Главная Фармакология Каких клетках эукариот локализованы молекулы днк. «Строение клеток эукариот. Нуклеиновые кислоты. Днк, её состав и структурная организация

Каких клетках эукариот локализованы молекулы днк. «Строение клеток эукариот. Нуклеиновые кислоты. Днк, её состав и структурная организация

В прокариотических клетках дезоксирибонуклеиновая кислота расположена в цитоплазматическом коллоидном («клеевидном») матриксе наряду с другими компонентами. Основное вещество содержит эту разновидность нуклеиновой кислоты, представленной двухцепочечной спиралью, в хромосомах. Иначе ее называют covalently closed circles ДНК (сокращенно – cccДНК).

Бактериальные хромосомы менее конденсированы. Они свободно плавают в матриксе цитоплазмы в пределах небольшой ядерной области — нуклеоида. Причем они свернуты в сверхспирализованные «клубочки». Если вытянуть одну из цепей в длину, то она окажется в 1000 раз больше размеров самой клетки! Она может быть обернута вокруг белка.

Макромолекулы бактерий как цитоплазматические включения покрыты гистоноподобными белками: H-NS, HU, JHF, FIS. Но плотность этой «оболочки» очень мала. Лишь у некоторых архей из группы эуархей есть нуклеосомы.

Размер бактериальной генетической макромолекулы колеблется от 600 тыс. (у микоплазмы — Mycoplasma) до 10 млн (для миксококков) пар нуклеотидов. Прокариоты гаплоидны. Их одинарные хромосомы имеют кольцевую или линейную (у трех видов: Borrelia, Streptomyces, Rhodococcus) форму.

Генетический материал в доядерных клетках представляет собой множество петель, исходящих из единого центра. Из-за отсутствия у нуклеоида оболочки эти домены проникают даже в периферическую цитоплазму. Эта особенность существенно влияет на процесс транскрипции.

Хромосомы прокариот прикрепляются к клеточной мембране. Они имеют достаточно много мест крепления:

oriC — «origin of the chromosome» — точканачаларепликации;
terC — «terminus of the chromosome» — точкаеезавершения;
репликационная вилка.

Места прикрепления делятся на постоянные и скользящие. Гены прокариот группируются в опероны. Объединяющими признаками являются сходство функций и единство промоторов. Последние – это совокупности нуклеотидов гена, при воздействии на которые запускается процесс транскрипции. Структурные гены занимают значительно больше места, чем регуляторные.

Некоторые сегменты «наследственных» молекул способны перемещаться внутри прокариотической клетки между генетическими локусами — это транспозоны. Выделяют два вида таких подвижных элементов:

IS-элементы — простейшие модули из генов транспозазы;
Tn-элементы — собственно транспозоны.

Первые перемещаются беспорядочно и чрезвычайно мобильны. Чем длиннее транспозон, тем он пассивнее. Генетические элементы прокариот – это не только хромосомы, транспозоны, но также плазмиды. Они представляют собой совершенно автономные внехромосомные молекулы. Нельзя путать транспозоны с плазмидами, т.к. первые не могут существовать независимо от хромосом.

Таким образом, особенности локализации наследственной информации прокариот связаны с отсутствием мембраны у нуклеоида, а также некоторых органоидов. Сегменты с наследственной информацией локализованы около ядерной области, а также «растянуты» по периферической цитоплазме.

Локализация ДНК в эукариотических клетках

Локализация молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты близ клеточного «центра» впервые была установлена Фельгеном с помощью реакции Шиффа ближе к середине ХХ века. Пространственно молекулы ДНК локализуются белками – гистонами. Такие комплексы называют нуклеосомами.

Хромосомы эукариот локализованы главным образом в ядрышке ядра, хотя оно и не имеет собственной мембраны. Молекулы объединены с хроматином. Если сравнить с доядерными организмами, то здесь генетические макромолекулы не представлены свободно перемещающимися в цитоплазме транспозонами, а также плазмидами. Зато у эукариотов наследственные молекулы есть в органеллах: митохондриях, пластидах.

Митохондриальная ДНК (сокращенно — мтДНК) составляет уже не ядерный геном, а цитоплазматический плазмон. Митохондрии есть у большинства эукариот: растений, грибов, животных. В цитоплазме они перемещаются туда, где возрастает энергетическая потребность.

Типы митохондрий:

молодые – протомитохондрии;
зрелые;
старые – постмитохондрии.

Носители наследственных признаков расположены в матриксе, ограниченном второй, внутренней мембраной. Иначе его называют розовым веществом. мтДНК имеет линейную и/или замкнутую кольцевую форму. Она намного меньше ядерной. Макси- и мини-кольца ДНК митохондрий могут объединяться в катенаны. Кодирующие последовательности митохондриального генома – это кодоны.

Если митохондрий несколько, то они имеют идентичные и уникальные типы макромолекул. мт-ДНК наследуется чаще всего по материнской линии. Существуют эукариоты с митохондриями, не содержащими генетических макромолекул — митосомами.

Митохондрии – это не единственные органеллы эукариот, имеющие собственный генетический аппарат. Геном пластид называют пластомом или плДНК. У этих полуавтономных органелл по аналогии с клеточными образованиями эукариот создаются опероны. Генетические носители находятся в пластидном матриксе – строме.

Обычно, говоря о пластидном геноме, имеют ввиду хлоропласты и их хлДНК. Но типов пластид гораздо больше:

Упрощенно особенности локализации ДНК у «предъядерных» и эукариотических организмов можно представить с помощью таблицы:

Генетические элементы найдены у неклеточных форм – вирусов. Их локализация и количество у разновидностей доядерных/ядерных наименьших единиц жизни весьма многообразны. Сходство прокариотических и эукариотических клеток свидетельствует о том, что это элементарные структурно-функциональные единицы живой материи, а также о единстве происхождения жизни на Земле. Имеющиеся же различия локализации макромолекул подтверждают эволюционную теорию.

Для бактерий и сине-зеленых водорослей, которых принято причислять к классу прокариот (то есть доядерных живых организмов), характерно наличие бактериальной хромосомы. Это условное название, за которым скрывается единственная кольцевая молекула ДНК. Она имеется у всех клеток прокариот, располагается непосредственно в цитоплазме, не имея защитной оболочки.

Как становится понятным из определения прокариот, основное качество их строения заключается в отсутствии ядра. Кольцевая молекула ДНК отвечает за сохранность и передачу всей информации, которая понадобится новой клетке, созданной в процессе деления. Структура цитоплазмы очень плотная и она неподвижна. В ней нет ряда органоидов, которые выполняют важные функции в клетках эукариот:

митохондрий,
лизосом,
эндоплазматической сети,
пластидов,
комплекса Гольджи.

В цитоплазме хаотично расположены рибосомы, которые «заняты» на производстве белков. Немаловажной является миссия по производству энергии. Ее синтез происходит в митохондриях, но строение бактерий исключает их наличие. Поэтому функцию данных органоидов взяла на себя именно цитоплазма.

В митохондриях имеется одна особенность, делающая их несколько схожими с бактериями, – в них хранится митохондриальная ДНК. Ее строение напоминает бактериальные хромосомы. ДНК в митохондриях собрана в отдельный кольцевой нуклеоид. Некоторые особо длинные органоиды могут содержать до десяти таких молекул. Когда в подобных митохондриях начинается процесс деления, то от них отделяется участок, содержащий в себе один нуклеоид. И в этом можно также найти сходство с бинарным делением бактерий.

Геном микроорганизмов

Процесс самовоспроизведения, во время которого происходит копирование важных данных из одного источника на другой, называют репликацией. Результатом этого действия (свойственного в том числе и для клеток бактерий) является создание себе подобной структуры. Участниками репликации (репликонами) у прокариотов считаются:

кольцевая молекула ДНК,
плазмиды.

Нуклеотиды ДНК у клеток бактерий расположены в определенной последовательности. Такое строение позволяет выстроить порядок аминокислот в белке. В каждом гене содержится уникальное число и расстановка нуклеотидов.

Все свойства и особенности прокариот определены их комплексом генов (генотипом). Если вести речь о микроорганизмах, то для них генотип и геном являются практически синонимами.

Фенотип является результатом взаимодействия совокупности генов и условий обитания. Он находится в зависимости от конкретных условий окружающей среды, но контролируется непосредственно генотипом. Это обусловлено тем, что все возможные изменения уже определены набором генов, составляющим участок кольцевой молекулы ДНК.

Генотип может меняться не только в зависимости от влияния окружающей среды. К его модификации могут приводить различные мутации или перестановки генов в строении молекулы ДНК. Исходя из этого, выделяют ненаследственную (средовую) изменчивость и наследственную (модификационную) форму изменений генотипа. Если нуклеотиды в кольцевой молекуле ДНК перестроились или были частично утеряны под воздействием мутации, то такое строение будет необратимым. А когда «виновником» изменений становятся факторы окружающей среды, то с их устранением исчезнут и вновь приобретенные качества.

Бактериальная хромосома

Кольцевая молекула ДНК в клетках различных представителей класса бактерий отличается по размерам. Но имеет схожее строение, как и функции, во всех случаях.

Бактериальная хромосома у прокариотов всегда одна.
Она находится в цитоплазме.
Если в клетках у эукариотов молекула ДНК имеет линейное строение и считается более длинной (в ней имеется до 1010 пар оснований), то у бактерий она замкнута в кольцо. И еще бактериальная хромосома прокариот короче (5106 пар оснований).
В одной кольцевой молекуле ДНК находится информация обо всех нужных функциях для жизнедеятельности бактерий. Эти гены можно поделить на 10 групп (по принципу процессов, которые они контролируют в клетке). Можно отобразить данную классификацию в виде таблицы.

Процессы жизнедеятельности в клетках прокариот	Число изученных генов, которые находятся в клетке бактерий и отвечают за определенные процессы
Доставка клетке различных соединений и питательных веществ	92
Проведение синтеза фосфолипидов, жирных и аминокислот, нуклеотидов, витаминов и других соединений	221
Организация работы аппарата по синтезу белков	164
Синтез оболочки	42
Расщепление сложных органических веществ и другие реакции для выработки энергии	138
Катаболизм (переработка, расщепление) макромолекул белков, углеводов и жиров	22
Способность направленного движения к полезным веществам и от раздражителя (хемотаксис), подвижность бактерий в целом	39
Выработка АТФ (универсальная форма химической энергии, присущая любой живой клетке). Как упоминалось ранее, данный процесс у эукариотов протекает в митохондриях и является для этих органоидов основным родом деятельности	15
Репликация нуклеиновых кислот, в том числе и генов	49
Иные гены, в том числе и с неизученными функциями	110

Вообще, одна хромосома способна нести в себе около 1000 известных генов.

Плазмиды

Еще одним репликоном прокариот являются плазмиды. У бактерий они представляют собой молекулы ДНК, имеющие строение в виде двух цепочек, замкнутых в кольцо. В отличие от бактериальной хромосомы они отвечают за кодирование тех «умений» бактерии, которые помогут ей выжить, если вдруг она окажется в неблагоприятных условиях для существования. Они могут автономно воспроизводить себя, поэтому в цитоплазме может быть несколько копий плазмид.

Трансмиссивные репликоны способны передаваться из одной клетки в другую. Они несут в своей кольцевой молекуле ДНК некоторые признаки, которые причисляют к категории фенотипических изменений:

выработка устойчивости к антибиотикам;
способность продуцировать колицины (белковые вещества, способные уничтожать микроорганизмы того же рода, что послужили источником их возникновения);
переработка сложных органических веществ;
синтез антибиотических веществ;
способность проникать в организм и вызывать заболевания;
возможность преодолевать защитные механизмы, размножаться и распространяться в организме;
умение вырабатывать токсины.

Последние три «навыка» называют факторами патогенности, знания о которых содержит в себе кольцевая молекула ДНК плазмид. Именно благодаря этим факторам болезнетворные бактерии становятся опасными для человеческого организма.

Таким образом, кольцевая молекула ДНК, имеющаяся у всех прокариот, одна несет в себе целый комплекс навыков, полезных для их выживания и жизнедеятельности.

Где в клетке распологаются молекулы ДНК и РНК? и получил лучший ответ

Ответ от Ђатьяна Шуплецова[мастер]
Молекулы ДНК в эукариотической клетке (например, животной клетке) расположены в ядре в виде конденсирванного гетерохроматина и деконденсированного эухроматина (с которого возможно считывание генетической информации) , а также часть молекул ДНК локализованы в митохондриях в виде кольцевой молекулы ДНК.
молекул РНК существует три вида: рРНК, тРНК, иРНК. .
рРНК (рибосомальная) локализуется первично в ядре.. где из нее свертываются субъединицы рибосом. . затем эти субъединицы выходят через ядерные поры в цитоплазму клетки. .
тРНК (транспортная) находятся в цитоплазме и служат для транспорта аминокислот, необходимых для синтеза полипептидной цепочки, к рибосомам. .
иРНК (информационная) образуется в ядре в результате транскрипции.. затем она выходит в цитоплазму и на нее садятся судъединицы рибосом с целью начать процесс трансляции, то есть синтеза самой полипептидной цепочки с матрицы иРНК.. .
Татьяна Шуплецова
Профи
(986)
к примеру я имела ввиду:)) ..просто в бактериальной клетке там по иному немного:)) нет ядра.. днк представлена кольцевой двухспиральной молекулой)

Ответ от 2 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Где в клетке распологаются молекулы ДНК и РНК?

Ответ от KILLER 47 [новичек]
спиралью в ядре клетки

Ответ от Olegr [гуру]
По углам

Ответ от Аид [гуру]
Живое содержимое клетки - протопласт - отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждый из органоидов клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.
h ttp://ru.wikipedia.org/wiki/Р¦РµРЅС‚СЂР°Р» СЊРЅР°СЏ_РґРѕРіРјР°_РјРѕР» РµРєСѓР» СЏСЂРЅРѕР№_Р±РёРѕР» РѕРіРёРё

Ответ от Елена Закамская [гуру]
В прокариотической клетке ДНК располагается непосредственно в цитоплазме в виде кольцевой молекулы, РНК - в цитоплазме.В эукариотических клетках ДНК располагается в ядре (входит в состав хромосом) , внеядерная ДНК в митохондриях и пластидах. Эти органеллы могут размножаться независимо от деления клетки. РНК находится там, где идет синтез белка, а именно - в цитоплазме, митохондриях и пластидах. А также в ядре во время транскрипции (мРНК) или при образовании молекул собственно рРНК и тРНК

Эукариоты имеют оформленное ядро, содержащее ДНК. Размер типичной эукариотической клетки, например, клетки печени человека, составляет в поперечнике ~ 25 мкм. Ее ядро, размером ~ 5 мкм в диаметре, содержит 46 хромосом, суммарная длина ДНК которых равна 2 м. Эукариоты содержат значительно больше ДНК, чем прокариоты. Так, клетки человека и других млекопитающих содержат в 600 раз больше ДНК, чем в Е.coli. Общая длина всей ДНК, выделенной из клеток организма взрослого человека, составляет ~ 2 х 10 13 м или 2 х 10 10 км, что превышает окружность земного шара (4 х 10 4 км) и расстояние от Земли до Солнца (1,44 х 10 8 км).

Разработка методов одномолекулярной локализующей микроскопии позволила добиться точности локализации нанометрового масштаба внутри ячеек, что позволило разрешить ультратонкую клеточную структуру и выяснение важнейших молекулярных механизмов. Разработка одномолекулярной локализующей микроскопии, в частности для изображений с высоким разрешением, позволила исследователям визуализировать биологические процессы, происходящие в масштабе ниже дифракционного предела. Полученные локализации впоследствии могут быть восстановлены в изображение пуантилиста с пространственным разрешением, более чем в 10 раз превышающим масштаб широкополосной микроскопии.

У эукариот ДНК находится в хромосомах. В клетках человека 46 хромосом (хроматид), которые организованы в 23 пары. Каждая хромосома эукариотической клетки содержит одну очень большую молекулу двухцепочечной ДНК, несущую набор генов. Совокупность генов клетки составляет ее геном. Гены – это участки ДНК, которые кодируют полипептидные цепи и РНК.

Применение одномолекулярной микроскопии для понимания явлений, не обладающих какой-либо упорядоченной структурой, в основном ограничивалось прокариотами, используя их физические размеры с помощью таких методов, как полная флуоресцентная микроскопия внутреннего отражения.

Частично это связано с отсутствием определенных методов преодоления проблем, связанных с большей глубиной резкости. Он предоставляет исследователям возможность выполнять сложные генетические эксперименты с относительной технической легкостью одноклеточного организма, будучи более тесно связанными с людьми, чем прокариот.

Молекулы ДНК в 46 хромосомах человека не одинаковы по размеру. Средняя длина хромосомы составляет 130 млн. пар оснований и имеет длину 5 см. Понятно, что уместить такой длины ДНК в ядре возможно только путем ее определенной упаковки. При образовании третичной структуры ДНК человека происходит в среднем уменьшение ее размеров в 100 тысяч раз.

Каждая лазерная линия отображала четвертьволновую пластину и фильтр нижних частот. Оба лазерных луча были расширены и коллимированы с помощью встроенного расширителя пучка, состоящего из двух совпадающих линз и соединенного с использованием дихроичного зеркала.

Для разделения сигнала флуоресценции от лазерного излучения использовалось многодиапазонное дихроичное зеркало, полосовой фильтр и длинный фильтр. После инкубации клетки затем промывали три раза и ресуспендировали в ледяном фосфатном забуференном физиологическом растворе . Непосредственно перед изображениями клетки помещали на 1% агарозную подушечку и зажаты между двумя озонированными покровными стеклами, которые затем были запечатаны парафиновым воском.

Упаковка ДНК в эукариотических хромосомах отличается от ее упаковки в прокариотических хромосомах. Эукариотические ДНК имеют не кольцевую, а линейную двухцепочечную структуру. Кроме того, третичная структура ДНК у эукариотических клеток отличается тем, что многократная спирализация ДНК сопровождается образованием комплексов с белками. ДНК эукариот содержит экзоны - участки, кодирующие полипептидные цепи, и интроны – некодирующие участки (выполняют регуляторную функцию).

Моделирование создает изображение путем случайного позиционирования молекул и моделирования флуоресцентных выбросов фотонов и диффузии молекул в течение определенного времени с использованием настроенных интервалов. Шаги моделирования были интегрированы в заданное время экспозиции, позволяя диффузионным молекулам перемещаться в пределах одного выходного кадра. Каждый пиксель подвергался пуассоновскому шуму. Фоновый шум, интенсивность флуорофора и параметры мигания моделировались в соответствии с экспериментальными значениями, наблюдаемыми в наших оптимизированных условиях визуализации.

Эукариотические хромосомы состоят из хроматиновых волокон .

Эукариотические хромосомы выглядят как резко очерченные структуры только непосредственно до и во время митоза- процесса деления ядра в соматических клетках . В покоящихся, неделящихся эукариотических клетках хромосомный материал, называемый хроматином , выглядит нечетко и как бы беспорядочно распределен по всему ядру. Однако, когда клетка готовится к делению, хроматин уплотняется и собирается в хромосомы.

Нуклеазы и лигазы

Для каждого моделирования было смоделировано всего 500 молекул и случайным образом помещены в ограниченные сферические области диаметром 2 мкм, чтобы имитировать конфайнмент ядра деления дрожжей. Диффузионные молекулы моделировались в трех измерениях глубиной 2 мкм, подобно глубине дрожжевой клетки. Статические молекулы были моделированы в двух измерениях внутри удержания, чтобы имитировать статические молекулы в фокальной плоскости. Имитированные данные были снабжены нашими двумерными гауссовскими подпрограммами и результатами по сравнению с известными позициями моделирования.

Хроматин состоит из очень тонких волокон, которые содержат ~ 60 % белка, ~ 35 % ДНК, и, вероятно, ~ 5 % РНК. Хроматиновые волокна в хромосоме свернуты и образуют множество узелков и петель. ДНК в хроматине прочно связана с белками-гистонами, функция которых состоит в упаковке и упорядочении ДНК в структурные единицы – нуклеосомы. В хроматине содержится также ряд негистоновых белков. Хроматиновые волокна напоминают по внешнему виду нитки бус. Бусинки – это нуклеосомы .

Напомним, что одиночные молекулы измеряли, вычисляя процент молекул, которые были правильно локализованы, по меньшей мере, один раз в пределах 50 нм от истинного положения. Анализ с использованием отзыва всех локализаций показал аналогичные результаты.

Шум в изображении оценивался путем вычисления суммы различий каждого пикселя с четырьмя непосредственными соседями, разделенными на формирование остатка пикселя. Затем наименьшую половину квадратов остатков суммировали и использовали для оценки шума. Этот метод обеспечивал очень стабильную оценку шума независимо от количества пятен, присутствующих в данном кадре. Пики, появляющиеся в соседних кадрах в пределах порогового расстояния 800 нм, считались принадлежащими к одной и той же молекулярной траектории.

Нуклеосома состоит из белков-гистонов. Каждая нуклеосома содержит 8 молекул гистонов – по 2 молекулы Н2А. Н2В, Н3, Н4. Двухцепочечная ДНК обвивает нуклеосому дважды.

Нить ДНК намотана на гистоновое ядро нуклеосомы снаружи. В промежутках между нуклеосомами расположена соединительная нить ДНК, с которой связывается гистон Н1. Таким образом, нуклеосомы – это структурные единицы хроматина, выполняют функцию плотной упаковки ДНК. (ДНК укорачивается за счет того, что она обвивает гистоны). Хроматин связан также с негистоновыми белками ядра, которые образуют ядерный матрикс.

Флуоресцентная корреляционная спектроскопия

Отдельные следы одиночных диффузионных белков, состоящие как минимум из четырех этапов, были сохранены для дальнейшего диффузионного анализа путем вычисления их среднего квадратического смещения. Поэтому мы моделировали трехмерное броуновское движение внутри сферы радиусом 1 мкм, чтобы получить более точный коэффициент диффузии внутри ядра. Число молекул в поле зрения было скорректировано так, чтобы было пригодно для анализа отслеживания одиночных частиц. Мы предположили, что существенных изменений в коэффициенте диффузии слитых белков не произойдет из-за почти одинаковых структур и молекулярных масс двух флуоресцентных репортеров.

Эукариотические клетки содержат также цитоплазматическую ДНК .

Кроме ДНК в ядре у эукариот есть ДНК в митохондриях . Хлоропласты фотосинтезирующих клеток также содержат ДНК. Обычно ДНК в цитоплазме составляет » 0, 1 % всей клеточной ДНК.

Митохондриальные ДНК – это двухцепочечные кольцевые молекулы малого размера.

Для всех экспериментов стеклянные слайды микроскопа были тщательно очищены перед использованием. Боросиликатные покровные стекла № 1 сначала озонировали в течение 30 мин, чтобы удалить следы аутофлуоресценции. Клетки помещали на 5% -ную агарозную подушечку, помещенную между двумя озонированными покровными стеклами, запечатанными парафиновым воском. Эксперименты проводились при 0 ± 5 ° С при малой мощности возбуждения 45 мкВт в образце, чтобы уменьшить эффект фотообесцвечивания во время эксперимента.

Для калибровки объема детектирования использовали раствор 10 нМ коммерческого флуоресцеина. Использование расширенного времени экспозиции позволило нам отделить флуоресцентный сигнал, возникающий от рассеивающих и неподвижных популяций: несвязанные белки, которые быстро диффундируют, излучают флуоресцентный сигнал из нескольких разделенных физических мест в образце в течение времени экспозиции каждого полученного кадра.

Молекулы ДНК в хлоропластах значительно больше, чем в митохондриях.

ДНК митохондрий и хлоропластов не связана с гистонами.

При коротких временных интервалах ожидается, что флуоресценция от отдельных рассеивающих молекул появится как отдельная пункция и, следовательно, будет неотличима от статических молекул. Это не приведет к различию между стадией клеточного цикла. Однако, поскольку время экспозиции увеличивается, ожидается, что флуоресценция от рассеивающих молекул станет все более размытой.

Моделирование молекулярной диффузии для оптимизации времени экспозиции

Время, на которое визуализировались одиночные флуорофоры, составляло экспоненциальное распределение со средним временем 40 мс и 95-й процентиль локализаций, падающих на 97 мс. Уменьшение обнаружения связанных молекул при более высоких временах экспозиции, вероятно, будет связано с продолжающейся интеграцией фонового сигнала, ограничивая локализацию, обнаруженную выше фона, до небольшой популяции долгоживущих флуорофоров. Преимуществом дрожжей в качестве модельных эукариот является легкость, с которой можно провести сложные генетические эксперименты для выяснения важных взаимосвязей между функцией гена и фенотипом.

Особенности доядерных микроорганизмов

Как становится понятным из определения прокариот, основное качество их строения заключается в отсутствии ядра. Кольцевая молекула ДНК отвечает за сохранность и передачу всей информации, которая понадобится новой клетке , созданной в процессе деления. Структура цитоплазмы очень плотная и она неподвижна. В ней нет ряда органоидов, которые выполняют важные функции в:

Однако в будущем использование этих технологий будет основываться на разработке надежного методологического инструментария, который позволит непосредственно характеризовать и визуализировать конкретные явления. Однако нет априорной причины, почему метод не может быть распространен на других эукариот. Одним из ограничений нашего подхода является то, что, поскольку хроматин движется за время, затраченное на сбор данных, восстановленные снимки не предоставляют пространственную информацию о локализации белка в клетке в любой момент времени.

митохондрий,
лизосом,
эндоплазматической сети,
пластидов,
комплекса Гольджи.

Действительно, выход в основном ограничивается количественным измерением, которое представляет собой хроматин-ассоциированную фракцию белка, которая может быть интерпретирована только между двумя или более конкретными условиями. Все авторы внесли свой вклад в разработку экспериментов. Б. провел эксперименты с микроскопом. Е. проанализировал номера локализации, восстановил изображения с высоким разрешением и выполнил моделирование. Б. выполнил одночастичный анализ слежения. Г. спроектировал и построил микроскоп.

Структуры на концах хромосом

† Авторы хотели бы знать, что, по их мнению, первые два автора следует рассматривать как совместные первые авторы. Финансирование платы за открытый доступ: Европейский исследовательский совет. Конфликт интересов. Получение внутриклеточных флуоресцентных белков с разрешением нанометра. Сверхвысокое разрешение с помощью флуоресцентной фотоактивационной микроскопии локализации.

Геном микроорганизмов

Компоненты прокариотических клеток

Прокариот - это простой, одноклеточный организм , в котором отсутствует организованное ядро или другая связанная с мембраной органелла. Описать структуру прокариотических клеток. Все ячейки имеют четыре общих компонента. Общая структура прокариотической клетки. На этом рисунке показана обобщенная структура прокариотической клетки. Другие показанные структуры присутствуют в некоторых, но не во всех, бактериях.

Однако прокариоты отличаются от эукариотических клеток несколькими способами. Прокариот - это простой, одноклеточный организм, в котором отсутствует организованное ядро или любая другая мембраносвязанная органелла. Вскоре мы увидим, что это значительно отличается у эукариот.

кольцевая молекула ДНК,
плазмиды.

Вообще, одна хромосома способна нести в себе около 1000 известных генов.

Плазмиды

Еще одним репликоном прокариот являются плазмиды. У бактерий они представляют собой молекулы ДНК, имеющие строение в виде двух цепочек, замкнутых в кольцо. В отличие от бактериальной хромосомы они отвечают за кодирование тех «умений» бактерии, которые помогут ей выжить, если вдруг она окажется в неблагоприятных условиях для существования. Они могут автономно воспроизводить себя, поэтому в цитоплазме может быть несколько копий плазмид.
Большинство прокариотов имеют клеточную стенку пептидогликана, и многие из них имеют полисахаридную капсулу. Клеточная стенка действует как дополнительный слой защиты, помогает клетке поддерживать свою форму и предотвращает обезвоживание. Капсула позволяет клетке прикрепляться к поверхностям в окружающей среде . Некоторые прокариот имеют жгутики, пили или фимбрии. Пили используются для обмена генетическим материалом во время размножения, называемого конъюгацией. При диаметре от 1 до 0 мкм прокариотические клетки значительно меньше, чем эукариотические клетки с диаметром от 10 до 100 мкм.

выработка устойчивости к антибиотикам;
способность продуцировать колицины (белковые вещества , способные уничтожать микроорганизмы того же рода, что послужили источником их возникновения);
переработка сложных органических веществ;
синтез антибиотических веществ;
способность проникать в организм и вызывать заболевания;
возможность преодолевать защитные механизмы , размножаться и распространяться в организме;
умение вырабатывать токсины.

Небольшие размеры прокариотов позволяют ионам и органическим молекулам проникать в них, чтобы они быстро диффундировали в другие части клетки. Аналогично, любые отходы, образующиеся в прокариотической клетке, могут быстро диффундировать. Это не относится к эукариотическим клеткам, которые разработали различные структурные адаптации для улучшения внутриклеточного транспорта.

Размер микроорганизмов: на этом рисунке показаны относительные размеры микробов по логарифмической шкале. Малый размер, в общем, необходим для всех клеток, будь то прокариотический или эукариотический. Во-первых, мы рассмотрим площадь и объем типичной ячейки. Не все клетки имеют сферическую форму, но большинство склонны приближать сферу. Таким образом, по мере увеличения радиуса ячейки его площадь поверхности увеличивается как квадрат ее радиуса, но его объем увеличивается как куб его радиуса. Следовательно, по мере увеличения размера ячейки ее отношение площади поверхности к объему уменьшается.

Тема: «Строение клеток эукариот».

Выберите один правильный ответ.

А1. Митохондрий нет в клетках

дрозда
стафилококка
карася

А2. В выведении продуктов биосинтеза из клетки участвует

комплекс Гольджи
рибосомы
митохондрии
хлоропласты

А3. В клубнях картофеля запасы крахмала накапливаются в

митохондриях
хлоропластах
лейкопластах
хромопластах

А4. Ядрышко – это место образования

хромосом
лизосом
рибосом

А5. Хроматин находится в

рибосомах
аппарате Гольджи
лизосомах

А6. Функция внутриклеточного переваривания макромолекул принадлежит

1) рибосомам

2) лизосомам

4) хромосомам

А7. Рибосома – это органоид активно участвующий в

1) биосинтезе белка

2) синтезе АТФ

3) фотосинтезе

4) делении клетки

А8. Ядро в клетке растений открыл

А. Левенгук
Р. Гук
Р. Броун
И. Мечников

А9. К немембранным компонентам клетки относится

аппарат Гольджи
рибосома

А10. Кристы имеются в

вакуолях
пластидах
хромосомах
митохондриях

А11. Движение одноклеточного животного обеспечивают

жгутики и реснички
клеточный центр
цитоскелет клетки
сократительные вакуоли

А12. Молекулы ДНК находятся в хромосомах, митохондриях, хлоропластах клеток

бактерий
эукариот
прокариот
бактериофагов

А13. Все прокариотические и эукариотические клетки имеют

митохондрии и ядро
вакуоли и комплекс Гольджи
ядерную мембрану и хлоропласты
плазматическую мембрану и рибосомы

А14. Клеточный центр в процессе митоза отвечает за

биосинтез белков
спирализацию хромосом
перемещение цитоплазмы
образование веретена деления

А15. Ферменты лизосом образуются в

1) комплексе Гольджи

2) клеточном центре

3) пластидах

4) митохондриях

А16. Термин клетка был введён

М. Шлейденом
Р. Гуком
Т. Шванном
Р. Вирховым

А17. Ядро отсутствует в клетках

кишечной палочки
простейших
грибов
растений

А18. Клетки прокариот и эукариот различаются по наличию

рибосом

А19. Эукариотической клеткой является

лимфоцит
вирус гриппа
бацилла чумы
серобактерия

А20. Клеточная мембрана состоит из

белков и нуклеиновых кислот
липидов и белков
только липидов
только углеводов

А21. Клетки всех живых организмов имеют

митохондрии
цитоплазму
клеточную стенку

В1. Выберите три верных ответа из шести. Для животной клетке характерно наличие

В2. Выберите три верных ответа из шести. В каких структурах клетки эукариот локализованы молекулы ДНК?

цитоплазме
митохондриях
рибосомах
хлоропластах
лизосомах

В3. Выберите три верных ответа из шести. Для растительной клетки характерно

поглощение твёрдых частиц путём фагоцитоза
наличие хлоропластов
присутствие оформленного ядра
наличие плазматической мембраны
отсутствие клеточной стенки
наличие одной кольцевой хромосомы

В4. Выберите три верных ответа из шести. Каково строение и функции митохондрий?

расщепляют биополимеры до мономеров
характеризуются анаэробным способом получения энергии
содержат соединённые между собой граны
имеют ферментативные комплексы, расположенные на кристах
окисляют органические вещества с образованием АТФ
имеют наружную и внутреннюю мембраны

В5. Выберите три верных ответа из шести. Сходство клеток бактерий и животных состоит в том, что они имеют

В6. Выберите три верных ответа из шести. Для животной клетки характерно

1) наличие вакуолей с клеточным соком

2) присутствие хлоропластов

3) захват веществ путём фагоцитоза

4) деление митозом

5) присутствие лизосом

6) отсутствие оформленного ядра

В7. В клетке растений в отличии от клетки животных, имеются

1) рибосомы

2) хлоропласты

3) центриоли

4) плазматическая мембрана

5) целлюлозная клеточная стенка

6) вакуоли с клеточным соком

В8. Установите соответствие между признаком и группой организмов

А) отсутствие ядра 1) прокариоты

Б) наличие митохондрий 2) эукариоты

В) отсутствие ЭПС

Г) наличие аппарата Гольджи

Д) наличие лизосом

Е) линейные хромосомы, состоящие из ДНК и белка

В9. Установите соответствие между признаком организма и царством, для которого этот признак характерен

А) по способу питания в основном автотрофы 1) Растения

Б) имеют вакуоли с клеточным соком 2) Животные

В) клеточная стенка отсутствует

Г) в клетках имеются пластиды

Д) большинство способно передвигаться

Е) по способу питания преимущественно гетеротрофы

В10. Установите соответствие между наличием названных органоидов у бактериальной и животной клеток.

А) митохондрии 1) клетка печени животного

Б) клеточная стенка 2) бактериальная клетка

Г) аппарат Гольджи

Д) нуклеоид

Е) жгутики

В11. Установите соответствие между структурами клеток и их функциями

А) синтез белков 1) клеточная мембрана

Б) синтез липидов 2) ЭПС

В) разделение клетки на отделы (компартменты)

Г) активный транспорт молекул

Д) пассивный транспорт молекул

Е) формирование межклеточных контактов

В12. Расставьте перечисленные события в хронологическом порядке

А) Изобретения электронного микроскопа

Б) Открытие рибосом

В) Изобретение светового микроскопа

Г) Утверждение Р. Вирхова о появлении «каждой клетки от клетки»

Д) Появление клеточной теории Т. Шванна и М. Шлейдена

Е) Первое употребление термина «клетка» Р. Гуком

В13. Установите соответствие между органоидами клеток и их функциями

А) расположены на гранулярной ЭПС

Б) синтез белка

В) фотосинтез 1) рибосомы

Г) систоят из двух субъединиц 2) хлоропласты

Д) состоят из гран с тилакоидами

Е) образуют полисому

С1. Найдите ошибки в приведённом тексте, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они сделаны, запишите эти предложения без ошибок. 1. Все живые организмы, - животные, растения, грибы, бактерии, вирусы – состоят из клеток.

2. Любые клетки имеют плазматическую мембрану.

3. Снаружи от мембраны у клеток живых организмов имеется жесткая клеточная стенка.

4. Во всех клетках имеется ядро.

5. В клеточном ядре находится генетический материал клетки – молекулы ДНК.

Дайте полный развёрнутый ответ на вопрос

С2. Докажите, что клетка является открытой системой.

С3. Какова роль биологических мембран в клетке?

С4. Каким образом происходит формирование рибосом в клетках эукариот?

С5. Какие черты сходства митохондрий с прокариотами позволили выдвинуть симбиотическую теорию происхождения эукариотической клетки?

С6. Каково строение и функции оболочки ядра?

С7. Какие особенности хромосом обеспечивают передачу наследственной информации?

Ответы на вопросы уровня А

А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7	А8	А9	А10
2	1	2	4	1	2	1	3	4	4

А11	А12	А13	А14	А15	А16	А17	А18	А19	А20
1	2	4	4	1	2	1	1	1	2

Ответы на задания уровня В

В9. 1 А Б Г

В10. 1 А В Г

В11. 1 В Г Д Е

В12. В Е Д Г А Б