Informazioni genetiche in una cellula. Insieme cromosomico di cellule somatiche e germinali. L'immunità "conta" i cromosomi estranei I cromosomi sono assenti nella cellula

Specialità 060101 – Medicina Generale

Specialità 060103 – Pediatria

Specialità 060105 - Odontoiatria

Compiti situazionali sull'argomento "Biologia cellulare"

1. È stata studiata una preparazione permanente a basso ingrandimento, tuttavia, quando trasferita ad alto ingrandimento, l'oggetto non è visibile, anche con correzione con viti macro e micrometriche e illuminazione sufficiente. È necessario determinare a cosa può essere dovuto?

Risposta: Il motivo potrebbe essere dovuto al fatto che la preparazione è stata posizionata sul tavolino in modo errato: con il coprioggetto abbassato e quando si lavora ad alto ingrandimento, lo spessore del vetrino non consente una messa a fuoco precisa.

2. La preparazione viene posizionata sul tavolo portaoggetti del microscopio, che ha uno specchio alla base della gamba del treppiede. C'è una debole luce artificiale nell'auditorium. L'oggetto è chiaramente visibile a basso ingrandimento, tuttavia, quando si tenta di esaminarlo con un ingrandimento dell'obiettivo x40, l'oggetto non è visibile nel campo visivo, è visibile una macchia scura. È necessario determinare a cosa può essere dovuto?

Risposta: I motivi possono essere diversi: 1 - il lato piatto dello specchio è stato utilizzato per lo studio, e la stanza non è molto illuminata, quindi l'oggetto ad alto ingrandimento non è ben illuminato e non è visibile nel campo visivo; 2 - forse il movimento del revolver era insufficiente, non portato ad uno scatto, quindi l'obiettivo non è contro l'oggetto di studio; 3 - guarda come è posizionato il preparato sul tavolo degli oggetti, magari è posizionato con il vetrino coprioggetto rivolto verso il basso.

3. La preparazione studiata era danneggiata: il vetrino e il vetrino coprioggetto erano rotti. Spiega come questo potrebbe accadere?

Risposta: Causa - uso improprio della vite del macrometro. Abbassa l'obiettivo alla preparazione. Quando si lavora con esso, è necessario guardare non nell'oculare, ma di lato, controllando la distanza dall'obiettivo alla preparazione, che è in media di 0,5 cm.

4. L'ingrandimento totale del microscopio è 280 in un caso e 900 nell'altro Spiega quali lenti e oculari sono stati utilizzati nel primo e nel secondo caso e quali oggetti ti permettono di studiare?

Risposta:Nel primo caso si utilizza l'oculare x7, e l'obiettivo x40, a questo ingrandimento, si possono vedere grandi microoggetti (ad esempio cellule della buccia di cipolla, globuli di rana, croce di capelli); nel secondo caso si utilizza l'oculare x10, e la lente x90, a questo ingrandimento, è possibile esaminare i microoggetti più piccoli utilizzando l'olio per immersione (organi cellulari, colonie batteriche, piccoli protozoi, globuli umani).

5. Come deve essere posizionato il preparato per vedere l'oggetto dentro forma desiderata?

Risposta:La preparazione deve essere posizionata sul tavolo portaoggetti con il coprioggetto sollevato, l'oggetto deve essere posizionato al centro dell'apertura del tavolo portaoggetti, tenendo conto del fatto che l'immagine al microscopio è invertita.

6. In un certo numero di "malattie da deposito" lisosomiali congenite, una quantità significativa di vacuoli contenenti sostanze non suddivise si accumula nelle cellule. Ad esempio, nella malattia di Pompe, c'è un accumulo di glicogeno nei lisosomi. Spiegare a cosa è connesso questo fenomeno, in base al ruolo funzionale di questo organoide cellulare.

Risposta: I lisosomi nella cellula sono coinvolti nei processi di digestione intracellulare, contengono circa 40 enzimi idrolitici: proteasi, nucleasi, glicosidasi, fosforilasi, ecc. In questo caso, il set di enzimi non contiene l'enzima a-glicosidasi acida coinvolto in il funzionamento dei lisosomi.

7. Nei processi patologici, il numero di lisosomi di solito aumenta in modo significativo nelle cellule. Sulla base di ciò, è nata l'idea che i lisosomi possano svolgere un ruolo attivo nella morte cellulare. Tuttavia, è noto che quando la membrana dei lisosomi si rompe, le idrolasi rilasciate perdono la loro attività, poiché il citoplasma ha un ambiente debolmente alcalino. Spiegare il ruolo dei lisosomi in questo caso, in base al ruolo funzionale di questo organello nella cellula.

Risposta: Una delle funzioni dei lisosomi è l'autolisi o l'autofagia. Attualmente, tendono a credere che il processo di autofagocitosi sia associato alla selezione e alla distruzione di componenti cellulari alterati e "rotti". In questo caso, i lisosomi agiscono come detergenti intracellulari che controllano le strutture difettose. In un caso specifico, l'accumulo di lisosomi è associato all'esecuzione di questa funzione da parte degli enzimi: l'autolisi delle cellule morte.

8. Spiega quali conseguenze può aspettarsi una cellula animale se nel centro della cellula mancano un centriolo e una sfera radiante (astrosfera).

I centrosomi sono essenziali per le cellule animali; partecipano alla formazione del fuso di divisione e si trovano ai poli; nelle cellule non in divisione determinano la polarità delle cellule. In assenza di questo organoide, tale cellula non è in grado di proliferare.

9. Di solito, se la patologia cellulare è associata all'assenza di perossisomi nelle cellule del fegato e dei reni, il corpo con tale malattia non è vitale. Dare una spiegazione per questo fatto, in base al ruolo funzionale di questo organello nella cellula.

Risposta: I microcorpi o perossisomi svolgono un ruolo importante nel metabolismo del perossido di idrogeno, che è il più potente veleno intracellulare e distrugge le membrane cellulari. Nei perossisomi epatici, l'enzima catalasi costituisce fino al 40% di tutte le proteine ​​e svolge una funzione protettiva. Probabilmente, l'assenza di questi enzimi porta a cambiamenti irreversibili a livello di funzionamento di cellule, tessuti e organi.

10. Spiega perché il numero di mitocondri nelle cellule del muscolo cardiaco è fortemente ridotto nelle marmotte dormienti e nei pipistrelli svernanti.

Risposta: Il numero di mitocondri nelle cellule del muscolo cardiaco dipende dal carico funzionale sul cuore e dal consumo di energia, che viene prodotta e accumulata nei legami macroergici dell'ATB nelle "stazioni energetiche" delle cellule, che sono i mitocondri . Durante il letargo nel corpo degli animali, i processi metabolici sono rallentati e il carico sul cuore è minimo.

11. È noto che nei vertebrati il ​​sangue è rosso e in alcuni invertebrati (cefalopodi) è blu. Spiegare con la presenza di quali microelementi un certo colore del sangue è associato a questi animali?

Risposta: Il sangue di questi animali è blu. contiene emocianina contenente rame (Cu).

12. I chicchi di grano ei semi di girasole sono ricchi di sostanza organica. Spiega perché la qualità della farina è legata al contenuto di glutine in essa, quali sostanze organiche si trovano nel glutine della farina di frumento. Quale sostanza organica si trova nei semi di girasole?

Risposta: Il glutine è quella parte della farina che contiene una componente proteica, grazie alla quale la qualità della farina viene valorizzata maggiormente. Nei semi di girasole, insieme a proteine ​​e carboidrati, si trovano in quantità significative i grassi vegetali.

13. La lipofuscinosi cerosa dei neuroni può manifestarsi in età diverse(bambini, giovani e maturi) sono vere malattie da accumulo associate a disfunzioni degli organelli della struttura della membrana contenenti un gran numero di enzimi idrolitici. I sintomi includono segni di danno alla centrale sistema nervoso con l'atrofia del cervello, si uniscono convulsioni convulsive. La diagnosi viene effettuata mediante microscopia elettronica: in questi organelli cellulari di molti tessuti si trovano inclusioni patologiche. Spiega in quale organello nelle cellule la funzione è compromessa?

Risposta: nelle persone con questa patologia, la funzione dei lisosomi è compromessa, forse alcuni enzimi sono assenti o non inclusi, quindi nei lisosomi si trovano strutture non completamente divise.

14. Al paziente è stata diagnosticata una rara malattia da accumulo di glicoproteine ​​associata a insufficienza di idrolasi che scindono i legami polisaccaridi, queste anomalie sono caratterizzate da disturbi neurologici e varie manifestazioni somatiche. La fucosidosi e la mannosidosi portano più spesso alla morte durante l'infanzia, mentre l'aspartil glucosaminuria si manifesta come una malattia da accumulo con esordio tardivo, grave ritardo mentale e decorso più lungo.

Spiega in quale organello nelle cellule la funzione è compromessa?

Risposta: nelle persone con questa patologia, la funzione dei lisosomi è compromessa, non ci sono enzimi che scompongono le glicoproteine, quindi nei lisosomi si trovano strutture non completamente divise.

15. Una malattia ereditaria associata a difetti nel funzionamento dell'organoide cellulare, che porta a violazioni delle funzioni energetiche nelle cellule: è stata identificata una violazione della respirazione dei tessuti, la sintesi di proteine ​​​​specifiche. Questa malattia si trasmette solo per linea materna ai bambini di entrambi i sessi. Spiega in quale organello sono avvenute le modifiche. Giustifica la risposta.

Risposta: si è verificato un difetto nel DNA mitocondriale, le informazioni vengono lette in modo errato, la sintesi di proteine ​​​​specifiche è interrotta, i difetti compaiono in varie parti del ciclo di Krebs, nella catena respiratoria, che ha portato allo sviluppo di una rara malattia mitocondriale.

16. Il nucleo dell'ovulo e il nucleo dello spermatozoo hanno un numero uguale di cromosomi, ma il volume del citoplasma e il numero di organelli citoplasmatici nell'ovulo sono maggiori che nello spermatozoo. Il contenuto di DNA in queste cellule è lo stesso?

Risposta: L'uovo contiene più DNA a causa della presenza di DNA mitocondriale.

17. I geni che avrebbero dovuto iniziare a funzionare nel periodo G 2 sono rimasti inattivi. Questo influenzerà il corso della mitosi?

Risposta: Durante il periodo G 2 vengono sintetizzate le proteine ​​necessarie per la formazione dei filamenti del fuso di fissione. In loro assenza, la divergenza dei cromatidi nell'anafase della mitosi sarà disturbata o non si verificherà affatto.

18. Una cellula binucleare con nuclei diploidi è entrata nella mitosi (2n=46). Quale quantità di materiale ereditario avrà una cellula in metafase durante la formazione di un singolo fuso di divisione, così come i nuclei figli alla fine della mitosi?

Risposta: In ciascuno dei due nuclei che sono entrati nella mitosi, i cromosomi dell'insieme diploide contengono già una doppia quantità di materiale genetico. La quantità di informazioni genetiche in ciascun nucleo è 2n4s. In metafase, durante la formazione di un singolo fuso di divisione, questi insiemi si uniranno e la quantità di informazioni genetiche sarà, quindi, 4n8c (un insieme tetraploide di cromosomi auto-raddoppiati o replicati).

Nell'anafase della mitosi di questa cellula, i cromatidi si disperderanno ai poli delle cellule figlie. Alla fine della mitosi, i nuclei delle cellule figlie conterranno la quantità di informazioni genetiche = 4n4c.

19. Dopo la fecondazione si formò uno zigote 46,XX, dal quale doveva essere formato un corpo femminile. Tuttavia, durante la prima divisione mitotica (schiacciamento) di questo zigote in due blastomeri, i cromatidi fratelli di uno dei cromosomi X, essendosi separati l'uno dall'altro, non si sono dispersi lungo il 2° polo, ma entrambi si sono spostati su un polo.

La separazione cromatide dell'altro cromosoma X avveniva normalmente. Tutte le successive divisioni cellulari mitotiche durante l'embriogenesi sono proseguite senza interrompere il meccanismo della mitosi, senza introdurre ulteriori modifiche, ma senza correggere gli insiemi alterati di cromosomi.

Quale sarà l'insieme cromosomico di cellule di un individuo sviluppato da questo zigote? Quali potrebbero essere le caratteristiche fenotipiche di questo organismo?

Risposta: L'insieme dei cromosomi non sessuali (autosomi) in entrambi i blastomeri sarà normale e rappresentato da un numero diploide = 44 cromosomi non autoduplicati (non replicati) - i precedenti cromatidi dei cromosomi metafase dello zigote.

Di conseguenza, le cellule dell'organismo che si sono sviluppate da questo zigote avranno un diverso insieme di cromosomi, ovvero si verificherà il mosaicismo del cariotipo: 45, X / 47, XXX in proporzioni approssimativamente uguali.

Fenotipicamente, si tratta di donne che presentano segni della sindrome di Shereshevsky-Turner con una manifestazione clinica lieve.

20. Dopo la fecondazione si è formato uno zigote 46,XY, dal quale dovrebbe essere formato un organismo maschile. Tuttavia, durante la prima divisione mitotica (frantumazione) di questo zigote in due blastomeri, i cromatidi fratelli del cromosoma Y non si sono separati e l'intero cromosoma metafase auto-raddoppiato (replicato) si è spostato su uno dei poli delle cellule figlie ( blastomeri).

La separazione cromatide del cromosoma X avveniva normalmente. Tutte le successive divisioni cellulari mitotiche durante l'embriogenesi sono proseguite senza interrompere il meccanismo della mitosi, senza introdurre ulteriori modifiche, ma senza correggere gli insiemi alterati di cromosomi.

Quale sarà l'insieme cromosomico di cellule di un individuo sviluppato da questo zigote? Indovina che fenotipo potrebbe avere questo individuo?

Risposta: Mosaicismo del cariotipo: 45,X / 46,XY (abbreviato in X0/XY) in proporzioni approssimativamente uguali. Le varianti fenotipiche in questo tipo di mosaicismo - 45,X / 46,XY sono diverse. Un tale individuo può essere esteriormente sia maschio che femmina. Casi di ermafroditismo sono descritti in individui con mosaicismo 45,X / 46,XY, quando il corpo era esternamente femminile, ma sul lato destro è stato trovato un testicolo (testicolo), sopra la vagina - il pene e l'apertura uretrale.

1) Quali funzioni svolge il cromosoma?

2) Che cos'è un gene?

3) Il cariotipo della Drosophila ha 8 cromosomi. Quanti cromosomi ci sono nelle cellule sessuali e quanti nelle cellule non sessuali?

GENI E CROMOSOMI

Le cellule degli organismi viventi contengono materiale genetico sotto forma di molecole giganti chiamate acidi nucleici. Con il loro aiuto, le informazioni genetiche vengono trasmesse di generazione in generazione. Inoltre, regolano la maggior parte dei processi cellulari controllando la sintesi proteica.

Esistono due tipi di acidi nucleici: DNA e RNA. Sono costituiti da nucleotidi, la cui alternanza consente di codificare informazioni ereditarie su un'ampia varietà di caratteristiche degli organismi. tipi diversi. Il DNA è "impacchettato" nei cromosomi. Trasporta informazioni sulla struttura di tutte le proteine ​​che funzionano nella cellula. L'RNA controlla i processi che traducono il codice genetico del DNA, che è una sequenza specifica di nucleotidi, in proteine.

Un gene è una sezione di una molecola di DNA che codifica per una specifica proteina. I cambiamenti ereditari nei geni, espressi nella sostituzione, perdita o riarrangiamento dei nucleotidi, sono chiamati mutazioni geniche. Come risultato delle mutazioni, possono verificarsi cambiamenti sia benefici che dannosi nei tratti di un organismo.

I cromosomi sono strutture filiformi che si trovano nei nuclei di tutte le cellule. Sono costituiti da una molecola di DNA e una proteina. Ogni tipo di organismo ha il proprio numero e forma specifici di cromosomi. L'insieme dei cromosomi caratteristici di una particolare specie è chiamato cariotipo.

Studi sui cariotipi di vari organismi hanno dimostrato che le loro cellule possono contenere doppie e singole serie di cromosomi. Un doppio insieme di cromosomi è sempre costituito da cromosomi accoppiati, identici per dimensioni, forma e natura delle informazioni ereditarie. I cromosomi accoppiati sono chiamati omologhi. Quindi, tutte le cellule umane non sessuali contengono 23 paia di cromosomi, cioè 46 cromosomi sono presentati come 23 coppie.

Alcune cellule possono avere un singolo set di cromosomi. Ad esempio, nelle cellule germinali degli animali non ci sono cromosomi accoppiati, non ci sono cromosomi omologhi, ma ce ne sono di non omologhi.

Ogni cromosoma contiene migliaia di geni, memorizza una certa parte di informazioni ereditarie. Le mutazioni che modificano la struttura di un cromosoma sono chiamate mutazioni cromosomiche. La divergenza errata dei cromosomi durante la formazione delle cellule germinali può portare a gravi malattie ereditarie. Quindi, ad esempio, a seguito di una tale mutazione genomica come l'apparizione in ciascuna cellula umana di 47 cromosomi invece di 46, si verifica la malattia di Down.

Pagina corrente: 3 (il libro totale ha 24 pagine) [estratto di lettura accessibile: 16 pagine]

Font:

100% +

§ 7. Struttura cellulare del corpo

1 . Qual è la struttura di una cellula animale?

2. Qual è la funzione dei cromosomi?

3. Come avviene la divisione cellulare?

Ambiente esterno ed interno del corpo. L'ambiente esterno è quello in cui si trova l'organismo. Una persona vive in un ambiente gassoso, ma può essere temporaneamente nell'acqua, ad esempio, durante il bagno.

L'ambiente interno del corpo è chiamato l'ambiente che è all'interno del corpo: è separato dall'ambiente esterno dai gusci del corpo (pelle, mucose). Contiene tutte le cellule del corpo. È liquido, ha una certa composizione salina e una temperatura costante. Si noti che il contenuto del canale digerente, delle vie urinarie e respiratorie non si applica all'ambiente interno. Solo lo strato esterno cheratinizzato della pelle, costituito da cellule morte, e alcune membrane mucose confinano con l'ambiente esterno. Proteggono le cellule più profonde dalle condizioni esterne. Attraverso l'ambiente interno, le cellule del corpo umano vengono rifornite di tutto il necessario e attraverso di esso vengono rimosse le sostanze formate nel corso della loro attività vitale.

Riso. 12. Cellula al microscopio elettronico: 1 - citoplasma; 2- membrana cellulare; 3 - nucleo; 4 - nucleolo; 5 - involucro nucleare; 6 - membrane del reticolo endoplasmatico; 7 - ribosomi; 8 - mitocondrio; 9 - centro cellulare; 10 - lisosoma

Struttura cellulare. Nella forma, nella struttura e nella funzione, le cellule sono estremamente diverse, ma nella struttura sono simili. Ogni cellula è separata dalle altre da una membrana cellulare. La stragrande maggioranza delle cellule ha un citoplasma e un nucleo (Fig. 12).

La struttura e le funzioni del nucleo. Il nucleo è separato dal citoplasma dall'involucro nucleare. In esso puoi trovare il nucleolo, il sito di assemblaggio dei ribosomi, gli organelli più importanti della cellula.

Il nucleo contiene cromosomi, che sono basati su molecole di DNA. Tutte le informazioni ereditarie dell'organismo sono codificate in queste molecole.

Vengono chiamati i segmenti di molecole di DNA responsabili della sintesi di una particolare proteina geni. Ogni cromosoma contiene centinaia e migliaia di geni. I cromosomi possono essere osservati al microscopio solo durante la divisione cellulare: in altri periodi non sono visibili. Controllando la formazione delle proteine, i geni controllano l'intera catena di complesse reazioni biochimiche nel corpo e quindi ne determinano le caratteristiche. Le cellule umane ordinarie contengono 46 cromosomi ciascuna, nelle cellule germinali (uova e spermatozoi) 23 cromosomi ciascuna (mezzo set).

La membrana esterna e gli organelli della cellula. La membrana cellulare esterna è facilmente permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre. Questa permeabilità selettiva della membrana cellulare è chiamata semipermeabilità. Attraverso la membrana cellulare, la cellula riceve acqua, sostanze nutritive, ossigeno, ioni e i prodotti del metabolismo cellulare vengono rimossi attraverso di essa. La membrana cellulare fornisce anche l'interazione della cellula con l'ambiente e con altre cellule. Si chiamano strutture cellulari permanenti, ognuna delle quali svolge le proprie funzioni specifiche organelli o organelli. Nella cellula, svolgono lo stesso ruolo degli organi del corpo.

Riso. 13. Reticolo endoplasmatico - il sistema di trasporto della cellula (microfoto)

Anche lo spazio all'interno della cellula è diviso da membrane. Si formano reticolo endoplasmatico- una rete di tubuli, contenitori, cavità (Fig. 13). Il reticolo endoplasmatico è una specie di sistema di trasporto attraverso il quale le sostanze sintetizzate dalla cellula si muovono all'interno della cellula. Grazie ad esso, viene mantenuta una comunicazione bidirezionale tra il nucleo e il citoplasma, nonché tra vari organelli della cellula.

localizzato sulle membrane del reticolo endoplasmatico ribosoma, fornendo la biosintesi di proteine ​​specifiche di una determinata cellula. La composizione e la struttura di queste proteine ​​sono determinate dai geni. Una molecola speciale, l'RNA messaggero, funge da intermediario che trasmette informazioni sulla struttura di una proteina da un gene a un ribosoma.

Mitocondri partecipare all'ossidazione biologica delle sostanze, grazie alla quale l'energia necessaria per la vita delle cellule viene rilasciata e accumulata. Queste formazioni a due membrane, appena visibili al microscopio ottico, sono chiamate stazioni energetiche della cellula (Fig. 14).

A causa dell'ossidazione biologica, le sostanze organiche complesse si decompongono e l'energia rilasciata in questo caso viene utilizzata dalle cellule per la contrazione muscolare, la generazione di calore e la sintesi di sostanze necessarie per la formazione delle strutture cellulari.

Vicino al nucleo nella cellula si trova apparato del golgi, che è una pila di serbatoi piatti. Le sostanze sintetizzate nella cellula entrano nell'apparato del Golgi, dove subiscono ulteriori trasformazioni biochimiche, vengono stipate in vescicole di membrana e trasferite in quei punti della cellula dove sono necessarie, oppure trasportate alla membrana cellulare ed escono dalla cellula. Inoltre, l'apparato di Golgi forma lisosomi.

Riso. 14. Mitocondri: la stazione energetica della cellula (micrografia)

lisosomi- si tratta di piccole vescicole di membrana che contengono sostanze biologicamente attive - enzimi necessari per la digestione nutrienti. Le molecole complesse che entrano nella cellula vengono scomposte nei lisosomi in quelle più semplici. Inoltre, i lisosomi possono distruggere le strutture della cellula stessa durante l'invecchiamento o durante lo sviluppo embrionale, quando i tessuti vengono sostituiti.

Un organoide obbligatorio di una cellula animale, e quindi una cellula del corpo umano, lo è centro cellulare, composto da due centrioli. Questi piccoli corpi cilindrici si trovano vicino al nucleo ad angolo retto tra loro. Il centro cellulare svolge un ruolo importante nella divisione cellulare: la crescita del fuso di divisione inizia dai centrioli.

Relazione tra volume e superficie cellulare. La dimensione delle cellule è limitata, poiché con un aumento del volume e della massa della cellula, la sua superficie relativa diminuisce e la cellula non può più ricevere la quantità richiesta di nutrienti ed espellere completamente i prodotti di decadimento. Pertanto, dopo aver raggiunto una certa dimensione, smette di aumentare di volume.

divisione cellulare- un processo complesso (Fig. 15). In preparazione alla divisione, ogni molecola di DNA raddoppia. Di conseguenza, nel cromosoma appare una coppia di molecole di DNA identiche, che poi diventano cromosomi indipendenti delle cellule figlie.

Prima della divisione, il nucleo si gonfia e aumenta di dimensioni. I cromosomi sono attorcigliati a spirale e diventano visibili al microscopio ottico. L'involucro nucleare scompare. I centrioli del centro cellulare si raddoppiano, divergono ai poli opposti della cellula e tra di loro si formano fibre del fuso.

Nella successiva fase di divisione, i cromosomi si allineano sul piano equatoriale della cellula. Le molecole di DNA accoppiate di ciascun cromosoma sono attaccate ai fili del fuso di divisione. Presto, i fili del fuso di fissione iniziano a tirare le molecole di DNA accoppiate ai poli opposti. Si formano due nuovi set, costituiti dagli stessi cromosomi e, quindi, dagli stessi geni. I cromosomi delle cellule figlie formano palline. Intorno a loro viene sintetizzato un involucro nucleare, si forma un nucleo. I cromosomi attorcigliati in un'elica sono completamente districati e cessano di essere visibili. Contemporaneamente alla divergenza dei cromosomi, gli organelli sono distribuiti approssimativamente uniformemente su due poli. La membrana cellulare si gonfia quindi verso l'interno e il citoplasma della cellula si divide per costrizione. Si formano due cellule figlie.

Riso. 15. Divisione cellulare: 1 - cella (tra le divisioni) a riposo; 2, 3, 4 - la formazione di cromosomi visibili al microscopio ottico, la loro posizione sul piano equatoriale della cellula; 5 - divergenza di cromosomi; 6 - la formazione di due nuclei figli, l'inizio della divisione del citoplasma; 7 - la formazione di due cellule figlie

Vitalità cellulare. Ogni cellula del corpo umano ha un lavoro specifico da svolgere. Nonostante l'enorme diversità, le caratteristiche comuni sono caratteristiche di tutte le cellule.

Metabolismo ed energia. Una delle principali proprietà della cellula è la capacità di metabolismo ed energia. Dai nutrienti che entrano nella cellula si formano sostanze complesse (caratteristiche per ogni tipo di cellula), si formano strutture cellulari. Parallelamente alla formazione di nuove sostanze, ci sono processi di ossidazione biologica delle sostanze organiche: proteine, grassi, carboidrati. In questo caso viene rilasciata l'energia necessaria alla vita della cellula. Come risultato del lavoro attivo in una cellula vivente, i prodotti di scarto vengono costantemente generati. I prodotti di decadimento vengono rimossi dalla cellula e quindi dal corpo.

La sintesi e la decomposizione delle sostanze si verificano a causa dell'azione enzimi. Questi sono catalizzatori biologici di natura proteica, che accelerano il flusso molte volte. processi chimici. Ogni enzima agisce solo su determinati composti. Sono chiamati substrato di questo enzima.

Gli enzimi sono prodotti sia nelle cellule vegetali che in quelle animali. A volte le loro azioni sono simili. Quindi, l'enzima catalasi, che si trova nelle cellule della parete della cavità orale, nei muscoli, nel fegato, è in grado di abbattere il perossido di idrogeno, un composto nocivo che si forma nel corpo.

Facciamo un esperimento. Versare il perossido di idrogeno in un becher e far cadere pezzi di tubero di patata tritato finemente. Il liquido schiume a causa della formazione di bolle di ossigeno: il perossido di idrogeno velenoso si decompone in ossigeno e acqua innocui.

Gli enzimi agiscono sia all'interno che all'esterno delle cellule. Quando vengono bollite, le proteine ​​vengono distrutte, quindi gli enzimi perdono la loro attività. Anche alcune sostanze chimiche, come i sali dei metalli pesanti, li mettono fuori uso. (Se fai bollire le patate, non ci sarà alcuna reazione di decomposizione del perossido di idrogeno.)

Crescita e sviluppo della cellula. Nel processo della vita, si verifica la crescita e lo sviluppo delle cellule. Rostom chiamato un aumento delle dimensioni e della massa della cellula, e sviluppo cellule - i suoi cambiamenti legati all'età, compreso il raggiungimento della sua capacità di svolgere pienamente le sue funzioni. Ad esempio, affinché una cellula ossea sia in grado di creare una sostanza ossea dura e durevole, deve maturare.

Riposo ed eccitazione delle cellule. Le cellule possono essere in uno stato riposo o capace Risveglio.

Quando è eccitata, la cellula è inclusa nel lavoro e svolge le sue funzioni. Di solito è associato il passaggio all'eccitazione irritazione. Quindi, in risposta all'irritazione, una cellula nervosa genera impulsi nervosi; la cellula muscolare si contrae e la cellula ghiandolare secerne un segreto.

Pertanto, l'irritazione è il processo di influenza della cellula. Può essere meccanico, elettrico, termico, chimico, ecc. In risposta all'irritazione, la cellula passa da uno stato di riposo a uno stato di eccitazione, cioè lavoro attivo.

La capacità di una cellula di rispondere a uno stimolo reazione specifica chiamato eccitabilità. Le cellule muscolari e nervose sono le più eccitabili.

MEMBRANA CELLULARE, NUCLEO, CITOPLASMA, CROMOSOMI, GENI, ORGANOIDI, RETE ENDOPLASMATICA, RIBOSOMI, MITOCONDRI, APPARATO DEL GOLGI, LISOSOMI, CENTRIOLI, DIVISIONE, METABOLISMO E METABOLISMO ENERGETICO, CRESCITA, SVILUPPO, RIPOSO, ECCITAZIONE.

Domande

1. Quali funzioni svolge la membrana cellulare?

2. Quali sono le funzioni del nucleo e del nucleolo?

3. Quanti cromosomi hanno le cellule germinali umane - sperma e uovo? Perché pensi che il numero di cromosomi nelle cellule sessuali sia la metà di quello nelle cellule del corpo?

4. Assegna un nome ai principali organelli della cellula.

5. Quali processi vitali sono caratteristici della maggior parte delle cellule del corpo umano?

6. Quali organelli, caratteristici delle cellule di altri organismi, sono assenti nelle cellule umane? Quali sono queste differenze?

7. Spiegare la differenza tra crescita e sviluppo cellulare.

Compiti

1. Confronta l'ambiente esterno e interno del corpo umano. Quali sono le loro somiglianze e differenze?

2. Gli enzimi vengono talvolta aggiunti ai detersivi. Agiranno quando bolleranno il bucato e dopo? Spiega la risposta.

3. Crea e compila la tabella "Organelli di base e strutture cellulari: struttura e funzioni".

§ 8. Tessuti

1. In quale tessuto sono costituite la pelle, le pareti del cavo orale, l'orecchio e la cartilagine nasale?

Formazione di tessuti. All'inizio della divisione, tutte le cellule dell'embrione in via di sviluppo sono le stesse, ma poi si verifica la loro specializzazione. Alcuni di loro secernono sostanza intercellulare. Vengono chiamati gruppi di cellule e sostanza intercellulare aventi struttura e origine simili, che svolgono funzioni comuni tessuti. Ogni organo è costituito da diversi tessuti, ma uno di essi, di regola, predomina.

Nel corpo degli animali e dell'uomo si distinguono quattro gruppi principali di tessuti: epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso. Nei muscoli, ad esempio, predomina il tessuto muscolare, ma insieme ad esso ci sono sia i tessuti connettivi che quelli nervosi. Il tessuto può essere costituito sia dalle stesse cellule che da cellule diverse.

La sostanza intercellulare può essere omogenea o comprendere varie formazioni strutturali, ad esempio sotto forma di fasci di fibre che conferiscono ai tessuti elasticità e resilienza.

Tessuti epiteliali (tegumentari).(Fig. 16) formano gli strati esterni della pelle (epidermide), rivestono la superficie interna dei vasi sanguigni, delle vie respiratorie e degli ureteri. I tessuti epiteliali comprendono anche il tessuto ghiandolare che produce vari segreti (sudore, saliva, succo gastrico, succo pancreatico).

Riso. 16. Tessuti epiteliali: A - epitelio squamoso; B - epitelio cubico; B - epitelio ciliato; D - epitelio cilindrico che riveste i tubuli del rene, in cui si forma l'urina secondaria

La varietà di funzioni ha portato a una significativa diversità di tessuti epiteliali. Tuttavia, hanno tutti una serie di proprietà comuni. Le loro cellule sono disposte in file ravvicinate in uno o più strati, hanno una piccola quantità di sostanza intercellulare, possono essere staccate e sostituite da nuove. I tessuti epiteliali hanno un'elevata capacità di rigenerarsi (recupero). A causa della varietà di funzioni, la struttura delle cellule dei tessuti epiteliali varia. Quindi, l'epitelio ciliato delle vie respiratorie ha ciglia, con l'aiuto delle quali viene rimossa la polvere che si è depositata sulla superficie umida della trachea e dei bronchi. Le cellule epiteliali dello stomaco sono in grado di accumulare un segreto nel citoplasma. Quindi vengono respinti, entrano nella cavità dello stomaco e lì vengono distrutti, rilasciando enzimi digestivi.

Tessuti connettivi. Questi tessuti sono ancora più diversi (Fig. 17). Questi includono tessuti di supporto - cartilagine e ossa; tessuti liquidi - sangue e linfa, tessuto fibroso lasso che riempie lo spazio tra gli organi, accompagnando vasi sanguigni e nervi; il tessuto adiposo; tessuto fibroso denso che fa parte dei tendini e dei legamenti.

Riso. 17. Tessuti connettivi: A - cartilagine: 1 - sostanza non cellulare; 2 - celle; B - osso: 1 - cellule ossee; 2 - sostanza non cellulare sotto forma di placche (le loro file sono rivestite da cavità in cui passano vasi e nervi; le placche ossee sono disposte su più file, radialmente, le cellule si trovano lungo il loro perimetro): B - tessuto adiposo: 1 - cellule; 2 - fibre elastiche; G - tessuto connettivo lasso: 1 - cellule; 2 - fibre di collagene; 3 - fibre elastiche

Tutti questi diversi tessuti hanno un'elevata capacità di rigenerarsi e avere caratteristica comune- la presenza di una sostanza intercellulare ben sviluppata che determina le proprietà meccaniche del tessuto. Nel tessuto osseo è duro e forte; nella cartilagine è forte ed elastico. Nel sangue è liquido, poiché svolge una funzione di trasporto.

Il tessuto connettivo si trova nelle membrane degli organi che devono essere fortemente allungati: nell'utero, nello stomaco, nei vasi sanguigni, ecc. Grazie al tessuto connettivo, la pelle può muoversi rispetto ai muscoli e alle ossa a cui è attaccata.

Nel tessuto connettivo sono presenti cellule in grado di combattere i microrganismi e, in caso di danneggiamento del tessuto principale di qualsiasi organo, questo tessuto è in grado di sostituire gli elementi perduti. Quindi, le cicatrici formate dopo le lesioni sono costituite da tessuto connettivo. È vero, non può svolgere le funzioni del tessuto che il tessuto connettivo ha sostituito.

Tipi di tessuto muscolare. Esistono tre tipi di tessuto muscolare: liscio, scheletrico striato (Fig. 18) e cardiaco striato. Proprietà generali di tutti i tessuti muscolari - eccitabilità e contrattilità. Il tessuto muscolare si contrae in risposta alla stimolazione. Grazie alla riduzione, vengono eseguiti tutti i movimenti umani e il lavoro dei suoi organi interni.

Liscio il tessuto muscolare è costituito da cellule a forma di fuso con un nucleo a forma di bastoncello. Questo tessuto fa parte delle pareti dei vasi sanguigni e degli organi interni, come lo stomaco, l'intestino, i bronchi, cioè gli organi che lavorano contro la nostra volontà, automaticamente. Con l'aiuto della muscolatura liscia, le dimensioni della pupilla, la curvatura della lente dell'occhio, ecc., cambiano.

I muscoli lisci si contraggono lentamente, ma possono rimanere in uno stato di contrazione per molto tempo.

scheletrico striato il tessuto muscolare forma muscoli scheletrici, che si contraggono volontariamente, cioè su nostra richiesta. La contrazione si verifica quando gli impulsi elettrici provenienti dalle parti corrispondenti del sistema nervoso arrivano al muscolo. I muscoli scheletrici sono in grado di contrarsi rapidamente, ma è difficile per loro rimanere a lungo in uno stato contratto. Il tessuto muscolare striato è costituito da lunghe fibre multinucleate. I nuclei della fibra muscolare si trovano solitamente sotto la membrana esterna. La parte centrale della fibra muscolare è occupata da filamenti contrattili - miofibrille. Sono costituiti da piastre alternate di proteine ​​di diversa densità (actina e miosina), quindi, al microscopio ottico, appaiono striate (striate).

Riso. 18. Tessuti muscolari: A - lisci; B - scheletrico striato

cardiaco striato anche il tessuto muscolare è costituito da fibre muscolari, ma hanno una serie di caratteristiche. Le fibre muscolari cardiache sono una catena di cellule muscolari speciali: i miociti. Queste celle sono interconnesse da contatti speciali. A causa di questa struttura, l'eccitazione che si è formata in un punto copre rapidamente l'intero tessuto muscolare coinvolto nella contrazione.

tessuto nervoso. Questo tessuto è costituito da due tipi di cellule: cellule nervose proprie - neuroni e cellule di supporto neuroglia.

Caratteristica dei neuroni - alta eccitabilità e conducibilità. Ricevono segnali dall'ambiente esterno e interno del corpo, li conducono e li elaborano, il che è necessario per controllare il lavoro degli organi. I neuroni sono assemblati in circuiti molto complessi che garantiscono la ricezione, l'elaborazione, l'archiviazione e l'uso delle informazioni (Fig. 19).

Numerose cellule neurogliali situate tra i neuroni svolgono funzioni di servizio in relazione ad essi: protettive e di supporto, nutrizionali ed elettricamente isolanti. Riempiendo lo spazio tra le cellule nervose, le cellule gliali le proteggono dagli shock meccanici. Altre cellule gliali svolgono una funzione di barriera, passando solo sostanze rigorosamente definite dal sangue ai neuroni.

Riso. 19. Cellule nervose (rete di neuroni) (micrografia)

Neurone consiste in un corpo e processi (Fig. 20). Il corpo del neurone contiene il nucleo e i principali organelli cellulari. I processi di un neurone differiscono per struttura, forma e funzione.

dendrite- un processo che trasmette l'eccitazione al corpo del neurone. Molto spesso, un neurone ha diversi dendriti ramificati corti. Tuttavia, ci sono neuroni che hanno un solo dendrite lungo.

assone- questo è un lungo processo che trasmette informazioni dal corpo di un neurone al neurone successivo o all'organo di lavoro. Ogni neurone ha un solo assone. L'assone si ramifica solo alla fine, formando brevi rami - terminali.

Si formano lunghi processi di neuroni ricoperti da membrane protettive fibre nervose.

Riso. 20. La struttura di un neurone: A - neurone: 1 - il nucleo situato nel corpo del neurone; 2 - dendriti; 3 - assone; 4 - sinapsi; 5 - fibre del muscolo striato; B - sinapsi (allargata): 6 - la fine dell'assone del neurone che trasmette informazioni; 7 - una cellula che percepisce le informazioni; 8 - vescicole con una sostanza biologicamente attiva; 9 - mitocondri

Vengono chiamati i punti di contatto tra i singoli neuroni o tra i neuroni e le cellule che controllano sinapsi(Fig. 20, B).

Nell'estremità espansa dell'assone in speciali vescicole - vescicole c'è una sostanza biologicamente attiva dal gruppo di neurotrasmettitori. Quando l'impulso nervoso che si propaga lungo l'assone raggiunge la sua fine, le vescicole si avvicinano alla membrana, sono incorporate in essa e le molecole del mediatore vengono espulse nella fessura sinaptica. Queste sostanze chimiche agiscono sulla membrana di un'altra cellula e in questo modo trasmettono informazioni al successivo neurone o cellula dell'organo controllato. Il neurotrasmettitore può attivare la cellula successiva provocandola eccitazione. Tuttavia, ci sono mediatori che portano all'inibizione del neurone successivo. Questo processo è chiamato frenata. L'eccitazione e l'inibizione sono i processi più importanti che si verificano nel sistema nervoso. È proprio grazie all'equilibrio di questi due processi opposti che in ogni momento gli impulsi nervosi possono manifestarsi solo in un gruppo di cellule nervose rigorosamente definito. La nostra attenzione, la capacità di concentrarsi su una determinata attività, è possibile grazie ai neuroni che tagliano le informazioni ridondanti. Senza di loro, il nostro sistema nervoso sarebbe sovraccaricato molto rapidamente e non potrebbe funzionare normalmente.

Le cellule che ricevono informazioni di solito hanno molte sinapsi. Attraverso uno di essi ricevono segnali attivatori, attraverso altri - inibitori. Tutti questi segnali vengono sommati, seguiti da un cambiamento nel lavoro.

In base alle loro funzioni, tutti i neuroni possono essere divisi in tre gruppi: sensibili, intercalari ed esecutivi. Neuroni sensoriali- Queste sono cellule nervose che sono "all'ingresso" del sistema nervoso. Percepiscono le informazioni dall'ambiente esterno e interno. "All'uscita" del sistema nervoso si trovano neuroni esecutivi. Questo gruppo comprende i motoneuroni che controllano i muscoli (lisci e striati) e i neuroni secretori che trasmettono gli impulsi nervosi alle ghiandole. interneuroni elaborare tutte le informazioni ricevute e fornire una connessione tra i neuroni sensibili ed esecutivi.

TESSUTO: EPITELIALE, CONNETTIVO, MUSCOLARE, NERVOSO; NEURONI, DENDRITI, AXON, NEUROGLIA, FIBRA NERVOSA, SYNAPSE.

Domande

1. Cosa si chiama tessuto?

2. Quali tessuti conosci? Redigere e compilare la tabella "Diversità dei tessuti".

3. In cosa differiscono i tessuti connettivi da quelli epiteliali?

4. Quali tipi di tessuto epiteliale e connettivo conosci?

5. Quali proprietà hanno le cellule del tessuto muscolare: lisce, scheletriche, cardiache?

6. Quali funzioni svolgono le cellule neurogliali?

7. Qual è la struttura e le proprietà dei neuroni?

8. Confronta dendriti e assoni. Quali sono le loro somiglianze e quali sono le differenze fondamentali?

9. Che cos'è una sinapsi? Raccontaci i principi del suo lavoro.

Compiti

1. Cerca le cicatrici sulla tua pelle o sui tuoi amici. Determina di che tessuto sono fatti. Spiega perché non si abbronzano e differiscono nella struttura dalle aree sane della pelle.

2. Osservare al microscopio campioni di tessuto epiteliale e connettivo. Usando le figure 16 e 17, racconta la loro struttura.

3. Nella Figura 20, trova il corpo del neurone, il nucleo, i dendriti e l'assone. Determina in quale direzione gli impulsi nervosi andranno lungo i processi se la cellula è eccitata.

4. È noto che le cavità toracica e addominale sono separate da un diaframma coinvolto nella respirazione. È costituito da muscoli lisci o striati? Trattieni il respiro, inspira ed espira in modo casuale e rispondi a questa domanda.

5. Esistono molte classificazioni di neuroni. Alcuni di loro li conosci già. Utilizzando ulteriori fonti di informazione, suggerisci classificazioni diverse da quelle presentate nel libro di testo.

2. Set cromosomico della cellula

I cromosomi svolgono un ruolo importante nel ciclo cellulare. cromosomi- portatori di informazioni ereditarie della cellula e dell'organismo contenute nel nucleo. Non solo regolano tutti i processi metabolici nella cellula, ma assicurano anche il trasferimento di informazioni ereditarie da una generazione di cellule e organismi a un'altra. Il numero di cromosomi corrisponde al numero di molecole di DNA nella cellula. L'aumento del numero di molti organelli non richiede un controllo preciso. Durante la divisione, l'intero contenuto della cellula viene distribuito più o meno uniformemente tra le due cellule figlie. Fanno eccezione i cromosomi e le molecole di DNA: devono essere raddoppiati e distribuiti esattamente tra le cellule neoformate.

La struttura dei cromosomi

Lo studio dei cromosomi delle cellule eucariotiche ha mostrato che sono costituiti da DNA e molecole proteiche. Viene chiamato il complesso DNA-proteina cromatina. Una cellula procariotica contiene solo una molecola di DNA circolare che non è associata alle proteine. Pertanto, a rigor di termini, non può essere chiamato cromosoma. Questo è un nucleoide.

Se fosse possibile allungare il filamento di DNA di ciascun cromosoma, la sua lunghezza supererebbe significativamente la dimensione del nucleo. Un ruolo importante nel confezionamento di gigantesche molecole di DNA è svolto dalle proteine ​​nucleari: gli istoni. Recenti studi sulla struttura dei cromosomi hanno dimostrato che ogni molecola di DNA è collegata a gruppi di proteine ​​nucleari, formando molte strutture ripetitive - nucleosoma(Fig. 2). I nucleosomi sono le unità strutturali della cromatina, sono densamente impacchettati e formano un'unica struttura sotto forma di un'elica spessa 36 nm.

Riso. 2. La struttura del cromosoma interfase: A - una fotografia elettronica dei fili della cromatina; B - nucleosoma, costituito da proteine ​​- istoni, attorno ai quali si trova una molecola di DNA attorcigliata a spirale

La maggior parte dei cromosomi nell'interfase sono allungati sotto forma di fili e contengono un gran numero di regioni despiralizzate, il che le rende praticamente invisibili in un microscopio ottico convenzionale. Come accennato in precedenza, prima della divisione cellulare, le molecole di DNA si raddoppiano e ogni cromosoma è costituito da due molecole di DNA che si sviluppano a spirale, si combinano con le proteine ​​e assumono forme chiare. Due molecole di DNA figlie sono imballate separatamente e si formano cromatidi fratelli. I cromatidi fratelli sono tenuti insieme dal centromero e formano un cromosoma. Centromero- questo è il sito di adesione di due cromatidi fratelli, che controlla il movimento dei cromosomi ai poli della cellula durante la divisione. I fili del fuso sono attaccati a questa parte dei cromosomi.

I singoli cromosomi differiscono solo durante la divisione cellulare, quando sono imballati il ​​più vicino possibile, si colorano bene e sono visibili al microscopio ottico. In questo momento, puoi determinare il loro numero nella cella, studia forma generale. Ogni cromosoma ha braccia cromosomiche e centromero. Esistono tre tipi di cromosomi in base alla posizione del centromero. uguale, diverso e a braccio singolo(Fig. 3).

Riso. 3. La struttura del cromosoma. A - diagramma della struttura del cromosoma: 1 - centromero; 2 - braccia cromosomiche; 3 - cromatidi fratelli; 4 - Molecole di DNA; 5 - componenti proteici; B - tipi di cromosomi: 1 - a braccia uguali; 2 - spalle diverse; 3 - braccio singolo

Insieme cromosomico di cellule

Le cellule di ogni organismo contengono un insieme specifico di cromosomi chiamati cariotipo. Ogni tipo di organismo ha il suo cariotipo. I cromosomi di ciascun cariotipo differiscono per forma, dimensione e insieme di informazioni genetiche.

Il cariotipo umano, ad esempio, è di 46 cromosomi, la mosca della frutta Drosophila - 8 cromosomi, una delle specie di frumento coltivate - 28. Il set cromosomico è strettamente specifico per ciascuna specie.

Gli studi sul cariotipo di vari organismi hanno dimostrato che le cellule possono contenere serie singole e doppie di cromosomi. doppio, o diploide(dal greco. diploo- doppio e eidos- specie), un insieme di cromosomi è caratterizzato dalla presenza di cromosomi accoppiati, che hanno le stesse dimensioni, forma e natura delle informazioni ereditarie. I cromosomi accoppiati sono chiamati omologo(dal greco. omosessuale- uguale, simile). Quindi, ad esempio, tutte le cellule somatiche umane contengono 23 paia di cromosomi, cioè 46 cromosomi sono presentati sotto forma di 23 paia. Nella Drosophila, 8 cromosomi formano 4 coppie. I cromosomi omologhi accoppiati hanno un aspetto molto simile. I loro centromeri si trovano negli stessi punti e i geni si trovano nella stessa sequenza.

Riso. 4. Set di cromosomi cellulari: A - piante di skerda, B - zanzara, C - Drosophila, D - umana. L'insieme dei cromosomi nella cellula germinale della Drosophila aploide

Alcune cellule o organismi possono avere un unico insieme di cromosomi chiamato aploide(dal greco. felice- singolo, semplice e eidos- Visualizza). I cromosomi accoppiati in questo caso sono assenti, cioè non ci sono cromosomi omologhi nella cellula. Ad esempio, nelle cellule delle piante inferiori - le alghe, l'insieme dei cromosomi è aploide, mentre nelle piante e negli animali superiori l'insieme dei cromosomi è diploide. Tuttavia, le cellule germinali di tutti gli organismi contengono sempre solo un insieme aploide di cromosomi.

L'insieme cromosomico di cellule di ciascun organismo e specie nel suo insieme è strettamente specifico ed è la sua caratteristica principale. Il set cromosomico è comunemente indicato come Lettera latina n. L'insieme diploide è rispettivamente indicato 2n, e l'aploide n. Il numero di molecole di DNA è indicato dalla lettera c. All'inizio dell'interfase, il numero di molecole di DNA corrisponde al numero di cromosomi e in una cellula diploide è uguale a 2c. Prima che inizi la divisione, la quantità di DNA raddoppia ed è uguale a 4c.

Domande per l'autocontrollo

1. Qual è la struttura del cromosoma interfase?

2. Perché è impossibile vedere i cromosomi al microscopio durante l'interfase?

3. Come è la quantità e aspetto esteriore cromosomi?

4. Assegna un nome alle parti principali del cromosoma.

5. Da quante molecole di DNA è costituito un cromosoma nel periodo presintetico dell'interfase e appena prima della divisione cellulare?

6. A causa di quale processo cambia il numero di molecole di DNA in una cellula?

7. Quali cromosomi sono chiamati omologhi?

8. Sulla base dell'insieme dei cromosomi della Drosophila, determinare i cromosomi a braccio uguale, a braccio diverso e a braccio singolo.

9. Cosa sono gli insiemi diploidi e aploidi di cromosomi? Come sono designati?

Dal libro La salute del tuo cane autore Baranov Anatoly

Assunzione del medicinale in una siringa Quando si aspira il medicinale in una siringa, è necessario prestare la massima attenzione. Ancora una volta, è necessario leggere la prescrizione del medico, controllare le iscrizioni sulla fiala, assicurarsi che la soluzione sia trasparente e non vi siano scaglie.La fiala può essere segata con una lima per unghie in

Dal libro L'ultimo libro dei fatti. Volume 1 [Astronomia e astrofisica. Geografia e altre scienze della terra. Biologia e Medicina] autore

Dal libro Test in Biologia. 6° grado l'autore Benuzh Elena

STRUTTURA CELLULARE DEGLI ORGANISMI STRUTTURA CELLULARE. DISPOSITIVI PER LO STUDIO DELLA STRUTTURA DELLA CELLA 1. Scegliere la risposta più corretta Una cella è: A. La più piccola particella di tutti gli esseri viventi. La particella più piccola di una pianta vivente B. Parte della pianta G. Unità creata artificialmente per

Dal libro Biologia [ Riferimento completo per prepararsi all'esame] autore Lerner Georgy Isaakovich

Dal libro Fuga dalla solitudine autore Panov Evgeny Nikolaevich

Dal libro L'ultimo libro dei fatti. Volume 1. Astronomia e astrofisica. Geografia e altre scienze della terra. Biologia e medicina autore Kondrashov Anatoly Pavlovich

Cellule di guardia Parlando del ruolo progressivo svolto dalle prime bozze della teoria cellulare, non si può fare a meno di dire che l'immagine di cellule "sovrane" da essa create è applicabile solo in misura limitata agli organismi degli animali superiori, sebbene anche qui il le cellule a volte portano

Dal libro Stop, chi guida? [Biologia del comportamento umano e di altri animali] autore Zhukov. Dmitry Anatolyevich

Cellule collettiviste e cellule singole Ci sono almeno due ragioni principali per la stretta cooperazione delle cellule che compongono un organismo multicellulare. In primo luogo, ogni singola cellula, essendo di per sé estremamente abile ed esecutiva

Dal libro Problemi di fame terapeutica. Studi clinici e sperimentali [tutte e quattro le parti!] autore Anokhin Petr Kuzmich

L'insieme dei cromosomi di un criminale può giustificare il suo crimine? Uno dei disturbi da parte dei cromosomi sessuali è un cromosoma Y in più nel cariotipo (un insieme di caratteristiche dei cromosomi caratteristici delle cellule del corpo di un organismo di una specie o dell'altra)

Dal libro The Power of Genes [bella come Monroe, intelligente come Einstein] autore Hengstschlager Markus

Stadio cromosomico della formazione del sesso Il sesso inizia a essere determinato al momento della fecondazione. Nei nuclei delle cellule umane, una coppia di cromosomi è diversa nei maschi e nelle femmine. Nelle donne, questa coppia al microscopio assomiglia a due lettere X e negli uomini assomiglia alle lettere XY. Di conseguenza, questi cromosomi e

Dal libro Geni e sviluppo del corpo autore Neifakh Aleksandr Aleksandrovich

Sull'effetto della fame alimentare completa a lungo termine sull'apparato cromosomico dei linfociti del sangue periferico KN GRINBERG, Yu, L. SHAPIRO, EA KIRILOVA, R. S. KUSHNIR (Mosca)

Dal libro L'evoluzione umana. Libro 1. Scimmie, ossa e geni autore Marco Aleksandr Vladimirovich

Lo stesso insieme di geni in persone diverse Bene, se non ha senso tracciare una certa malattia attraverso l'albero genealogico - allora cosa? Una risposta scientificamente motivata alla domanda su cosa sia esattamente collegato ai geni dà il risultato di un sorprendente esperimento della natura. Umano -

Dal libro I segreti dell'eredità umana autore Afonkin Sergey Yurievich

2. Cellule del sangue Il sistema ematopoietico è più complesso di altri sistemi con un continuo rinnovamento di cellule differenziate. In questo caso, non esiste una separazione spaziale così semplice di cellule staminali, cellule differenzianti e cellule che hanno raggiunto lo stadio terminale.

Dal libro Riproduzione di organismi autore Petrosova Renata Armenakovna

Eva mitocondriale e Adam del cromosoma Y nell'Eden africano L'analisi comparativa del DNA mitocondriale (mtDNA) e dei cromosomi Y degli esseri umani moderni ha dimostrato che tutta l'umanità moderna proviene da una piccola popolazione che visse nell'Africa orientale 160-200 mila anni

Dal libro dell'autore

Cellule immortali Nascita e morte sono spesso da noi percepite come due facce della stessa medaglia. Un fenomeno sarebbe inseparabile dall'altro. La nascita comporta inevitabilmente l'invecchiamento e la morte. Nel frattempo, questo non è del tutto vero. La cellula vivente come una specie di molecolare

Dal libro dell'autore

Kit di riparazione È chiaro che se le cellule non avessero protezione contro tali danni al DNA, molti geni sarebbero presto danneggiati in modo irreversibile, il che porterà inevitabilmente il corpo a una catastrofe completa. Non sorprende, quindi, che le cellule siano regolarmente e costantemente impegnate

Dal libro dell'autore

3. Divisione cellulare La capacità di dividersi è la proprietà più importante di una cellula. Come risultato della divisione, da una cellula nascono due nuove cellule. Una delle principali proprietà della vita - l'autoriproduzione - si manifesta già a livello cellulare. Il modo più comune per dividere

Ricorda dal libro di testo "Piante. batteri. Funghi e licheni”, processi che caratterizzano l'attività vitale della cellula. Qual è la struttura del nucleo cellulare? Cosa sono i cromosomi? Qual è la struttura di una molecola di DNA? Cos'è la replicazione del DNA?

Il periodo di vita di una cellula dal momento della sua comparsa alla morte è chiamato ciclo di vita della cellula o ciclo cellulare. Durante questo periodo si verificano la crescita, lo sviluppo e la riproduzione della cellula. La durata del ciclo cellulare in cellule diverse, anche nello stesso organismo, è diversa. Ad esempio, la durata di questo ciclo nelle cellule del tessuto epiteliale umano è di circa 10-15 ore e nelle cellule del fegato per un anno intero. Il ciclo cellulare è costituito da due intervalli di durata diversa: l'interfase e la divisione cellulare (Fig. 66).

Riso. 66. Ciclo di vita cellulare (ciclo cellulare): 1 - interfase; 2 - mitosi

Interfase. La parte del ciclo di vita cellulare compresa tra due divisioni successive è chiamata interfase (dal latino inter - tra e greco fase - aspetto). È caratterizzato da processi metabolici attivi, biosintesi di proteine, acidi nucleici, carboidrati e lipidi. Nell'interfase, ci sono processi associati all'attività vitale della cellula: dissimilazione e assimilazione. L'apporto di energia nella cellula aumenta a causa della sintesi di ATP. Tutti i tipi di RNA sono attivamente sintetizzati nel nucleo e i ribosomi si formano e si assemblano nel nucleolo. C'è una crescita intensiva della cellula, aumenta il numero di tutti i suoi organelli.

L'evento principale dell'interfase è la duplicazione del DNA: il suo auto-raddoppio. Ecco come la cellula si prepara alla divisione.

La durata dell'interfase dipende dal tipo di cellule e, in media, è almeno il 90% del tempo totale del ciclo cellulare. Dopo la fine dell'interfase, la cellula entra nella parte successiva del ciclo: la divisione.

La struttura dei cromosomi. I cromosomi svolgono un ruolo importante nel ciclo cellulare. Cromosoma - un complesso di molecole e proteine ​​​​di DNA spiralizzate (dal greco cromo - colore e somo - corpo). Non solo regolano tutti i processi metabolici nella cellula, ma assicurano anche il trasferimento di informazioni ereditarie da una generazione di cellule e organismi ad altre. Una cellula procariotica contiene solo una molecola di DNA circolare che non è associata alle proteine. Pertanto, non può essere chiamato un cromosoma.

Riso. 67. Fili di cromatina nell'interfase del ciclo di vita cellulare

La maggior parte dei cromosomi in interfase sono sotto forma di fili di cromatina, il che li rende praticamente invisibili (Fig. 67). Dopo la duplicazione, ogni cromosoma è costituito da due molecole di DNA che si sviluppano a spirale, si combinano con le proteine ​​e assumono forme distinte. Due molecole di DNA figlie sono imballate separatamente e formano cromatidi fratelli (dal greco chroma - colore ed eidos - aspetto). I cromatidi fratelli sono tenuti insieme e formano un cromosoma (Fig. 68). Il sito di adesione di due cromatidi fratelli è chiamato centromero (dal latino centrum - medio e meros - parte).

Riso. 68. Struttura cromosomica dopo la replicazione del DNA: 1 - centromero: 2 - bracci cromosomici; 3 - cromatidi fratelli; 4 - Molecola di DNA: 5 - proteina

È possibile studiare la forma e le dimensioni dei cromosomi, per stabilirne il numero in una cellula solo durante la divisione, quando sono al massimo a spirale, densamente impacchettati, ben colorati e visibili al microscopio ottico.

Insieme cromosomico di cellule. Le cellule di ogni organismo contengono un certo insieme di cromosomi, che è chiamato cariotipo (dal greco karyon - nucleo e tipos - campione, forma). Ogni tipo di organismo ha il suo cariotipo. I cromosomi dei cariotipi differiscono per forma, dimensione e insieme di informazioni genetiche. Il set cromosomico è strettamente individuale per ogni tipo di organismo. Quindi, il cariotipo umano è 23 paia di cromosomi (Fig. 69), la mosca della frutta Drosophila - 4 paia di cromosomi, uno dei tipi di grano - 14 paia.

Riso. 69. Insieme cromosomico di cellule umane: A - fotografia generale; B - 23 paia di cromosomi

Studi sui cariotipi di vari organismi hanno dimostrato che le loro cellule possono contenere doppie e singole serie di cromosomi.

Un doppio insieme di cromosomi è sempre costituito da cromosomi accoppiati, identici per dimensioni, forma e natura delle informazioni ereditarie. I cromosomi accoppiati sono chiamati omologhi (dal greco homos - lo stesso). Quindi, tutte le cellule umane non sessuali contengono 23 paia di cromosomi, cioè 46 cromosomi sono presentati sotto forma di 23 paia. Nella Drosophila, 8 cromosomi formano 4 coppie. I cromosomi omologhi accoppiati hanno un aspetto molto simile. I loro centromeri si trovano negli stessi punti e i geni si trovano nella stessa sequenza.

Alcune cellule possono avere un singolo set di cromosomi. Ad esempio, nelle cellule delle piante inferiori - alghe verdi unicellulari, l'insieme dei cromosomi è singolo, mentre nelle piante e negli animali superiori è doppio. Le cellule germinali animali hanno anche un singolo set di cromosomi. In questo caso, non ci sono cromosomi accoppiati, non ci sono cromosomi omologhi, ma ce ne sono di non omologhi. Pertanto, le cellule germinali umane contengono 23 cromosomi. Inoltre, l'insieme cromosomico delle cellule germinali maschili e femminili differisce nel 23° cromosoma. Assomiglia alla forma delle lettere latine X o Y. Negli spermatozoi può esserci un cromosoma X o Y. Le uova portano sempre il cromosoma X.

L'insieme cromosomico è generalmente indicato con la lettera latina n.Il doppio insieme è indicato rispettivamente con 2n e l'insieme singolo con n.

Esercizi appresi

1. Definire il ciclo di vita di una cellula (ciclo cellulare).
2. Cos'è l'inferfase? Qual è l'evento principale nell'interfase? Giustifica la risposta.
3. Da quante molecole di DNA è costituito un cromosoma all'inizio dell'interfase e prima della divisione cellulare?
4. Come vengono determinati il ​​numero e la forma dei cromosomi nei diversi tipi di organismi?
5. In che modo un doppio insieme di cromosomi è diverso da un singolo insieme?
6. Il cariotipo del coniglio ha 44 cromosomi. Quanti cromosomi ci sono in un coniglio nelle cellule non sessuali e quanti nelle cellule germinali?