ҚММУ Ф 4/3-06/02
2007 ж. 14 маусымдағы
ҚазММА жанындағы ОӘК № НХ
ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ
Молекулярлық биология және медициналық генетика кафедрасы
Семинарлық сабаққа арналған әдістемелік - ұсыныс
4. Тақырып: Жасушаішілік органеллалардың құрылысы және қызметі. Жасушааралық байланыстар.
Пән: Молекулярлық биология және медициналық генетика
Мамандығы: 5В130100– жалпы медицина
Курс: 1
Құрыстырушылар:
Есілбаева Б.Т.,
Тұрысбекова Ш.Е.
ҚАРАГАНДЫ 2013
Кафедраның мәжілісінде талқыланып және бекітілген
«02» 09 2013 № 1 хаттама
Каф. меңгерушісі ____________________ Б.Ж. Култанов
4. Тақырып: Жасушаішілік органеллалардың құрылысы және қызметі. Жасушааралық байланыстар.
Мақсаты: эукариот жасушасының құрылысын мен қызметтерін оқу. Жасушалық байланыстарды, олардың түрлерін және жасушаішілік матрикстің құрылысын және ролін оқу.
Оқыту мақсаты:
Жасушаның негізгі және қосымша элементтерін оқу, жасуша типтерінің және түрлерінің бір-бірінен айырмашылығы. Жасушалық байланыстардың түрлері, жасушаішілік матрикстің құрамы.
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
1.Прокариот және эукариот жасушаларының компоненттерін атаңыз.
2. Интерфазалық ядроның морфологиясы.
3. Ядролы-саңылау комплексі.
4. Ядрошық оның құрылысы және қызметі.
5.Жалпы арнайы органоидтар (митохондрия, лизосома, Гольджи комплексі, эндоплазмалық тор, пероксисомалар, рибосомалар, центриолдер)
6. Арнайы органоидтар, олардың қызметтері.
7. Өсімдік және жануар жасушаларының негізгі айырмашылықтары.
8 .Қызметтік белгілеріне байланысты жасушааралық байланыстардың жіктелуі.
9.Жасушалық байланыстар
Білім берудің және оқытудың әдістері: тәжірбиелік: сабақ тақырыбын өңдеу және талқылау, тесттілеу, оқылған тақырып бойынша мәселелерді талқылау және терең танысу. Ситуациялық тапсырмалардың көмегімен мәселені шешу, білімді бекітетін тақырып бойынша сұрақтар қою және оларды шешу жолдары.
Әдебиет:
Негізгі
1. С.А.Әбілаев. Молекулалық биология және генетика: Оқулық.- Шымкент: "Асқаралы" баспасы, 2008.- 424 с.
2. С.А.Әбілаев. Молекулалық биология және генетика: Оқулық.- 2-ші, түзет. Ж. Толық, 2010.- 388 б.
Қосымша:
1. Бегімқұл Б. Медициналық генетика негіздері: оқулық.- Астана: Фолиант, 2008.- 336 с.
2. Е. Куандыков, С.А. Әбілаев. Медициналық биология және генетика.- Алматы: НАS
Ақпараттық блок
Эукариот жасушасының диаметрі 5–80 мкм құрайды. Прокариот жасушалары сияқты, эукариот жасушалары да ақуыз және липидтерден тұратын ақуыз малекуласымен қоршалған. Бұл мембрана селективті барьер сияқты жұмыс атқарады. Плазмалық мембрананың сыртында мықты жасушалық қабат орналасқан, ол өсімдіктерде целлюлозадан тұрса, саңырауқұлақтарда хитиннен тұрады. Жасушалық қабаттың негізгі қызметі – жасушаның тұрақты пішінін сақтап тұрады. Плазмалық мембрананың суды өткізгіштік қабілеті жоғары, су жасшаның ішіне қарай енеді. Бұның саладарынан жасуша көлемі ұлғайып, мембрана созыла бастайды және жыртылуы мүмкін. Осыған байланысты жасушалық қабат жасуша көлемінің ұлғайуына және бұзылуына кедері жасайды.
Жануарларда жасуша қабаты (қабықшасы) жоқ, бірақ плазмалық мембрананың сыртқы қабаты көмірсулы компоненттерге бай. Жануар жасушаларындағы бұл сыртқы плазмалық мембрана қабаты гликокаликс деп аталады. Көпжасушалы жануарлардың жасушасы мықты, берік жасуша қабатын қажет етпейді, себебі жасуша мөлшерін реттейтін басқа да механизмдер бар. Теңізде мекендейтін біржасушалы ағзаларда көп жасшалы ағзалар сияқты ион концентрациясының жиынтығы жасушаішілік ион концентрациясы жиынтығына жақын ортада кездеседі. Жасушалары ісінбейді және жарылмайды. Біржасушалы жануарлар, тұщы суда мекен ететіндерде (амеба, кірпікшелі кебізше) жиырылғыш вакуольі бар, вакуоль жасушаның ішіне енген суды сыртқы ортаға тұрақты түрде шығарып отырады.
Эукариот жасушасының құрылымдық компоненттері.
Плазмалық мембрана қабатынын астыңда цитоплазма бар. Цитоплазманың (гиалоплазма) негізгі заттары органикалық және органикалық емес байланысынан тұратын концентрлі ерітінділер, олардың негізгі компоненті болып ақуыздар есептелінеді. Бұл коллоидты жүйе сұйық күйден қоймалжың күйге айналады және қайтадан қалпына келеді. Цитоплазманың маңызды ақуыз бөліктері әртүрлі химиялық реакцияларды жүзеге асыратын ферменттер болып табылады. Гиалоплазмада жасушада түрлі қызмет атқаратын органоидтар орналасады. Органоидтар мембраналық (ядро, Гольджи аппараты, эндоплазмалық тор, лизосомалар, митохондрия, хлоропласттар) және мебраналық емес (яғни мембранамен қоршалмаған) (жасуша орталығы, рибосомалар, цитоқаңқа) болып бөлінеді. Цитоплазма. Сыртқы ортадан плазмалық мембрана арқылы бөлініп тұрады, жасушаның жартылайсұйық ортасын құрайды. Эукариот жасушасының цитолплазмасында ядро және басқа да әртүрлі органоидтар орналасады. Ядро цитоплазманың ортасында орналасады. Ядродан малекулалардың алмасуы немесе оған өтуі белсенді тасымалдау жолмен жүреді. Белсенсіз диффузия және белсенді тасымалдау ядролық-саңылау кешені арқылы жүзеге асады.
Цитоплазмада әртүрлі қосындылар, вакуоль, сонымен қатар жасуша қаңқасын түзетін ұсақ түтікшелер және жіпшелер бар. Цитоплазманың құрамындағы негізгі заттар ақуыздар. Цитоплазмада зат алмаудың негізгі процестері жүреді, ол ядроны және барлық органоидтарды бір-бірімен байланыстырады.
Эндоплазмалық тор. Цитоплазманың барлық ішкі аймағы көптеген ұсақ каналдармен және қуыстармен толтырылған, олардың қабырғалары плазмалық мембрана құрылысына ұқсас мембранадан тұрады. Бұл каналдар тармақталып, бір-бірімен бірігіп тор түзеді, ол эндоплазмалық тор деп аталады.
Эндоплазмалық тор құрылысы бойынша бірдей емес. Оның екі типі белгілі кедір-бұдырлы және тегіс. Кедір-бұдырлы тордың бетінде рибосомалар орналасады. Тегіс эндоплазмалық тордың мембраналарында рибосома болмайды. Эндоплазмалық тор әртүрлі қызмет атқарады. Кедір-бұдырлы эндоплазмалық тордың негізгі қызметі – ақуыз синтезіне қатысу, ол рибосомада жүзеге асады. Тегіс эндоплазмалық тордың мембранасында липид және көмірсулардың синтезі жүреді. Барлық бұл өнімдер канал және қуыстарда жинақталады, содан кейін жасушаның әртүрлі органоидтарына тасымалданады. Эндоплазмалық тор жасушаның негізгі органоидтарын бірі-бірімен байланыстырады.
Рибосомалар. Рибосомалар барлық ағзалардың жасушаларында кездеседі. Бұл микроскоптық денешік, домалық пішінді диаметрі 15-20 нм. Әрбір рибосома мөлшері әртүрлі екі бөліктен тұрады, кіші және үлкен.
Бір жасушада мыңдаған рибосома болады, олар кедір-бұдырлы эндоплазмалық тордың мембранасында немесе цитоплазмада бос күйінде кездеседі. Рибосоманың құрамына ақуыз дәне РНҚ кіреді. Рибосоманың қызметі – ақуыз синтезі. Ақуыз синтезі - күрделі процесс, тек бір ғана рибосомамен синтезделмейді, бірнеше ондаған рибосоманың тобымен жүзеге асады. Рибосоманың бұндай тобын полисома деп атайды. Эндоплазмалық тор және рибосомалар, және мембараналарда орналасқан ақуыз транспортировкасын және биосинтезінен тұратын тұтас аппарат бірлігі болып табылады.
Митохондрия Жарық микроскопы арқылы жақсы көрінеді. Митохондрияның ішкі құрылысы микроскоп арқылы зерттелген. Митохондрия екі мембранадан тұрады – сыртқы және ішкі. Сыртқы мембранасы тегіс, ешқандай қатпар және өсінді түзбейді. Ішкі мембранасы, керсінше, митохондрияның қуысына бағытталған көптеген қатпарлар түзеді. Мембрананың ішкі қатпарларын қыртыс (кристалар) деп атайды (лат. «криста» - қыртыс, өсінді) Әртүрлі жасушалардағы митохондриядағы қыртыстың саны әртүрлі. Олар 10-100 дейін болуы мүмкін, әсіресе қыртысытар жасушада белсенді қызмет атқаратын митохондрияда көп, мысалы бұлшық еттік. Бұл қыртыстар митохондрияның ауқымын ұлғайтады. Егер де ферменттер митохондрияның беткі жағымен байланысты болса, көптеген ферментативті реакциялар эффективті түрде өтеді.
АТФ митохондрияда синтезделеді. Бұл процесс цитозольдан енетін, көптеген ферменттердің қатысуын қажет етеді. Митохондрияның басқа органеллалардан ерекшелігі өзіне тән ДНҚ бар, ол ядролық ДНҚ ерекше және ерекше митохондриялы гендерді кодтайды.
Жаңа митохондриялар жасушадағы бұрыннан бар митохондриялардың бөлінуі нәтижесінде пайда болады.
Эукариот жасшаларында табылған көптеген пероксисомалар – жекеленген органеллалар, мембранамен қоршалған. Олар оттегін пайдаланудағы негізгі орын болып табылады, сонысымен олар митохондриямен ұқсас болып келеді. Пероксисомалардың көлденең кесіндісі домалақ пішінді
Пероксисомадағы жоғары концентрациядағы каталаза ферменттері сутегі пероксидің (Н 2 О 2 ) оттегі .және суға ыдырайды. Детоксикация реакциясы жоғарғы мөлшерде жүретін, бүйрек және бауыр жасушалары үшін бұндай тотығу реакия типі өте маңызды.
Цитоқаңқа – бұл жасушаның тірек-қоғалыс жүйесі, ақуыздық қосылыстарды қосады (фибрилді, жасушаның қозғалыс қызметін атқарады. Цитоқаңқаның құрылымы динамикалық, олар пайда болады және ыдырайды. Цитоқаңқа түзілуінің үш типі белгілі: аралық филаменттермен (диаметрі 10 нм жіпшелер), микрофиламенттер (диаметрі 5–7 нм жіпшелер) және микротүтікшелер. Аралық филаменттер – жіп тәрізді ақуызды құрылысты, жиі шоғырланып орналасқан. Олардың ақуыздық құрамы әр ұлпада әртүрлі, эпителей кератиннен, бұлшықет жасушалары десминнен тұрады. Аралық филаменттер тірек-каркас қызметін атқарады.
Микрофиламенттер – плазмалық мембрананың астында шоғыр немесе қабат болып орналасатын фибриллді құрылысты. Микрофиламенттер жиырылғыш актин, миозин ақуызынан құралған және жасушаішілік жиырылғыш аппарат болып табылады.
Микротүтікшелер жасушаның уақытша және тұрақты құрамына кіреді. Уақытшаға бөліну ұршығы, ал тұрақтыға-талшықтар, кірпікшелер және жасуша орталығының центриолдері жатады. Микротүтікшелер –жартылай цилиндр пішінді диаметрі -24 нм, олардың қабырғасы тубулин ақуыз малекулаларынан тұрады. Электрондық микроскоп арқылы қарағанда микротүтікшелердің сақиналы байланысқан 13 суббірліктен тұратынын көруге болады. Микротүтікшелердің қызметінің бірі –жасуша ішінде каркас түзу. Сонмен қатар микротүтікшелермен ұсақ везикулаларда араласады.
Жасуша орталығы микротүтікшелермен байланысқан екі центриольден тұрады. Бұл органеллалар бөлінетін жасушаларда бөліну ұршығының түзілуіне қатысады. Негізгі центриольдер ені 0,2 мкм, ұзындығы 0,3–0,5 мкм жартылай цилиндр пішінді 9 триплетті микротүтікшелермен қоршалып орналасқан. Жасушаның бөлінуге дайындығы кезінде центриольдер ажырайды және екіеселенеді. Митоз алдында центриольдер бөліну ұршығының микротүтікшелерінің пайда болуына қатысады. Жоғарғы сатыдағы өсімдіктерде центриоль жоқ, бірақ микротүтікше ұйымының аналогиялық орталығы бар. 
Микротүтікшелер: клиникамен байланысы. Онкологиялық ауруларды медикаментозды емдеуде тубулиннің полдимеризациясын бұзатын митоздық ұршықты, заттармен жою болып табылады (мысалы, колхицинмен, винбластинмен немесе винкристинмен).
Осы препараттарды қолдануда, митоздық ұршық, хромосоманың ацырылуына мүмкіндік беретін, микротүтікшелерден тұрады. Антимитоздың дәрілік құрал-саймандар микротүтікшелермен байланысады және митоздық ұршықтың пайда болуын ингибирлейді, хромосоманың ажырамауынан сақтап қалады.
Көбінесе жылдам бөлінетін ісік клеткаларды жою керек болады. Сүт бездерінің ісігін емдеу үшін басқа препарат қолданылады, микротүтікшелер аппаратына әсер ететін – таксол болып саналады. Бірақ, таксол әсері механизмі, колхицин әсерінің механизміне қарама-қарсы (таксол микротүтікшелерді тұрақтандырады, оларды деполяризациядан сақтайды), бұл препараттардың фармакологиялық эффектісі бірдей: клетканың жылдам бөлінуінің кідіруі.
Кірпікшелер және центриольдер.
Кірпікшелер – құрылысы микроскоптық, шаш тәрізді, диаметрі шамамен 250 нм, қарапайымдылар жасушаларымен қоса жасушалардың көптеген түрлерінің бетінде орналасады. Кірпекшелердің негізгі қызметі:
-
жасушаның беті, кейде жанында сұйықтық пен кішкентай бөлшектерді орналастырады; -
біржасушалы ағзаларды алға қарай қою, сұйықтықты жарып жылжытады; -
жұмыртқа клеткасын ұрық өтетін жерден итермелеп жіберу; -
сперматозоидтарды қозғалысқакелтіреді;
Тыныс алу жолдарын жабатын, эпителий көптеген кірпікшелерден тұрады, шырышты қабатта орналасады, кішкентай бөлшектерді ұстап қалады, өлі жасушаларда ауыз қуысына қарай бағыттайды, онан әрі жұтқан кезде алып тасталады. Кірпікшелер құрылысы бұзылған пациенттер тыныс жолындағы жұқпалы ауруларға жақын болады, ал еркектерде сперматозоидтардың қозғалуы төмендесе, ұрықсыздыққа әкелуі мүмкін болады.
Жасушаның бөлінуі кезінде актинді және миозинді жіпшелерден тұратын жиырлғыш сақиналар түзіледі. Бұл сақина плазмалық мембранаға күш береді, нәтижесінде екі жас жасушаның бөлнуі жүреді. Бұл процесс цитокинез деп аталады.
Жасушааралық байланыстардың типтері:
Жай (қарапайым) байланыс;
Десмосомды байланыс;
Тығыз байланыс;
Саңылаутәрізді немесе нексус;
Синаптикалық байланыс немесе синапс.
Қарапайым байланыстар жасушаның көптеген аймағын алып жатады. Билипидті мембраналармен көрші жасушалардың арасындағы ара-қатынас 15-20 нм құрайды, ал жасушалар арасындағы байланыс гликокалиске жанасқан макромалекулалардың ара-қатынасы есібінен жүзеге асады.
Қарапайым байланыс арқылы әлсіз механикалық байланыс – жасушааралық аймақтардағы заттардың тасымалдауына кедергі жасамайтын адгезия жүзеге асады.
Десмосомды байланыстар жасушааралық байланыстар диаметрі 0,5 мкм. Әрбір бөлімі (десмосома) үшқабатты құрылысты және екі имеет десмосомэлектрондытығыз бөліктен тұрады, цитоплазмада жасушаның байланысатын жерінде орналасады, электрондытығыз материал мембрана аралық аймақта (15-20 нм) жинақталады. Десмосоманың бір жасушадағы саны 2000 жетеді. Десмосоманың қызметі жасуша арасындағы механикалық байланысты қамтамассыз етеді.
Тығыз байланыстар асқазан, ішек және т.б. мүшелердің эпителиальді жасушаларының арасында орналасады. Тығыз байланыс эпителей жасушасының апикальді бөліктерінің арасында болады. Бұл бөліктерде мембранааралық аймақ болмайды, көрші плазмолеммалардың билипидті қабаты бір ортақ билипидті мембранамен қосылады. Тығыз байланыстардың қызметі – жасуша арсындағы мықты механикалық байланыс сонымен қатар жасуша аралық аймақтарда заттардың тасымалдануына қатысады.
Саңылаутәрізді байланыс немесе нексустар диаметрі 0,5-3,0 мкм, билипидті мембрананың арасы 2-3 нм қашықтықта жақын орналасқан. Гидрофильді канал бар. Бұл каналдар арқылы иондардың алмасуы жүреді.
Синаптикалық байланыс немесе синапстар – жүйке жасшаларындағы арнайы байланыс (нейронаралық синапстар) немесе жүйке жүйесінің басқа да жасушаларымен байланысы (жүйке-бұлшықеттік синапстаржәне басқа да). Синапстық байланыстардың қызметтік ролі қозу және тежелуді бір жүйке жасушасынан басқасына немесе жүйке жасушасынан иннервирлі жасушаға беру.
.
Студенттің өзіндік жұмысы:
Тәжірибелік жұмыстарды орындау:
1 Жұмыс (40х ). Жануар жасушасының құрылысы (қосмекендінің бауыры). Суретін салу және белгілеу 1) цитоплазма, 2) ядро, 3) қабығы
2 Жұмыс Кестені толтыру “Прокариот және эукариот типтерінің жасушаларының жалпы сипаттамасы”
|
Сипаттама |
Прокариоттар |
Эукариоттар |
|
Жасуша мөлшері |
|
|
|
Ядролық мембрана |
|
|
|
Плазматикалық мембрана |
|
|
|
Генетикалық материал |
|
|
|
Органеллалар: митохондрия Гольджи комплексі рибосома
лизосома эндоплазмалық тор мезосомалар хондриоидтар |
|
|
|
Жасуша қабырғасы |
|
|
3 Жұмыс. Альбомға кестені толтыру «Негізгі органоидтар. Құрылысы Қызметтері».
|
Негізгі органоидтар |
Құрылысы |
Қызметтері |
|
|
|
|
Органоидтар
1. Цитоплазма ұсақ түйіршікті құрылысты ішкі жартылайсұйық орта. Ядро және органоидтар орналасқан.
2. ЭПТ Ірі қуысты канал түзетін цитоплазмадағы мембраналы жүйе.
3. Рибосомалар Ұсақ жасушалық органоидтар. Ақуыз малекулаларының синтезін жүзеге асады, олардың аминқышқылдарынан жинақталуын қамтамассыз етеді.
4. Митохондрия Сфералық, жіптәрізді, сопақша және т.б. пішінді. Митохондрияның ішінде қыртыстар бар (ұзындығы 0,8 - 7 мк).
5. Хлоропласттар Диск пішінді, екі мембранамен қоршалған.
6. Гольджи комплекс Ірі қуысты жүйеден тұрады, олардан түтікшелер таралған, олар тор түзеді және олардан үнемі ұсақ және ірі көпіршіктер бөлінеді.
7. Лизосомалар Орташа домалақ пішінді (диам. 1 мк)
8. Жасушалық орталық Екі денешіктен тұрады – центриольдер және центросфералар – тығыз цитоплазмалық аймақтан.
9. Жасушаның қозғалыс органоидтары:
1. Кірпікшелер, талшықтар – бірдей ультражіңішке құрылысты.
2. Миофибрилдер ақшыл және қара түстен кезектесіп келетін тұрады
3. Жалғанаяқтар.
Қызметтері:
Күннің жарық энергиясын пайдалана отырып, неорганикалық заттардан органикалық заттарды синтездеп шығарады.
Тасымалдау қызметін атқарады.
Ядро және органоидтардың бір-бірімен қарым-қатынастарын қамтамассыз етеді.
Жасушадағы қоректік заттардың айналымына әсер етеді.
Жасушаны энергиямен қамтамассыз етеді. Энергия АТФ ыдырауы кезінде энергия босап шығады
Олардың негізінде бұлшық етттердің жиырылуы жүреді.
Сыртқы ортадан жасушаға енетін, (ақуыздар, майлар, полисахариттер) өнімдерді қабылдайды.
АТФ синтезі.
Майлар, көмірсулар, ақуыздар синтезімен байланысты реакцияларды жүзеге асырады.
Асқорту қызметін атқарады.
Жасушаның бөлінуі кезінде маңызды роль атқарады.
Бөліну ұршығының түзілуіне қатысады. Қоғалу қызметін атқарады.
Тәжірибелік жұмыстарды орындау:
4 Жұмыс (40х ). Цетросома. Суретін салу және белгілеу: 1) цитоплазма, 2) ядро, 3) центросома жіпшелерін.
5 Жұмыс (40х). Бөлінудің жасушалық аппараты 1) цитоплазма, 2) бөліну ұршығының жіпшелері
Бақылау түрі:
1. Бастапқы білім деңгейін бақылау.
2. Студентттердің өз бетінше жұмысының нәтижесін талдау.
3. Қорытынды білім деңгейін бақылау.