Контрольная работа по "Гистологии"

ФГБОУ ВПО  «МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И БИОТЕХНОЛОГИИ

ИМЕНИ К. И. СКРЯБИНА»

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ГИСТОЛОГИЯ»

 

 

ВЫПОЛНИЛ: студент  факультета ветеринарной медицины Огурцов  В.В., №12012, курс 1, заочная форма обучения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013 год

СОДЕРЖАНИЕ:

• Поверхностный аппарат клетки. Его морфофункциональная характеристика.
• Оплодотворение. Сущность акросомной и кортикальной реакций.
• Общая характеристика эпителиальных тканей и их классификация.

 

 

 

Поверхностный аппарат клетки. Его  морфофункциональная характеристика

Основу поверхностного аппарата клеток (ПАК) составляет наружная  клеточная  мембрана, или плазмалемма. Кроме  плазмалеммы в ПАК имеется  надмембранный комплекс, а у эукариот - и субмембранный комплекс.

Основными биохимическими компонентами плазмалеммы (от греч. плазма - образование и лемма - оболочка, корка) являются липиды и белки. Их количественное соотношение у большинства эукариот составляет 1:1, а у прокариот в плазмалемме преобладают белки. В наружной клеточной мембране обнаруживается небольшое количество углеводов и могут встречаться жироподобные соединения (у млекопитающих - холестерол, жирорастворимые витамины).

В 1925 г. Е. Гортер и Ф. Грендел (Голландия) предположили, что основу мембраны составляет двойной слой липидов - билипидный слой. В 1935 г. Дж.Даниэли и Г.Даусон предложили первую пространственную модель организации мембран, получившую название "сэндвич", или "бутербродная " модель. По их мнению, основой мембраны является билипидный слой, а обе поверхности слоя покрыты сплошными слоями белков.

Дальнейшее изучение клеточных  мембран, включая плазмалемму, показало, что почти во всех случаях они  имеют сходное строение. В 1972 г. С.Зингер и Г.Николсон (США) сформулировали представление о жидкостно-мозаичном строении клеточных мембран (рис.). Согласно этой модели, основу мембран составляет билипидный слой,  но белки в нем расположены отдельными молекулами и комплексами, т.е. мозаично (от франц. mosaique - мозаика; изображение, составленное из отдельных кусков). В частности, молекулы интегральных (от лат. интегер - целый) белков могут пересекать билипидный слой, полуинткгральных - частично погружаться в него, а периферических (от греч. периферия - окружность) - располагаться на его поверхности (рис.).

 

 Современная молекулярная биология  подтвердила справедливость жидкостно-мозаичной  модели, хотя были обнаружены  и другие варианты клеточных  мембран. В частности, у архебактерий основу мембраны составляет монослой сложного по строению липида, а некоторые бактерии содержат в цитоплазме мембранные пузырьки, стенки которых представлены белковым монослоем.

 

Клеточная мембрана - это оболочка клетки, выполняющая следующие функции:

• разделение содержимого клетки и внешней среды;
• регуляция обмена веществ между клеткой и средой;
• место протекания некоторых биохимических реакций (в том числе фотосинтеза, окислительного фосфорилирования);
• объединение клеток в ткани.

Оболочки делятся на плазматические (клеточные мембраны) и наружные. Важнейшее свойство плазматической мембраны - полупроницаемость, то есть способность пропускать только определённые вещества. Через неё медленно диффундируют глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты  и ионы, причём сами мембраны могут  активно регулировать процесс диффузии.

По современным данным, плазматические мембраны - это липопротеиновые структуры. Липиды спонтанно образуют бислой, а мембранные белки "плавают" в нём. В мембранах присутствуют несколько тысяч различных белков: структурные, переносчики, ферменты и другие. Предполагают, что между белковыми молекулами имеются поры, сквозь которые могут проходить гидрофильные вещества (непосредственному их проникновению в клетку мешает липидный бислой). К некоторым молекулам на поверхности мембраны подсоединены гликозильные группы, которые участвуют в процессе распознавания клеток при образовании тканей.

 

 

Разные типы мембран отличаются по своей толщине (обычно она составляет от 5 до 10 нм). По консистенции липидный бислой напоминает оливковое масло. В зависимости от внешних условий (регулятором является холестерол) структура бислоя может изменяться так, что он становится более жидким (от этого зависит активность мембран).

Важной проблемой является транспорт  веществ через плазматические мембраны. Он необходим для доставки питательных  веществ в клетку, вывода токсичных отходов, создания градиентов для поддержания нервной и мышечной активности. Существуют следующие механизмы транспорта веществ через мембрану:

• диффузия (газы, жирорастворимые молекулы проникают прямо через плазматическую мембрану); при облегчённой диффузии растворимое в воде вещество проходит через мембрану по особому каналу, создаваемому какой-либо специфической молекулой;
• осмос (диффузия воды через полунепроницаемые мембраны);
• активный транспорт (перенос молекул из области с меньшей концентрацией в область с большей, например, посредством специальных транспортных белков, требует затраты энергии АТФ);
• при эндоцитозе мембрана образует впячивания, которые затем трансформируются в пузырьки или вакуоли. Различают фагоцитоз - поглощение твёрдых частиц (например, лейкоцитами крови) - и пиноцитоз - поглощение жидкостей;
• экзоцитоз - процесс, обратный эндоцитозу; из клеток выводятся непереварившиеся остатки твёрдых частиц и жидкий секрет.

Над плазматической мембраной клетки могут располагаться надмембранные структуры. Их строение является важным классификационным признаком. У животных это гликокаликс (белково-углеводный комплекс), у растений, грибов и бактерий - клеточная стенка. В состав клеточной стенки растений входит целлюлоза, грибов - хитин, бактерий - белково-полисахаридный комплекс муреин.

Основу поверхностного аппарата клеток (ПАК) составляет наружная клеточная  мембрана, или плазмалемма. Кроме  плазмалеммы в ПАК имеется  надмембранный комплекс, а у эукариот - и субмембранный комплекс.

Основными биохимическими компонентами плазмалеммы (от греч. плазма - образование и лемма - оболочка, корка) являются липиды и белки. Их количественное соотношение у большинства эукариот составляет 1: 1, а у прокариот в плазмалемме преобладают белки. В наружной клеточной мембране обнаруживается небольшое количество углеводов и могут встречаться жироподобные соединения (у млекопитающих - холестерол, жирорастворимые витамины).

Надмембранный комплекс поверхностного аппарата клеток характеризуется многообразием строения. У прокариот надмембранный комплекс в большинстве случаев представлен клеточной стенкой различной толщины, основу которой составляет сложный гликопротеин муреин (у архебактерий - псевдомуреин). У целого ряда эубактерий наружная часть надмембранного комплекса состоит из еще одной мембраны с большим содержанием липополисахаридов. У эукариот универсальным компонентом надмембранного комплекса являются углеводы - компоненты гликолипидов и гликопротеинов плазмалеммы. Благодаря этому его исходно называли гликокаликсом (от греч. гликос - сладкий, углевод и лат. каллум - толстая кожа, оболочка). Кроме углеводов, в состав гликокаликса относят периферические белки над билипидным слоем. Более сложные варианты надмембранного комплекса встречаются у растений (клеточная стенка из целлюлозы), грибов и членистоногих (наружный покров из хитина).

Субмембранный (от лат. суб - под) комплекс характерен только для эукариотических клеток. Он состоит из разнообразных белковых нитевидных структур: тонких фибрилл (от лат. фибрилла - волоконце, ниточка), микрофибрилл (от греч. микрос - малый), скелетных (от греч. скелетон - высушенное) фибрилл и микротрубочек. Они связаны друг с другом белками и формируют опорно-сократительный аппарат клетки. Субмембранный комплекс взаимодействует с белками плазмалеммы, которые, в свою очередь, связаны с надмембранным комплексом. В результате ПАК представляет собой структурно целостную систему. Это позволяет ему выполнять важные для клетки функции: изолирующую, транспортную, каталитическую, рецепторно-сигнальную и контактную.

 

 

 

Оплодотворение. Сущность акросомной и кортикальной реакций

Оплодотворение –  слияние  сперматозоида  с  яйцеклеткой,  завершающееся объединением их ядер в единое ядро оплодотворенного яйца (зиготу). У подавляющего большинства животных при нормальном развитии именно оплодотворение служит толчком к выходу яйцеклетки из пассивного состояния, в котором она находится на последнем этапе стадии созревания.

Оплодотворение осуществляет две разные функции:    половую - включает передачу генов от родителей потомкам;    репродуктивную - включает инициацию в цитоплазме яйца тех реакций, которые позволяют продолжать развитие и создание нового организма.

Важная роль в процессе оплодотворения принадлежит сперматозоиду, он необходим для:    активации  яйца,  побуждения  его  к  началу  развития, данная функция не специфична, в качестве активирующего фактора сперматозоид  может  быть  заменен  рядом физических  или механических агентов, например при партеногенезе;    внесения в яйцеклетку генетического материала отца.

Существует несколько принципов классификации процесса оплодотворения:

По месту проникновения сперматозоида в яйцеклетку:

     • наружное (оплодотворение происходит во внешней среде);

     • внутреннее (оплодотворение происходит в половых путях самки).

По количеству сперматозоидов участвующих в оплодотворении:

     • моноспермное (один сперматозоид);

     • полиспермное (два и болеесперматозоидов).

     У ряда беспозвоночных, рыб, хвостатых амфибий и птиц возможна полиспермия,  когда в яйцо проникает несколько сперматозоидов, однако с ядром яйцеклетки сливается ядро одного спермия. Конкретные особенности оплодотворения очень сильно варьируют у различных видов. Взаимодействие половых клеток (гамет) канонически подразделяют на четыре стадии (фазы):

     • дистантные взаимодействия;

     • контактные взаимодействия;

     • проникновение сперматозоида в яйцеклетку;

     • слияние генетического материала.

 

ДИСТАНТНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАМЕТ осуществляются на некотором расстоянии,  до соприкосновения гамет друг с другом и направлены на повышение вероятности встречи сперматозоидов и яйцеклетки.

Сближение половых клеток происходит за счет пассивного движения яйцеклетки (ооцита с оболочками) вместе с током  жидкости по яйцеводу к матке и  вначале (во влагалище и матке) тоже пассивного, а затем (в яйцеводе) активного движения сперматозоидов.

а) В яйцеводе на относительно больших  расстояниях от яйцеклетки направление  активного движения сперматозоидов обеспечивается отрицательным реотаксисом  — способностью двигаться противоположно направлению тока жидкости маточных труб.

б) На малых расстояниях имеет  значение хемотаксис — движение сперматозоидов по градиенту концентрации гиногамонов  — специальных химических веществ, выделяемых яйцеклеткой.

в) Электротаксис - электрическое взаимодействие между разноименно заряженными  белками сперматозоидов и яйцеклетки.

КОНТАКТНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАМЕТ - как следует из названия, данная стадия начинается с момента контакта сперматозоида с третичной оболочкой яйцеклетки. Первым ее этапом является акросомная реакция. Акросомная реакция - экзоцитоз содержимого акросомы для локального разрушения прозрачной оболочки и преодоления сперматозоидом этого барьера. При акросомной реакции наружная мембрана акросомы и клеточная мембрана сливаются и формируют мелкие пузырьки, отделяющиеся от головки сперматозоида.

Контактные  взаимодействия гамет у млекопитающих  имеют ряд особенностей, связанных с наличием у них внутреннего оплодотворения. При этом половые пути самки принимают активное участие в процессе оплодотворения. Спермии млекопитающих сразу после эякуляции не способны к акросомной реакции, для этого они должны какое то время находится в половых путях самки. Так, лизин, содержащийся  в  сперматозоидах  всех млекопитающих и разрушающий прозрачную  оболочку (т.  н.  акролизин),  активируется  только  под действием гликопротеина из половых путей самки. Условия, требующиеся для капацитации (приобретение спермием оплодотворяющей способности) варьируют в зависимости от вида. Природа процесса капацитации заключается в:

• изменении структуры клеточной мембраны;
• удалении  с  поверхности  спермия  особых  факторов (т. н. “coating factors”),  которые,  оставаясь на  поверхности  препятствуют оплодотворению.

Перестройки клеточной мембраны яйцеклетки связаны с изменением соотношения холестерин - фосфолипиды. Снижение этого соотношения в ходе капацитации обусловлено уменьшением содержания холестерина, т. к. молекулы альбумина, имеющиеся в половых путях самки, способны отнимать холестерин у спермия. Результатом будет дестабилизация  мембраны  акросомного пузырька  и,  как следствие, возможность осуществления акросомной реакции. Поверхность спермия содержит фермент, гликозилтрансферазу, способную узнавать концевые остатки N-ацетилглюкозамина. В спермиях, не прошедших капацитации, активные центры этого фермента  блокированы  связанными  с их  поверхностью  углеводами, включающими  остатки N-ацетилглюкозамина (NАг)  и галактозы.  При капацитации  эти углеводы  отделяются  от  поверхности спермия,  освобождая  активные  центры  гликозилтрансфераз.  Теперь  гликозилтрансферазы  могут узнавать N-ацетилглюкозаминовые  остатки  в  молекуле  гликопротеина,  расположенного  на  поверхности прозрачной оболочки и представляющего, по сути, рецептор спермия.