolo určitých úsekov chromozómu (nukleárnych organizátorov), ktoré sa nachádzajú v oblasti sekundárnej konstrikcie chromozómu. Funkciou jadierok je syntetizovať

r-RNA a zostavenie ribozomálnych podjednotiek z proteínu a r-RNA.

Polyténové chromozómy majú charakteristické priečne ryhovanie, v dôsledku prítomnosti oblastí hustejšej špirálovitosti chromonémov – chromomérov. Tmavé oblasti (t. j. chromoméry) obsahujú stočený neaktívny chromatín, zatiaľ čo tmavé pásy označujú oblasť so zvýšenou transkripčnou aktivitou. Jasný rozdiel medzi tmavými diskami a svetlými medzidiskovými oblasťami sa vysvetľuje nedivergenciou dcérskych chromonem. Z tohto dôvodu sa všetky znaky jednotlivého chromonému, vrátane chromomérneho vzoru, stávajú výraznejšími.

Polyténové chromozómy sú v podstate párom obrovských homológnych chromozómov v stave dokonale presnej somatickej konjugácie. V tomto prípade sú disky a medzidiskové oblasti homológov umiestnené striktne paralelne a tesne vedľa seba. Takáto konjugácia nie je typická pre veľkú väčšinu somatických buniek.

Prvú mapu polyténových chromozómov zostavil v roku 1935 Calvin Bridges. Calvin B. Bridges) a dodnes sa široko používa.

Polyténové chromozómy navyše pomáhajú identifikovať larvy komárov zvončekových ( Chironomid), ktoré je ťažké rozlíšiť iným spôsobom.

Poufs

V polyténových chromozómoch je proces transkripcie sprevádzaný tvorbou tzv. pufy- charakteristické opuchy určitých diskov vytvorené v dôsledku lokálnej dekompaktizácie DNA v nich. Aktívna transkripcia v týchto oblastiach je indikovaná aktívnou inkorporáciou3H-uridínu v oblasti vdýchnutia. Veľké pufy sú tzv Balbiani krúžky(v niektorých zdrojoch sa termíny „pouf“ a „Balbiani rings“ používajú ako synonymá).

Poofing je charakteristický pre štádium lariev. Reguluje sa tvorba a miznutie poufov vnútorné prostredie organizmu v súlade so štádiom vývoja. Jedným z najdôležitejších regulátorov tvorby šúpolia u hmyzu sú steroidné hormóny, najmä hormón ekdyzónu. Bol tiež odhalený vplyv proteínov syntetizovaných skoršími vdýchnutiami na vývoj neskorších vdýchnutí.

Vzorovým príkladom je teda tvorba pufy diferenciálna transkripcia. Ďalším známym príkladom tohto procesu je tvorba chromozómov kefiek.

Funkcie[

Okrem zväčšenia veľkosti jadra a veľkosti buniek, polyténové chromozómy, pretože obsahujú veľké množstvo kópií génov, zvyšujú ich expresiu. To zase zvyšuje produkciu proteínov potrebných pre špecializovanú bunku. Napríklad v bunkách slinných žliaz lariev D. melanogaster chromozómy podstupujú niekoľko kôl endoreduplikácie, aby sa pred zakuklením vytvorilo veľké množstvo lepkavej látky.

V iných prípadoch vedie tandemová duplikácia oblastí nachádzajúcich sa v blízkosti centroméry chromozómu X, pozorovaná v bunkách slinných žliaz a čriev, k výskytu mutácie Bar, prejavujúce sa zmenou tvaru oka.

Homologické chromozómy- pár chromozómov približne rovnakej dĺžky s rovnakou polohou centroméry, ktoré pri farbení poskytujú rovnaký vzor. Ich gény v zodpovedajúcich (identických) lokusoch sú alelické gény – alely, t.j. kódujú rovnaké proteíny alebo RNA. Pri bisexuálnom rozmnožovaní jeden homológny chromozóm zdedí telo od matky a druhý od otca.

Počas duplikácie DNA v S fáze interfázy predchádzajúcej mitóze sa vytvoria dve identické chromatidy nesúce rovnaký genetický materiál. Následne jedna takáto chromatída z páru chromatíd daného chromozómu vstúpi do každej dcérskej bunky. Výsledkom je, že dcérska bunka je presnou genetickou kópiou materskej bunky (neplatí to však pre tie prípady, kedy dochádza k rôznym mutáciám a prestavbám) a má rovnaký počet chromozómov ako materská bunka.

V diploidnom ( 2n) organizmov je genóm reprezentovaný pármi homológnych chromozómov. Počas meiózy si homologické chromozómy vymieňajú svoje úseky. Tento jav je základom rekombinácie genetického materiálu a nazýva sa crossing over.

Homologické chromozómy nie sú navzájom identické. Majú rovnakú sadu génov, ale môžu byť reprezentované rôznymi (heterozygoty) a identickými (humozygoty) alelami, teda formami rovnakého génu zodpovedného za prejav. rôzne možnosti rovnaké znamenie. Navyše v dôsledku niektorých mutácií (duplikácií, inverzií, delécií a translokácií) môžu vzniknúť homológne chromozómy, ktoré sa líšia súbormi alebo usporiadaním génov.

Diploidné bunky- sú to živé bunky, na rozdiel od haploidných buniek (obsahujúcich polovičnú sadu), ktoré obsahujú celú sadu chromozómov - jeden pár z každého typu. Väčšina buniek Ľudské telo sú diploidné, s výnimkou gamét.

Normálne v životný cyklus V ľudskom tele dochádza k správnemu striedaniu haploidných a diploidných fáz bunkového vývoja. Haploidné bunky vznikajú ako výsledok meiózy a meiotického delenia diploidných buniek. Potom sa bunky môžu reprodukovať mitózou a mitotickými deleniami, aby vytvorili mnohobunkové telo pozostávajúce z diploidných somatických buniek a niekoľkých generácií haploidných zárodočných buniek (potomkov).

Diploidné bunky vznikajú z haploidných buniek v dôsledku pohlavného procesu (oplodnenie, splynutie zárodočných buniek, gamét) so vznikom zygoty.

Chromatín, jeho klasifikácia. Štruktúra chromozómov.
V jadre buniek sa nachádzajú drobné zrniečka a zhluky materiálu, ktorý sa farbí zásaditými farbivami a preto sa nazýval chromatín (z gréckeho chroma - farba).
Chromatín je deoxyribonukleoproteín (DNP) a pozostáva z DNA spojenej s mi-histónovými proteínmi alebo nehistónovými proteínmi. Históny a DNA sú spojené do štruktúr nazývaných nukleozómy. Chromatín zodpovedá chromozómom, ktoré sú v medzifázovom jadre reprezentované dlhými skrútenými vláknami a sú na nerozoznanie ako jednotlivé štruktúry. Závažnosť spiralizácie každého z chromozómov nie je po celej dĺžke rovnaká. Implementácia genetická informácia vykonávať despiralizované úseky chromozómov.
Klasifikácia chromatínu. Existujú dva typy chromatínu:
1) euchromatín, lokalizované bližšie k stredu jadra, ľahšie, viac despirilizované, menej kompaktné, funkčne aktívnejšie. Predpokladá sa, že obsahuje DNA, ktorá je geneticky aktívna v interfáze. Euchromatín zodpovedá segmentom chromozómov, ktoré sú despiralizované a otvorené pre transkripciu. Tieto segmenty nie sú zafarbené a nie sú viditeľné pod svetelným mikroskopom.
2) heterochromatín- pevne stočená časť chromatínu. Heterochromatín zodpovedá kondenzovaným, pevne stočeným segmentom chromozómov (čo ich robí neprístupnými pre transkripciu). Je intenzívne farbený zásaditými farbivami, a svetelný mikroskop vyzerá ako tmavé škvrny, granule. Heterochromatín sa nachádza bližšie k jadrovej membráne, je kompaktnejší ako euchromatín a obsahuje „tiché“ gény, t.j. gény, ktoré sú v súčasnosti neaktívne. Existuje konštitutívny a fakultatívny heterochromatín. Konštitutívny heterochromatín sa nikdy nezmení na euchromatín a je heterochromatínom vo všetkých typoch buniek. Fakultatívne heterochromatín môže byť premenený na euchomatín v niektorých bunkách alebo v rôznych štádiách ontogenézy organizmu. Príkladom akumulácie fakultatívneho heterochromatínu je Barrovo telo, inaktivovaný chromozóm X u samíc cicavcov, ktorý je pevne stočený a neaktívny v interfáze. Vo väčšine buniek leží v blízkosti karyolemy.
Teda podľa morfologické charakteristiky jadra (pomerom obsahu eu- a heterochromatínu) možno hodnotiť aktivitu transkripčných procesov a tým aj syntetickú funkciu bunky. Pri jeho zvyšovaní sa tento pomer mení v prospech euchromatínu, pri jeho znižovaní sa zvyšuje obsah heterochromatínu. Pri úplnom potlačení funkcií jadra (napr. pri poškodených a odumierajúcich bunkách, pri keratinizácii epitelových buniek epidermis - keratinocytoch, pri tvorbe krvných retikulocytov) sa zmenšuje, obsahuje len heterochromatín a farbí sa zásadité farbivá intenzívne a rovnomerne. Tento jav sa nazýva karyopyknóza (z gréckeho karyon – jadro a pyknóza – zhutnenie).
Chromatín a chromozómy sú deoxyribonukleoproteíny (DNP), ale chromatín je nezvinutý stav a chromozómy sú stočený stav. V medzifázovom jadre nie sú žiadne chromozómy, chromozómy sa objavujú pri zničení jadrovej membrány (pri delení).
Distribúcia heterochromatínu (topografia jeho častíc v jadre) a pomer obsahu eu- a hetero-chromatínu sú charakteristické pre bunky každého typu, čo umožňuje ich identifikáciu vizuálne aj pomocou automatických analyzátorov obrazu. Zároveň existujú určité všeobecné vzorce distribúcie heterochromatínu v jadre: jeho zhluky sú umiestnené pod karyolemou, prerušené v oblasti pórov (v dôsledku spojenia s laminou) a okolo jadra (perinukleolárny heterochromatín), menšie zhluky sú roztrúsené po celom jadre .
Štruktúra chromozómov
Chromozómy sú najviac zbaleným stavom chromatínu. Najkompaktnejšie chromozómy sú viditeľné v štádiu metafázy a pozostávajú z dvoch chromatíd spojených centromérou.

Úloha pozitívnej a negatívnej spätnej väzby je odlišná. Negatívne spätné väzby zabezpečujú stabilitu funkcií živých systémov a ich odolnosť voči vonkajším vplyvom. Sú hlavným mechanizmom energetickej a metabolickej rovnováhy v živých systémoch, kontroly populácie a samoregulácie evolučný proces. Pozitívna spätná väzba zohráva pozitívnu úlohu ako zosilňovač životne dôležitých procesov. Zohrávajú osobitnú úlohu pre rast a rozvoj. Pozrite sa na ne bližšie.

Negatívna spätná väzba (NFB) je typ spätnej väzby, pri ktorej sa vstupný signál systému mení takým spôsobom, že pôsobí proti zmene výstupného signálu.

Negatívna spätná väzba robí systém odolnejším voči náhodným zmenám parametrov.

Negatívna spätná väzba je široko používaná v živých systémoch rôzne úrovne organizácie – od buniek po ekosystémy – na udržanie homeostázy. Napríklad v bunkách je mnoho mechanizmov regulácie funkcie génov, ako aj regulácie funkcie enzýmov (inhibícia konečným produktom metabolickej dráhy) založených na princípe negatívnej spätnej väzby. Na rovnakom princípe je v organizme založený systém hypotalamo-hypofyzárnej regulácie funkcií, ako aj mnohé mechanizmy nervovej regulácie, ktoré podporujú jednotlivé parametre homeostázy (termoregulácia, udržiavanie konštantnej koncentrácie oxidu uhličitého a glukózy v krvi, atď.). V populáciách negatívne spätné väzby zabezpečujú homeostázu populácie. Fyziologický význam negatívnej spätnej väzby spočíva v tom, že zvýšenie regulovanej premennej (napríklad aktivity orgánu) nad určitú hranicu spôsobí zostupný účinok na časti podsystému, ktorý je s ňou spojený; prudký pokles regulovanej hodnoty spôsobuje opačný efekt.

Negatívna spätná väzba tiež udržuje telesnú teplotu človeka okolo 37 C.

Človek a všetky živé bytosti, ktoré sú samoregulačnými homeostatickými systémami, žijú najmä vďaka negatívnej spätnej väzbe.

Pozitívna spätná väzba (POF) je typ spätnej väzby, pri ktorej zmena výstupného signálu systému vedie k takej zmene vstupného signálu, ktorá prispieva k ďalšej odchýlke výstupného signálu od pôvodnej hodnoty.

Pozitívna spätná väzba zrýchľuje odozvu systému na zmeny vstupného signálu, preto sa využíva v určitých situáciách, keď je potrebná rýchla reakcia na zmeny vonkajších parametrov. Pozitívna spätná väzba zároveň vedie k nestabilite a vzniku kvalitatívne nových systémov nazývaných generátory (producenti).

Pozitívna spätná väzba nesúladí so systémom a v konečnom dôsledku sa existujúci systém transformuje na iný systém, ktorý sa ukáže ako stabilnejší (to znamená, že v ňom začne pôsobiť negatívna spätná väzba).

Pôsobenie mechanizmu nelineárnej pozitívnej spätnej väzby vedie k tomu, že systém sa začína rozvíjať v režime eskalácie.

Pozitívna spätná väzba hrá dôležitá úloha v makroevolúcii. Vo všeobecnosti v makroevolúcii vedie pozitívna spätná väzba k hyperbolickému zrýchleniu tempa vývoja, čo vytvára efekt rovnomerného rozloženia udalostí v logaritmickej časovej škále.

Na úrovni najjednoduchších mikroorganizmov, ktoré ešte nemajú nervové bunky, kanál spätnej väzby (vnímanie - odozva) existoval a existuje priamo na hranici oddeľovania vonkajšie prostredie organizmu z vnútorného prostredia. Na základe dnes už všeobecne akceptovanej teórie vzniku života sa zamyslime nad tým, ako fungovala spätná väzba na prebiologickej úrovni. Napríklad: najjednoduchšie multimolekulové systémy - koacerváty, už mali základy spätnej väzby - výmeny látok z ich vnútorného prostredia s vonkajším. Možno jedným z určujúcich momentov vzniku života bolo vytvorenie membrány, ktorá mala počiatky selektívnej permeability a oddeľovala systém od vonkajšieho prostredia.

Vplyv spätnej väzby možno podrobnejšie preskúmať na príklade rastu populácie niektorých druhov, napríklad malých rýb, v závislosti od dostupnosti potravy (planktónu) a prítomnosti dravých rýb. Čím viac potravy, tým viac potomkov rýb sa môže nakŕmiť a potom porodiť nové potomstvo. Pri neobmedzenom množstve potravy a absencii predátorov a chorôb v rybách by sa ich počet mohol zvyšovať donekonečna. Existuje tu pozitívna spätná väzba, ktorá sa prejavuje v tom, že proces rastu populácie rýb vedie k ešte viac (v r. geometrický postup) jeho rast. V prípade prítomnosti rybích predátorov vzniká ďalšia spätná väzba: počet predátorov ovplyvní množstvo potravy pre nich (počet malých rýb). Táto spätná väzba bude negatívna. V dôsledku pôsobenia spätných väzieb sú počty v populáciách vlnovité a kolísanie počtu nastáva okolo určitej priemernej úrovne.

U vysoko organizovaných zvierat je činnosť centrálnej nervový systém Normálne vždy zahŕňa prítomnosť spätnej väzby ako nevyhnutnú podmienku. Akákoľvek činnosť zvieraťa, napríklad prenasledovanie koristi, je teda sprevádzaná impulzmi prichádzajúcimi z centrálneho nervového systému do svalov (beh, uchopenie koristi) a spätnoväzbovými signálmi zo zmyslov (zrak, proprioreceptory atď.), ktoré umožňujú výsledky úsilia, ktoré treba zohľadniť a korigovať vzhľadom na vývoj udalostí.

Samoregulácia životných procesov je spôsobená aj spätnou väzbou. Dobre, vstávaj krvný tlak nad normu vnímajú špeciálne receptory, ktoré to signalizujú vazomotorickým centrám nervového systému. To vedie k vzniku odstredivých impulzov, čo vedie k zníženiu tlaku. Takýto proces je príkladom negatívnej spätnej väzby, najčastejšie pozorovanej v stabilných živých systémoch. Podľa tohto princípu funguje väčšina regulačných systémov živočíšnych a rastlinných organizmov. Počas embryonálneho vývoja prevláda pozitívna spätná väzba.

Mnohé procesy v ekológii, napríklad regulácia populačnej dynamiky, sú tiež založené na pozitívnom a negatívnom kyslíku. takže, špeciálny prípad negatívnou spätnou väzbou je systém dravec-korisť, o ktorom uvažuje taliansky matematik V. Volterra. Zvýšenie počtu obetí prispieva k zvýšenej reprodukcii predátorov a zvýšenie počtu predátorov naopak vedie k zníženiu počtu obetí. Aj keď sa takto v prírode udržiava rovnováha, vďaka oneskoreniu v rozmnožovaní živočíchov má podobu vĺn života – širokých výkyvov v počte živočíchov okolo priemernej úrovne.

Zapnuté molekulárnej úrovni podľa zásady O. s. je regulovaný obrovský počet enzymatických reakcií prebiehajúcich súčasne v živej bunke. Koordinácia tohto komplexného prepojeného systému sa uskutočňuje zmenou aktivity enzýmov (negatívnu spätnú väzbu vykonávajú inhibítory, pozitívnu spätnú väzbu stimulanty) alebo rýchlosťou ich syntézy (spätnú väzbu vykonávajú efektory).

Kombinácie pozitívnych a negatívnych spätných väzieb určujú alternatívne zmeny fyziologických stavov (napríklad spánok - bdenie). Štúdium vývojovej krivky patologických procesov neinfekčného charakteru (trofické vredy, hypertenzia, maniodepresívna psychóza, epilepsia atď.) umožňuje na základe výsledku určiť najpravdepodobnejší typ spätnej väzby, ktorá je základom ochorenia a obmedziť štúdium jeho etiológie a mechanizmov patogenézy určitej kategórie. Živé predmety, ako najpokročilejšie samoregulačné systémy, sú bohaté na rôzne druhy spätnej väzby; ich štúdium je veľmi produktívne pre štúdium biologických javov a stanovenie ich špecifickosti.

Všeobecné charakteristiky spätnoväzbových väzieb teda možno formulovať takto:

Negatívna spätná väzba pomáha obnoviť pôvodný stav. Pozitívne – posúvajú telo stále ďalej od pôvodného stavu.

Sebaorganizácia na všetkých úrovniach začína na základe mechanizmov pozitívnej spätnej väzby, ktoré potom podliehajú obmedzeniam negatívnej spätnej väzby.

Imunita(lat. imunitas- oslobodenie, zbavenie sa niečoho) - imunita, odolnosť organizmu voči infekciám a inváziám cudzích organizmov (vrátane patogénov), ako aj účinkom cudzorodých látok s antigénnymi vlastnosťami. Imunitné reakcie sa vyskytujú aj proti vlastným bunkám tela, ktoré sú antigénne zmenené.

Zabezpečuje homeostázu tela na bunkovej a molekulárnej úrovni organizácie. Realizované imunitným systémom.

Biologický význam imunity spočíva v zabezpečení genetickej integrity organizmu počas jeho individuálneho života. Rozvoj imunitného systému umožnil existenciu komplexne organizovaných mnohobunkových organizmov.

DNA v chromozómoch môže byť usporiadaná v rôznych hustotách v závislosti od ich funkčnej aktivity a štádia bunkového cyklu. V tomto ohľade sa rozlišujú dva stavy chromozómov - interfázový a mitotický. Mitotické chromozómy sa tvoria v bunke počas mitózy. Sú to nefunkčné chromozómy a molekuly DNA v nich sú zbalené extrémne tesne. Stačí povedať, že celková dĺžka metafázových chromozómov je približne 104-krát menšia ako dĺžka celej DNA obsiahnutej v jadre. Vďaka tejto kompaktnosti mitotických chromozómov je zabezpečená rovnomerná distribúcia genetického materiálu medzi dcérskymi bunkami počas mitózy.

Lístok 33 špeciálnych alebo obrovských chromozómov

Polyténové chromozómy - obrie interfázové chromozómy, ktoré vznikajú v niektorých typoch špecializovaných buniek ako výsledok dvoch procesov: po prvé, viacnásobná replikácia DNA nesprevádzaná bunkovým delením, a po druhé, laterálna konjugácia chromatíd. Bunky, ktoré majú polyténové chromozómy, strácajú schopnosť deliť sa, sú diferencované a aktívne vylučujú, to znamená, že polytenizácia chromozómov je spôsob, ako zvýšiť počet kópií génov pre syntézu akéhokoľvek produktu. Charakteristický tvar a veľkosť polyténových chromozómov sa dosahuje vďaka ich maximálnej despiralizácii a opakovanej reprodukcii chromozómov bez ich následnej divergencie, to znamená, že vznikajú v dôsledku endomitózy. Polyténové chromozómy majú charakteristické priečne ryhovanie v dôsledku prítomnosti oblastí hustejšej špirálovitosti chromonémov – chromomérov. Tmavé oblasti (t. j. chromoméry) obsahujú stočený neaktívny chromatín, zatiaľ čo svetlé pásy označujú oblasť so zvýšenou transkripčnou aktivitou. Jasný rozdiel medzi tmavými diskami a svetlými medzidiskovými oblasťami sa vysvetľuje nedivergenciou dcérskych chromonem. Z tohto dôvodu sa všetky znaky jednotlivého chromonému, vrátane chromomérneho vzoru, stávajú výraznejšími. Polyténové chromozómy sú v podstate párom obrovských homológnych chromozómov v stave dokonale presnej somatickej konjugácie. V tomto prípade sú disky a medzidiskové oblasti homológov umiestnené striktne paralelne a tesne aproximované. Takáto konjugácia nie je typická pre veľkú väčšinu somatických buniek

V polyténových chromozómoch je proces transkripcie sprevádzaný tvorbou tzv. obláčiky - charakteristické opuchy určitých diskov vytvorené v dôsledku lokálnej dekompaktizácie DNA v nich. Veľké pufy sa nazývajú Balbiani rings.

Poofing je charakteristický pre štádium lariev. Tvorbu a miznutie chuchvalcov reguluje vnútorné prostredie tela v súlade so štádiom vývoja.

Polyténové chromozómy obsahujú veľké množstvo génových kópií, čo výrazne zvyšuje génovú expresiu. To zase zvyšuje produkciu esenciálnych bielkovín. Napríklad v bunkách slinných žliaz lariev D. melanogaster je polytenizácia chromozómov nevyhnutná na vytvorenie veľkého množstva adhezívnej látky pred zakuklením.

Lístok 35 ultraštruktúra mitochondrií, ich funkcia, vznik.

Mitochondrie, bez ohľadu na ich veľkosť alebo tvar, majú univerzálnu štruktúru, ich ultraštruktúra je jednotná. Mitochondrie sú ohraničené dvoma membránami .

Vonkajšia membrána Vonkajšia membrána mitochondrií má hrúbku asi 7 nm, netvorí invaginácie ani záhyby a je uzavretá sama do seba.Hlavnou funkciou je oddelenie mitochondrií od cytoplazmy. Vonkajšia membrána mitochondrií pozostáva z lipidov rozptýlených proteínmi. Hrá osobitnú úlohu porin- kanálotvorný proteín: vytvára otvory vo vonkajšej membráne s priemerom 2-3 nm, cez ktoré môžu prenikať malé molekuly a ióny s hmotnosťou do 5 kDa. Veľké molekuly môžu prejsť vonkajšou membránou iba prostredníctvom aktívneho transportu cez mitochondriálne membránové transportné proteíny. Vonkajšia membrána mitochondrií môže interagovať s membránou endoplazmatického retikula; hrá dôležitú úlohu pri transporte lipidov a iónov vápnika.

Medzimembránový priestor

Medzimembránový priestor je priestor medzi vonkajšou a vnútornou membránou mitochondrií. Jeho hrúbka je 10-20 nm. Keďže vonkajšia membrána mitochondrií je priepustná pre malé molekuly a ióny, ich koncentrácia v periplazmatickom priestore sa len málo líši od koncentrácie v cytoplazme. Naopak, veľké proteíny vyžadujú špecifické signálne peptidy na transport z cytoplazmy do periplazmatického priestoru; preto sú proteínové zložky periplazmatického priestoru a cytoplazmy odlišné. Jedným z proteínov obsiahnutých nielen vo vnútornej membráne, ale aj v periplazmatickom priestore je cytochróm c

Vnútorná membrána

Vnútorná membrána pozostáva hlavne z proteínových komplexov a vytvára početné hrebeňovité záhyby - crista, Charakteristický znak zloženie vnútornej membrány mitochondrií je prítomnosť v nej kardiolipín- špeciálny fosfolipid obsahujúci štyri mastné kyseliny naraz a vďaka čomu je membrána absolútne nepriepustná pre protóny. Vonkajšie a vnútorné membrány sa na niektorých miestach dotýkajú, existuje špeciálny receptorový proteín, ktorý podporuje transport mitochondriálnych proteínov kódovaných v jadre do mitochondriálnej matrice.

Jednou z hlavných funkcií mitochondrií je syntéza ATP – univerzálnej formy chemickej energie v každej živej bunke.

Podľa teórie symbiogenéza sa mitochondrie objavili v dôsledku zachytenia baktérií primitívnymi bunkami (prokaryoty). Bunky, ktoré samy nedokázali využívať kyslík na výrobu energie, mali vážne obmedzenia vo svojich vývojových schopnostiach; baktérie (progenoty) by to mohli urobiť. V procese vývoja takýchto vzťahov progenoty preniesli mnohé zo svojich génov do teraz vytvoreného eukaryotického jadra vďaka zvýšenej energetickej účinnosti.