«Физико-химиялық биологияның кәзіргі мәселелері»

1. Заттардың транспорттық жүйесі, белок синтезі,

2.Сіңіру және секреттеу жүйесі

3.Қозғалу жүйесі

№ 5 тақырыбы: Қоршаған ортамен клетканың қарым-қатынасы

Факторларды былай ажыратамыз:

1. 
   абиотикалық ( өлі табиғат) – жарық, температура, ауа және топырақ ылғалдылығы, топырақтың химиялық құрамы, су, атмосфера және т.б.
   
2. 
   биотикалық - әртүрлі организмдердің түрішілік және түраралық қатынасы.
   
3. 
   антропогендік – тір табиғатқа тікелей адамның қатынасы.
   

зерттеу. Температура факторына тән: пойкилотермді (суыққанды жануарлар –орта жағдайына байланысты дене темтературалары құбылмалы тұрақсыз жануарлар) ; оларға барлық омыртқасыздар, сонымен қатар балықтар, бауырыменжорғалаушылар, қосмекенділер және сүтқоректілердің кей түрлері жатады; ал орта жағдайына байланысты дене температуралары теңесетін және азды-көпті температураға әсер ететіндер – гомойотермді (жылықанды жануарлар – дене температуралары қалыпты, қоршаған орта әсеріне тәуелсіз); оларға құстар және сүтқоректілер жатады. Ал енді жарықтың ролі организмдер тіршілігінде әртүрлі болып келеді. Біріншіден, жарық - жасыл өсімдіктер үшін фотосинтез энергия көзі; екіншіден, күн сәулесінің жылулық әсері; үшіншіден, жарық- көптеген тіршілік процестеріне қатысады, әсіресе, жануарлар мінез-құлқын реттеп, тітіркендіргіш әсер береді. Көптеген организмдер ( жануарлар, өсімдіктер, аэробты микроорганизмдер) үшін молекулалық оттегінің ролі жоғары, өйткені клеткалардың тыныс алуына қажет.

1.Қандай факторлар клеткаға әсер етеді?

2.Клетка мен организмдердің кооперациясы және бір-бірімен бәсекелестілігі

Әдебиеттер: 1-10 ( негізгі), 11-23 ( қосымша )
№6 тақырып: Ядролық геномның ұйымдасуы және эволюциясы
Жалпы сұрақтары: Клетка ядросының ұйымдасуына қазіргі кездегі көзқарас. Ядролық саңылаулардың және ядролық қабықшалардың құрылысы. Хромосоманың құрылымы және репликациясы. РНК процессингі және синтезі. Геннің экспрессиясының бақылануы. Клетка дифференцировкасы және оның гендер экспрессиясымен байланысы. Геннің экспрессиясы және репрессиясындағы ядро мен цитоплазманың рөлі. Детерминация және компетенция

Ядроның жасушаның өмірінде алатын физиологиялық маңызына баға берген кезде екі жағдайды айыра білу керек:

1. 
   Генетикалық функциясы және жасушаның дамуына ядроның тигізетін әсері.
   
2. 
   Жасушадағы ядроның метаболикалық қызметі.
   

«Хроматин» терминін өткен ғасырда ядроның боялатын құрамы деп атаған. Хроматин құрамының көпшілік бөлігі негізгі бояулармен боялады, кейбіреуі қышқыл бояулармен боялады. Ғасырдың бас кезінде хроматин құрылымының өзгеріп тұруын жасушаның функционалдық жағдайымен байланыстырып отырған. Тірі ядрода хроматин бар екендігін көптеген ядрошықтардың тегіс емес пішіндерінен байқауға болады. Морфологиялық жағынан қарағанда ядрошық жанындағы хроматин және хромоцентрлар ядрошықтармен байланысты хроматин құрылымдарының бір тұтас жүйесін құрайды. Тірі бөлінбейтін ядроның микроскопиялық суреті жасушаның жағдайына байланысты екенін білеміз..

Цитохимиялық реакция хроматин құрамында нуклейн қышқылдары ДНК және РНК, липидтер және негізгі қышқылды белоктарға тән бірнеше аминоқышқылдар бар екені анықталды. Хроматиннің негізгі бөлігі митотикалық хромосомдар сияқты нуклеопротеиндтерден (ДНК)тұрады.

Хроматин құрамына нуклеин қышқылдары да кіреді. Нуклейн қышқылдары бір-бірімен заңды қатынастарымен байланысқан. ДНК-ның молекулярлық салмағы жасушаның басқа заттарының молекулярлық салмақтарынан артық болады. Жасушаның құрамының ең тығыз бөлігі ядрошық болып табылады.

Ядрошықтың шамасы жасушаның физиологиялық жағдайына байланысты өзгеріп отырады.

Ядро сөлінің құрамына ядроның көптеген ферменттері және гликопротейдтер сияқты әр түрлі белоктар кіреді. Электронды микроскоп зерттеулері ядро сөлінің тығыздығы және көлемі әр түрлі болып келетін гранулалар табылды.

Жасушада ядроның маңызы өте зор.

Бақылау сұрақтары:

1. Интерфазалық клетканың құрылысын атаңыз

2. Ядроның құрамына және қызметіне анықтама беріңіз

3. Ядрышықтың құрамына не кіреді?

4. Ядро шырынына не кіреді?

5. Хроматинді құрылымыға не кіреді?

Хромосомаларда келесі өзгерістер болады: 1) субмикроскопиялық өзгерістер, молекулярлық денгейде пайда болған-гендік мутация, 2) микроскопиялық өзгерістер, жарық микроскопты арқылы анықталған. Мутацияның келесі түрлерін айырған:

1. Хромосома сегменттерінің жоюлуы-жетіспеушілік немесе деляция.

2. Хромосомаға сегментердің қосылуы-дупликация.

3.Хромосомааралық немесе хромосомашілік сегменттердің материал жолымен тарамдалуы-транслокация.

4.Хромосомашілік тарамдалу материалы қандай да бір сегментің 180 бұрылуынан;гендердің хромосомада орналасуы керсінше- инверсия. Егер де қандай да бір сегмент хромосомада 2 рет немесе бірнеше рет болса, онда оны абберация , дупликация деп атайды.

Бағаналық жасушалар ұлпалардың ұрықтық дамуында, организмнің көптеген ұлпаларында болып, үзілмейтін қабілетті қолдап, сирек бөлініп, бұзғыш факторлар әсеріне тұрақты болып, басқа жануарларды дамыта алады.

Алғашқы жалғыз құрушы жасушадан пайда болатын ұқсас жасушалар тобын-вегетативтік өскін (клон) деп атайды.

Негізін салушы элементтердің барлығы бағаналық жасушалардан тұрады. Олар барлық тканьдерде эмбриондық даму мен көптеген жетілген организмдерде орналасады.

Бағаналық жасушаның негізгі құрылымы:

1.Өзін-өзі жетілдіру популяциясын түзеді;

2.Баяу бөлінеді;

3.Бүлінген факторларды қалпына келтіреді;

4.Кейбір тканьдерде плюрипотентті, яғни дифференциялық жасушалар дамуының біраз түрлерінің қайнар көздері болып табылады.

Дифференциялық бағаналардың әсерінен тікелей пайда болған негізін салушы жасушалар мен жартылай бағаналы жасушалар; белсенді таралады, олар жасушада ақырын айналады, дифференциялы піскен жасушаларға бастама береді, және сол тканьдердің функциясының орындалуын қамтамасыз етеді. Камбиальді элементтер немесе камбий негізін салушы және бастапқы жасушалар тканьдерінің піскен элементтерінің популяциясына қолдау жасайды.

Орналасуы бойынша камбиальді элементтер тканьдерде локальді және диффузды болып айқындалады. Локальді камбийдің ерекшелігі, олардың элементтері тканьның нақты аймағында орналасқан. Бұндай камбийлі тканьге көпқабатты эпителий, асқазан эпителийі, сілекей безі эпителийі т.б. жатады. Ал диффузды камбийдің локальді камбийден ерекшелігі оның элементтері басқа тканьдермен араласып жатады, әсіресе дифференциялы жасушалармен. Бұндай камбийге қалқанша эпителийі, қалқанша маңы безі гипофиз және т.б. жатады.

Ең негізгі бағана жасушасы ұрықтық жұмыртқа жасушасы болып табылады (зигота). Барлығымыз білетіндей одан барлық жасушалардың типі және ұқсас тірі организм пайда болады. Мысалы Америка, Германия, Франция және италияда адам эмбрионынан бағаналы жасушаларды алу жұмыстарына тыйым салынған.

Қазақстанда бағаналық жасуша терапеясының негізін салған, академик А.М. Алиев. Қазіргі таңда Кореяда бағаналық жасуша жұмысы бойынша бес мемлекеттік бағдарлама жұмыс істейді.

1.Клеткалардың бөлінуі және өсуі

2.Клетка фазалардың және олардың бір-бірімен байланысы

3.Бағана клеткалары және олардың популяциясың реттелуі

4. Патологиялық және қалыпты жағдайдағы бағана клеткаларының рөлі

Әдиебеттер: 1-10 ( негізгі), 11-23 ( қосымша )
№ 8 тақырыбы: Биомебрананың құрылымы, қызметі және молекулалық ұйымдасуы
Жалпы сұрақтары: Биомембрана тұрақтылығын анықтаушы факторлар. Биомембрананың ультрақұрылымы мен химиялық құрамы. Белоктар мен липидтердің биомембранада шоғырлануы. Мембрана ішіндегі компоненттердің молекулааралық байланыстары мен қозғалысы
Даниели және Давсон липид және протеид қабаттарынын тұратын шекаралық мембрана үлгісін ұсынады. Оның негізгі үш қасиеті болмақ: 1) липидтерде еритін заттардың өтімділігі (өткізгіштігі), 2) төменгі үстіртін керу, 3) үлкен электрлік кедергі.

Бұл авторлардың мәліметтері бойынша жасушалық мембрана липид молекулаларының екі немесе одан да көп ассиметриялық мономолекулярлық қабаттарынан құралады. Жасушалық мембраналар әр түрлі болғанымен, олардың барлығы да 40% липидтерден, 60% белоктардан турады. Плазматикалық мембрана және оған жанасып тұрған цитоплазма қабаты кейбір жасушаларда арнайы әр түрлі құрылымдар құруы мүмкін.

Жасушаның құрылымының әртүрлі болғанына қарамастан, олардың барлығына ортақ қасиет, ол олардың цитоплазма қабатының ерекше ролінің арқасында пайда болуы, жасушаның қоршаған ортамен өзара әрекеттесуінде немесе олардың ұлпа және ағза құрамында интеграциялануы. Плазматикалық мембрананың коптеген эпителилерінен қарым-қатынасы ерекше роль атқаруы. Ядро қабығы қос мембранадан құралған. Әрбір мембрана бір-бірінен көлденені 20-дан 40 нм дейін келетін құыстармен бөлінген екі липидтік биоқабаттан турады. Сыртқы ядролық мембрана, эндоплазматикаляқ ретикулумның мембраналық жүйесімен байланысты болады. Оның сыртқы қабаты рибосомалармен себілген эндоплазматикалық ретикулумның құысы перинуклеарлық кеңістікпен байланысты болғандықтан екеуі де эндоплазматикалық ретикулумның, арнайы бір бөлімі ретінде қаралады. Ядро қабығының белгілі бір участкелерінде сыртқы мембрана ішкі мембранамен қосылып ядролық саңылау құрайды.

Плазматикалық мембрана көптеген маңызды биологиялық қызметтер атқарады. Олардың ішіндегі ең бастылары- қорғау қызметі мен тасымалдау қызметі. Тасымалдау қызметіне су мен иондарды және молекулалық заттарды пассивті түрде тасымалдау мен осы заттарды концентрациясының градиентеріне қарсы белсенді түрде өткізу және жоғары молекулалық қосылыстар мен компоненттерді тасымалдаудың түрлі формалары жатады. Сонымен бірге жасушада пайда болған өнімдерді плазматикалық мембрана жасушадан сыртқа шағаруына қатысады.

1. Плазматикалық мембрананың құрылысы неде?

2. Қандай қызмет атқарады?

Әдебиеттер: 1-10 ( негізгі), 11, 12,14,15,20,22 ( қосымша )
№ 9 тақырыбы: Клеткааралық сигнализация
Жалпы сұрақтары: Клеткааралық қарым –қатынас. Эндокринді, паракринді және синапстық жүйенің химиялық сигнализациясы. Екінші реттік мессенджерлер, клетка бетінің рецепторлары. Бір клеткадан басқа клеткаға сигнал беру жолдары. Арахидон қышқылының және оның туындыларының клеткашілік сигнализация процестеріне қатысуы Cа+ рөлі. STAT- белок көмегімен сигналды клткалық рецепторлардан геномға жеткізу
Жасушаның тіршілік белгілеріне- заттардың алмасуы, көбеюі, қозғалуы, өсуі, тітіркенуі, қартаюы, өлуі, секрет бөлуі және жасушаның бөлунуі жатады.

Заттардың алмасуы арқасында, жасуша ортадан қоректік заттарды қабылдайды, оны ыдыратып, сініріп, онан кейын қажетсіз заттарды сыртқа шығарады. Заттардың алмасуы жасуша тіршілігін сақтаудың негізгі шарты: оның өсуі, дамуы және қызмет атқаруының қайнар көзі болып табылады. Заттардың алмасуынсыз тіршілік болуы мүмкін емес. Зат алмасуының төрт жолы болады: 1) осмос және диффузия бұл физика әрекеттері, жасуша қабыгының көмегімен жүреді, 2) фагоцитоз жануарлар организмінде қоректену және ас қорыту қызметін птқарады, 3) пиноцитоз Бұның түсу жолы фагоцитозға ұқсас. Бар айырмашылығы, егер жасушаға фагоцитозда ірі, әрі қатты түйіршіктер ретінде өтеді. Сөйтіп, цитоплазмаға түскен заттар, олардың органоидтарына болатын ферменттердің әсерімен қортыла бастайды, 4) сіңіру жануарлар ащы ішегінің шырышты қабығындағы, бүйрек түтікшелеріндегі эпителий жасушаларында өтеді. Жасушаның өсуі, қобеюі тек зат алмасу әрекетінің негізінде ғана жүреді. Егерде ассимиляция диссимиляциядан басым болса. онда жасушалар өседі. Кейбір жасушалар өмір бойы шетінен жойылып, жаңа жсушалармен алмасып отырады. Мәселен, жарақаттың жазылып, сүйектің сынған жерінің бітуі жасушаның көбеюі арқасында жүзеге асады.

Жасуша қозғалысы. Оның екі-белсенді, жігерлі (активті) және ырықсыз (пассивті) түрлері болады. Белсенді қозғалыс жасушаның өзіне тән жылжыту мүшелері, арнаулы ерекшеленген түзілістері арқылы байкалады. Оларға- қыл аяқтылар , шыбыртқы, кірпік тәрізді құрылыстар немесе жасуша ішіндегі жиырылатын фибрилдер (бұлшық ет талшықтары мен жасушалары) жатады. Ырықсыз қозғалыс жасушаның тіршілік қасиеттерімен байланыссыз, механикалық себептердің әсерінен болатың қозгалыс. Оған қан ағысымен қабат жүретін қан жасушаларының қозғалысы жатады.

Тітіркенгіштік- организмнің сыртқы орта өзгеруіне қарай әрекет жасауның бір көррінісі. Оны тудыратын факторлар тітіркендіргіштер деп аталады. Оларға әртүрлі химиялық, сәулелік, электр құбылыстары және басқа түрлі энергиялар жатады.

Жасушаның қартаюы және өлуі- тітіркенгіштікті тоқтатпаса паранекроз немесе жансызданудың қасы некробиозға аусады да, біртіндеп жасуша өле бастайды. Бұл кезде эндоплазмалық тор өз құрылысын, әрі қызметің доғарады. Ядро ісінеді де, ериді, оны- кариолизиис деп атайды. Жасуша қартаюның үш:1) физиологиялық, 2) әдеттегілік, 3) қалыпты жағдайдан ауытку түрлері болады. Қартаю генетикалық, экологтялық факторларға өте байланысты. Қартаймау үшін қүнделікті күн тәртібін сақтау керек, әсіресе мезгілінде тамақ ішіп, ұйқтау керек.

Жасушаның секрет бөлуі деп, жасушанын секрет құруын, оған оның құрамындағы барлық элементтер қатысуын айтады. Секреттерге- ферменттер, гормондар, сілекейлер т.б. жатады.

Жасушаның бөлінуі. Көп жасушалы жануарлар жасуша негізінен екі түрлі әдіспен бөлініп, көбейеді. Оның біріншісі, күрделі бөліну- митоз, екіншісі, тікелей бөліну- амитоз. Мүнда ядро екі, бірнеше бөліктерге бөлініп, сонымен цитоплазма созындысына айналып, жана жасушалар түзіп, тікелей бөліну жүреді. Бұлардан басқа, жасушаның бөліну түрлеріне- мейоз және эндомитоз жатады.

Бақылау сұрақтары:

1. Клеткааралық және клеткаішіліқ байланыстар

2. Регенерация дегеніміз не?

Әдебиеттер: 1-10 ( негізгі), 11, 12,15,20,22 ( қосымша )
№ 10 тақырыбы: Цитоқаңқаның ұйымдасуы
Жалпы сұрақтары: Қозғалысты қамтамасыз ететін орындаушы механизмдердің негізгі типтері мен молекулалық ұйымдасуы. Цитоқанқаның транспортты және тітіркену қызметі. Микротүтікшелер мен актинді жіпшелердің полимеризациясы және өзара әсерлерінің негізінде қамтамасыз етілетін қозғалыс жүйесі. Цитоқанқаның құрылысы және қайта құрылуы. Тубулиндер, G және F актин, миозин, МАР, БАМ басқа цитоқанқа құрылымының негізгі болатын белоктар. Микрофиламеттер, микротүтікшелер, аралық филаменттер

Ортадағы тұздар концентрациясына олардың активтігінің тәуелділігі, электр тогындағы қозғалғыштығы мен серологиялық қасиеттері түрліше болады. G және F- актин, миозин және басқа ақуыздар- цитоқаңқаның құрылымы. Тасымалдау және қысқарту функциясының цитоқаңқасы.

Цитоқаңқаның компоненттері микротүтікшелер мен тығыз филаменттер (талшықтар). Филаментер диаметріне байланысты жіңішке (6-7 нм), аралық (8-10 нм) және жуан (15-20 нм) филаментер болып бөлінеді.

Цитоқаңқалық элементер жасушаның ішкі тірегін құрайды, жасушаларды өзара байланыстыру қызметтерін атқарады және жасушааралық қозғалыстарға қатысады.

Филаменттер жасушаның шетінде жиналған немесе цитоплазмада тегіс орналасқан тор құрайды.

Актин мен миозин бірінші рет бұлшықет жасушаларында байқалған қимыл жүйесіне жауапты белоктар. Қазіргі кезде барлық жасушаларда байқалғаны анықталды. Жіңішке актиндік филаминдерді «цитосүйектер», ал жуан миозиндік филаменттерді-«цитобұлшықеттер» деп атайды.

Актин бірнеше функциялық қызмет атқарады. Мысалы, жасушаның пішінін сақтау мен оның өзгеруіне, митозға, жасушалардың қозғалуына, цитоплазманың қозғалуына және т.б. қатысады.

Миозин өзінің құрылымы жағынан актиннен өзгешелеу. Миозин екі ауыр жіне екі-төрт тізбектен тұратын ірі белок. Бұлшықет талшықтарында миозин малекулалары жуан жіптер деп аталатын шоғырлар құрайды. Миозин актин сияқты скелет еттерінде болуымен бірге жасушалардың басқа көптеген типтерінде де кездеседі, бірақ оның саны актинге қарағанда аз болады. Мидың жасушаларында миозиннің мөлшері 0,5% (актин 10%), фибробластлердің жасушаларында-жалпы белоктың 3%-ын құрайды. Әр түрлі жасушалардан алынған миозиндер бір-біріне ұқсас болады.

Актин мен миозин өзара байланысып актомиозин кешенін құрайды. Актин өз бетінше жиырыла алмайды. Оның жиырылуы үшін энергияны айналысқа түсіретін компонент болуы керек. Бұның міндетін миозин атқарады.