Componentes não permanentes do kernel. Núcleo celular

O núcleo celular é um dos principais componentes de todas as células vegetais e animais, inextricavelmente ligado à troca, transmissão de informações hereditárias, etc.

A forma do núcleo da célula varia dependendo do tipo de célula. Existem núcleos celulares ovais, esféricos e de formato irregular - núcleos celulares em forma de ferradura ou multilobados (em leucócitos), núcleos celulares em forma de conta (em alguns ciliados), núcleos celulares ramificados (em células glandulares de insetos), etc. o núcleo da célula é diferente, mas geralmente está associado ao volume do citoplasma. A violação desta proporção durante o crescimento celular leva à divisão celular. O número de núcleos celulares também varia - a maioria das células tem um núcleo, embora sejam encontradas células binucleadas e multinucleadas (por exemplo, algumas células do fígado e da medula óssea). A posição do núcleo na célula é característica de cada tipo de célula. Nas células germinativas, o núcleo geralmente está localizado no centro da célula, mas pode se mover à medida que a célula se desenvolve e áreas especializadas são formadas no citoplasma ou substâncias de reserva são depositadas nele.

No núcleo da célula distinguem-se as principais estruturas: 1) a membrana nuclear (membrana nuclear), através dos poros dos quais ocorre a troca entre o núcleo da célula e o citoplasma [há evidências que indicam que a membrana nuclear (composta por duas camadas ) passa continuamente para as membranas do retículo endoplasmático (ver) e complexo de Golgi]; 2) suco nuclear, ou carioplasma, uma massa plasmática semilíquida e fracamente corada que preenche todos os núcleos das células e contém os demais componentes do núcleo; 3) (ver), que em um núcleo não dividido são visíveis apenas com a ajuda de métodos especiais de microscopia (em uma seção corada de uma célula não dividida, os cromossomos geralmente se parecem com uma rede irregular de fios e grãos escuros, chamados coletivamente ); 4) um ou mais corpos esféricos - nucléolos, que são uma parte especializada do núcleo celular e estão associados à síntese de ácido ribonucleico e proteínas.

O núcleo celular possui uma organização química complexa, na qual o papel mais importante é desempenhado pelas nucleoproteínas, produto da combinação com proteínas. Existem dois períodos principais na vida de uma célula: interfase, ou metabólico, e mitótico, ou período de divisão. Ambos os períodos são caracterizados principalmente por alterações na estrutura do núcleo celular. Na interfase, o núcleo da célula está em estado de repouso e participa da síntese protéica, regulação da formação de formas, processos de secreção e outras funções vitais da célula. Durante o período de divisão, ocorrem alterações no núcleo da célula, levando à redistribuição dos cromossomos e à formação dos núcleos das células-filhas; a informação hereditária é assim transmitida através de estruturas nucleares para uma nova geração de células.

Os núcleos celulares se reproduzem apenas por divisão e, na maioria dos casos, as próprias células também se dividem. Normalmente é feita uma distinção entre: divisão direta do núcleo celular por ligação - amitose e a forma mais comum de divisão do núcleo celular - divisão indireta típica, ou mitose (ver).

A ação da radiação ionizante e alguns outros fatores podem alterar a informação genética contida no núcleo da célula, levando a diversas alterações no aparato nuclear, que às vezes podem levar à morte das próprias células ou causar anomalias hereditárias na prole (ver Hereditariedade ) Portanto, o estudo da estrutura e funções das células do núcleo, especialmente as conexões entre as relações cromossômicas e a herança de características, que são tratadas pela citogenética, é de significativa importância prática para a medicina (ver).

Veja também Célula.

O núcleo celular é o mais importante componente todas as células vegetais e animais.

Uma célula sem núcleo ou com núcleo danificado é incapaz de desempenhar suas funções normalmente. O núcleo da célula, ou mais precisamente, o ácido desoxirribonucléico (DNA) organizado em seus cromossomos (ver), é o portador da informação hereditária que determina todas as características da célula, dos tecidos e de todo o organismo, sua ontogênese e as normas de resposta do corpo. às influências ambientais. A informação hereditária contida no núcleo é codificada nas moléculas de DNA que compõem o cromossomo por uma sequência de quatro bases nitrogenadas: adenina, timina, guanina e citosina. Essa sequência é a matriz que determina a estrutura das proteínas sintetizadas na célula.

Mesmo os menores distúrbios na estrutura do núcleo celular levam a mudanças irreversíveis nas propriedades da célula ou à sua morte. O perigo da radiação ionizante e de muitos produtos químicos para a hereditariedade (ver) e para o desenvolvimento normal do feto baseia-se em danos aos núcleos das células germinativas de um organismo adulto ou nas células somáticas de um embrião em desenvolvimento. A transformação de uma célula normal em maligna também se baseia em certos distúrbios na estrutura do núcleo celular.

O tamanho e a forma do núcleo celular e a relação entre seu volume e o volume de toda a célula são característicos de vários tecidos. Uma das principais características que distinguem os elementos do sangue branco e vermelho é a forma e o tamanho de seus núcleos. Os núcleos dos leucócitos podem ter formato irregular: formato curvo de salsicha, formato de garra ou conta; neste último caso, cada seção do núcleo é conectada à vizinha por um jumper fino. Nas células germinativas masculinas maduras (espermatozoides), o núcleo celular constitui a grande maioria do volume total da célula.

Os eritrócitos maduros (ver) de humanos e mamíferos não possuem núcleo, pois o perdem durante o processo de diferenciação. Eles têm uma vida útil limitada e são incapazes de se reproduzir. As células das bactérias e das algas verde-azuladas não possuem um núcleo bem definido. No entanto, eles contêm todas as substâncias químicas características do núcleo celular, que são distribuídas durante a divisão em células-filhas com a mesma regularidade que nas células de organismos multicelulares superiores. Em vírus e fagos, o núcleo é representado por uma única molécula de DNA.

Ao examinar uma célula em repouso (sem divisão) sob um microscópio óptico, o núcleo da célula pode ter a aparência de uma vesícula sem estrutura com um ou vários nucléolos. O núcleo da célula é bem corado com corantes nucleares especiais (hematoxilina, azul de metileno, safranina, etc.), normalmente utilizados na prática laboratorial. Usando um dispositivo de contraste de fase, o núcleo da célula pode ser examinado intravitalmente. Nos últimos anos, a microcinematografia, átomos marcados C14 e H3 (autoradiografia) e a microespectrofotometria têm sido amplamente utilizadas para estudar os processos que ocorrem no núcleo celular. O último método é usado com especial sucesso para estudar mudanças quantitativas no DNA no núcleo durante vida útil células. Um microscópio eletrônico permite revelar detalhes da estrutura fina do núcleo de uma célula em repouso que são indetectáveis ​​em um microscópio óptico (Fig. 1).

Arroz. 1. Diagrama moderno da estrutura celular, baseado em observações em microscópio eletrônico: 1 - citoplasma; 2 - aparelho de Golgi; 3 - centrossomas; 4 - retículo endoplasmático; 5 - mitocôndrias; 6 - membrana celular; 7 - núcleo; 8 - nucléolo; 9 - núcleo.

Durante a divisão celular - cariocinese ou mitose (ver) - o núcleo celular sofre uma série de transformações complexas (Fig. 2), durante as quais seus cromossomos tornam-se claramente visíveis. Antes da divisão celular, cada cromossomo do núcleo sintetiza um semelhante a partir de substâncias presentes na seiva nuclear, após o que os cromossomos mãe e filha divergem para pólos opostos da célula em divisão. Como resultado, cada célula-filha recebe o mesmo conjunto de cromossomos que a célula-mãe possuía e, com ele, as informações hereditárias nela contidas. A mitose garante a divisão idealmente correta de todos os cromossomos do núcleo em duas partes iguais.

Mitose e meiose (ver) são os mecanismos mais importantes que garantem os padrões dos fenômenos de hereditariedade. Em alguns organismos simples, bem como em casos patológicos em células de mamíferos e humanos, os núcleos celulares dividem-se por simples constrição ou amitose. Nos últimos anos, foi demonstrado que mesmo durante a amitose ocorrem processos que garantem a divisão do núcleo celular em duas partes iguais.

O conjunto de cromossomos no núcleo da célula de um indivíduo é chamado de cariótipo (ver). O cariótipo em todas as células de um determinado indivíduo é geralmente o mesmo. Muitas anomalias e deformidades congênitas (síndrome de Down, síndrome de Klinefelter, síndrome de Turner-Shereshevsky, etc.) são causadas por várias anomalias cariotípicas que surgiram nos estágios iniciais da embriogênese ou durante a maturação da célula germinativa da qual surgiu o indivíduo anormal. Anomalias de desenvolvimento associadas a distúrbios visíveis nas estruturas cromossômicas do núcleo celular são chamadas de doenças cromossômicas (ver Doenças hereditárias). Vários danos cromossômicos podem ser causados ​​pela ação de mutagênicos físicos ou químicos (Fig. 3). Atualmente, métodos que permitem estabelecer com rapidez e precisão o cariótipo de uma pessoa são utilizados para o diagnóstico precoce de doenças cromossômicas e para esclarecer a etiologia de determinadas doenças.

Arroz. 2. Estágios da mitose em células de cultura de tecidos humanos (cepa transplantável HEp-2): 1 - prófase inicial; 2 - prófase tardia (desaparecimento da membrana nuclear); 3 - metáfase (estágio estrela-mãe), vista superior; 4 - metáfase, vista lateral; 5 - anáfase, início da divergência cromossômica; 6 - anáfase, os cromossomos se separaram; 7 - telófase, estágio das bobinas filhas; 8 - telófase e divisão do corpo celular.

Arroz. 3. Danos aos cromossomos causados ​​por radiações ionizantes e mutagênicos químicos: 1 - telófase normal; 2-4 - telófases com pontes e fragmentos em fibroblastos embrionários humanos irradiados com raios X na dose de 10 r; 5 e 6 - o mesmo nas células hematopoiéticas porquinho da índia; 7 - ponte cromossômica no epitélio da córnea de um camundongo irradiado com dose de 25 r; 8 - fragmentação de cromossomos em fibroblastos embrionários humanos em decorrência da exposição à nitrosoetilureia.

Uma importante organela do núcleo celular - o nucléolo - é um produto da atividade vital dos cromossomos. Produz ácido ribonucleico (RNA), que é um intermediário essencial na síntese de proteínas produzidas por cada célula.

O núcleo da célula é separado do citoplasma circundante (ver) por uma membrana cuja espessura é de 60-70 Å.

Através dos poros da membrana, as substâncias sintetizadas no núcleo entram no citoplasma. O espaço entre a camada nuclear e todas as suas organelas é preenchido com carioplasma, composto por proteínas básicas e ácidas, enzimas, nucleotídeos, sais inorgânicos e outros compostos de baixo peso molecular necessários para a síntese dos cromossomos filhos durante a divisão do núcleo celular.

· A estrutura do núcleo é considerada em interfase– a fase de trabalho, quando os cromossomos funcionam no intervalo entre duas divisões (o núcleo é o primeiro descrito entre as estruturas celulares, por ser a maior organela celular)

· A forma, tamanho e estrutura do núcleo mudarão dependendo do estado funcional da célula

· O núcleo pode mover-se passivamente com o movimento do citoplasma (é possível o movimento independente do tipo amebóide)

· Inclui os seguintes componentes estruturais:

Envelope nuclear(separa o conteúdo do núcleo do citoplasma e forma uma conexão com o EPS e CG)

q Consiste em duas membranas elementares com 8 nm de espessura

q Membrana externa em alguns locais passa diretamente para a membrana do retículo endoplasmático (RE), sendo seu derivado e o complexo de Golgi (CG), formando com eles um sistema funcionalmente unificado e pode ser recoberto por ribossomos; a composição química e as funções das membranas externa e interna diferem uma da outra; as membranas nucleares podem crescer, aumentando a superfície ou, inversamente, encolher devido às membranas EPS

q Entre as membranas externa e interna existe espaço perinuclear(30nm) , preenchido com líquido semelhante ao líquido nas cavidades do EPS

q Na junção de ambas as membranas, formam-se numerosas perfurações arredondadas, preenchidas com uma estrutura complexa de proteínas globulares - poros nucleares (complexo de poros), tendo tamanhos relativamente grandes de cerca de 30-130 nm; quanto mais jovem a célula e maior a taxa metabólica, mais poros nucleares (até 10 6 no esperma)

q Através dos poros, ocorre o transporte regulado de substâncias do núcleo para o citoplasma e de volta (moléculas de m-RNA e t-RNA, subunidades ribossômicas deixam o núcleo, e proteínas estruturais ribossômicas e enzimáticas, nucleotídeos passam para dentro (apenas compostos solúveis em água são transportados livremente, proteínas e lipídios são transportados seletivamente), ou seja, a permeabilidade seletiva da membrana nuclear é realizada

q A membrana nuclear é destruída durante a divisão celular e depois formada novamente devido às membranas do RE e em parte a partir de fragmentos da antiga membrana nuclear

v Os núcleos de quase todos os eucariontes possuem uma lâmina nuclear de suporte - lâmina, que se ajusta firmemente à membrana interna, interagindo com sua camada protéica; a lâmina possui uma estrutura fibrilar em rede; proteínas incluídas em sua composição participam da destruição da membrana nuclear durante a divisão celular

v A lâmina desempenha um papel fundamental na formação e manutenção da forma da membrana nuclear após a divisão celular e a formação do complexo de poros

Suco nuclear ou carioplasma, nucleoplasma (matriz)

q O ambiente interno do núcleo, preenchendo o espaço entre suas estruturas (sem estrutura, tem uma viscosidade semelhante a gel do citosol, contém proteínas fibrilares de suporte, biocolóide)

q A composição química inclui proteínas que desempenham funções enzimáticas e de suporte, íons, nucleotídeos, enzimas, aminoácidos, produtos metabólicos e diversos RNAs; contém um grande número de grânulos - ribossomos de trânsito que vão do núcleo ao citoplasma

q Durante a divisão celular e dissolução da membrana nuclear, ela se mistura com o citoplasma

q Toda a matriz do núcleo é permeada cromatina, representando mais alto nível Helixação do DNA com proteínas histonas (durante a divisão celular, a cromatina assume uma forma ainda mais compacta, formando cromossomos)

q Função do carioplasma consiste em implementar a relação entre todas as estruturas do núcleo, mantendo sua forma, organizando o material hereditário - DNA e cromatina

Cromatina– caroços, grânulos e estruturas filamentosas situadas no carioplasma que são especificamente coradas com corantes básicos

q A base da cromatina é constituída por nucleoproteínas (40% DNA e 40% proteína), bem como algumas quantidades de RNA e outros componentes cromossômicos (a cromatina é a forma de existência dos cromossomos no núcleo interfásico)

v Existem dois tipos de proteínas cromossômicas - as proteínas principais chamadas histonas(desempenhar a função de estruturação do DNA e regulação da transcrição) , e proteínas heterogêneas, ácidas, chamadas não-histona(proteínas regulatórias específicas)

v A estrutura da cromatina é baseada em filamento de nucleossomo, consistindo em unidades repetidas - nucleossomos e assemelhando-se a uma cadeia de contas (estrutura III da molécula de DNA)

v Nucleossomo (unidade elementar da cromatina) - um fragmento de uma molécula de DNA, complexado (conectado) com um corpo protéico composto por 8 moléculas de proteínas histonas - latido(a molécula de DNA é enrolada helicoidalmente no córtex da proteína por um comprimento de duas voltas, de modo que a quantidade de DNA e histonas é equivalente); na cromatina, nem todo DNA está associado aos nucleossomos; cerca de 10-13% do seu comprimento está livre deles e forma conexões entre os nucleossomos – vinculadores

v Diferentes seções de cromossomos em interfase possuem diferentes graus de compactação (condensação); Dependendo do estado da cromatina, distinguem-se os seguintes:

Eucromatina– seções de cromatina em espiral fraca, consistindo de DNA geneticamente ativo, capaz de transcrição e implementação de informação genética

Heterocromatina– parte fortemente enrolada da cromatina, parte geneticamente inerte e não transcrita do DNA

Fim do trabalho -

Este tópico pertence à seção:

Essência da Vida

A matéria viva é qualitativamente diferente da matéria inanimada em sua enorme complexidade e alta ordem estrutural e funcional. A matéria viva e a matéria inanimada são semelhantes no nível químico elementar, ou seja, compostos químicos da matéria celular.

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Todos os tópicos nesta seção:

Processo de mutação e reserva de variabilidade hereditária
· Um processo contínuo de mutação ocorre no pool genético de populações sob a influência de fatores mutagênicos · Alelos recessivos sofrem mutação com mais frequência (codificam uma fase menos resistente à ação de agentes mutagênicos

Frequência alélica e genotípica (estrutura genética da população)
Estrutura genética de uma população - a proporção entre frequências alélicas (A e a) e genótipos (AA, Aa, aa) no pool genético da população Frequência alélica

Herança citoplasmática
· Existem dados que são incompreensíveis do ponto de vista da teoria cromossômica da hereditariedade de A. Weissman e T. Morgan (ou seja, localização exclusivamente nuclear dos genes) · O citoplasma está envolvido na regeneração

Plasmógenos de mitocôndrias
· Uma miotocôndria contém 4 - 5 moléculas circulares de DNA com cerca de 15.000 pares de nucleotídeos · Contém genes para: - síntese de tRNA, rRNA e proteínas ribossômicas, algumas aeroenzimas

Plasmídeos
· Os plasmídeos são fragmentos circulares muito curtos e de replicação autônoma de moléculas de DNA bacteriano que fornecem transmissão não cromossômica de informações hereditárias

Variabilidade
A variabilidade é a propriedade comum de todos os organismos de adquirir diferenças estruturais e funcionais de seus ancestrais.

Variabilidade mutacional
Mutações são DNA qualitativo ou quantitativo das células do corpo, levando a mudanças em seu aparato genético (genótipo). Teoria da criação da mutação

Causas de mutações
Fatores mutagênicos (mutágenos) - substâncias e influências que podem induzir um efeito de mutação (quaisquer fatores do ambiente externo e interno que m

Frequência de mutação
· A frequência de mutação de genes individuais varia amplamente e depende do estado do organismo e do estágio da ontogênese (geralmente aumenta com a idade). Em média, cada gene sofre mutação uma vez a cada 40 mil anos

Mutações genéticas (ponto, verdadeiro)
O motivo é uma mudança na estrutura química do gene (violação da sequência de nucleotídeos no DNA: * inserções genéticas de um par ou vários nucleotídeos

Mutações cromossômicas (rearranjos cromossômicos, aberrações)
Causas - causadas por mudanças significativas na estrutura dos cromossomos (redistribuição do material hereditário dos cromossomos). Em todos os casos, surgem como resultado de

Poliploidia
A poliploidia é um aumento múltiplo no número de cromossomos em uma célula (o conjunto haplóide de cromossomos -n é repetido não 2 vezes, mas muitas vezes - até 10 -1

O significado da poliploidia
1. A poliploidia nas plantas é caracterizada por um aumento no tamanho das células, órgãos vegetativos e geradores - folhas, caules, flores, frutos, raízes, etc. , sim

Aneuploidia (heteroploidia)
Aneuploidia (heteroploidia) - uma mudança no número de cromossomos individuais que não é um múltiplo do conjunto haplóide (neste caso, um ou mais cromossomos de um par homólogo é normal

Mutações somáticas
Mutações somáticas - mutações que ocorrem nas células somáticas do corpo · Existem mutações somáticas genéticas, cromossômicas e genômicas

A lei das séries homológicas na variabilidade hereditária
· Descoberto por N. I. Vavilov com base no estudo da flora selvagem e cultivada dos cinco continentes 5. O processo de mutação em espécies e gêneros geneticamente próximos ocorre em paralelo, em

Variabilidade combinativa
Variabilidade combinativa - variabilidade que surge como resultado da recombinação natural de alelos nos genótipos dos descendentes devido à reprodução sexuada

Variabilidade fenotípica (modificadora ou não hereditária)
Variabilidade de modificação - reações adaptativas evolutivamente fixas do corpo à mudança ambiente externo sem alterar o genótipo

O valor da variabilidade de modificação
1. a maioria das modificações tem significado adaptativo e contribui para a adaptação do corpo às mudanças no ambiente externo 2. pode causar mudanças negativas - morfoses

Padrões estatísticos de variabilidade de modificação
· Modificações de uma característica ou propriedade individual, medidas quantitativamente, formam uma série contínua (série de variação); não pode ser construído de acordo com um atributo imensurável ou atributo que é

Curva de distribuição de variação das modificações nas séries de variação
V - variantes do traço P - frequência de ocorrência das variantes do traço Mo - modo, ou mais

Diferenças na manifestação de mutações e modificações
Variabilidade mutacional (genotípica) Variabilidade de modificação (fenotípica) 1. Associada a mudanças no genótipo e cariótipo

Características dos humanos como objetos de pesquisa genética
1. A seleção direcionada de pares parentais e os casamentos experimentais são impossíveis (impossibilidade de cruzamento experimental) 2. Mudança lenta de geração, ocorrendo em média a cada

Métodos para estudar a genética humana
Método genealógico · O método baseia-se na compilação e análise de genealogias (introduzidas na ciência no final do século XIX por F. Galton); a essência do método é nos rastrear

Método gêmeo
· O método consiste em estudar os padrões de herança de traços em gêmeos monozigóticos e fraternos (a taxa de natalidade de gêmeos é de um caso para cada 84 recém-nascidos)

Método citogenético
· Consiste no exame visual dos cromossomos em metáfase mitótica ao microscópio · Baseado no método de coloração diferencial dos cromossomos (T. Kasperson,

Método dermatoglífico
· Com base no estudo do relevo da pele dos dedos, palmas das mãos e superfícies plantares dos pés (existem projeções epidérmicas - cristas que formam padrões complexos), essa característica é herdada

População - método estatístico
· Baseado no processamento estatístico (matemático) de dados sobre herança em grandes grupos da população (populações - grupos que diferem em nacionalidade, religião, raça, profissão

Método de hibridização de células somáticas
· Baseado na reprodução de células somáticas de órgãos e tecidos fora do corpo em meio nutriente estéril (as células são mais frequentemente obtidas da pele, medula óssea, sangue, embriões, tumores) e

Método de simulação
· A base teórica para a modelagem biológica em genética é fornecida pela lei das séries homológicas de variabilidade hereditária N.I. Vavilova · Para modelar certos

Genética e medicina (genética médica)
· Estudar as causas, sinais diagnósticos, possibilidades de reabilitação e prevenção de doenças hereditárias humanas (monitoramento de anomalias genéticas)

Doenças cromossômicas
· O motivo é uma mudança no número (mutações genômicas) ou na estrutura dos cromossomos (mutações cromossômicas) do cariótipo das células germinativas dos pais (anomalias podem ocorrer em diferentes

Polissomia nos cromossomos sexuais
Trissomia - X (síndrome Triplo X); Cariótipo (47, XXX) · Conhecido em mulheres; frequência da síndrome 1: 700 (0,1%) N

Doenças hereditárias de mutações genéticas
· Causa - mutações genéticas (pontuais) (mudanças na composição de nucleotídeos de um gene - inserções, substituições, deleções, transferências de um ou mais nucleotídeos; o número exato de genes em humanos é desconhecido

Doenças controladas por genes localizados no cromossomo X ou Y
Hemofilia - incoagulabilidade sanguínea Hipofosfatemia - perda de fósforo e deficiência de cálcio no corpo, amolecimento dos ossos Distrofia muscular - distúrbios estruturais

Nível genotípico de prevenção
1. Pesquisa e uso de substâncias protetoras antimutagênicas Antimutagênicos (protetores) - compostos que neutralizam um mutagênico antes de sua reação com uma molécula de DNA ou o removem

Tratamento de doenças hereditárias
1. Sintomático e patogenético - impacto nos sintomas da doença (o defeito genético é preservado e transmitido à prole) n nutricionista

Interação genética
A hereditariedade é um conjunto de mecanismos genéticos que garantem a preservação e transmissão da organização estrutural e funcional de uma espécie em uma série de gerações a partir dos ancestrais

Interação de genes alélicos (um par alélico)
· Existem cinco tipos de interações alélicas: 1. Dominância completa 2. Dominância incompleta 3. Sobredominância 4. Codominância

Complementaridade
Complementaridade é o fenômeno da interação de vários genes dominantes não alélicos, levando ao surgimento de uma nova característica ausente em ambos os pais.

Polimerismo
Polimerismo é a interação de genes não alélicos, em que o desenvolvimento de uma característica ocorre apenas sob a influência de vários genes dominantes não alélicos (poligene

Pleiotropia (ação genética múltipla)
Pleiotropia é o fenômeno da influência de um gene no desenvolvimento de vários traços.A razão da influência pleiotrópica de um gene está na ação do produto primário deste

Noções básicas de criação
Seleção (lat. selektio - seleção) - ciência e ramo da agricultura. produção, desenvolvendo a teoria e métodos para criar novas variedades de plantas e melhorar as existentes, raças animais

Domesticação como primeira etapa da seleção
· Plantas cultivadas e animais domésticos descendentes de ancestrais selvagens; este processo é chamado de domesticação ou domesticação. A força motriz da domesticação é a

Centros de origem e diversidade de plantas cultivadas (de acordo com N. I. Vavilov)
Nome do centro Posição geográfica Pátria das plantas cultivadas

Seleção artificial (seleção de pares parentais)
· São conhecidos dois tipos de seleção artificial: massa e individual. A seleção massa é a seleção, preservação e utilização para reprodução de organismos que possuem

Hibridização (cruzamento)
· Permite combinar certas características hereditárias em um organismo, bem como se livrar de propriedades indesejáveis ​​· Vários sistemas de cruzamento são usados ​​na seleção

Endogamia (endogamia)
A endogamia é o cruzamento de indivíduos que possuem um grau de parentesco próximo: irmão - irmã, pais - descendentes (nas plantas, a forma mais próxima de endogamia ocorre quando

Cruzamento não relacionado (exogamia)
· Ao cruzar indivíduos não aparentados, mutações recessivas prejudiciais que estão em estado homozigoto tornam-se heterozigotas e não têm efeito negativo na viabilidade do organismo

Heterose
A heterose (vigor híbrido) é o fenômeno de um aumento acentuado na viabilidade e produtividade dos híbridos de primeira geração durante cruzamentos não relacionados (cruzamentos).

Mutagênese induzida (artificial)
· A frequência de mutações aumenta acentuadamente quando exposta a mutagénicos (radiação ionizante, produtos químicos, condições ambientais extremas, etc.) · Aplicação

Hibridização interline em plantas
· Consiste no cruzamento de linhagens puras (endogâmicas) obtidas como resultado da autopolinização forçada de longo prazo de plantas de polinização cruzada, a fim de obter máximos

Propagação vegetativa de mutações somáticas em plantas
· O método baseia-se no isolamento e seleção de mutações somáticas úteis para características económicas nas melhores variedades antigas (possível apenas no melhoramento de plantas)

Métodos de seleção e trabalho genético de I. V. Michurina
1. Hibridização sistematicamente distante a) interespecífica: cereja Vladimir x cereja Winkler = Beleza da cereja do Norte (robustez do inverno) b) intergenérica

Poliploidia
A poliploidia é um fenômeno de aumento múltiplo do número básico (n) no número de cromossomos nas células somáticas do corpo (o mecanismo de formação de poliplóides e

Engenharia celular
· Cultivo de células ou tecidos individuais em meios nutrientes estéreis artificiais contendo aminoácidos, hormônios, sais minerais e outros componentes nutricionais (

Engenharia cromossômica
· O método baseia-se na possibilidade de substituir ou adicionar novos cromossomos individuais nas plantas · É possível diminuir ou aumentar o número de cromossomos em qualquer par homólogo - aneuploidia

Criação de animais
· Possui uma série de características em comparação com a seleção de plantas que objetivamente dificultam sua realização: 1. Normalmente, apenas a reprodução sexuada é típica (ausência de

Domesticação
· Começou há cerca de 10 a 5 mil anos no Neolítico (enfraqueceu o efeito de estabilização da seleção natural, o que levou a um aumento na variabilidade hereditária e aumentou a eficiência da seleção

Cruzamento (hibridização)
· Existem dois métodos de cruzamento: aparentados (endogamia) e não aparentados (exogamia) · Na seleção de um casal são levados em consideração os pedigrees de cada fabricante (livros genealógicos, ensino

Cruzamento não relacionado (exogamia)
· Pode ser intrarracial e mestiça, interespecífica ou intergenérica (hibridização sistematicamente distante) · Acompanhada pelo efeito de heterose dos híbridos F1

Verificando as qualidades reprodutivas dos touros pela prole
· Existem características econômicas que aparecem apenas nas fêmeas (produção de ovos, produção de leite) · Os machos participam da formação dessas características nas filhas (é necessário verificar se há c

Seleção de microrganismos
· Microrganismos (procariontes - bactérias, algas verde-azuladas; eucariontes - algas unicelulares, fungos, protozoários) - amplamente utilizados na indústria, agricultura, medicina

Estágios de seleção de microrganismos
I. Busca por cepas naturais capazes de sintetizar produtos necessários ao ser humano II. Isolamento de uma cepa natural pura (ocorre no processo de subcultura repetida

Objetivos da biotecnologia
1. Obtenção de proteína alimentar e alimentar a partir de matérias-primas naturais baratas e resíduos industriais (a base para resolver o problema alimentar) 2. Obtenção de uma quantidade suficiente

Produtos de síntese microbiológica
q Proteína alimentar e alimentar q Enzimas (amplamente utilizadas em alimentos, álcool, cerveja, vinho, carne, peixe, couro, têxteis, etc.

Etapas do processo tecnológico de síntese microbiológica
Etapa I – obtenção de cultura pura de microrganismos contendo apenas organismos de uma espécie ou cepa Cada espécie é armazenada em tubo separado e enviada para produção e

Engenharia genética (genética)
A engenharia genética é um campo da biologia molecular e da biotecnologia que trata da criação e clonagem de novas estruturas genéticas (DNA recombinante) e organismos com características específicas.

Estágios de obtenção de moléculas de DNA recombinante (híbrido)
1. Obtenção do material genético inicial - um gene que codifica a proteína (característica) de interesse · O gene requerido pode ser obtido de duas maneiras: síntese artificial ou extração

Conquistas da engenharia genética
· A introdução de genes eucarióticos em bactérias é utilizada para a síntese microbiológica de substâncias biologicamente ativas, que na natureza são sintetizadas apenas pelas células de organismos superiores · Síntese

Problemas e perspectivas da engenharia genética
· Estudar a base molecular das doenças hereditárias e desenvolver novos métodos para o seu tratamento, encontrando métodos para corrigir danos em genes individuais · Aumentar a resistência do corpo

Engenharia cromossômica em plantas
· Consiste na possibilidade de substituição biotecnológica de cromossomos individuais em gametas vegetais ou adição de novos · Nas células de cada organismo diplóide existem pares de cromossomos homólogos

Método de cultura de células e tecidos
· O método envolve o cultivo de células individuais, pedaços de tecido ou órgãos fora do corpo sob condições artificiais em meio nutriente estritamente estéril com constantes características físico-químicas

Micropropagação clonal de plantas
· O cultivo de células vegetais é relativamente simples, o meio é simples e barato e a cultura celular é despretensiosa · O método de cultura de células vegetais é que uma célula individual ou

Hibridização de células somáticas (hibridização somática) em plantas
· Protoplastos de células vegetais sem paredes celulares rígidas podem se fundir, formando uma célula híbrida que possui características de ambos os pais · Possibilita a obtenção

Engenharia celular em animais
Método de superovulação hormonal e transferência de embriões Isolamento de dezenas de óvulos por ano das melhores vacas usando o método de poliovulação indutiva hormonal (chamado

Hibridização de células somáticas em animais
· As células somáticas contêm todo o volume da informação genética · As células somáticas para cultivo e posterior hibridização em humanos são obtidas da pele, que

Preparação de anticorpos monoclonais
· Em resposta à introdução de um antígeno (bactérias, vírus, glóbulos vermelhos, etc.), o corpo produz anticorpos específicos com a ajuda de linfócitos B, que são proteínas chamadas im

Biotecnologia ambiental
· Purificação da água através da criação de estações de tratamento utilizando métodos biológicos q Oxidação de águas residuais utilizando filtros biológicos q Reciclagem de resíduos orgânicos e

Bioenergia
A bioenergia é um ramo da biotecnologia associado à obtenção de energia a partir de biomassa por meio de microrganismos Um dos métodos eficazes para obtenção de energia a partir de biomas

Bioconversão
A bioconversão é a transformação de substâncias formadas como resultado do metabolismo em compostos estruturalmente relacionados sob a influência de microrganismos. O objetivo da bioconversão é

Enzimologia de engenharia
A enzimologia de engenharia é um campo da biotecnologia que utiliza enzimas na produção de substâncias específicas · O método central da enzimologia de engenharia é a imobilização

Biogeotecnologia
Biogeotecnologia - utilização da atividade geoquímica de microrganismos na indústria de mineração (minério, petróleo, carvão) · Com a ajuda de microrganismos

Limites da biosfera
· Determinado por um conjunto de fatores; Para condições Gerais a existência de organismos vivos inclui: 1. a presença de água líquida 2. a presença de uma série de elementos biogênicos (macro e microelementos

Propriedades da matéria viva
1. Contém um enorme suprimento de energia capaz de produzir trabalho 2. A velocidade das reações químicas na matéria viva é milhões de vezes mais rápida que o normal devido à participação de enzimas

Funções da matéria viva
· Realizada pela matéria viva no processo de atividade vital e transformações bioquímicas de substâncias em reações metabólicas 1. Energia – transformação e assimilação pelos seres vivos

Biomassa terrestre
· A parte continental da biosfera - a terra ocupa 29% (148 milhões de km2) · A heterogeneidade da terra é expressa pela presença de zonalidade latitudinal e zonalidade altitudinal

Biomassa do solo
· O solo é uma mistura de matéria orgânica decomposta e mineral intemperizada; A composição mineral do solo inclui sílica (até 50%), alumina (até 25%), óxido de ferro, magnésio, potássio, fósforo

Biomassa do Oceano Mundial
· A área do Oceano Mundial (hidrosfera terrestre) ocupa 72,2% de toda a superfície da Terra · A água possui propriedades especiais que são importantes para a vida dos organismos - alta capacidade térmica e condutividade térmica

Ciclo biológico (ciclo biótico, biogênico, biogeoquímico) de substâncias
O ciclo biótico das substâncias é uma distribuição contínua, planetária, relativamente cíclica, desigual no tempo e no espaço, de substâncias regulares

Ciclos biogeoquímicos de elementos químicos individuais
· Os elementos biogênicos circulam na biosfera, ou seja, realizam ciclos biogeoquímicos fechados que funcionam sob a influência de fatores biológicos (atividade de vida) e geológicos

Ciclo do nitrogênio
· Fonte de N2 – nitrogênio molecular, gasoso e atmosférico (não absorvido pela maioria dos organismos vivos, porque é quimicamente inerte; as plantas só podem absorver nitrogênio ligado

Ciclo do carbono
· A principal fonte de carbono é o dióxido de carbono na atmosfera e na água · O ciclo do carbono é realizado através dos processos de fotossíntese e respiração celular · O ciclo começa com

O ciclo da água
· Realizado com energia solar · Regulado pelos organismos vivos: 1. absorção e evaporação pelas plantas 2. fotólise no processo de fotossíntese (decomposição

Ciclo do enxofre
· O enxofre é um elemento biogênico da matéria viva; encontrado em proteínas como aminoácidos (até 2,5%), parte de vitaminas, glicosídeos, coenzimas, encontrados em óleos essenciais vegetais

Fluxo de energia na biosfera
· A fonte de energia na biosfera é a radiação eletromagnética contínua do sol e a energia radioativa q 42% da energia solar é refletida nas nuvens, na atmosfera de poeira e na superfície da Terra em

O surgimento e evolução da biosfera
· A matéria viva, e com ela a biosfera, surgiu na Terra como resultado do surgimento da vida no processo de evolução química há cerca de 3,5 bilhões de anos, o que levou à formação de substâncias orgânicas

Noosfera
A Noosfera (literalmente, esfera da mente) é o estágio mais elevado de desenvolvimento da biosfera, associado ao surgimento e formação da humanidade civilizada nela, quando sua mente

Sinais da noosfera moderna
1. Uma quantidade crescente de materiais da litosfera extraídos - um aumento no desenvolvimento de depósitos minerais (agora ultrapassa 100 bilhões de toneladas por ano) 2. Consumo massivo

Influência humana na biosfera
· O estado atual da noosfera é caracterizado pela perspectiva cada vez maior de uma crise ecológica, muitos aspectos da qual já estão plenamente manifestados, criando uma ameaça real à existência

Produção de energia
q A construção de centrais hidroeléctricas e a criação de reservatórios provocam inundações de grandes áreas e deslocamento de pessoas, aumento do nível das águas subterrâneas, erosão dos solos e alagamentos, deslizamentos de terras, perda de terras aráveis

Produção de alimentos. Esgotamento e poluição do solo, redução da área de solo fértil
q As terras aráveis ​​ocupam 10% da superfície da Terra (1,2 mil milhões de hectares) q A razão é a sobreexploração, a produção agrícola imperfeita: a erosão hídrica e eólica e a formação de ravinas,

Declínio da biodiversidade natural
q A actividade económica humana na natureza é acompanhada por mudanças no número de espécies animais e vegetais, pela extinção de táxons inteiros e por uma diminuição na diversidade dos seres vivos. q Actualmente

Precipitação ácida
q Aumento da acidez da chuva, neve, nevoeiro devido à libertação de óxidos de enxofre e de azoto na atmosfera provenientes da combustão de combustíveis q A precipitação ácida reduz o rendimento das colheitas e destrói a vegetação natural

Maneiras de resolver problemas ambientais
· O homem continuará a explorar os recursos da biosfera em escala cada vez maior, visto que esta exploração é condição indispensável e principal para a própria existência de h

Consumo e gestão sustentáveis ​​dos recursos naturais
q Extração máxima completa e abrangente de todos os minerais dos depósitos (devido à tecnologia de extração imperfeita, apenas 30-50% das reservas são extraídas dos depósitos de petróleo q Rec

Estratégia ecológica para o desenvolvimento agrícola
q Direcção estratégica – aumentar a produtividade para fornecer alimentos a uma população crescente sem aumentar a área cultivada q Aumentar o rendimento das culturas agrícolas sem impactos negativos

Propriedades da matéria viva
1. Unidade da composição química elementar (98% é carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio) 2. Unidade da composição bioquímica - todos os órgãos vivos

Hipóteses sobre a origem da vida na Terra
· Existem dois conceitos alternativos sobre a possibilidade da origem da vida na Terra: q abiogênese – o surgimento de organismos vivos a partir de substâncias inorgânicas

Estágios de desenvolvimento da Terra (pré-requisitos químicos para o surgimento da vida)
1. Estágio estelar da história da Terra q A história geológica da Terra começou há mais de 6 vezes. anos atrás, quando a Terra era um lugar quente há mais de 1000

O surgimento do processo de auto-reprodução de moléculas (síntese de matriz biogênica de biopolímeros)
1. Ocorreu como resultado da interação de coacervados com ácidos nucléicos 2. Todos os componentes necessários ao processo de síntese da matriz biogênica: - enzimas - proteínas - etc.

Pré-requisitos para o surgimento da teoria evolucionária de Charles Darwin
Pré-requisitos socioeconómicos 1. Na primeira metade do século XIX. A Inglaterra tornou-se um dos países economicamente mais desenvolvidos do mundo, com um elevado nível de

· Estabelecido no livro de Charles Darwin “Sobre a Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural, ou a Preservação das Raças Favorecidas na Luta pela Vida”, que foi publicado

Variabilidade
Justificativa da variabilidade das espécies · Para fundamentar a posição sobre a variabilidade dos seres vivos, Charles Darwin utilizou

Variabilidade correlativa
· Uma mudança na estrutura ou função de uma parte do corpo provoca uma mudança coordenada em outra ou outras, uma vez que o corpo é um sistema integral, cujas partes individuais estão intimamente interligadas

As principais disposições dos ensinamentos evolutivos de Charles Darwin
1. Todas as espécies de seres vivos que habitam a Terra nunca foram criadas por ninguém, mas surgiram naturalmente 2. Tendo surgido naturalmente, as espécies lenta e gradualmente

Desenvolvimento de ideias sobre as espécies
· Aristóteles - utilizou o conceito de espécie ao descrever os animais, que não tinha conteúdo científico e foi utilizado como conceito lógico · D. Ray

Critérios de espécie (sinais de identificação de espécie)
· A importância dos critérios de espécies na ciência e na prática - determinação da identidade de espécies de indivíduos (identificação de espécies) I. Morfológico - similaridade de heranças morfológicas

Tipos de população
1. Panmítico - consiste em indivíduos que se reproduzem sexualmente e realizam fecundação cruzada. 2. Clonal - de indivíduos que se reproduzem apenas sem

Processo de mutação
Mudanças espontâneas no material hereditário das células germinativas na forma de mutações genéticas, cromossômicas e genômicas ocorrem constantemente ao longo de todo o período da vida sob a influência de mutações

Isolamento
Isolamento - interromper o fluxo de genes de população para população (limitando a troca de informações genéticas entre populações) O significado do isolamento como uma fa

Isolamento primário
· Não está diretamente relacionado com a ação da seleção natural, é consequência de fatores externos · Leva a uma diminuição acentuada ou cessação da migração de indivíduos de outras populações

Isolamento ambiental
· Surge com base em diferenças ecológicas na existência de diferentes populações (diferentes populações ocupam diferentes nichos ecológicos) v Por exemplo, truta do Lago Sevan p

Isolamento secundário (biológico, reprodutivo)
· É crucial na formação do isolamento reprodutivo · Surge como resultado de diferenças intraespecíficas nos organismos · Surgiu como resultado da evolução · Possui duas iso

Migrações
A migração é o movimento de indivíduos (sementes, pólen, esporos) e seus alelos característicos entre populações, levando a mudanças nas frequências de alelos e genótipos em seus pools genéticos.

Ondas populacionais
Ondas populacionais (“ondas de vida”) - flutuações acentuadas periódicas e não periódicas no número de indivíduos em uma população sob a influência de causas naturais (S.S.

O significado das ondas populacionais
1. Leva a uma mudança brusca e não direcionada nas frequências de alelos e genótipos no pool genético das populações (a sobrevivência aleatória de indivíduos durante o período de inverno pode aumentar a concentração dessa mutação em 1000 r

Deriva genética (processos genético-automáticos)
A deriva genética (processos genético-automáticos) é uma mudança aleatória e não direcional nas frequências de alelos e genótipos, não causada pela ação da seleção natural.

Resultado da deriva genética (para populações pequenas)
1. Provoca a perda (p = 0) ou fixação (p = 1) de alelos em estado homozigoto em todos os membros da população, independentemente do seu valor adaptativo - homozigotização dos indivíduos

A seleção natural é o fator orientador da evolução
A seleção natural é o processo de sobrevivência e reprodução preferencial (seletiva, seletiva) dos indivíduos mais aptos e de não sobrevivência ou não reprodução

A luta pela existência Formas de seleção natural
Seleção de direção (descrita por Charles Darwin, ensino moderno desenvolvido por D. Simpson, inglês) Seleção de direção - seleção em

Seleção estabilizadora
· A teoria da seleção estabilizadora foi desenvolvida por um acadêmico russo. I. I. Shmagauzen (1946) Seleção estabilizadora - seleção operando em estável

Outras formas de seleção natural
Seleção individual - sobrevivência seletiva e reprodução de indivíduos que levam vantagem na luta pela existência e na eliminação de outros

Principais características da seleção natural e artificial
Seleção natural Seleção artificial 1. Surgiu com o surgimento da vida na Terra (cerca de 3 bilhões de anos atrás) 1. Surgiu em países não-

Características gerais da seleção natural e artificial
1. Material inicial (elementar) - características individuais do organismo (alterações hereditárias - mutações) 2. São realizadas de acordo com o fenótipo 3. Estrutura elementar - populações

A luta pela existência é o fator mais importante na evolução
A luta pela existência é um complexo de relações entre um organismo e fatores abióticos (condições físicas de vida) e bióticos (relações com outros organismos vivos).

Intensidade de reprodução
v Uma lombriga individual produz 200 mil ovos por dia; o rato cinza dá à luz 5 ninhadas por ano de 8 filhotes, que se tornam sexualmente maduros aos três meses de idade; a prole de uma dáfnia atinge

Luta interespécies pela existência
· Ocorre entre indivíduos de populações de espécies diferentes · Menos aguda que intraespecífica, mas sua tensão aumenta se espécies diferentes ocuparem nichos ecológicos semelhantes e tiverem

Combate a fatores ambientais abióticos desfavoráveis
· Observado em todos os casos em que os indivíduos de uma população se encontram em condições físicas extremas (calor excessivo, seca, inverno rigoroso, excesso de umidade, solos inférteis, condições adversas

Principais descobertas no campo da biologia após a criação do STE
1. Descoberta das estruturas hierárquicas do ADN e das proteínas, incluindo a estrutura secundária do ADN - a dupla hélice e a sua natureza nucleoproteica 2. Decifrar o código genético (a sua estrutura tripla

Sinais dos órgãos do sistema endócrino
1. Eles são relativamente pequenos em tamanho (lóbulos ou vários gramas) 2. Anatomicamente não relacionados entre si 3. Eles sintetizam hormônios 4. Eles têm uma rede abundante de vasos sanguíneos

Características (sinais) dos hormônios
1. Formado nas glândulas endócrinas (neurohormônios podem ser sintetizados em células neurossecretoras) 2. Alta atividade biológica - a capacidade de alterar rápida e fortemente o int

Natureza química dos hormônios
1. Peptídeos e proteínas simples (insulina, somatotropina, hormônios trópicos da adenohipófise, calcitonina, glucagon, vasopressina, ocitocina, hormônios hipotalâmicos) 2. Proteínas complexas - tireotropina, alaúde

Hormônios do lobo médio (intermediário)
Hormônio melanotrópico (melanotropina) - troca de pigmentos (melanina) nos tecidos tegumentares Hormônios do lobo posterior (neurohipófise) - oxitrcina, vasopressina

Hormônios da tireoide (tiroxina, triiodotironina)
A composição dos hormônios tireoidianos certamente inclui iodo e o aminoácido tirosina (0,3 mg de iodo é liberado diariamente como parte dos hormônios, portanto uma pessoa deve receber diariamente com comida e água

Hipotireoidismo (hipotireoidismo)
A causa da hipoterose é uma deficiência crônica de iodo nos alimentos e na água. A falta de secreção hormonal é compensada pela proliferação do tecido glandular e um aumento significativo no seu volume

Hormônios corticais (mineralcorticóides, glicocorticóides, hormônios sexuais)
A camada cortical é formada por tecido epitelial e é composta por três zonas: glomerular, fascicular e reticular, possuindo diferentes morfologias e funções. Os hormônios são classificados como esteróides - corticosteróides

Hormônios da medula adrenal (adrenalina, norepinefrina)
- A medula consiste em células cromafins especiais, coradas de amarelo (essas mesmas células estão localizadas na aorta, no ramo da artéria carótida e nos nódulos simpáticos; todas elas constituem

Hormônios pancreáticos (insulina, glucagon, somatostatina)
A insulina (secretada pelas células beta (insulócitos), é a proteína mais simples) Funções: 1. Regulação do metabolismo dos carboidratos (a única redução de açúcar

Testosterona
Funções: 1. Desenvolvimento de características sexuais secundárias (proporções corporais, músculos, crescimento da barba, pelos corporais, características mentais de um homem, etc.) 2. Crescimento e desenvolvimento dos órgãos reprodutivos

Ovários
1. Órgãos pareados (tamanho cerca de 4 cm, peso 6-8 g), localizados na pelve, em ambos os lados do útero 2. Consistem em um grande número (300-400 mil) dos chamados. folículos - estrutura

Estradiol
Funções: 1. Desenvolvimento dos órgãos genitais femininos: ovidutos, útero, vagina, glândulas mamárias 2. Formação de características sexuais secundárias do sexo feminino (físico, figura, deposição de gordura, etc.)

Glândulas endócrinas (sistema endócrino) e seus hormônios
Glândulas endócrinas Hormônios Funções Glândula pituitária: - lobo anterior: adenohipófise - lobo médio - posterior

Reflexo. Arco reflexo
Reflexo é a resposta do corpo à irritação (mudança) do ambiente externo e interno, realizada com a participação do sistema nervoso (principal forma de atividade

Mecanismo de retorno
· O arco reflexo não termina com a resposta do corpo à estimulação (o trabalho do efetor). Todos os tecidos e órgãos têm seus próprios receptores e vias nervosas aferentes que se conectam aos sentidos.

Medula espinhal
1. A parte mais antiga do sistema nervoso central dos vertebrados (aparece pela primeira vez nos cefalocordados - a lanceta) 2. Durante a embriogênese, desenvolve-se a partir do tubo neural 3. Está localizado no osso

Reflexos esquelético-motores
1. Reflexo do joelho (o centro está localizado no segmento lombar); reflexo rudimentar dos ancestrais animais 2. Reflexo de Aquiles (no segmento lombar) 3. Reflexo plantar (com

Função de condutor
· A medula espinhal tem uma ligação bidirecional com o cérebro (tronco e córtex cerebral); através da medula espinhal, o cérebro está conectado aos receptores e órgãos executivos do corpo

Cérebro
· O cérebro e a medula espinhal se desenvolvem no embrião a partir da camada germinativa externa - ectoderma · Localizado na cavidade do crânio cerebral · Coberto (como a medula espinhal) por três camadas

Medula
2. Durante a embriogênese, desenvolve-se a partir da quinta vesícula medular do tubo neural do embrião 3. É uma continuação da medula espinhal (o limite inferior entre elas é o local onde emerge a raiz

Função reflexa
1. Reflexos protetores: tosse, espirro, piscar, vômito, lacrimejamento 2. Reflexos alimentares: sucção, deglutição, secreção de suco das glândulas digestivas, motilidade e peristaltismo

Mesencéfalo
1. No processo de embriogênese da terceira vesícula medular do tubo neural do embrião 2. Coberto por substância branca, substância cinzenta em seu interior na forma de núcleos 3. Possui os seguintes componentes estruturais

Funções do mesencéfalo (reflexo e condução)
I. Função reflexa (todos os reflexos são inatos, incondicionados) 1. Regulação do tônus ​​​​muscular ao mover-se, caminhar, ficar em pé 2. Reflexo de orientação

Tálamo (tálamo visual)
· Representa aglomerados pareados de substância cinzenta (40 pares de núcleos), cobertos por uma camada de substância branca, no interior – o terceiro ventrículo e a formação reticular · Todos os núcleos do tálamo são aferentes, sensoriais

Funções do hipotálamo
1. Centro superior de regulação nervosa do sistema cardiovascular, permeabilidade dos vasos sanguíneos 2. Centro de termorregulação 3. Regulação do equilíbrio água-sal do órgão

Funções do cerebelo
· O cerebelo está ligado a todas as partes do sistema nervoso central; receptores de pele, proprioceptores do aparelho vestibular e motor, subcórtex e córtex hemisférios cerebrais Funções cerebelares exploram caminhos

Telencéfalo (cérebro, cérebro anterior)
1. Durante a embriogênese, desenvolve-se a partir da primeira vesícula cerebral do tubo neural do embrião 2. Consiste em dois hemisférios (direito e esquerdo), separados por uma fissura longitudinal profunda e conectados

Córtex cerebral (manto)
1. Em mamíferos e humanos, a superfície do córtex é dobrada, coberta por circunvoluções e sulcos, proporcionando um aumento na área superficial (em humanos é cerca de 2.200 cm2

Funções do córtex cerebral
Métodos de estudo: 1. Estimulação elétrica de áreas individuais (método de “implantação” de eletrodos em áreas do cérebro) 3. 2. Remoção (extirpação) de áreas individuais

Zonas sensoriais (regiões) do córtex cerebral
· Eles representam as seções centrais (corticais) dos analisadores; impulsos sensíveis (aferentes) dos receptores correspondentes se aproximam deles · Ocupam uma pequena parte do córtex

Funções das zonas de associação
1. Comunicação entre diferentes áreas do córtex (sensorial e motora) 2. Combinação (integração) de todas as informações sensíveis que entram no córtex com memória e emoções 3. Decisivo

Características do sistema nervoso autônomo
1. Dividido em duas seções: simpática e parassimpática (cada uma delas possui uma parte central e periférica) 2. Não possui aferente próprio (

Características das partes do sistema nervoso autônomo
Divisão simpática Divisão parassimpática 1. Os gânglios centrais estão localizados nos cornos laterais dos segmentos torácico e lombar da coluna vertebral

Funções do sistema nervoso autônomo
· A maioria dos órgãos do corpo são inervados pelos sistemas simpático e parassimpático (inervação dupla) · Ambos os departamentos exercem três tipos de ações nos órgãos - vasomotora,

A influência das divisões simpática e parassimpática do sistema nervoso autônomo
Departamento simpático Departamento parassimpático 1. Acelera o ritmo, aumenta a força das contrações cardíacas 2. Dilata os vasos coronários

Maior atividade nervosa humana
Mecanismos mentais de reflexão: Mecanismos mentais para projetar o futuro - com sensatez

Características (sinais) de reflexos incondicionados e condicionados
Reflexos incondicionados Reflexos condicionados 1. Reações específicas inatas do corpo (herdadas) - determinadas geneticamente

Metodologia para desenvolver (formar) reflexos condicionados
· Desenvolvido por IP Pavlov em cães ao estudar a salivação sob a influência de estímulos luminosos ou sonoros, odores, toques, etc.

Condições para o desenvolvimento de reflexos condicionados
1. O estímulo indiferente deve preceder o incondicionado (ação antecipatória) 2. A força média do estímulo indiferente (com força baixa e alta o reflexo pode não se formar

O significado dos reflexos condicionados
1. Eles constituem a base da aprendizagem, obtendo habilidades físicas e mentais 2. Adaptação sutil das reações vegetativas, somáticas e mentais às condições com

Frenagem por indução (externa)
o Desenvolve-se sob a influência de um irritante estranho, inesperado e forte do ambiente externo ou interno v Fome intensa, bexiga cheia, dor ou excitação sexual

Inibição condicionada à extinção
· Desenvolve-se quando o estímulo condicionado não é sistematicamente reforçado pelo incondicionado v Se o estímulo condicionado é repetido em intervalos curtos sem reforço

A relação entre excitação e inibição no córtex cerebral
A irradiação é a propagação de processos de excitação ou inibição da fonte de sua ocorrência para outras áreas do córtex. Um exemplo de irradiação do processo de excitação é

Causas do sono
· Existem várias hipóteses e teorias sobre as causas do sono: Hipótese química - a causa do sono é o envenenamento das células cerebrais com resíduos tóxicos, imagem

Sono REM (paradoxal)
· Ocorre após um período de sono de ondas lentas e dura de 10 a 15 minutos; então, novamente, dá lugar ao sono de ondas lentas; repete 4-5 vezes durante a noite Caracterizado por rápido

Características da atividade nervosa superior humana
(diferenças do RNB dos animais) · Os canais para obtenção de informações sobre fatores do ambiente externo e interno são chamados de sistemas de sinalização · O primeiro e o segundo sistemas de sinalização são diferenciados

Características da maior atividade nervosa de humanos e animais
Animal Humano 1. Obtenção de informações sobre fatores ambientais apenas utilizando o primeiro sistema de sinais (analisadores) 2. Específico

Memória como componente da atividade nervosa superior
A memória é um conjunto de processos mentais que garantem a preservação, consolidação e reprodução da experiência individual anterior v Processos básicos de memória

Analisadores
· Uma pessoa recebe todas as informações sobre o ambiente externo e interno do corpo necessárias para interagir com ele por meio dos sentidos (sistemas sensoriais, analisadores) v O conceito de análise

Estrutura e funções dos analisadores
· Cada analisador consiste em três seções anatômica e funcionalmente relacionadas: periférica, condutiva e central · Danos a uma das partes do analisador

O significado dos analisadores
1. Informações ao corpo sobre o estado e mudanças no ambiente externo e interno 2. O surgimento de sensações e a formação com base em conceitos e ideias sobre o mundo circundante, ou seja, e.

Coróide (meio)
· Localizada sob a esclera, rica em vasos sanguíneos, é composta por três partes: a anterior - a íris, a intermediária - o corpo ciliar e a posterior - o próprio tecido vascular

Características das células fotorreceptoras da retina
Bastonetes Cones 1. Número 130 milhões 2. Pigmento visual – rodopsina (roxo visual) 3. Número máximo por n

Lente
· Situada atrás da pupila, tem o formato de uma lente biconvexa com diâmetro de cerca de 9 mm, é absolutamente transparente e elástica. Coberto por uma cápsula transparente à qual estão fixados os ligamentos do corpo ciliar

Funcionamento do olho
· A recepção visual começa com reações fotoquímicas que começam nos bastonetes e cones da retina e consistem na desintegração dos pigmentos visuais sob a influência dos quanta de luz. Exatamente isso

Higiene da visão
1. Prevenção de lesões (óculos de segurança na produção com objetos traumáticos - poeira, produtos químicos, aparas, lascas, etc.) 2. Proteção ocular contra luz muito forte - solar, elétrica

Ouvido externo
· Representação da orelha e canal auditivo externo · Aurícula - projetando-se livremente na superfície da cabeça

Ouvido médio (cavidade timpânica)
· Fica dentro da pirâmide do osso temporal · Cheio de ar e se comunica com a nasofaringe através de um tubo de 3,5 cm de comprimento e 2 mm de diâmetro - a trompa de Eustáquio Função dos Eustáquios

Ouvido interno
· Localizado na pirâmide do osso temporal · Inclui um labirinto ósseo, que é uma estrutura de canal complexa · Dentro dos ossos

Percepção de vibrações sonoras
· A orelha capta os sons e os direciona para o conduto auditivo externo. As ondas sonoras causam vibrações no tímpano, que dele são transmitidas através do sistema de alavancas dos ossículos auditivos (

Higiene auditiva
1. Prevenção de lesões nos órgãos auditivos 2. Proteção dos órgãos auditivos contra força excessiva ou duração da estimulação sonora - os chamados. "poluição sonora", especialmente em ambientes industriais barulhentos

Biosfera
1. Representado por organelas celulares 2. Mesossistemas biológicos 3. Possíveis mutações 4. Método histológico de pesquisa 5. Início do metabolismo 6. Sobre

“Estrutura de uma célula eucariótica” 9. Organela celular contendo DNA 10. Possui poros 11. Desempenha uma função compartimental na célula 12. Função

Centro celular
Teste de ditado digital temático sobre o tema “Metabolismo Celular” 1. Realizado no citoplasma da célula 2. Requer enzimas específicas

Ditado digital temático programado
no tópico “Metabolismo energético” 1. São realizadas reações de hidrólise 2. Os produtos finais são CO2 e H2 O 3. O produto final é PVC 4. NAD é reduzido

Estágio de oxigênio
Ditado digital temático programado sobre o tema “Fotossíntese” 1. Ocorre fotólise da água 2. Ocorre redução

“Metabolismo celular: Metabolismo energético. Fotossíntese. Biossíntese de proteínas" 1. Realizada em autotróficos 52. A transcrição é realizada 2. Associada ao funcionamento

As principais características dos reinos eucarióticos
Reino Vegetal Reino Animal 1. Eles têm três sub-reinos: – plantas inferiores (algas verdadeiras) – algas vermelhas

Características dos tipos de seleção artificial no melhoramento genético
Seleção em massa Seleção individual 1. Muitos indivíduos com características mais pronunciadas podem se reproduzir

Características gerais da seleção em massa e individual
1. Realizado pelo homem por meio de seleção artificial 2. Somente indivíduos com a característica desejada mais pronunciada são permitidos para reprodução posterior 3. Pode ser repetido

CITOLOGIA.

ESTRUTURA E FUNÇÕES DO NÚCLEO.

CICLO DE VIDA DE UMA CÉLULA.

MUDANÇAS REATIVAS NAS CÉLULAS.

ENVELHECIMENTO E MORTE CELULAR

ESTRUTURA E FUNÇÕES DO NÚCLEO CELULAR

O núcleo da célula é seu componente estrutural mais importante. Suas funções são as seguintes:

1. Armazenamento de informações hereditárias nas moléculas de DNA dos cromossomos.

2. Implementação de informação hereditária através do controle de processos sintéticos na célula, bem como processos de reprodução e morte (apoptose).

3. Reprodução e transmissão de informação genética durante a divisão celular.

4. Controle e regulação do estado estrutural e funcional do citoplasma, membrana celular, citorreceptores.

O número de núcleos, sua forma e tamanho dependem do tipo de célula e de seu estado funcional. As mais comuns são as células mononucleares, porém, em algumas células (por exemplo, hepatócitos, etc.), devido à intensificação das funções, podem ocorrer vários núcleos. São conhecidas estruturas histológicas (por exemplo, simplastos em tecido muscular estriado), para as quais a multinucleação é uma característica constante.

A forma dos núcleos geralmente depende da forma das células. O núcleo pode ser achatado nas células planas, arredondado nas células cúbicas e elipsoidal nas células prismáticas. Existem núcleos segmentados, em forma de bastonete e lobados. A localização dos núcleos também pode ser diferente: podem situar-se no centro da célula, excentricamente, na parte basal.

O tamanho do núcleo geralmente depende do estado funcional da célula: nas células funcionalmente ativas o núcleo é grande e vice-versa. Tamanhos grandes também são característicos de núcleos poliplóides. No corpo humano existem os chamados estruturas pós-celulares,às vezes também chamadas incorretamente de células: glóbulos vermelhos, escamas córneas do epitélio da pele, plaquetas sanguíneas (plaquetas). Eles não possuem núcleos, que são perdidos durante a diferenciação específica. Nas estruturas pós-celulares, a grande maioria dos processos característicos de uma célula está ausente, desempenham uma ou mais funções durante um certo tempo e depois morrem.

Em uma célula em interfase, o núcleo consiste em 4 componentes (Fig. 4.1):

1. Cromatina (como parte dos cromossomos).

2. Nucléolo.

3. Cariolema.

4. Carioplasma.

1. CROMATINA. A cromatina é a forma interfásica da existência dos cromossomos. O estado estrutural dos cromossomos muda significativamente na interfase das células que se dividem imitoticamente. Durante a interfase, os cromossomos são parcialmente ou completamente estado descondensado. Neste caso, a maioria deles torna-se invisível ao microscópio óptico. Regiões de descondensação cromossômica estão ativas; aqui ocorre a transcrição do DNA. Tais áreas são chamadas eucromatina. A cromatina condensada ou densa apresenta basofilia pronunciada e é visível ao microscópio. Essas regiões inativas dos cromossomos também são chamadas heterocromatina. EM

microscópio óptico, a heterocromatina é mostrada na forma de grânulos ou aglomerados, coloridos com corantes básicos em uma cor característica do corante e distribuídos por todo o núcleo de maneira relativamente uniforme ou zonal. Às vezes, a distribuição da heterocromatina cria um padrão de roda giratória (nas células plasmáticas). Parte da heterocromatina é adjacente ao cariolema - cromatina de aceita-brana,- e também concentrado em torno dos nucléolos - cromatina ierinucleolar.

A heterocromatina é dividida em dois tipos:

1. Cromatina constitutiva- esta é a heterocromatina, da qual a informação na forma de mRNA nunca é lida em nenhuma célula. Nos cromossomos, geralmente são regiões próximas aos centrômeros.

2. Heterocromatina facultativa- esta é a cromatina, cuja quantidade varia visivelmente nas diferentes células: há muito pouca dela nas células embrionárias e, à medida que as células se diferenciam, o conteúdo dessa cromatina aumenta. Nas células sintetizadoras de proteínas, a quantidade de cromatina facultativa é reduzida.

Como apenas a heterocromatina é corada com corantes, o grau de coloração nuclear depende da sua quantidade. Um núcleo de cor escura é geralmente característico de uma célula funcionalmente inativa. Quando uma célula é ativada, a proporção eucromatina/heterocromatina muda em favor da eucromatina, e os núcleos das células funcionalmente ativas são claros e levemente coloridos.

2. NÚCLEO. É um componente estrutural denso do núcleo. Uma célula pode ter de um a vários nucléolos. O nucléolo é uma coleção de seções de 10 cromossomos (13, 14, 15, 21, 22 pares) (Fig. 4.2, a). Essas áreas são chamadas organizadores nucleolares. Eles estão na área constrições cromossômicas secundárias e são representados por numerosas cópias de genes de RNA ribossômico (rRNA). Conseqüentemente, nos nucléolos com DNA dos organizadores nucleolares, a informação é lida na forma de RNA ribossômico.

No microscópio de luz, o nucléolo é definido como um glóbulo, densamente corado com corantes básicos, variando em tamanho de 1 a 3 μm, sem casca. Ele está localizado no centro do núcleo e excentricamente. Corado intensamente para ribonucleoproteínas. Quanto maior a atividade funcional da célula, maior será o tamanho do nucléolo.

Em um microscópio eletrônico, o nucléolo consiste em duas partes principais: fibrilar(representado pelas fitas primárias de RNA ribossômico) e granular(precursores de ribossomos). Às vezes há um terceiro, amorfo um componente do nucléolo, que representa os verdadeiros organizadores nucleolares.

O nucléolo sofre alterações características no ciclo mitótico (Fig. 4.2, b). Durante a mitose, ele desaparece porque os cromossomos espiralam e se separam, e a síntese de RNA nos organizadores nucleolares é interrompida. Nesse caso, o nucléolo se divide gradativamente em 10 partes (mesmo número dos cromossomos que o formam), que vão desaparecendo gradativamente. Após a mitose, o nucléolo é novamente restaurado: inicialmente, formam-se 10 pequenos nucléolos; eles se fundem e formam um ou dois nucléolos.

Funções do nucléolo- síntese de RNA ribossômico e formação de ribossomos. Quando os genes organizadores nucleolares são transcritos, uma molécula precursora gigante de rRNA é formada primeiro. Ele se liga a proteínas sintetizadas no citoplasma e que entram no núcleo. São formadas ribopucleoproteínas (RNPs), que sofrem fusão em fragmentos menores que se combinam com moléculas de proteína adicionais. Uma parte desses fragmentos se transforma em grande, a outra parte está em pequeno subunidades ribossômicas.

3. MEMBRANA NUCLEAR, ou cariolema. No nível do microscópio óptico, é visível como uma placa fina que envolve o núcleo. Em um microscópio eletrônico, consiste em duas membranas, que possuem a mesma estrutura de todas as membranas biológicas (Fig. 4.3). A membrana externa passa para as membranas do retículo endoplasmático. Pode conter ribossomos. No lado citoplasmático, a membrana externa é cercada por uma rede de filameítas intermediárias de vimentina. Entre as duas membranas existe um espaço perinuclear com 20-40 mm de largura. É um análogo das cavidades do EGTS granular e pode conter produtos de síntese protéica.

A membrana interna do cariolema é lisa. Com a ajuda de proteínas estruturais, ele se conecta a regiões firmemente adjacentes lâmina, ou placa nuclear, que tem espessura de até 300 nm e consiste em uma condensação de filamentos intermediários. Os filamentos intermediários ficam em contato com a lâmina, formando uma rede fibrilar no núcleo e formando cárie- Kelet. A lâmina mantém a forma do núcleo, participa da organização dos poros e promove o arranjo ordenado da cromatina. Também está envolvido na formação do cariolema durante a divisão celular.

Duas membranas nucleares em áreas separadas passam uma para a outra. Esses lugares são poros do cariolema(Fig. 4.3). Os poros contêm estruturas granulares e fibrilares, que juntas formam complexo de poros. Existem 8 grânulos ao longo da borda do poro e no centro há um grânulo central. As fibrilas chegam a ele a partir de grânulos periféricos. Forma-se uma estrutura semelhante a uma roda com raios. Existem três dessas estruturas no complexo de poros, que ficam em níveis diferentes, formando três andares. Os grânulos dos poros estão associados às proteínas da lâmina, que estão envolvidas na sua organização. O complexo de poros contém receptores especiais que reconhecem as proteínas que entram no núcleo e realizam sua transferência ativa.

O número de poros depende da atividade metabólica das células: quanto maiores os processos sintéticos, maior o conteúdo de poros. Em média, o envelope nuclear contém de 2.000 a 4.000 poros. Nos espermatozóides, os poros nucleares estão completamente ausentes.

Funções do cariolema:

1. Discriminar.

2. Protetor.

3. Regulação do transporte de substâncias, incluindo ribossomos, do núcleo para o citoplasma e vice-versa. O complexo de poros desempenha o papel mais importante nisso (o papel do diafragma e do transportador ativo).

4. SUCO NUCLEAR – CARIOPLASMA. Este é o componente líquido do núcleo. É uma solução coloidal de proteínas complexas, carboidratos e nucleotídeos. A composição do carioplasma também inclui vários íons e metabólitos. Entre as proteínas, as histonas, enzimas e proteínas estruturais são de maior importância. Funções do carioplasma:

1. Cria um microambiente para todas as estruturas nucleares no qual pode ocorrer a rápida difusão de metabólitos.

2. Movimento de ribossomos, m-RNA e t-RNA para tocas nucleares.

CROMOSSOMOS. Os cromossomos são completamente visíveis apenas na mitose. É mais conveniente estudá-los em metáfase (placas cromossômicas metafásicas). Os principais elementos químicos do cromossomo são DNA e proteínas (Fig. 4.4). Um complexo de DNA com proteínas (principalmente histonas) forma uma estrutura fibrilar - fibrila cromossômica elementar,tendo uma organização nucleossômica. Cada nucleossomo é um complexo de 8 moléculas de histonas (octâmero de histona). A molécula de DNA forma cerca de 2 voltas em torno dela. As regiões do DNA que ligam nucleossomos adjacentes são chamadas vinculador ADN. O próximo nível de organização cromossômica é organização nucleomérica ou nível de fibrila da cromatina. Nele, os nucleossomos se combinam para formar nucleômeros, cada nucleômero consiste em 8 a 10 nucleossomos e tem um diâmetro de cerca de 30 nm. Os cromossomos são formados por fibrilas de cromatina (cromátides) em interfase. Durante o empacotamento subsequente, o nucleômero sofre superenrolamento e se transforma em cromômero, contendo laços domínios. O domínio loop tem um diâmetro de até 300 nm e corresponde a um ou mais genes. O cromômero é ainda mais encurtado devido à superespiralização, formando-se cromossomos condensados, visíveis apenas na mitose celular.

MORFOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO DE CROMOSSOMOS

Cada cromossomo se parece com um bastonete em um microscópio óptico (Fig. 4.5). Na maioria dos cromossomos você pode ver a constrição primária - Centrômero, ou cinetocoro. Ele divide os cromossomos em dois braços. Se o comprimento dos braços for o mesmo, esses cromossomos são chamados metacêntrico. Se um braço for maior, então os cromossomos são submetacêntrico. Os cromossomos com um braço muito curto são chamados acrocentricamente.Às vezes há nos cromossomos constrições secundárias, separando uma pequena seção do cromossomo - satélite. Na área de constrições secundárias existem organizadores nucleolares.

De acordo com Classificação de Denver cromossomos (Denver, EUA, 1960), levando em consideração o tamanho dos cromossomos, a localização das constrições primárias e secundárias e a presença de um satélite, todos os cromossomos são divididos em 7 grupos (A, B, C, D, E, F , G) (Fig. 4.5, b). Há também Classificação de Paris (1971) cromossomos. É baseado em coloração diferencial cromossomos com alguns corantes. Esta coloração revela faixas claras e escuras alternadas (regiões hetero e eucromáticas) nos cromossomos, exclusivas de cada par de cromossomos. A coloração diferencial permite distinguir com segurança um par de cromossomos de outro.

Todos os cromossomos juntos formam cariótipo Entre os cromossomos existem somático, ou autossomos (Fig. 4.5,b), E sexual cromossomos. Os cromossomos somáticos se formam homólogo pares (semelhantes). Uma pessoa tem 22 desses pares.Os cromossomos sexuais diferem nos corpos masculino e feminino. No corpo feminino existem dois cromossomos X, no corpo masculino existem diferentes cromossomos sexuais, X e Y, sendo que os cromossomos Y determinam o gênero do homem.

MÉTODOS DE REPRODUÇÃO CELULAR

O mecanismo universal de reprodução celular é mitose, ou divisão indireta. Os tipos de mitose são meiose E endomitose.Às vezes considerado como um método independente de reprodução amitose, ou divisão direta. No entanto, recentemente, a maioria dos citologistas negou a existência de amitose em células eucarióticas.

MITOSE. Esta é uma divisão celular indireta associada a alterações em seu núcleo. Existem 4 fases na mitose: prófase; metáfase; anáfase; telófase(Fig. 4.6, 4.7).

Durante a PRÓFASE ocorrem os seguintes eventos:

1. Como resultado da espiralização e condensação da cromatina, os cromossomos tornam-se visíveis. Cada cromossomo consiste em dois cromossomos irmãos situados um ao lado do outro cromátide.

2. O nucléolo desaparece porque A síntese de r-RNA para nos organizadores nucleolares e eles se separam devido à condensação cromossômica.

3. O fuso de fissão é formado pelos microtúbulos do citoplasma. Os centros de sua organização são os centríolos que divergem para os pólos. Os microtúbulos fusiformes estão ligados aos centrômeros dos cromossomos, em cuja região se formam proteínas especiais. cinetocoros. Avançar cineto- os próprios coros podem servir como centros organizadores de microtúbulos.

4. Desintegra-se em pequenos fragmentos, transforma-se em vesículas de membrana e o envelope nuclear torna-se indistinguível do EPS. O complexo poroso e a lâmina se dividem em subunidades.

METÁFASE. Todos os cromossomos estão localizados no equador da célula e são mantidos nesta posição pelos microtúbulos do fuso. As cromátides irmãs se afastam uma da outra, separadas por uma fenda, mas permanecem conectadas no centrômero. Forma de cromossomos placa metafásica, ou estrela mãe.

ANÁFASE. Cromátides irmãs que compõem o cromossomo peixe-gato, separados entre si e na região do centrômero e começam a divergir em direção aos pólos da célula a uma velocidade de até 1 µm/min. A anáfase geralmente dura vários minutos.

O mecanismo de movimento das cromátides em direção aos pólos não é totalmente claro. Supõe-se que o sinal para movimento seja um aumento acentuado na concentração de íons cálcio no hialoplasma. Talvez a razão do movimento seja a despolimerização dos microtúbulos fusiformes da extremidade ligada aos cinetocoros. Segundo outras ideias, reside na interação de proteínas contráteis como actina, miosina e dineína, que se concentram ao redor do fuso. As cromátides irmãs divergindo para os pólos formam estrelas filhas.

TELÓFASE. Quando as cromátides filhas separadas se aproximam dos pólos, os tubos do cinetocoro desaparecem. Ao redor de cada grupo de cromátides filhas, um novo envelope nuclear é formado a partir de vesículas de membrana e EPS agranular, e complexos de tocas e lâminas são formados a partir de subunidades presentes no citoplasma. A cromatina condensada começa a despir e a se soltar. Aparecem nucléolos. Organelas são distribuídas entre as células. Então, graças aos filamentos de actium, um anel contrátil é formado no centro da célula ao longo do perímetro (Fig. 4.7, 4.8). Ela se contrai gradualmente e forma um sulco de clivagem, que se aprofunda e eventualmente divide a célula-mãe em duas células. Este fenômeno é chamado de citotomia.

Juntamente com a mitose normal descrita, podem ser observadas mitoses atípicas e patológicas. Quando ocorrem, pode haver uma distribuição desigual do material genético entre as células-filhas - aneuploidia. Anormalidades cromossômicas também podem ser observadas - aberrações cromossômicas, frequentemente ocorrendo após exposição aos raios X. As mitoses patológicas são características das células tumorais.

A ENDOMITOSE é uma variante da mitose quando a reduplicação dos cromossomos não termina com a formação de duas células. Existem diversas variantes de endomitose, refletindo o grau de mitose “avançada™”: 1. POLITENIA - fenômeno no qual, como resultado da reduplicação do DNA, o tamanho dos cromossomos aumenta muitas vezes. Ocorre em animais invertebrados.

2. POLIPLOIDIA - aumento no número de cromossomos, geralmente múltiplo de dois. Nas células poliplóides, pode ocorrer divisão subsequente (segregação) dos genomas, e essas células se dividem em várias células com um conjunto diplóide de cromossomos. Alguns pesquisadores consideram essas alterações uma manifestação de amitose.

3. Formação de CÉLULAS BINUCLEARES E MULTINUCLEADAS. Eles ocorrem quando o núcleo se divide, mas a citotomia não ocorre. As células multinucleadas podem posteriormente dividir-se por citotomia para formar células mononucleares (uma variante da amitose).

A eidomitose acaba por levar a um aumento no tamanho e na funcionalidade das células, por isso pode ser considerada como um mecanismo de adaptação ou adaptação células às mudanças nas condições ambientais.

AMITOSE, ou divisão celular direta. Recentemente, a maioria dos pesquisadores negou sua existência e significado para o corpo. Portanto, em muitos manuais, a amitose não é considerada um método de reprodução celular.

Amitose é a divisão celular sem alterações no aparelho cromossômico. Ocorre por simples constrição do núcleo e do citoplasma sem identificação dos cromossomos e formação de fuso. Uma das formas de amitose é segregação do genoma- ligação múltipla de um núcleo poliplóide com formação de pequenos núcleos filhos com genótipo usual.

Os pesquisadores que admitem a existência de amitose distinguem reativo amitose (resposta a fatores externos), patológico amitose (em condições patológicas), regenerativo amitose (durante a regeneração do tecido muscular estriado), degenerativo amitose (em células envelhecidas).

MEIOSE. Esta é a divisão das células germinativas, uma variante da mitose. A meiose produz células com um conjunto haplóide de cromossomos.

A meiose consiste em duas divisões mitóticas sucessivas: MEIOSE I e MEIOSE I.

Meiose I é chamada reducionista divisão, porque ele sofre uma redução, uma redução pela metade do conjunto de cromossomos. A meiose I tem uma prófase complexa que consiste em 5 períodos, ou fases:

LEPTOTENE - os cromossomos assumem a aparência de fios longos e finos;

ZIGOTÊNIO - nele ocorre conjugação de cromossomos homólogos;

PAQUITENA - nesta fase os cromossomos encurtam e engrossam;

DIPLONEMA - caracterizado pela divisão dos cromossomos em duas metades - cromátides. São formados cadernos, consistindo em quatro cromátides; - DIACINESE - os cromossomos ficam muito encurtados como resultado da espiralização e se afastam uns dos outros.

As outras fases da meiose I (metáfase, anáfase, telófase) são as mesmas. como na mitose, mas não cromátides, mas cromossomos inteiros vão para os pólos. Isso leva a uma redução no conjunto de cromossomos.

Na meiose II, as cromátides movem-se para os pólos, como na mitose. Mais detalhes sobre a meiose podem ser encontrados na seção “Embriologia”, ver Fig. 5.5.

RELAÇÃO NUCLEAR-CITOPLASMÁTICA

COMO INDICADOR DE FUNCIONALIDADE

ESTADOS DA CÉLULA

A razão entre a área ou volume do núcleo e a área ou volume do citoplasma é chamada relação nuclear-citoplasmática(YAC). A proporção nuclear-citoplasmática mostra o estado da célula. Se essa proporção for igual ou superior a 1, significa que a célula possui núcleo grande e pouco citoplasma. Células-tronco, pequenos linfócitos e células senescentes podem ter essa relação. Estas células são funcionalmente inativas, mas têm a capacidade de dividir, por exemplo, células-tronco. Pelo contrário, células com NCR inferior a 1 apresentam grande volume de citoplasma e, portanto, grande número de organelas. Eles são altamente diferenciados e capazes de funcionar ativamente.

CICLO MITÓTICO. CICLO DE VIDA DE UMA CÉLULA

Ciclo mitótico- este é o tempo de uma para a segunda divisão celular. Está dividido em mitose propriamente dita E interfase. Por sua vez, a interfase é dividida em 3 períodos (Fig. 4.9, 1):

1. G,-período. Ativa os processos metabólicos necessários para a síntese de DNA. Caracterizado pelo crescimento celular, síntese de proteínas e RNA. A célula restaura o volume necessário de organelas e atinge o tamanho normal. Os especiais também são sintetizados proteínas ativadorasS-período.

2. S-período- o período de síntese, duplicação do DNA no núcleo, os cromossomos são completamente replicados. Ao mesmo tempo, os centríolos duplicam.

3. COM 2 -período- síntese de proteínas mRNA, r-RNA e tubulina, a partir das quais o fuso de fissão é sintetizado. Os centríolos filhos amadurecem completamente. A energia é armazenada. Depois vem o período M, ou a própria mitose.

CICLO DE VIDA é o tempo de uma divisão para a segunda ou até a morte da célula. Existem três tipos principais de células de tecido, diferindo em seu ciclo de vida (Fig. 4.9):

1. Tronco células. Essas células são capazes de divisão contínua por mitose. Devido a eles, a homeostase dos tecidos é mantida. O ciclo de vida de tais células será o tempo de uma divisão para a segunda, ou seja, coincide com o ciclo mitótico. Apesar da capacidade ilimitada de divisão e diferenciação, as células-tronco dividem-se muito raramente e, após a conclusão da mitose, permanecem em um período C prolongado (às vezes chamado de período Go). Após a divisão, as células-tronco tornam-se meio-caule células que, ao contrário, se dividem intensamente, repondo as perdas celulares. 2. Células diferenciadas.

a) Células pós-mitóticas irreversíveis. Essas células se dividem por mitose apenas no período embrionário e, então, após a população atingir o volume necessário, perdem completamente a capacidade de se dividir. Exemplos de tais células são neurônios e células musculares cardíacas. O ciclo de vida dessas células consiste nos seguintes períodos: ciclo mitótico + determinação (ou determinação da via de diferenciação) + diferenciação (aparecimento de características estruturais específicas da célula para desempenhar uma função específica) + especialização (“aprendizado” do função, os estágios finais de diferenciação) + período de funcionamento ativo + envelhecimento + morte celular.

b) Células pós-mitóticas reversíveis. Essas células (por exemplo, células do fígado) são caracterizadas pelo fato de poderem sair do ciclo mitótico e entrar no estado G 0, ou repouso. Ao mesmo tempo, eles têm a oportunidade de seguir dois caminhos de desenvolvimento: ou retornar ao ciclo mitótico e se dividir, ou diferenciar-se irreversivelmente e começar a funcionar. Essas células são de reserva tecidual.

TIPOS DE POPULAÇÕES CELULARES (COMUNIDADES).

MECANISMOS DE REGULAÇÃO DA HOMEOSTASE EM DIFERENTES TIPOS DE POPULAÇÕES CELULARES

Num organismo multicelular, o tamanho de qualquer população celular é rigorosamente regulado. Os mecanismos de homeostase tecidual são complexos e multifacetados. Em seus pólos estão a mitose e a anoptose (morte celular programada, veja abaixo).

Conforme observado, existem três tipos de células somáticas dependendo do seu ciclo de vida: tronco; pós-mitoticamente reversível; pós-mitoticamente irreversível. A partir da combinação desses tipos de células, formam-se populações celulares (por exemplo, tecidos). Com base na relação entre populações celulares de células com diferentes ciclos celulares, o cientista francês C. Lsblop dividiu todos os sistemas celulares (tecidos e órgãos) em três grandes grupos.

1. Populações de células estáticas (estacionárias). Ele incluiu neste grupo aquelas populações de células nas quais, no estado maduro, existem apenas células diferenciadas e nenhuma célula-tronco. Essas populações de células incluem células nervosas e cardíacas

tecido muscular. Neles, as células em processo de diferenciação perdem irreversivelmente a capacidade de se dividir, e o número total de células não consegue aumentar. Pelo contrário, com o tempo, uma determinada parte das células morre por amontose, e com o envelhecimento do corpo isso processo se intensifica.

2. Populações de células crescentes (aumentando em tamanho). PARA:>Este grupo inclui populações de células com uma taxa normal de processos proliferativos muito baixa. Ao mesmo tempo, a perda celular é muito baixa. Essas populações contêm: 1) um número muito pequeno de células-tronco (segundo alguns autores, estão totalmente ausentes); 2) células diferenciadas; 3) células em repouso.

Um exemplo desse tipo de população é o parênquima do fígado, dos rins e da glândula tireóide. Durante a embriogênese, a população de hepatócitos se multiplica em alta velocidade, no início do desenvolvimento pós-natal, o número de hepatócitos em reprodução ativa diminui e a duração do ciclo mitótico aumenta. Em animais adultos o seu número cai para valores muito insignificantes. Ao mesmo tempo, em determinadas situações (retirada de parte de um órgão), as células em repouso retornam rapidamente ao ciclo mitótico e, ao se multiplicarem, restauram o tamanho da população celular.

3. Renovando populações celulares. EM Nestas populações, a reprodução celular bastante intensa é equilibrada por uma perda igualmente intensa de células devido à apoptose. Tais populações consistem em: 1) uma fração relativamente pequena de células-tronco, que, ao se dividirem e se diferenciarem em células maduras, mantêm o tamanho da população celular. Estas células passam a maior parte do seu ciclo de vida num estado de período C prolongado. 2) células pós-mitóticas irreversíveis que desempenham as principais funções da população.

Dependendo do tipo de população celular, os mecanismos de manutenção da sua homeostase são diferentes.

1. Em populações de células estáticas, os mecanismos reguladores visam regular a apoptose.

2. Nas populações celulares em crescimento, os mecanismos reguladores podem visar:

1) mudança no processo de entrada ou saída de células para (de) estado(s) de repouso; 3) alteração na duração do ciclo mitótico das células; 2) mudança na taxa de diferenciação celular; 4) alteração na intensidade da apoptose celular.

3. Na renovação de populações de células, a regulação pode ser aplicada a: 1) saída ou entrada de células-tronco do período Go estendido; 2) alterações na duração do ciclo mitótico das células-tronco; 3) uma mudança na intensidade da morte celular por apoptose, que em condições normais é bastante elevada.

Neste último caso, o tamanho da população celular dependerá da proporção entre atividade mitótica e morte celular apoptótica: a) quando equilibrada, sua população está em estado estacionário; b) com predomínio de processos proliferativos, observa-se crescimento celular, hipertrofia tecidual e adaptação a fatores nocivos; c) com predomínio da morte apoptótica, observa-se diminuição da população celular, que pode ocorrer quando o tecido retorna ao seu estado original após hipertrofia, atrofia tecidual (anemia, úlceras, etc.).

CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS CÉLULAS EM REPOUSO (G 0 - C1 ETOK)

Nas células em repouso, existem vários mecanismos que mantêm as macromoléculas num estado de equilíbrio necessário à vida e evitam a sua morte em condições desfavoráveis. Graças a isso, as células em repouso podem permanecer em estado de repouso por um tempo indefinidamente longo, enquanto, até certo ponto, desempenham algumas funções específicas (principalmente isso se aplica a células que entraram em estado de repouso após o período C 2). No estado de repouso, pode ocorrer reparo do DNA danificado.

As seguintes características são características das células em repouso:

1. Eles são menores em tamanho do que as células em proliferação.

2. Neles, a cromatina é mais condensada do que nas células em divisão.

3. Essas células apresentam baixo nível de síntese de DNA.

4. O conteúdo de RNA diminui enquanto os processos de sua síntese e decaimento aumentam.

5. Permeabilidade reduzida do citolema.

6. A intensidade metabólica e a atividade respiratória são reduzidas.

INTRACELULAR, INTERCELULAR

E MECANISMOS DE REGULAÇÃO ORGANISMAL

DIVISÃO CELULAR.

INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO NA DIVISÃO CELULAR

A regulação da divisão celular ocorre em diferentes níveis.

1. NÍVEL INTRACELULAR.

a) NÍVEL GENÔMICO-NUCLEAR. É realizada através da ação de genes responsáveis ​​pela mitose. O genoma celular contém genes de resposta proliferativa “precoce” e “tardia”. Os genes “iniciais” são os genes fos e tue, os genes “tardios” são os genes ras e myb. As proteínas produzidas por esses genes estimulam a célula a entrar na mitose e aumentar sua velocidade.

b) O citoplasma pode influenciar o núcleo com a ajuda de vários fatores solúveis, os chamados acionar proteínas que suprimem ou ativam a mitose.

c) Componentes do citolema (proteínas e glicoproteínas) de uma célula podem ter um efeito regulador na sua atividade mitótica. Obviamente, eles estão envolvidos em um fenômeno como inibição de contato da reprodução, mas pode atuar como um mecanismo regulador independente.

2. NÍVEL INTERCELULAR de regulação da mitose:

A) O efeito da inibição de contato da reprodução. A ideia é que quando as membranas de duas células estão em contato próximo, sua divisão seja suprimida. Essa influência é mediada pelo plasmalema, citoesqueleto e transmitida ao núcleo. O efeito da inibição da reprodução por contato explica por que na cultura de tecidos as células crescem apenas na forma de uma monocamada. As células cancerosas não têm esse efeito; elas crescem aleatoriamente, rompendo a monocamada. Eles se comportam de maneira semelhante in vivo.

b) Regulamento Keylon. Keylons- substâncias de natureza proteica. São produzidos por células diferenciadas, mas são capazes de atuar nas células-tronco, suprimindo sua mitose. Além dos kelons, as células também secretam fatores de crescimento específicos, indutores, que estimulam a mitose. Devido aos keylons e indutores, a constância da composição celular dos tecidos é regulada.

3. No NÍVEL ORGANISMAL, a regulação da divisão ocorre devido a nervoso, endócrino, imunológico sistemas O sistema nervoso pode suprimir e estimular a divisão celular nos tecidos-alvo. As células dos sistemas endócrino e imunológico produzem uma grande quantidade fatores de crescimento que estimulam a divisão celular: epidérmico, fatores de crescimento plaquetário, fator de crescimento nervoso, fibroblastos, fatores semelhantes à insulina etc. Alguns hormônios estimulam, outros suprimem a reprodução celular. Os hormônios que estimulam a atividade mitótica das células incluem o hormônio do crescimento, a insulina, os hormônios da tireoide, etc. Os glicocorticóides (hormônios do córtex adrenal) suprimem a reprodução celular. O mesmo hormônio pode ter efeitos diferentes nas células de órgãos diferentes. Por exemplo, os hormônios sexuais estimulam a divisão celular nos órgãos genitais, mas a suprimem nas áreas de crescimento ósseo. Os glicocorticóides suprimem a divisão celular na maioria dos órgãos, mas podem estimulá-la no fígado.

A mitose é um processo bastante sensível à ação de fatores externos nocivos. Pode ser suprimido pela ação de vários produtos químicos, incluindo medicamentos. Substâncias que despolimerizam os microtúbulos do fuso (por exemplo, colchicina) interrompem a mitose na metáfase. Isso é usado para obter os chamados medicamentos cromossomos metafásicos, que são mais convenientes para estudar sua estrutura. Essas mesmas substâncias são usadas para tratar tumores. A radiação tem um efeito prejudicial na mitose. Os cromossomos mitóticos mudam de forma, ocorrem quebras, às vezes seguidas de união incorreta de fragmentos. Às vezes, os cromossomos individuais desaparecem completamente. Anomalias do fuso de fissão são observadas. Pode não ter dois, mas três pólos. Em alguns casos, os cromossomos se dividem, mas a divisão nuclear não ocorre. Como resultado, aparecem núcleos grandes com um conjunto poliplóide de cromossomos. Se o dano da radiação for grave, a célula perde a capacidade de se dividir.

MECANISMOS DE REGENERAÇÃO CELULAR

A capacidade de uma célula ou tecido de restaurar partes perdidas é chamada regeneração. Dependendo do nível de sua implementação, a regeneração é dividida em regeneração intracelular E regeneração a nível celular. A regeneração intracelular é a restauração de organelas celulares antigas e destruídas, por exemplo, mitocôndrias, bem como de partes danificadas da célula.

Dependendo da finalidade do processo regenerativo, a regeneração é dividida em fisiológico E reparador (pós-traumático) regeneração. A regeneração fisiológica é a restauração de componentes celulares antigos ou células inteiras que precisam ser substituídas. A regeneração reparadora é a restauração das células após danos. Após o dano, junto com o processo regenerativo, via de regra, compensatório, adaptativo mudanças na célula destinadas a reduzir as consequências de possíveis danos repetidos. Se, como resultado, o número de organelas aumenta, então esse fenômeno é chamado hiperplasia organelas Se o número de organelas permanece o mesmo, mas seu tamanho aumenta, então esse fenômeno é chamado hipertrofia organelas Pode ser observada uma combinação de hipertrofia e hiperplasia de organelas. Como resultado dessas mudanças, a célula aumenta de tamanho (hipertrofia celular) e torna-se menos sensível à ação de fatores nocivos.

A regeneração celular é a regeneração do tecido aumentando o número de células por meio da mitose. Leia mais sobre regeneração em histologia geral.

MUDANÇAS REATIVAS NAS CÉLULAS.

CONCEITO DE HIPERPLASIA E HIPERTROFIA CELULAR.

MORTE CELULAR. NECROSE

Mudanças celulares reativas - mudanças na estrutura e função das células sob a influência de fatores externos. Se um fator externo não causa a morte celular, ocorrem alterações compensatórias nas células com o objetivo de reduzir as consequências dos efeitos nocivos do fator externo. Essas alterações podem ser as seguintes:

1. Um fator externo ativa a divisão celular. Ao mesmo tempo, há mais células e, como resultado da distribuição do fator por um maior número de células, elas toleram mais facilmente seus efeitos.

2. Um fator externo afeta uma célula que não consegue se dividir. Ao mesmo tempo, a síntese de proteínas e organelas é ativada na célula e ocorrem sua hiperplasia e hipertrofia. Como resultado, a célula aumenta de tamanho e torna-se menos sensível à ação do fator. No primeiro caso estamos lidando com hiperplasia celular, no segundo - com sua hipertrofia.

3. Um fator externo pode levar à formação de células poliplóides e binucleadas. Essas células são maiores em tamanho, funcionalmente mais ativas e menos sensíveis a fatores prejudiciais.

4. Um fator externo pode causar aumento do metabolismo e da atividade funcional das células. Esta é uma das opções de como as células reagem a um estímulo externo. Pode ocorrer um aumento da superfície celular e uma complicação da sua forma, o que até certo ponto leva a uma diminuição da intensidade da influência externa por unidade de área da célula. Como manifestação de reação a estímulos externos, a fagocitose de células pode ser ativada, principalmente daquelas em que ela é a função principal. A atividade motora das células pode aumentar. As células musculares responderão à estimulação com contração, as células nervosas com impulso nervoso, as células secretoras com aumento da produção e secreção de secreções, etc.

5. Quaisquer influências externas suficientemente fortes causam nas células reações de estresse, procedendo de forma estereotipada. Nesse caso, certos genes são ativados, garantindo a síntese de proteínas protetoras especiais e, ao mesmo tempo, bloqueando outros processos sintéticos. Essas proteínas protetoras são chamadas proteínas de choque térmico (HSPs), porque foram originalmente descobertos em células quando expostas a altas temperaturas. As HSPs são de natureza universal, têm sua própria estabilidade aumentada e ao mesmo tempo previnem danos (agregação, coagulação) de outras proteínas celulares e promovem a quebra dos conglomerados proteicos patológicos resultantes.

6. Quando uma célula é exposta a fatores exorbitantes, ela sofre destruição - necrose. A necrose geralmente envolve grupos inteiros de células. As alterações morfológicas afetam tanto o núcleo quanto o citoplasma. Tais mudanças podem ocorrer no núcleo. Sob a ação da enzima lisossomal DNase ativada, o DNA nuclear é dividido em fragmentos de diferentes comprimentos, o que leva a uma mudança no arranjo da cromatina: ela se acumula na forma de grandes aglomerados sob o cariolema. Futuramente poderão ocorrer as seguintes alterações no núcleo: - CARIOPICNOSE - encolhimento do núcleo, redução de tamanho até desaparecimento completo;

CARIÓLISE - dissolução do núcleo com desaparecimento gradual de todas as estruturas nele contidas. O núcleo assume a aparência de uma bolha sem estrutura;

CARIOREXE - ruptura do núcleo em fragmentos separados, que são então destruídos.

Privada do núcleo como resultado de um desses três processos, a célula torna-se inviável e morre gradualmente.

A degeneração das organelas ocorre no citoplasma. As cisternas de EPS se expandem e o EPS granular fica completamente desprovido de ribossomos. A matriz mitocondrial clareia, o espaço intermembranar se expande e, posteriormente, as cristas são destruídas; eventualmente, as membranas mitocondriais se rompem e as mitocôndrias são destruídas. As membranas dos lisossomos são danificadas, cujas enzimas entram no citosol e participam da destruição das estruturas citoplasmáticas. Danos às membranas celulares estão associados ao acúmulo V cálcio no hialoplasma da célula, que ativa enzimas associadas à membrana fosfolipases. Os vacúolos são formados no citoplasma - distrofia vacuolar, acúmulo de proteínas atípicas ou inclusões gordurosas - proteína, degeneração gordurosa. A ativação dos lisossomos leva à autólise celular e à fagocitose pelos macrófagos.

MORTE CELULAR GENETICAMENTE PROGRAMADA (APOPTOSE)

A apoptose é frequentemente chamada morte celular fisiológica e altruísta(em oposição à necrose, que é a morte celular patológica, morte celular por um “acidente”). O termo “apoptose” (do grego apoptose - queda de folhas) foi proposto em 1971 por G. Kerr, baseado na semelhança externa das células apoptóticas com a queda das folhas: a célula apoptótica encolhe e parece cair do contexto geral tecidos.

A apoptose é o oposto da mitose e é mediada geneticamente. No genoma de cada célula, junto com os genes de proliferação, existem genes de apoptose. Um dos mecanismos de indução de apoptose mais estudados é a expressão do gene Fas/Apo-1 (CD95). Estando em pólos opostos do ciclo de vida celular, a mitose e a apoptose regulam a homeostase dos tecidos. Curiosamente, os mesmos fatores, dependendo da situação específica, podem atuar como indutores (inibidores) tanto da mitose quanto da apoptose.

MECANISMO DE APOPTOSE

A apoptose é induzida através de receptores de membrana celular. O esquema geral para mediar a apoptose pode ser apresentado da seguinte forma:

MORFOLOGIA DA APOPTOSE

Mudanças no kernel. Como resultado da fragmentação internucleossômica correta do DNA, um “empacotamento” regular de cromatina ocorre no núcleo na forma de crescentes peculiares sob o cariolema. O núcleo fica muito compactado, às vezes com bordas irregulares (Fig. 4.10 A). Posteriormente, o núcleo se divide em várias partes circundadas por uma membrana (manifestações de cariopicnose e cariorrexe, mas não cariólise).

Mudanças no citoplasma. Como resultado da desintegração ativa progressiva das organelas celulares, o citoplasma se contrai e se torna mais denso. Nele aparecem inclusões oxifílicas. Devido à compressão do citoplasma, a célula fica cercada por uma espécie de borda leve e sem estrutura.

Mudanças na superfície celular. Numerosas saliências e depressões (bolhas) aparecem na superfície da célula. As saliências podem conter organelas não destruídas e restos do núcleo. Posteriormente, essas saliências são desfeitas e a célula se desintegra em fragmentos cercados por uma membrana - corpos apoptóticos, que são fagocitados por macrófagos locais.

REGULAÇÃO DA APOPTOSE

A apoptose, sendo um dos fatores mais importantes na regulação da homeostase tecidual, assim como a mitose, está sujeita a uma regulação rigorosa em diferentes níveis. "3

1 Nível genômico-nuclear. O mecanismo mais estudado de indução de apoptose é a expressão gênica Fas/ APO-1. Este gene produz um receptor especial na superfície celular, APO-1, cuja ativação desencadeia o programa de suicídio celular. Um dos fatores que se ligam especificamente ao receptor APO-1 que desencadeia a apoptose é fator de necrose tumoral, produzido por macrófagos. No nível molecular, várias citocinas e fatores indutores de crescimento e apoptose estão envolvidos.

2. No nível intercelular e tecidual A apoptose é regulada por diferentes populações celulares. Por exemplo, as células de Langerhans da epiderme podem desencadear a apoptose dos queratinócitos. Em qualquer caso, um papel semelhante foi estabelecido para as células de Lagerhans do epitélio multicamadas do colo do útero. Linfócitos e possivelmente outras células podem induzir apoptose.

O núcleo inclui cromatina, nucléolo, carioplasma (nucleoplasma) e envelope nuclear.

Em uma célula que se divide, na maioria dos casos há um núcleo, mas há células que possuem dois núcleos (20% das células do fígado são binucleadas), além de multinucleadas (osteoclastos de tecido ósseo).

As dimensões variam de 3-4 a 40 mícrons.

Cada tipo de célula é caracterizado por uma proporção constante entre o volume nuclear e o volume citoplasmático. Essa proporção é chamada de índice de Hertwing. Dependendo do valor deste índice, as células são divididas em dois grupos:

1. nuclear - o índice de Hertwing é de maior importância;

2. citoplasmático - o índice de Hertwing apresenta valores insignificantes.

Forma - pode ser esférica, em forma de bastão, em forma de feijão, em forma de anel, segmentada.

Localização - o núcleo está sempre localizado em um local específico da célula. Por exemplo, nas células cilíndricas do estômago está na posição basal.

O núcleo de uma célula pode estar em dois estados:

a) mitótico (durante a divisão);

b) interfase (entre divisões).

Em uma célula viva, o núcleo interfásico parece opticamente vazio; apenas o nucléolo é visível. As estruturas do núcleo em forma de fios e grãos só podem ser observadas quando a célula é exposta a fatores danosos, quando entra em estado de paranecrose (estado limítrofe entre a vida e a morte). A partir deste estado, a célula pode voltar ao normal ou morrer. Após a morte celular, morfologicamente, distinguem-se as seguintes alterações no núcleo:

1) cariopicnose - compactação do núcleo;

2) cariorrexe - decomposição do núcleo;

3) cariólise - dissolução do núcleo.

Funções: 1) armazenamento e transmissão de informação genética,

2) biossíntese de proteínas, 3) formação de subunidades ribossômicas.

Cromatina

A cromatina (do grego chroma - tinta colorida) é a estrutura principal do núcleo interfásico, que é muito bem pintada com corantes básicos e determina o padrão de cromatina do núcleo para cada tipo de célula.

Devido à capacidade de ser bem corado com diversos corantes e principalmente básicos, esse componente do núcleo foi denominado “cromatina” (Flemming 1880).

A cromatina é um análogo estrutural dos cromossomos e no núcleo interfásico representa corpos portadores de DNA.

Morfologicamente, distinguem-se dois tipos de cromatina:

1) heterocromatina;

2) eucromatina.

Heterocromatina(heterocromatina) corresponde a regiões cromossômicas parcialmente condensadas em interfase e é funcionalmente inativa. Essa cromatina cora muito bem e é o que pode ser observado nas preparações histológicas.

A heterocromatina, por sua vez, é dividida em:

1) estrutural; 2) opcional.

Estrutural heterocromatina representa regiões de cromossomos que estão constantemente em estado condensado.

Opcional heterocromatina é heterocromatina que pode descondensar e se transformar em eucromatina.

Eucromatina- são regiões cromossômicas descondensadas em interfase. Isto é cromatina funcional e funcionalmente ativa. Esta cromatina não é corada e não é detectada em preparações histológicas.

Durante a mitose, toda a eucromatina é condensada ao máximo e passa a fazer parte dos cromossomos. Durante este período, os cromossomos não desempenham nenhuma função sintética. A este respeito, os cromossomos celulares podem estar em dois estados estruturais e funcionais:

1) ativos (funcionais), às vezes são parcial ou totalmente descondensados ​​e com sua participação no núcleo ocorrem processos de transcrição e reduplicação;

2) inativos (não funcionais, repouso metabólico), quando estão ao máximo condensados, desempenham a função de distribuição e transferência de material genético para as células-filhas.

Às vezes, em alguns casos, um cromossomo inteiro pode permanecer em estado condensado durante a interfase e tem a aparência de heterocromatina lisa. Por exemplo, um dos cromossomos X das células somáticas corpo feminino está sujeito à heterocromatização nos estágios iniciais da embriogênese (durante a clivagem) e não funciona. Essa cromatina é chamada de cromatina sexual ou corpos de Barr.

Em células diferentes, a cromatina sexual tem uma aparência diferente:

a) em leucócitos neutrofílicos – tipo coxinha;

b) nas células epiteliais da mucosa - aparecimento de um nódulo hemisférico.

A determinação da cromatina sexual é usada para estabelecer o sexo genético, bem como para determinar o número de cromossomos X no cariótipo de um indivíduo (é igual ao número de corpos da cromatina sexual + 1).

Estudos de microscopia eletrônica revelaram que as preparações de cromatina interfásica isolada contêm fibrilas cromossômicas elementares com 20-25 nm de espessura, que consistem em fibrilas com 10 nm de espessura.

Quimicamente, as fibrilas de cromatina são complexos complexos de desoxirribonucleoproteínas, que incluem:

b) proteínas cromossômicas especiais;

A proporção quantitativa de DNA, proteína e RNA é 1:1,3:0,2. A participação do DNA na preparação da cromatina é de 30-40%. O comprimento das moléculas lineares individuais de DNA varia indiretamente e pode atingir centenas de micrômetros e até centímetros. O comprimento total das moléculas de DNA em todos os cromossomos de uma célula humana é de cerca de 170 cm, o que corresponde a 6x10 -12 g.

As proteínas da cromatina constituem 60-70% de sua massa seca e são representadas por dois grupos:

a) proteínas histonas;

b) proteínas não histonas.

Ei Proteínas histonas (histonas) - proteínas alcalinas contendo aminoácidos básicos (principalmente lisina, arginina) estão localizadas de forma desigual na forma de blocos ao longo do comprimento da molécula de DNA. Um bloco contém 8 moléculas de histonas que formam um nucleossomo. O tamanho de um nucleossomo é de cerca de 10 nm. O nucleossomo é formado pela compactação e superenrolamento do DNA, o que leva a um encurtamento do comprimento da fibrila cromossômica em aproximadamente 5 vezes.

Ei Proteínas não histonas constituem 20% da quantidade de histonas e nos núcleos interfásicos formam uma rede estrutural dentro do núcleo, que é chamada de matriz protéica nuclear. Esta matriz representa a estrutura que determina a morfologia e o metabolismo do núcleo.

As fibrilas de pericromatina têm espessura de 3-5 nm, os grânulos têm diâmetro de 45 nm e os grânulos de intercromatina têm diâmetro de 21-25 nm.

Nucléolo

O nucléolo é a estrutura mais densa do núcleo, que é claramente visível em uma célula viva não corada e é um derivado do cromossomo, um de seus loci com maior concentração e síntese ativa de RNA em interfase, mas não é uma estrutura independente ou organela.

ЁTamanho - 1-5 mícrons.

A forma é esférica.

O nucléolo tem uma estrutura heterogênea. Em um microscópio óptico, sua organização fibrosa fina é visível.

A microscopia eletrônica revela dois componentes principais:

a) granulado; b) fibrilar.

Componente granular representado por grânulos com diâmetro de 15-20 nm; são subunidades ribossômicas em maturação. Às vezes, o componente granular forma estruturas filamentosas - nucleolones, com cerca de 0,2 mícron de espessura. O componente granular está localizado ao longo da periferia.

Fibrilar o componente são fitas de ribonucleoproteínas de precursores de ribossomos, que estão concentradas na parte central do nucléolo.

A ultraestrutura dos nucléolos depende da atividade de síntese de RNA: em um alto nível de síntese, um grande número de grânulos é detectado no nucléolo; quando a síntese é interrompida, o número de grânulos diminui e os nucléolos se transformam em densos filamentos fibrilares de natureza basofílica .

Envelope nuclear

O envelope nuclear (nuclolema) consiste em:

1. Membrana nuclear externa (m. nuclearis externa),

2. Membrana interna (m. nuclearis interna), que são separadas pelo espaço perinuclear ou cisterna da membrana nuclear (cisterna nucleolemmae), com 20-60 nm de largura.

Cada membrana tem uma espessura de 7 a 8 nm. EM visão geral O envelope nuclear se assemelha a um saco oco de duas camadas que separa o conteúdo do núcleo do citoplasma.

Membrana externa do envelope nuclear, que está em contato direto com o citoplasma da célula, possui uma série de características estruturais que permitem atribuí-lo ao sistema de membrana do próprio retículo endoplasmático. Essas características incluem: a presença de numerosos polirribossomos no lado do hialoplasma, e a própria membrana nuclear externa pode se transformar diretamente nas membranas do retículo endoplasmático granular. A superfície da membrana nuclear externa na maioria das células animais e vegetais não é lisa e forma protuberâncias de vários tamanhos em direção ao citoplasma na forma de vesículas ou longas formações tubulares.

Membrana nuclear interna associado ao material cromossômico do núcleo. Do lado do carioplasma, a chamada camada fibrilar, composta por fibrilas, fica adjacente à membrana nuclear interna, mas não é característica de todas as células.

O envelope nuclear não é contínuo. As estruturas mais características do envelope nuclear são os poros nucleares. Os poros nucleares são formados pela fusão de duas membranas nucleares. Neste caso, formam-se orifícios passantes arredondados (perfurações, annulus pori), que têm um diâmetro de cerca de 80-90 nm. Esses buracos no envelope nuclear são preenchidos com estruturas globulares e fibrilares complexas. A coleção de perfurações da membrana e dessas estruturas é chamada de complexo de poros (complexus pori). O complexo de poros consiste em três fileiras de grânulos, oito em cada fileira; o diâmetro dos grânulos é de 25 nm; processos fibrilares se estendem a partir desses grânulos. Os grânulos estão localizados na borda do orifício do envelope nuclear: uma fileira fica no lado nuclear, a segunda no lado citoplasmático e a terceira na parte central do poro. As fibrilas que se estendem dos grânulos periféricos podem convergir no centro e criar, por assim dizer, uma partição, um diafragma através do poro (diafragma pori). Os tamanhos dos poros de uma determinada célula são geralmente estáveis. O número de poros nucleares depende da atividade metabólica das células: quanto mais intensos os processos sintéticos na célula, mais poros por unidade de superfície do núcleo celular.

ЁFunções:

1. Barreira - separa o conteúdo do núcleo do citoplasma, limita o transporte livre de macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma.

2. Criação de ordem intranuclear - fixação de material cromossômico na luz tridimensional do núcleo.

Carioplasma

O carioplasma é a parte líquida do núcleo na qual as estruturas nucleares estão localizadas; é análogo ao hialoplasma na parte citoplasmática da célula.

Reprodução celular

Um dos fenômenos biológicos mais importantes, que reflete padrões gerais e é condição integrante para a existência de sistemas biológicos por um período de tempo suficientemente longo, é a reprodução (reprodução) de sua composição celular. A reprodução celular, segundo a teoria celular, é realizada pela divisão da célula original. Esta posição é uma das principais da teoria celular.

Na década de 30 do século XIX, o cientista escocês Robert Brown (1773-1858) fez uma descoberta muito importante. Ele descobriu uma densa formação redonda dentro da célula, que chamou de núcleo.

Roberto Brown

O núcleo da célula desempenha duas funções importantes. Em primeiro lugar, controla a divisão, durante a qual se formam novas células, semelhantes em todos os aspectos às da mãe. Em segundo lugar, regula todos os processos de síntese protéica, metabolismo e energia que ocorrem na célula.

O núcleo da célula é a parte mais importante da célula. Ele contém cromossomos que carregam DNA, que codifica todas as propriedades da célula. O kernel é necessário para duas funções essenciais. Em primeiro lugar, trata-se de uma divisão, durante a qual se formam novas células, em todos os aspectos semelhantes à mãe. Em segundo lugar, o núcleo regula todos os processos de síntese protéica, metabolismo e energia que ocorrem na célula.

Ao contrário de algumas plantas e protozoários inferiores, cujas células contêm vários núcleos, os animais, plantas e fungos superiores consistem em células que contêm um único núcleo. Tem o formato de uma bola com diâmetro de 3 a 10 mícrons (Fig. 11, 8).f

Núcleo celular.

A membrana do núcleo celular ou envelope nuclear.

O núcleo é circundado por uma concha que consiste em duas membranas, cada uma delas semelhante à membrana plasmática. Em determinados intervalos, ambas as membranas se fundem, formando buracos com diâmetro de 70 nm - poros nucleares. Através deles ocorre troca ativa de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. O tamanho dos poros permite que até moléculas e partículas grandes penetrem do núcleo para o citoplasma.

Os núcleos sempre contêm um ou mais nucléolos (Fig. 11, 9).

Nucléolo celular.

O nucléolo é formado por certas regiões dos cromossomos; Os ribossomos são formados nele.

O nucléolo é uma estrutura altamente organizada dentro do núcleo. O nucléolo contém grandes alças de DNA contendo genes de RNA, que são transcritos a uma velocidade incomumente alta pela RNA polimerase I. Esses loops são chamados de “organizadores nucleolares”.

Ao contrário das organelas citoplasmáticas, o nucléolo não possui uma membrana que envolve seu conteúdo. Parece ser formado por precursores ribossômicos imaturos ligados especificamente entre si de maneira desconhecida. O tamanho do nucléolo reflete o grau de sua atividade funcional, que varia amplamente em diferentes células e pode variar dentro de uma célula individual.

No nucléolo, ocorrem a transcrição de genes ribossômicos, o processamento de precursores de rRNA e a montagem de partículas pré-ribossômicas a partir de proteínas ribossômicas e rRNA. Os mecanismos de formação do nucléolo não são claros. De acordo com uma hipótese, o nucléolo é considerado um complexo nucleoproteico que surge espontaneamente como resultado da associação de complexos reguladores proteína-ácido nucleico que surgem na repetição de sequências de rDNA durante a sua transcrição. Na verdade, os genes de rRNA humanos são organizados em 250 sequências repetidas em tandem de 44 kb de comprimento. cada um, que junto com as proteínas a eles associadas formam o núcleo do nucléolo. Ele é preenchido com outros componentes durante o processamento do rRNA e a montagem das subunidades ribossômicas.

O núcleo também contém formações semelhantes a fios - cromossomos. O núcleo de uma célula do corpo humano (exceto as células germinativas) contém 46 cromossomos - portadores das características hereditárias do corpo, transmitidas de pais para filhos. Os cromossomos contêm ácido desoxirribonucléico (DNA). Desempenha um papel central no armazenamento e transmissão das propriedades hereditárias do corpo.

Matriz nuclear

Este complexo não representa nenhuma fração pura; inclui componentes da membrana nuclear, do nucléolo e do carioplasma. Tanto o RNA heterogêneo quanto parte do DNA foram associados à matriz nuclear. Estas observações deram razões para acreditar que a matriz nuclear desempenha um papel importante não apenas na manutenção da estrutura geral do núcleo interfásico, mas também pode estar envolvida na regulação da síntese de ácidos nucleicos.

Cromatina

Ao observar algumas células vivas, especialmente células vegetais ou células após fixação e coloração, são reveladas zonas de matéria densa no interior do núcleo. A cromatina consiste em DNA em complexo com proteína. Nas células em interfase, a cromatina pode preencher uniformemente o volume do núcleo ou estar localizada em aglomerados separados (cromocentros). Freqüentemente, é especialmente visível na periferia do núcleo (cromatina parietal, próxima à membrana) ou forma entrelaçamentos de fios bastante grossos (cerca de 0,3 µm) e longos dentro do núcleo, formando uma aparência de uma cadeia intranuclear.