Конспекты лекций по физиологии. Введение


Скачать 401.75 Kb.
НазваниеКонспекты лекций по физиологии. Введение
страница2/4
Дата публикации21.06.2013
Размер401.75 Kb.
ТипКонспект
userdocs.ru > Биология > Конспект
1   2   3   4

Фазы образования мочи

По современным представлениям образование мочи совершается в три фазы.

^ Клубочковая фильтрация протекает в почечных клубочках. Из–за разницы диаметров приносящей и выносящей артериол в капиллярах почечных клубочков создается давление, обеспечивающее фильтрацию части плазмы крови из капилляров в просвет капсулы Шумлянского–Боумена. За сутки образуется 150–180 литров первичной мочи, в состав которой входят вода, аминокислоты, низкомолекулярные белки, глюкоза, различные ионы, мочевина и др.

^ Канальцевая реабсорбция – фаза обратного всасывания из почечных канальцев в кровь воды и всех ценных для организма веществ (глюкозы, аминокислот, ионов натрия, витаминов и др.). В результате образуется 1–1,5 литра конечной мочи с высокой концентрацией мочевины, сульфатов, фосфатов, мочевой кислоты, ионов калия.

^ Канальцевая секреция – Выделение веществ в просвет канальцев (в мочу) из опутывающих их капилляров.

Регуляция образования мочи осуществляется нервной системой и гуморальным путем. Симпатическая нервная система суживает почечные сосуды. Если суживаются приносящие артериолы клубочков, то фильтрация плазмы в них замедляется и диурез уменьшается. Если суживаются выносящие артериолы, то фильтрация и диурез увеличиваются. Гуморальная регуляция осуществляется веществами, разносимыми током крови. Антидиуретический гормон усиливает обратное всасывание воды в почечных канальцах, тем самым снижая диурез. При уменьшении выработки этого гормона развивается заболевание – несахарное мочеизнурение.

Образовавшаяся в почках моча выводится по мочевыводящим путям, к которым относятся мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Мочеточник (парный орган) представляет собой трубку длиной около 30 см. Он отходит от лоханки, идет вниз и прободает стенку мочевого пузыря в косом направлении.

^ Мочевой пузырь служит для накопления мочи, его форма изменяется в зависимости от степени его наполнения. В нем различают верхушку, тело, дно и шейку, которая переходит в мочеиспускательный канал. Стенка мочеточника и мочевого пузыря состоит из трех оболочек: наружной – соединительнотканной, средней – гладкомышечной, внутренней – слизистой, имеющей многочисленные складки, которые расправляются при наполнении. В области шейки мочевого пузыря находится непроизвольный (гладкомышечный) сфинктер, контролирующий поступление мочи в мочеиспускательный канал, в стенке которого находится второй, произвольный (поперечнополосатый) сфинктер, обеспечивающий выведение мочи.
^ Рост и размножение.

Рост.

Репликация (удвоение) ДНК требует 5 главных условий. Отсутствие любого из них делает воспроизводство живой клетки не- возможным.

1. Наличие исходной матрицы – "старой" молекулы ДНК. Она определяет точную последовательность нуклеотидов. Без нее "новая" молекула будет бессмысленной. В цепочке ДНК тройка последовательных нуклеотидов (триплет) кодирует 1 аминокислоту или сигнал о прекращении синтеза (см. таблицу 1).

Таблица 1. Универсальный генетический код. Последовательности азотистых оснований в триплетах и кодируемые ими аминокислоты для и-РНК.

в т о р о е о с н о в а н и е всего 64 трип-

┌────────┬────────┬────────┬────────┐ лета генети-

^ У │ Ц │ А │ Г │ ческого кода

┌─┼────────┼────────┼────────┼────────┼─┐

У│УУУ Фен │УЦУ Сер │УАУ Тир │УГУ Цис │У│ 61 триплет ко-

п│ │УУЦ Фен │УЦЦ Сер │УАЦ Тир │УГЦ Цис │Ц│т дирует все 20

е│ │УУА Лей │УЦА Сер │УАА стоп│УГА стоп│А│р аминокислот,

р│ │УУГ Лей │УЦГ Сер │УАГ стоп│УГГ Трп │Г│е если 1 амино-

в├─┼────────┼────────┼────────┼────────┼─┤т кислоту коди-

о│Ц│ЦУУ Лей │ЦЦУ Про │ЦАУ Гис │ЦГУ Арг │У│ь рует не 1 три-

е│ │ЦУЦ Лей │ЦЦЦ Про │ЦАЦ Гис │ЦГЦ Арг │Ц│е плет, а более,

│ │ЦУА Лей │ЦЦА Про │ЦАА Глн │ЦГА Арг │А│ то такой код

о│ │ЦУГ Лей │ЦЦГ Про │ЦАГ Глн │ЦГГ Арг │Г│о называют вы-

с├─┼────────┼────────┼────────┼────────┤─┤с рожденным

н│А│АУУ Иле │АЦУ Тре │ААУ Асн │АГУ Сер │У│н

о│ │АУЦ Иле │АЦЦ Тре │ААЦ Асн │АГЦ Сер │Ц│о 1 триплет мо-

в│ │АУА Иле │АЦА Тре │ААА Лиз │АГА Арг │А│в жет кодировать

а│ │АУГ Мет │АЦГ Тре │ААГ Лиз │АГГ Арг │Г│а только 1 ами-

н├─┼────────┼────────┼────────┼────────┼─┤н нокислоту

и│Г│ГУУ Вал │ГЦУ Ала │ГАУ Асп │ГГУ Гли │У│и

е│ │ГУЦ Вал │ГЦЦ Ала │ГАЦ Асп │ГГЦ Гли │Ц│е 3 триплета ко-

│ │ГУА Вал │ГЦА Ала │ГАА Глу │ГГА Гли │А│ дируют оконча-

│ │^ ГУГ Вал │ГЦГ Ала │ГАГ Глу │ГГГ Гли │Г│ ние синтеза -

└─┴────────┴────────┴────────┴────────┴─┘ - это термини-

рующие кодоны

Сокращения:

стоп- кодон окончания синтеза

Ала - L-Аланин Тре - L-Треонин У-урацил

Вал - L-Валин Цис - L-Цистеин Ц-цитозин

Лей - L-Лейцин Тир - L-Тирозин А-аденин

Иле - L-Изолейцин Асн - L-Аспаргин Г-гуанин

Мет - L-Метионин Глн - L-Глутамин

Про - L-Пролин Асп - L-Аспаргиновая кислота

Фен - L-Фенилаланин Глу - L-Глутаминовая кислота

Трп - L-Триптофан Лиз - L-Лизин

Гли - L-Глицин Арг - L-Аргинин

Сер - L-Серин Гис - L-Гистидин
Эта система записи информации о последовательности аминокислот в белковой молекуле или последовательности нуклеотидов в р-РНК и т-РНК (ДНК ядрышек) называется триплетным генетическим кодом. Он универсален для всех живых организмов на планете Земля.

2. Наличие строительного материала. Строительным сырьем для ДНК являются отдельные дезоксирибонуклеотиды с азотистыми основаниями ДНК (аденин, гуанин, цитозин, тимин). В процессе их подготовки к синтезу нуклеотиды взаимодействуют с АТФ и превращаются в нуклеозидтрифосфаты (аденинтрифосфат, гуанинтрифосфат, цитозинтрифосфат и тиминтрифосфат), которые обладают собственной энергией для соединения в цепочки.

3. Наличие энергии. Энергия АТФ для синтеза новых цепочек ДНК опосредуется нуклеозидтрифосфатами (см. выше).

4. Наличие катализаторов реакций синтеза ферментов. (ДНК-полимеразы, ДНК-лигазы и др.).

5. Наличие места для синтеза. Местом репликации ДНК является ядро эукариотической клетки или цитоплазма (прокариоты). Отсутствие любого из данных условий делает процесс синтеза невозможным.

Последовательность событий при репликации ДНК. Расхождение нитей двойной спирали. При этом, разрываются водородные связи между комплементарно спаренными азотистыми основаниями параллельных цепочек ДНК.

  • Свободные дезоксирибонуклеотиды (нуклеозидтрифосфаты) комплементарно спариваются с освободившимися на материнских цепочках нуклеотидами.

  • Ферменты ДНК-полимераза, ДНК-лигаза сшивают нуклеозидтрифосфаты ("наживленные" водородными связями) в новые цепочки прочными ковалентными связями.

Способ удвоения ДНК, описанный Уотсоном и Криком, известен под названием полуконсервативной репликации. Каждая дочерняя двойная спираль имеет 1 старую (консервативную) цепь материнской молекулы и 1 новую цепь.

^ Биосинтез белка.

Принцип комплементарного спаривания азотистых оснований нуклеотидов лежит в основе реализации генетической информации в процессе биосинтеза белка.

Главные условия для биосинтеза белка похожи на условия репликации ДНК.

1. Наличие исходной матрицы – молекулы ДНК. Она определяет точную последовательность нуклеотидов, а значит и последовательность аминокислот в полипептидной цепочке собираемого белка.

2. Наличие строительного материала. Строительным сырьем для РНК являются отдельные рибонуклеотиды с азотистыми основаниями: аденин, гуанин, цитозин, урацил.

3. Наличие энергии АТФ.

4. Наличие ферментов (например, РНК-полимеразы).

5. Наличие места для синтеза. Местом первого этапа биосинтеза белка является ядро эукариотической клетки или цитоплазма (прокариоты), а второй этап протекает на рибосомах гранулярной эндоплазматической сети.

Последовательность событий при репликации РНК.

Условно выделяют 2 этапа этого процесса, но между ними происходит процессинг – "созревание" и-РНК.

1. Транскрипция. Дословно "транскрипция" переводится, как "переписывание". На первом этапе происходит синтез м-РНК из свободных рибонуклетидов. Лучше называть первый этап синтезом м-РНК.

– Расхождение нитей двойной спирали ДНК, как испорченной застежки – молнии ("старые" водородные связи между комплементарно спаренными азотистыми основаниями параллельных цепочек ДНК разрываются не с конца молекулы а с любого участка, при этом, впереди и позади разрыва по цепочке ДНК эти водородные связи сохраняются).

– Свободные рибонуклеотиды комплементарно спариваются с освободившимися на ДНК азотистыми основаниями нуклеотидов "новыми" водородными связями.

– Фермент РНК-полимераза сшивает рибонуклеотиды ("нажив- ленные" водородными связями) в цепочку м-РНК прочными ковалентными связями.

– Новая м-РНК отходит от участка ДНК (цепочки ДНК восстанавливают "старые" водородные связи).

В результате процессинга матричная (м-РНК) освобождается от "технологических" нуклеотидов, не содержащих информации о строении белка и превращается в и-РНК.

2. Трансляция. Это перевод информации с "языка" нуклеиновых кислот на "язык" белков.

– Молекула и-РНК движется по направлению к рибосомам и связывается сразу с несколькими из них, формируя полирибосому.

– К рибосомам с помощью т-РНК транспортируются аминокислоты, фиксированные на "черешке клеверного листа" т-РНК.

Антикодоны т-РНК комплементарно взаимодействуют с трип- летными кодонами и-РНК и образуют водородные связи

– Две соседние молекулы т-РНК, связавшиеся на рибосоме с и-РНК, создают условия для образования пептидной связи между аминокислотами, фиксированными на их "черешках".

– После образования пептидной связи первая т-РНК, "отпускает" свою аминокислоту, а сама разрывает водородные связи и уходит с рибосомы в цитоплазму на "охоту" за новой аминокислотой. Вторая т-РНК (с двумя аминокислотами), спаренная с и-РНК, смещается на место первой в рибосоме.

– Следующая т-РНК с третьей аминокислотой образует комплементарные водородные связи с третьим кодоном и-РНК, создавая условия для пептидной связи между второй и третьей аминокислотой, процесс повторяется и полипептидная цепочка растет.

– Рост полипептидной цепочки продолжается до терминирующего кодона и-РНК, после которого новый белок покидает рибосому и приобретает рабочую пространственную конформацию.

Т. о., с помощью генетического кода ДНК можно записать любую последовательность аминокислот и синтезировать любой белок. ДНК хранит информацию и о молекулах небелковой природы (нуклеотиды, фосфолипиды, углеводы, пигменты и т.д.). Чтобы инициировать любую биохимическую реакцию надо обеспечить ее ферментативным аппаратом. Чтобы получить небелковое соединение (например, пигмент), надо сделать белок-фермент-катализатор для его синтеза и (или) синтеза его составных частей. И в этом случае ключевым молекулярным механизмом является принцип комплементарного спаривания азотистых оснований нуклеотидов.

Размножение является фундаментальным свойством живых организмов. Эта способность может отсутствовать у некоторых особей вида (рабочие пчелы, люди старческого возраста), но это не значит, что они не живые. Таким образом, способность к размножению свойственна всему виду в целом, а её потеря приведет вид к вымиранию.

Размножение на молекулярном уровне происходит путем воспроизводства генетической информации (репликация ДНК). В случае бесполого размножения, точная передача всей последовательности нуклеотидов от материнской клетки к дочерним приводит к их полной идентичности. Так, деление одной бактерии, как правило, приводит к возникновению колонии микроорганизмов, унаследовавших все свойства исходной материнской клетки. Для такого бесполого размножения достаточно единственной особи вида. Однако, если такая группа идентичных особей попадает в неблагоприятные условия среды обитания (воздействие антибиотиков), то вероятность выживания этой популяции низкая. Гибель любой бактериальной клетки от действия противомикробного препарата покажет возможность гибели всей популяции. Эта слабость бесполого размножения используется при определении чувствительности патогенных бактерий к действию антибиотиков. Бактерии из организма больного человека высевают на питательную среду, в которой имеются диски, пропитанные разными антибиотиками. Если микробы вокруг диска не растут, то это свидетельствует об эффективности антибиотика. Для лечения выбирают тот из них, который дал вокруг своего диска самую большую зону отсутствия роста микроорганизмов. Бесполым путем (клубнями, усами, стеблями) размножаются многие растения и относительно простые животные, например, кишечнополостные.

Второй способ размножения называют "половым". В большинстве случаев для его осуществления необходимо взаимодействие двух особей вида, но главная особенность полового размножения заключается в другом. При половом размножении происходит пересортировка генетического материала и формирование неидентичных дочерних особей. Эту особенность полового размножения называют "комбинативной изменчивостью". Особи вида, использующие половое размножение, не одинаково реагируют на воздействие факторов среды обитания. Если вредное воздействие среды убивает одну особь, то это не означает, что такое же воздействие погубит всю популяцию. Так, эпидемии особо опасных инфекций (чума, натуральная оспа, холера) уничтожали значительную часть человечества, но всегда находились люди с высокой устойчивостью к этим заболеваниям и выживали. Даже бактерии, которые, как правило, размножаются бесполым путем, иногда сливаются друг с другом (конъюгируют), обмениваются участками ДНК и после этого приобретают отличительные особенности. Подобие полового процесса и комбинативная изменчивость патогенных бактерий значительно затрудняют борьбу с ними.

Таким образом, благодаря половому размножению и комбинативной изменчивости шансы вида на выживание значительно повышаются.

^ Клеточный цикл. Время от деления до деления или от деления до смерти называют клеточным циклом.

Типичный клеточный цикл состоит из трех основных частей:

1 – интерфаза

2 – кариокинез – деление ядра (митоз или мейоз)

3 – цитокинез – деление цитоплазмы.

Интерфаза – это основная часть жизни клетки, в течение которой клетка выполняет свою функцию и подготавливается к делению. Продолжительность интерфазы может изменяться от нескольких часов (эпителий двенадцатиперстной кишки) до нескольких десятков лет (нервные и мышечные клетки взрослого человека). Интерфаза делится на 3 части:

G1 – пресинтетический (постмитотический) период;

S – синтетический период;

G2 – постсинтетический (премитотический) период.

В пресинтетическом периоде в клетках происходит выполнение её основной функции, опосредованное синтезом белков и всех видов РНК. Этот период интерфазы может длиться годами и десятилетиями.

В синтетическом периоде происходит репликация ДНК и количество генетического материала удваивается. Так, у человека в каждой клетке количество хромосом увеличивается с 46 до 92. Они остаются связанными друг с другом попарно, но в интерфазном ядре при обычной световой микроскопии хромосомы не видны. Этот период интерфазы длится у млекопитающих 6-12 часов.

В постсинтетическом периоде происходит подготовка органоидов для деления ядра и запасается энергия. Этот период интерфазы длится у млекопитающих 3-6 часов.

Кариокинез – это процесс деления клеточного ядра. Кариокинез у человека протекает по двум вариантам: митозу и мейозу.

Митоз состоит из 4 фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Длительность митоза не менее 10 минут.

Профаза. Скручивание хромосом в спираль (спирализация), при этом они укорачиваются, утолщаются и становятся заметными в световой микроскоп. Они имеют Х-образную форму, т.к. остаются соединенными после репликации ДНК в интерфазе. Центриоли расходятся к полюсам клетки и формируются нити веретена деления. Растворяется ядерная оболочка.

Метафаза. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки. Анафаза. Под влиянием тяги нитей веретена деления происходит расщепление удвоенных хромосом и их движение к полюсам клетки (у человека по 46 хромосом движутся к каждому полюсу).

Телофаза. Происходит деспирализация (раскручивание спирали), утончение и удлинение хромосом. При этом хромосомы перестают быть видимыми в световой микроскоп. Распадаются нити веретена деления. Формируются ядерные оболочки. Телофаза митоза переходит в третью стадию клеточного цикла – цитокинез, завершающий деление цитоплазмы на две дочерние клетки.

Итогом митотического деления клетки является формирование диплоидных дочерних клеток, которые по генетической информации ДНК идентичны материнской клетке.

Биологический смысл митоза – точная передача наследственной информации к дочерним клеткам. Митоз используется для восстановления утраченных клеток (регенерации); при делении клеток зародыша и плода во время внутриутробного развития человека; является базой для бесполого размножения.
1   2   3   4

Похожие:

Конспекты лекций по физиологии. Введение iconКонспекты лекций для специальностей «Бухгалтерский учет, анализ и...
Введение. Современное состояние информационных ресурсов и информатизации общества
Конспекты лекций по физиологии. Введение iconКонспекты лекций п о дисциплине «эвм, информация и коммуникация»
Конспекты являются собственностью Федерального государственного образовательного учреждения среднего профессионального образования...
Конспекты лекций по физиологии. Введение iconЯкушев А. В. Философия (конспект лекций)
Настоящим изданием мы продолжаем серию "В помощь сту­денту", в которую входят лучшие конспекты лекций по дисцип­линам, изучаемым...
Конспекты лекций по физиологии. Введение iconЭкзаменационные вопросы по курсу нормальной физиологии 2010 20111 учебный год Введение
Физиология и ее связь с другими науками. Физиология и медицина. Здоровье и болезнь с позиций физиологии
Конспекты лекций по физиологии. Введение iconЭкзаменационные вопросы по курсу нормальной физиологии 2012 – 2013 учебный год Введение
Физиология и ее связь с другими науками. Физиология и медицина. Здоровье и болезнь с позиций физиологии
Конспекты лекций по физиологии. Введение iconМатериалы для подготовки : Килис Ю. А. Конспекты лекций (ваши рукописи)

Конспекты лекций по физиологии. Введение iconУправления
Конспекты лекций рекомендуются студентам дневного и заочного обучения старших курсов по специальностям «Государственное и муниципальное...
Конспекты лекций по физиологии. Введение iconАртур Шопенгауэр Введение в философию «Введение в философию»: Белорусский...
«Новые паралипомены», «Об интересном», а также «Введение в философию», представляющее собой краткий набросок университетского курса лекций, в...
Конспекты лекций по физиологии. Введение iconКонспекты написаны подробно и содержат
Н71 Конспекты подгрупповых логопедических занятий в старшей группе детского сада для детей с он р.— Спб.: Детство-пресс 2007. 704...
Конспекты лекций по физиологии. Введение iconКонспекты лекций по дисциплине: «Стратегический менеджмент»
Практическое решение проблем, связанных с необходимостью обеспечения существования предприятия не только сегодня, но и в перспективе,...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница