Ученые Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле создали искусственные клетки, которые выглядят и действуют как живые клетки организма. Фотосинтез студариум. Световая и темновая фаза фотосинтеза картинка. Клеточная мембрана ограничивает клетку от окружающего мира и формирует ее внутреннюю среду. По мнению ученых, это своеобразный механизм защиты клеток от преждевременного старения."TERRA и RAD51 помогают предотвратить случайную потерю или укорочение теломер.
Органоиды клетки
Это затрудняет разработку эффективного лечения, поскольку одни клетки сопротивляются терапии сильнее, чем другие. Клеточная ие клетки,клеточные органоиды. Клетки и ткани состоят из белков, которые объединяются для выполнения задач и создания структур. По словам команды, клетки используют мультимодальное восприятие, чтобы учесть внешние сигналы и информацию изнутри клетки, например, количество клеточных органелл.
Впервые синтезированы клетки, как в человеческом организме
Бактерии р. Nevskia формируют слизистые стебельки с дихотомическим ветвлением, соответствующим делению зрелых клеток Определитель бактерий…, 2007. Формирование длинных и тонких выростов, по-видимому, является выгодной стратегией для эффективного пропитания клетки в условиях недостатка питательных веществ, так как это увеличивает площадь поглощающей поверхности без существенного увеличения объема цитоплазмы Ireland et al. Простеки или стебельки также выполняют функции прикрепления к поверхности среды, ориентации клетки в пространстве в соответствии с градиентами питательных веществ и регуляции рассеивания дочерних почкующихся клеток на определенной глубине Poindexter, 1981; Wagner et al. Интересный феномен описан у некоторых микоплазм — клетки Mycoplasma pneumoniae и M. Sycuro et al. Гликановые нити ориентированы перпендикулярно длинной оси клетки, пептидные сшивки — параллельно, за счет чего пептидогликановый саккулюс типичной палочки имеет форму прямого цилиндра. Схематическое изображение пептидогликанового саккулюса Helicobacter pylori по: Sycuro et al. Ножницами указаны сайты возможного гидролиза пептидных связей эндопептидазами Csd.
Интересно, что белки Сsd или их гомологи, насколько нам известно, пока не обнаружены у грамположительных бактерий, что может быть возможной причиной редкости спиральных форм среди них. Тем более что у грамположительных бактерий пептидные сшивки соседних гликановых цепей отличаются по аминокислотному составу и не соединены непосредственно друг с другом, а связаны пентаглициновыми мостиками Cassimeris et al. Спиральная форма типична для большинства видов Spirochaetae, и традиционно ее связывали с наличием в периплазматическом пространстве спирохет эндофлагелл внутренних жгутиков — структур, сходных по строению со жгутиками других бактерий Сanale-Parolа, 1977; Goldstein et al. Однако достаточно давно были получены лишенные эндофлагелл мутанты Treponema JR1, HL51 , клетки которых представляют собой правильные правозакрученные спирали Ruby et al. Похожая ситуация наблюдается и у видов Leptospira, спиральные клетки которых имеют загнутые в виде крючка или закрученные в виде спиралей второго порядка концы клеток. Мутанты Leptospira spp. Таким образом, основная функция эндофлагелл для спирохет, по-видимому, двигательная, и в меньшей степени структурная. Сведений о том, за счет чего поддерживается спиральная форма самого клеточного цилиндра спирохет, и связано ли это с контролируемым лизисом пептидогликана, как у Helicobacter pylori, нами в литературе не обнаружено.
Некоторые клетки, на первый взгляд напоминающие спиральные, на самом деле не образуют витков, а имеют форму плоской волны, как, например, Borrelia burgdorferi Goldstein et al. У этих представителей Spirochaetae клеточный цилиндр как таковой имеет вид прямого стержня, поскольку мутанты по генам flaB, flgE, fliF, fliG2 и др. Представители р. Spiroplasma класс Mollicutes поддерживают спиральную форму клетки без участия клеточной стенки, единственно за счет элементов цитоскелета. Со стороны отрицательной кривизны клетки вдоль клеточной мембраны у них тянется пучок фибрилл в виде плоской, спирально закрученной ленты, таким образом, что фибриллы и цитоплазматический цилиндр взаимно закручиваются друг вокруг друга Trachtenberg, 2004. Основная структурная единица цитоскелетной ленты — 59 kDА белок — продукт гена fib, уникальный для Mollicutes, гомологов которого пока не обнаружено ни у прокариот, ни у эукариот Trachtenberg et al. Предполагают, что спиральные формы возникли как приспособление для передвижения в средах, более плотных и вязких, чем вода. Например, многие виды бактерий, изолированных из слизистой оболочки ЖКТ млекопитающих, являются спиральными: Сampylobacter, Helycobacter и др.
Robertson et al. Показано также, что лептоспиры в более вязкой среде движутся даже быстрее, чем в менее вязкой Kaiser, Doetsch, 1975 , тогда как у палочковидных форм — наоборот. На основании обнаружения у многих изогнутых форм гомологов Csd Sycuro et al. Во-вторых, изгиб клетки может образоваться путем ее неравномерного роста с левой и правой стороны, как это происходит у Caulobacter crescentus при участии филаментов кресцетина Margolin, 2004. Несмотря на то, что кресцетин на сегодняшний день обнаружен только у Caulobacter, данный механизм может быть универсальным за счет других цитоскелетных белков Wickstead, Gull, 2011. Так, например, у Vibrio cholerae совсем недавно был обнаружен еще один гомолог промежуточных филаментов — белок CrvA, ответственный за формирование кривизны клетки, сходным образом с кресцетином, каким-то образом замедляя синтез пептидогликана с той стороны клетки, где он прилегает к плазмалемме Bartlett et al. Форма вибрионов или слегка изогнутых палочек достаточно широко распространена среди бактерий различных систематических групп, особенно среди свободноживущих плавающих и паразитических форм Schuech et al. Несмотря на ряд моментов, которые пока остаются неясными, большинство исследователей сходятся во мнении, что изогнутая форма является наиболее эффективной для плавания в поисках пищи и хемотаксиса Magariyama et al.
Дасенбери Dusenbery, 2011 показал, что повысить эффективность хемотаксиса можно путем удлинения клетки. Это объясняется тем, что чем дольше бактерия может сохранять свою ориентацию, тем дольше она может следовать градиенту концентрации, прежде чем броуновское движение рандомизирует направление ее движения. Однако в другой работе Schuech et al. Таким образом, форма вибриона позволяет сочетать максимальную эффективность хемотаксиса с максимальным сохранением скорости и энергетической эффективности плавания.
Спора может десятилетиями находиться в неактивном состоянии, а в благоприятных условиях из нее снова прорастает активная бактерия. Размножение прокариот. Чаще всего прокариоты размножаются бесполым путем: ДНК удваивается, и далее клетка делится в поперечной плоскости пополам. В благоприятных условиях бактерии способны делиться каждые 20 минут; при этом потомство от одной клетки через трое суток теоретически имело бы массу 7500 тонн! К счастью, таких условий в принципе быть не может. Половое размножение у прокариот наблюдается гораздо реже, чем бесполое, однако оно очень важно, так как при обмене генетической информацией бактерии передают друг другу устойчивость к неблагоприятным воздействиям например, к лекарствам. При половом процессе бактерии могут обмениваться как участками бактериальной хромосомы, так и особыми маленькими кольцевыми двуцепочечными молекулами ДНК — плазмидами. Обмен может происходить через цитоплазматический мостик между двумя бактериями или с помощью вирусов, усваивающих участки ДНК одной бактерии и переносящих их в другие бактериальные клетки, которые они заражают. Роль бактерий в природе. Важнейшая роль бактерий в природе — это поедание отмерших организмов. Бактерии-гниения играют роль санитаров, их относят к сапротрофным организмам. Питаясь органическими веществами мертвых тел, эти бактерии превращают погибшие растения и трупы животных в перегной. В одном кубическом сантиметре поверхностного слоя лесной почвы содержатся сотни миллионов почвенных бактерий. Бактерии участвуют в круговороте веществ на планете, в биосфере все вещества переходят от организма к организму, они находятся в постоянных круговоротах. Без бактерий эти вещества накапливались бы в больших количествах, не поступали бы дальше, то есть без них круговорот веществ был бы невозможен: примером может быть круговорот азота в природе. В почве существуют определенные бактерии, которые из азота воздуха делают азотные удобрения для растений, это клубеньковые бактерии, которые поселяются прямо в корнях растений. Бактерии — самые многочисленные существа на земле, и они участвуют в цепях питания: есть крошечные организмы, питающиеся бактериями.
Для наивных Т-киллеров подтвердилось прогрессирующее падение численности в крови и лимфоузлах, хотя для наивных Т-хелперов отрицательная корреляция численности с возрастом в данном исследовании оказалась значительной только для вторичных лимфоидных органов, но не для крови. Пути циркуляции Т-лимфоцитов различных субпопуляций [8]. Наивные Т-клетки вместе с субпопуляцией TCM путешествуют по кровеносным сосудам заходят и в Т-клеточную зону различных лимфоузлов, в ткани не выходят, хотя в их капиллярах встречаются красная траектория. Эффекторные ТEM-клетки перемещаются по лимфо- и кровотоку, могут попасть в лимфоузел, но в Т-клеточную зону не заходят траектория лилового цвета. Резидентные ТRM-клетки показаны зеленым в коже и различными цветамив слизистых перемещаются только внутри ткани траектория зеленого цвета Выделение Т-лимфоцитов памяти, эффекторных клеток памяти и короткоживущих эффекторных клеток из слизистых легких, тонкого и толстого кишечника, паховых и мезентериальных лимфоузлов доноров органов позволило впервые оценить динамику данных популяций в тканях человека при старении. Доля центральных клеток памяти ожидаемо растет с течением жизни, в соответствии с ростом числа инфекций, которые успели встретиться организму и попасть в библиотеку памяти иммунной системы. Эффекторные клетки памяти TEM стремительно заполняют нишу для Т-клеток в тканях ребенка, быстро, примерно к 12 годам, вытесняя наивные Т-клетки. Короткоживущие терминально дифференцированные Т-киллеры чаще всего встречаются в крови, селезенке и слизистых легких в любом возрасте, а вот среди Т-хелперов эта субпопуляция представлена исчезающе малым числом клеток. Аналогично мало центральных клеток памяти среди Т-киллеров, преимущественно они находятся в слизистых двух барьерных тканей: легких и кишечника. Широкими мазками карту распределения Т-лимфоцитов человека можно обрисовать так: наивные Т-клетки путешествуют по крови и периодически заходят во вторичные лимфоидные органы, киллеры TEMRA находятся в крови, селезенке и легких. Для центральных клеток памяти, судя по всему, характерно более индивидуальное распределение по тканям, чем для других субпопуляций: во всяком случае, закономерностей динамики при старении разных тканей выявить не удалось. Эффекторные клетки памяти, включающие и TRM-субпопуляцию, доминируют среди Т-клеток слизистых барьерных тканей. В целом, при старении Т-клеточного иммунитета нелимфоидные ткани проявляют большую стабильность субпопуляций, лимфоидные ткани - большую возрастную динамику типов Т-клеток [6]. Стабильность тканевых клеток проще объяснить, если разобраться, какие из эффекторных клеток TEM остаются в ткани, становятся резидентными TRMи из каких событий состоит их жизнь после отказа от путешествий по организму. Как отличить резидентные клетки тканей от примесей клеток крови? Резидентные Т-клетки корректно, но неудобно каждый раз определять по способности индивидуальной клетки мигрировать в лимфоузлы, поэтому необходимо составить список характерных признаков, по которым можно выявить принадлежность к этой субпопуляции. Резидентные Т-лимфоциты в тканях — естественных барьерах организма например в легких и слизистой тонкого кишечника немного похожи на классические эффекторные клетки крови: экспрессируют маркер активированных клеток CD69, причем экспрессия стабильна в течение жизни при взрослении и старении и характерна для всех нелимфоидных тканей. Но вдобавок CD69 колокализуется с маркером CD103, который обозначает группу молекул адгезии - интегринов, способствующих прикреплению резидентной Т-клетки к эпителию и к фибробластам в подслизистой выбранного органа. Для эффекторных Т-клеток во вторичных лимфоидных органах экспрессия интегринов CD103 совершенно нехарактерна: TEM-клетки постоянно сохраняют подвижный фенотип. У карты, составленной коллективом Донны Фарбер, есть крупный недочет: неясно, насколько чисто удается выделить Т-лимфоциты из органа, какую долю анализируемых клеток на самом деле составляют Т-лимфоциты крови из капилляров внутри органа. Особенно остро вопрос загрязнения клетками крови стоит для легких — неслучайно субпопуляционный состав Т-клеток легких неожиданно похож на Т-клетки крови и лимфоузлов. Вопрос загрязнения клетками крови был изящно решен для Т-лимфоцитов мыши: подопытных животных заражали вирусом лимфоцитарного хориоменингита после пересадки трансгенного клона Т-клеток P14, специфичного к данному вирусу. В результате при инфекции большая часть циркулирующих клеток была представлена вирусоспецифичным клоном P14, а его присутствие в тканях можно было выявить с помощью флуоресцирующих антител к TCR P14. Мышам в кровь вводили антитело анти-CD8 к маркеру Т-киллерных клеток, оно быстро распространялось по кровотоку и связывалось со всеми Т-киллерами в крови но не в тканях. При микроскопии срезов органов легко было отличить резидентные киллерные TRM от только недавно вышедших из крови в орган клеток, помеченных анти-CD8 антителом [9]. Численность резидентных клеток, подсчитанная этим методом, в 70 раз превышала количество, определенное методом проточной цитометрии; разница меньше чем в два раза наблюдалась только для резидентных клеток лимфоузлов и селезенки. Получается, стандартные методики выделения лимфоцитов из органов плохо подходят для анализа киллерных резидентных клеток и существенно занижают размеры популяции. Работа резидентных Т-клеток: не стоит путать туризм с эмиграцией Мышиные резидентные клетки тканей в нормальной ситуации почти не перемещаются внутри нелимфоидной ткани и достаточно прочно прикреплены молекулами адгезии к строме органа. Когда резидентные макрофаги той же ткани секрецией цитокинов инициируют реакцию воспаления, ТRM приобретают большую подвижность и патрулируют близлежащий эпителий в поисках зараженных клеток. Если воспалительная реакция усиливается, то клетки понимают это как сигнал о подкреплении: к работе патрульных TRM подключаются вновь прибывающие из крови TCM- и TEM-клетки. Эти клетки крови куда более подвижны и лучше перемещаются в эпителии. С одной стороны, Т-хелперы по спектру Т-клеточных рецепторов более тканеспецифичны, то есть пересечений между репертуарами TCR клеток, взятых из разных тканей, совсем мало, тогда как клетки одного клона Т-киллера встречаются в разных тканях среди TEM [6]. Спектр функций и репертуар антигенной специфичности TRM еще предстоит исследовать, но способности к уничтожению зараженных клеток тканей у TRM-киллеров точно есть.
Обещают даже, что заданий "базового уровня сложности" будет столько, чтобы на них можно было набрать баллов на порог 36 вторичных баллов. Работу тестологов проверяют "математическими моделями". Правда, непонятно пока, насколько хороши эти тестологи и их "математические модели", если учесть, что ЕГЭ по биологии по среднему баллу стабильно лежит на дне последние лет пять...
онлайн-школа вебиум
Это навело исследователей на мысль, что появившиеся у гидрактинии сенесцентные клетки запускают репрограммирование своих соматических соседок. Чтобы это изучить, исследователи провели транскриптомный анализ регенерирующих фрагментов на 0, 1, 3 и 6 сутки после ампутации. В транскриптомах они выявили 229 генов гидрактинии, которые были гомологами 279 генов-маркеров сенесценции, известных по базе данных CellAge. В частности, они обнаружили три гена, близких CDKN1A этот ген кодирует один из ключевых регуляторов клеточного цикла — p21 , которые, по-видимому, являются его паралогами. При этом у полипа нет ни одного гена, схожего со специфичным для позвоночных CDKN2A кодирующего другой важный регулятор — p16. In situ флуоресцентная гибридизация мРНК показала, что все три гена экспрессируются в отдельных клетках основной части тела полипа. Однако лишь один из них — Cdki1 — активен рядом с раной на первые сутки и не работает до и после этого. Затем встал вопрос, куда исчезают «сделавшие свое дело» сенесцентные клетки.
Действительно, ко 2—3 дню после ампутации соответствующие маркеры уже не заметны. При помощи трансгенных гидрактиний, экспрессировавших GFP под контролем промотора к гену Cdki1, ученые выяснили, что сенесцентные клетки перемещаются в гастродерму стенку кишечной полости полипа, после чего, по-видимому, просто оказываются выброшены через рот. Это происходило на вторые сутки после ампутации. Наконец, опыты с сенолитиком навитоклакс и геропротекторами рапамицин и другие ингибиторы mTOR показали, что сенесценция необходима для нормальной регенерации гидрактинии.
Эндоплазматическая сеть Внутри эукариотической клетки мы видим сложные мембранные системы, образующие клеточные органеллы. Прежде всего, это эндоплазматическая сеть, или эндоплазматический ретикулум. Он представляет собой систему мембран, образующих соединенные между собой цистерны, полость которых не сообщается с окружающей цитоплазмой.
Различают два вида эндоплазматического ретикулума: гладкий и шероховатый. На шероховатом расположены многочисленные гранулы, представляющие собой рибосомы. Они находятся снаружи полости, с цитоплазматической стороны, и синтезируют белки, которые по специальному каналу сразу направляются в полость ретикулума или встраиваются в его мембрану. На гладком ретикулуме расположены ферменты, синтезирующие мембранные липиды. Таким образом, эндоплазматический ретикулум образует все компоненты, нужные для образования мембран то есть роста их площади. От эндоплазматического ретикулума отделяются мембранные пузырьки, внутри которых белки, синтезированные на шероховатом ретикулуме, переносятся в следующую органеллу — аппарат, или комплекс, Гольджи. Аппарат Гольджи Аппарат, или комплекс, Гольджи — система уплощенных мембранных цистерн, основная функция которых — сортировка и модификация прежде всего гликозилирование белков, направляемых на экспорт из клетки или встроенных в мембрану.
Каждая группа белков, синтезированных на шероховатом ретикулуме, собирается в определенном участке на периферии аппарата Гольджи. В этих участках от него отделяются мембранные пузырьки, часть из которых дает начало клеточным органеллам, таким как лизосомы. Другая направляется к цитоплазматической мембране, сливается с ней и выделяет свое содержимое наружу. Таким образом осуществляется секреция из клетки таких белков, как пищеварительные ферменты, гормоны, белки межклеточного матрикса и гликокаликса. Аппарат Гольджи Лизосомы Лизосомы представляют собой мембранные пузырьки, внутри которых находятся гидролитические ферменты, расщепляющие белки, жиры, полисахариды. В лизосомах кислая среда рН 4,5—5,0 , что отличает их от других органелл клетки. Лизосомы выполняют функцию клеточного пищеварения, расщепляя отработавшие компоненты клетки или вещества, поглощенные в результате фагоцитоза и пиноцитоза.
Лизосома Пероксисомы Пероксисомы среди одномембранных органелл стоят особняком, т. В них находятся ферменты, катализирующие некоторые окислительно-восстановительные реакции, в которых участвуют перекиси. Они также играют важную роль в обезвреживании многих токсичных веществ. Белки, которые находятся в пероксисомах, поступают туда из ЭПС и кодируются в геноме ядра. На электронных микрофотографиях пероксисом часто можно видеть в них кристаллы ферментов. Сравнение животной и растительной клеток В растительных клетках существуют некоторые дополнительные органеллы.
Генеративные СК есть у всех групп животных. Соматические СК некоторые животные во взрослом состоянии утрачивают. Это, например, виды с постоянством клеточного состава — многие нематоды, коловратки, мезозои. Когда клеток у взрослого организма строго определенное число, каждая имеет свой «номер», выполняет свою функцию и занимает строго определенное положение — стволовым клеткам нет места. Но у большинства животных в тех или иных тканях есть соматические СК. Клетки и губки У губок давно были известны СК — это археоциты. Новые молекулярно-генетические исследования подтвердили, что у этих тотипотентных клеток есть особые клеточные маркеры — белки, присутствующие только в них. Эти СК составляют внутренние ткани личинок, из них состоят геммулы — стадии бесполого размножения пресноводных губок. Затем археоциты дифференцируются в трех направлениях: дают покровные, скелетные или сократимые клетки губки. Из археоцитов образуются и половые клетки. Необычная черта губок — способность полностью дифференцированных воротничково-жгутиковых клеток утрачивать дифференцировку и превращаться в археоциты. Оказывается, грань между стволовыми и дифференцированными клетками преодолима и, как мы увидим, не только у губок. Бессмертная гидра Пресноводная гидра больше 250 лет верой и правдой служит науке — и уже этим заслужила бессмертие. Это замечательная модель для изучения СК. Промежуточные клетки гидры i-клетки — типичные плюрипотентные СК. Часто считают, что из i-клеток гидры могут возникать все типы клеток. Но на самом деле это не так. Из i-клеток образуются половые клетки, железистые клетки, нервные и стрекательные клетки. Кожно-мускульные клетки эктодермы и энтодермы — самостоятельные клеточные линии. В средней части тела гидры кожно-мускульные клетки имеют свойства СК и постоянно делятся. Постепенно эти клетки сдвигаются к подошве, ротовому конусу и щупальцам. По ходу дела они дифференцируются: например, клетки эктодермы на щупальцах превращаются в клетки стрекательных батарей, а на подошве — в клетки, выделяющие слизь. Затем эти клетки гибнут. Но сама гидра, чьё тело состоит чуть ли не целиком из СК, по-видимому, может в благоприятных условиях жить вечно. Геном гидры сейчас расшифрован. Разработан способ получения генетически модифицированных гидр. Можно получать химерных гидр, у которых генетически различаются i-клетки и кожно-мускульные клетки. Наконец, можно получить «безнервных гидр», химическим путем лишив их i-клеток. У таких гидр кожно-мускульные клетки продолжают делиться. Они могут расти и почковаться, если им насильно запихивать пищу в рот сами они не могут ни ловить добычу, так как лишены стрекательных клеток, ни глотать её — для этого нужны нервные клетки. Со времен Трамбле гидра — один из главных модельных объектов для изучения регенерации. Уже довольно давно из гидры выделены пептиды, усиливающие регенерацию «головы» и подошвы. Интересно, что у «безнервных» гидр регенерация не нарушена, хотя в норме эти пептиды образуются в нервных клетках. Если же нервных клеток нет, необходимые для регенерации гены активируются в кожно-мускульных клетках. Все это делает гидру прекрасным объектом и для изучения дифференцировки клеток. А многие гены, задействованные в развитии и дифференцировке у гидры, не так уж сильно отличаются от человеческих. Все яйца в одной корзине Другой популярный объект для изучения регенерации — планарии. Яйца они, правда, откладывают обычно в нескольких «корзинах»-коконах. А вот СК у них — только один тип. Эти плюрипотентные СК — необласты — расположены в рыхлой мезодермальной ткани планарий, паренхиме. Делясь, необласты могут дифференцироваться в любые типы клеток, в том числе в клетки покровов и нервной системы эктодермы. Только необласты отвечают у планарий за регенерацию. После дифференцировки их потомки перестают делиться. Необласты служат также для бесполого размножения и могут превращаться в половые клетки. Ну как же без дрозофилы... Хорошо изучены и СК насекомых. Большинство типов этих клеток есть у зародышей или личинок и отсутствуют у имаго взрослой особи. Типичные для насекомых с полным превращением СК — это клетки имагинальных дисков. Из этих небольших групп клеток личинки развивается большинство органов имаго. Интересная особенность этих клеток — их способность к трансдетерминации. На довольно ранней стадии в имагинальном диске уже есть «разметка» будущего органа: например, известно, какие из клеток крылового диска станут клетками передней половины крыла, а какие — задней. Внешне эти клетки еще не различаются, но их судьба предопределена детерминирована. Однако при удалении части диска судьба клеток меняется так, что может восстанавливаться нормальная структура крыла. У большинства взрослых насекомых не так уж много СК. Удивительно, что у многих видов с неполным превращением они сохраняются в особом отделе головного мозга — грибовидных телах. Эти центры мозга насекомых отвечают за многие формы научения. Нейробласты грибовидных тел СК мозга у взрослых сверчков постоянно образуют новые интернейроны. Их число увеличивается при усиленной стимуляции органов зрения и обоняния например, у самцов — при драках с соперниками. У большинства насекомых с полным превращением СК грибовидных тел гибнут на стадии куколки, и пластичность поведения имаго связана с ростом аксонов и образованием новых синапсов. Из ядущего вышло едомое Сравнительно новый модельный объект для изучения СК — оболочники. У этих ближайших родственников позвоночных высока способность к регенерации, а многие из них размножаются бесполым путем и образуют колонии. Только у сидячих оболочников — асцидий — насчитывается чуть ли не десяток разных способов деления и почкования! На асцидиях часто изучают способность различать «свое и чужое» — основу иммунитета. В последние годы чаще всего используют для таких исследований мелкую, широко распространенную колониальную асцидию Botryllus schlosseri. В норме колония живет 1—5 лет, а каждый зооид — всего неделю. За это время он успевает сформировать почку — зачаток нового зооида. После этого старый зооид распадается, и его клетки гибнут путем апоптоза; затем клетки растущей почки фагоцитируют остатки зооида, и почка его заменяет. Рисунок 2. Образование колоний у Botryllus schlosseri вид сверху. После оседания личинки исходная особь оозооид начинает почковаться и образует розетки генетически идентичных зооидов. Колония может включать от одной такой розетки до сотни. В небольших слепых выростах кровеносных сосудов — ампулах — скапливаются лимфоцитоподобные клетки крови. Это — тотипотентные СК асцидии. Из них образуются похожие на бластулы шарики, а затем почки. Одним из первых обособляется в такой почке сердце, затем формируются остальные органы, и новый зооид начинает почковаться обычным способом. Если две колонии асцидий соприкасаются при росте, они могут либо сливаться, либо разделяться после отторжения и гибели тканей. Этот ген похож на гены, отвечающие за отторжение чужеродных тканей у позвоночных а возможно, и гомологичен им. Если у двух колоний совпадает хотя бы один аллель этого гена из пары, то они срастаются. Первыми вступают в контакт ампулы, и происходит объединение кровеносной системы колоний. Самые удивительные события происходят после слияния. У одного из «партнеров» начинается массовая гибель клеток, и все его зооиды полностью разрушаются. Но оказалось, что у «победителя» довольно часто все клетки зародышевого пути имеют генотип «съеденного» партнера!
Приступим к их изучению: Клетка является структурной, функциональной и генетической единицей живого Клетки растений и животных сходны между собой по строению и химическому составу Клетка образуется только путем деления материнской клетки Клетки у всех организмов окружены мембраной имеют мембранное строение Ядро клетки - ее главный регуляторный органоид Клеточное строение растений, животных и грибов свидетельствует о едином происхождении всего живого В многоклеточном организме клетки подразделяются дифференцируются по строению и функции. Они объединяются в ткани, органы и системы органов. Клетка - элементарная, открытая и живая система, способная к самообновлению, воспроизведению и саморегуляции XX век несомненно стал веком биологических наук: цитологии, генетики. Это произошло во многом благодаря клеточной теории. Я хочу поделиться с вами моим искренним восхищением новой жизни. Вдумайтесь - мы ведь когда-то с вами были всего одной единственной клеткой, зиготой! Как в одной клетке природе удалось уместить столько всего: кожу, мышцы, нервную систему, пищеварительный тракт? Мы приоткроем завесу этой тайны в статьях по генетике и эмбриологии, и, тем не менее, мое восхищение этим безгранично. При этом наше сознание и память остаются с нами. Мы - чудо, настоящее чудо природы, созданное из одной единственной клетки. Микроскопия Микроскопия - важнейший метод цитологии, в ходе которого объекты рассматриваются при помощи микроскопа. Его оптическая система состоит из двух основных элементов: объектива и окуляра, закрепленных в тубусе. Микропрепарат срез тканей располагается на предметном столике, расстояние от которого до объектива регулируется с помощью винта винтов. Чтобы посчитать увеличительную способность микроскопа следует умножить увеличение окуляра на увеличение объектива. К примеру, если окуляр увеличивает объект в 20 раз, а объектив - в 10, то суммарное увеличение будет в 200 раз.
Ткани человека студариум
В курсе вас ждут много заданий на самопроверку, часть из которых встречается в Едином государственном экзамене. Добро пожаловать на курс «Строение клетки. Для кого Курс будет полезен тем, кто: Заканчивает школу, готовится к ЕГЭ или олимпиадам Учится в вузе на естественнонаучных специальностях и хочет подтянуть знания по цитологии Интересуется биологией и клеточным строением.
Структурные уровни организации жизни. Уровни организации живой материи биология таблица.
Уровни организации живого схема. Материалы для стенда ЕГЭ 2021. ЕГЭ информация. Оформление стенда к ЕГЭ. Памятки ЕГЭ 2022 на стенд.
Методы биологических наук таблица. Методы биологических исследований ЕГЭ биология 1 задание. Методы биологических исследований список. Методы исследования в биологии. Строение сердца земноводных и пресмыкающихся.
Схема строения сердца хордовых. Схема строения сердца и магистральных сосудов позвоночных животных. Эволюция кровеносной системы хордовых животных. Таблица по митозу. Таблица по биологии митоз.
Биология фазы митоза. Митоз ОГЭ биология. Биология ЕГЭ 2021. ЕГЭ по биологии Соколов. ЕГЭ биология 2021 когда.
Рисунки которые встречаются в ЕГЭ биология 2023. Гипотеза Мечникова фагоцителла. Гипотеза фагоцителлы Иванов. Теория фагоцителлы и. Гипотеза Иванова о происхождении многоклеточных.
Биопесни мозг текст. Как перезагрузить мозг. Таблица перезагрузки мозга. Текст песни биопесни мозг. Шкала перевода баллов ЕГЭ 2023.
Шкала перевода баллов ОГЭ 2023. Шкала перевода баллов ЕГЭ 2022 по химии. Беллевич Юрий. Студариум русский язык. Результаты ЕГЭ.
Результаты ЕГЭ 100 баллов. Хорошие Результаты ЕГЭ. Как выглядят Результаты ЕГЭ. Проходные баллы по ЕГЭ 2021. Проходной балл ЕГЭ Обществознание.
Проходные баллы ЕГЭ Обществознание 2021.
Лего винтовая лестница. Бицепс и трицепс. Эмблема передачи Антифейк. Бобби Старр 2020. Гуча лава чертеж. Телевизор Sony KV-29ls30.
Stm32f401 mb1136. Насадка Multi-Sharp att2001. Электронасос el. Газонокосилка Akai TN-1443ns. Триммер Sadd 430 LS. PM кнопка l049001. Studarium ru.
Инсулинома диагностика. ЕГЭ по химии. ЕГЭ химия 2023. ЕГЭ по химии картинки. Материалы для подготовки ЕГЭ по химии 2023. Mno2 электронный баланс. Mno2 HCL электронный баланс.
HCL mno2 mncl2 cl2 h2o метод электронного баланса. Студариум черви. Растительная клетка рисунок ЕГЭ.
Врожденный иммунитет: главное — спокойствие! Врожденный иммунитет на клеточном уровне представляют: моноциты — предшественники макрофагов клетки, пожирающие чужеродные частицы.
Образуются в костном мозге, затем поступают в кровь, но быстро ее покидают, превращаясь в тканевые макрофаги и дендритные клетки рис. Моноцит макрофаги и дендритные клетки расположены в коже, слизистых. Обладают подвижностью, переносятся с током крови и лимфы. Они поглощают фагоцитируют патоген, и уже внутри себя при помощи содержимого вакуолей растворяют его. Дендритные клетки ветвятся подобно дереву.
Благодаря ветвям-антеннам они работают связистами между врожденным и приобретенным видами иммунитета рис. Дендритная клетка и клетки крови, содержащие в цитоплазме гранулы гранулоциты : нейтрофилы, эозинофилы и базофилы рис. Гранулоциты Нейтрофилы — самые многочисленные иммунные клетки в крови человека. При встрече с патогеном они его захватывают и переваривают, после чего обычно сами погибают. Из разрушенных нейтрофилов высвобождаются гранулы, содержащие антибиотические вещества.
Гранулы эозинофилов и базофилов осуществляют химическую защиту организма от крупных патогенов, например, паразитических червей, грибов, внеклеточных бактерий. Однако при чрезмерной активности могут участвовать и в развитии аллергической реакции; натуральные естественные киллеры или NK-клетки англ. Natural killer cells, NK cells — тип цитотоксических лимфоцитов , участвующий в функционировании врождённого иммунитета. Они на высокой скорости уничтожают клетки, инфицированные бактериями и вирусами, а также опухолевые клетки. Натуральный киллер Действуют натуральные киллеры с помощью агрессивных веществ перфорина и гранзима, которые наподобие буравчиков «кусают» и разрушают пораженную клетку, ставшую для них мишенью рис.
Проникновение перфорина и гранзима в раковую клетку и ее уничтожение Молекулярными гуморальные факторами врожденного иммунитета являются рис. Гуморальные факторы врожденного иммунитета Система комплемента — это многокомпонентная самособирающаяся система более 20 сывороточных белков, которые в норме находятся в неактивном состоянии. После активации проявляются биологические эффекты комплемента: образование мембраноатакающего комплекса для лизиса патогенов, выброса медиаторов воспаления для привлечения фагоцитов и усиления их поглотительной способности.
Терагерцовое излучение изменило деление клеток у бактерий
| Митоз студариум | Главная/Здоровье и медицина/Открытие нового типа клеток революционизирует нейронауку. |
| Студариум биология егэ 2024 | Эксперименты на пользовательской станции ЛСЭ длились около года и включали в себя несколько сеансов облучения клеток по 15 минут. |
ЗУБРОМИНИМУМ
Двумембранные органоиды Митохондрия Органоид палочковидной формы. Митохондрию можно сравнить с "энергетической станцией". Если в цитоплазме происходит анаэробный этап дыхания бескислородный , то в митохондрии идет более совершенный - аэробный этап кислородный. В результате кислородного этапа цикла Кребса из двух молекул пировиноградной кислоты образовавшихся из 1 глюкозы получаются 36 молекул АТФ. Митохондрия окружена двумя мембранами. Внутренняя ее мембрана образует выпячивания внутрь - кристы, на которых имеется большое скопление окислительных ферментов, участвующих в кислородном этапе дыхания. Внутри митохондрия заполнена матриксом. Запомните, что особенностью этого органоида является наличие кольцевой молекулы ДНК - нуклеоида ДНК—содержащая зона клетки прокариот , и рибосом.
То есть митохондрия обладает собственным генетическим материалом и возможностью синтеза белка, почти как отдельный организм. В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки. Митохондрий особенно много в клетках мышц, в том числе - в сердечной мышечной ткани. Эти клетки выполняют активную работу и нуждаются в большом количестве энергии. Пластиды др. У подавляющего большинства животных пластиды отсутствуют.
Подразделяются на три типа: Хлоропласт греч. Под двойной мембраной расположены тилакоиды, которые собраны в стопки - граны. Внутреннее пространство между тилакоидами и мембраной называется стромой. Запомните, что светозависимая световая фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов, а темновая светонезависимая фаза - в строме хлоропласта за счет цикла Кальвина. Это очень пригодится при изучении фотосинтеза в дальнейшем. Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК находится в нуклеоиде , рибосомы. Хромопласты греч.
Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков. Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов. Лейкопласты др. В лейкопластах накапливается крахмал, липиды жиры , пептиды белки. На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза. Ядро "ядро" по лат.
Внутренняя часть ядра представлена кариоплазмой, в которой расположен хроматин - комплекс ДНК, РНК и белков, и одно или несколько ядрышек. Ядрышко - место в ядре, где активно идет процесс матричного биосинтеза - транскрипция, с которым мы познакомимся подробнее в следующих статьях. В течение дня, наблюдая за одной и той же клеткой, можно увидеть разное количество ядрышек или не найти ни одного. Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам. Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.
Главные структурные компоненты клетки. Клеточная мембрана цитоплазма и генетический аппарат. Строение клетки мембрана цитоплазма аппарат генетический. Схема растительной клетки. Клеточеая стенкарастильной клетки. Растительная клетка рисунок с подписями органоидов. Вакуоли ядро клеточная стенка хлоропласты. Строение растительной клетки и животной клетки.
Строение животной клетки и строение растительной клетки. Строение растительной и животной клетки 5 класс биология. Пластиды органоиды растительных клеток. Органоиды пластиды строение и функции. Строение органоида пластиды. Таблица органоиды строение функции пластиды. Органоиды растительной и животной клетки таблица. Таблица по биологии органоиды строение функции.
Биология таблица органоиды строение функции. Строение растительной клетки и функции органелл таблица. Строение растительной клетки 6 класс биология. Строение клетки растения и животного 5 класс биология. Клетка строение клетки 5 класс биология. Органоиды клетки строение и функции таблица. Название органоида строение функции таблица. Таблица строение клетки органоиды строение функции.
Схема строения живой клетки. Строение животной клетки схема 6 класс биология. Схема электронно микроскопического строения клетки. Схема электронно микроскопического строения животной клетки. Строение эукариотической клетки рисунок. Строение и функции растительной клетки таблица. Части клетки строение и функции таблица. Органоиды растительной клетки таблица 9 класс.
Строение растительной клетки 6 класс таблица. Строение клетки. Жизнь клетки. Клетка в виде города. Город клетка по биологии. Строение эукариотической растительной клетки. Картинка строение животной клетки. Строение клетки человека рисунок.
Органоиды клетки схема. Цитология строение клетки. Строение цитоплазмы животной клетки. Животная клетка биология. Строение животной клетки 6 класс биология. Строение растительной клетки клетки. Подписать строение растительной клетки. Строение растительной клетки схема 5 класс.
Основные структуры клетки растений. Растительная клетка строение структура клетки. Строение органелл растительной клетки. Строение животного и растительной клетки 5 класс. Сравнение клетки животного и клетки растения цитоплазма. Строение живой и растительной клетки. Живая клетка под электронным микроскопом рисунок. Строение животной клетки микроскоп.
Основные структуры животной клетки. Строение структуры хлоропласта. Двухмембранные органоиды хлоропласты. Строение органеллы хлоропласта. Двумембранные клетки хлоропласты. Строение грибной клетки ЕГЭ. Строение клетки гриба ЕГЭ. Строение клетки грибов рисунок.
Строение клетки человека. Клеточное строение организмов. Клетка организма строение. Растительная клетка 5 класс биология. Строение ядра растительной клетки 5 класс биология. Схема ростительноймклетки биология. Хлоропласт ЕГЭ биология. Схема строения хлоропласта растительной клетки.
Хлоропласты растительной клетки строение и функции. Строение хлоропласта и функции его органоидов.
Искусственные клетки, в отличие от живых, более предсказуемы и устойчивы к неблагоприятным условиям, например, высоким температурам. Кроме того, их можно модифицировать под конкретные задачи. Это открытие имеет значение для таких областей, как регенеративная медицина, доставка лекарств и диагностика. Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Клетки и ткани состоят из белков, которые объединяются для выполнения задач и создания структур. Белки необходимы для формирования каркаса клетки — цитоскелета. Без него клетки не смогли бы функционировать.
Синтез белка в клетке 9 класс. Биосинтез белка эукариот схема. Синтез белка схема. Схема биосинтеза белка транскрипция и трансляция. Схема синтеза белка в рибосоме трансляция. Генетический код схема синтеза белка. Биосинтез белка в клетке 9 класс конспект. Биосинтез белка подробная схема. Схема транскрипции синтеза белка. Механизм синтеза белка таблица. Биосинтез белка описать процесс трансляция. Синтез белка ДНК. Биосинтез белка. Биосинтез белка тема. Этапы биосинтеза белка кратко и понятно трансляция. Трансляция процесс синтеза белка. Этапы биосинтеза белка 10 класс. Трансляция в процессе биосинтеза белка обеспечивает. Биосинтез белка в клетке 10 класс. Синтез белка происходит в. Ядерный этап биосинтеза белка. Этапы синтеза белка на рибосоме. Синтез белков биология 9 класс таблица. Этапы синтеза белка транскрипция и трансляция таблица. Этапы биосинтеза белка транскрипция и трансляция таблица. Основные этапы биосинтеза белка транскрипция и трансляция. Синтез белка трансляция этапы. Биосинтез трансляция транскрипция Биосинтез белка. Этапы процесса биосинтеза белка. Процесс синтеза белка транскрипция. Биосинтез белка трансляция и транскрипция кратко таблица. Биосинтез белка транскрипция этапы транскрипции. Транскрипция биология схема. Схема синтеза белка в рибосоме. Схема синтеза белков на рибосоме. Схема биосинтеза белка на рибосоме. Генетический код транскрипция Синтез белков. Трансляция ДНК. Трансляция генетический код. Генетический код транскрипция трансляция. Процессы трансляции биосинтеза белка. Этапы трансляции белка. Биология 9 класс Биосинтез белка в клетке. Биосинтез белков Биосинтез белков. Назовите основные этапы биосинтеза белка.
Органоиды клетки
| Ствол и ветки: стволовые клетки | Эксперименты на пользовательской станции ЛСЭ длились около года и включали в себя несколько сеансов облучения клеток по 15 минут. |
| Ученые изолировали клетки — источник регенерации | Тимус (или вилочковая железа) – один из главных органов иммунной системы, расположенный у человека за грудиной ниже ключиц, который отвечает за образование Т-клеток иммунной. |
| Оказалось, что клетки хорошо работают по отдельности и принимают правильные решения | Синтетические клетки, которые выглядят, работают и реагируют на внешние воздействия, как живые, смоделировали исследователи Университета Северной Каролины-Чапел-Хилл. |
| Созданы действующие как живые искусственные клетки: Наука: Наука и техника: | Смотрите видео youtube канала Studarium онлайн и в хорошем качестве, рекомендуем посмотреть последнее опубликованое видео Актиния и рак-отшельник#биологияегэ. |
CD-ландшафт клеток
Основная функция S-клеток — секреция полипептида просекретина, неактивного предшественника секретина, превращающегося в секретин под действием соляной кислоты. Ученые Университета ИТМО буквально превратили стволовые клетки в почтальонов, несущих микроскопические капсулы с лекарством к опухолям. Вопрос о «клеточной судьбе» изучается уже несколько десятилетий, особенно в контексте биологии стволовых клеток. Студариум химия егэ. Химия реальные варианты 2021. Французские ученые построили модель старения одноклеточных, согласно которой каждое их деление асимметрично — даже если внешне обе клетки-потомка одинаковы.
Студариум биология егэ 2024
На страницах Студариума биологии 2024 вы найдете множество статей, обзоров, научных исследований, интересных фактов и новостей из мира биологии. Деления клеток митоз и мейоз их сравнительная характеристика. Помимо общего количества клеток, исследование выявило ещё одну интересную особенность: если разделить клетки на категории по их размеру, то каждая из них вносит примерно. «Мы видим, что спираль, концентрирующая клеточные силы в своем центре, аккумулирует там новообразованные клетки путем клеточного деления.
Оказалось, что клетки хорошо работают по отдельности и принимают правильные решения
| CD-ландшафт клеток | Ученые Университета ИТМО буквально превратили стволовые клетки в почтальонов, несущих микроскопические капсулы с лекарством к опухолям. |
| Хаос и порядок: как эволюционируют клетки - Новости - Ельцин Центр | Главная/Здоровье и медицина/Открытие нового типа клеток революционизирует нейронауку. |
Консультация по биологии
- Ткани человека студариум
- Цитология и ее методология
- CD-ландшафт клеток
- СВЯЗАТЬСЯ С РЕДАКЦИЕЙ
- Студариум биология клетки - фото сборник
Одномембранные органеллы
- Тренды и перспективы в изучении микроорганизмов
- Studarium - смотреть лучшие видео
- Цитология и ее методология, подготовка к ЕГЭ по биологии
- Одномембранные органеллы
- КОККИ. ОСОБЕННОСТИ УЛЬТРАСТРУКТУРЫ И АДАПТИВНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФОРМЫ КЛЕТКИ
- Астроциты и их роль
Фотосинтез студариум
Это можно объяснить следующим образом S. Vedel et al. Молодые клетки делятся быстро и достигают некоторой пороговой скорости деления — она ограничена размером клеток поскольку делиться без остановки невозможно, нужно успевать дорастать до нужных пропорций и доступным пространством. Старые клетки делятся медленнее, но каждое деление позволяет им разбавить количество «старых» молекул и повреждений, поэтому для них деление тоже выгодно. И со временем они тоже достигают равновесной скорости — настолько высокой, насколько позволяет их возраст. Но чем сильнее стресс, тем больше клетки накапливают повреждений, и тем ниже скорость деления, которую они могут себе позволить. Поэтому при сильном стрессе разница между молодыми и старыми становится заметна гораздо лучше рис.
В этом смысле одноклеточные ничем не отличаются от людей. Сильный стресс увеличивает разрыв в скорости размножения между молодыми и старыми клетками кишечных палочек. Aging and immortality in unicellular species В недавней работе группа Чао привела еще одно доказательство асимметрии в клетках E. Исследователи заставили кишечную палочку производить зеленый флуоресцентный белок и измеряли интенсивность свечения в разных участках материнских клеток и их потомков. Как и следовало ожидать, они заметили, что старые полюса светятся слабее, чем новые рис. Иными словами, асимметрия между внучками исходной клетки выражается не только в абсолютном возрасте областей клетки, но и в конкретных физиологических процессах: старые полюса производят меньше белка, чем остальные.
Исследователи полагают, что синтезу белка, как и другим жизненным процессам, мешает молекулярный «мусор» в данном случае — агрегаты сломанных белков , причем мешает сугубо механически: не оставляет места для необходимого количества рибосом. Слева — компьютерная обработка фотографий светящихся клеток трех поколений матери, дочерей и внучек с указанием старых красные и молодых синие полюсов. Справа — интенсивность флуоресценции в зависимости от возраста полюса. Изображение из обсуждаемой статьи в Proceedings of the Royal Society B Тем не менее, если идти путем Чао и коллег, подобную асимметрию придется искать и доказывать для каждого вида одноклеточных. Баптест и соавторы решились высказать более рискованное предположение, которое существенно сокращает путь: они предложили универсальный механизм асимметрии для всех живых существ на Земле, вне зависимости от формы, размера и количества клеток. И связали его с копированием ДНК.
Еще в 1958 году Мэттью Мезельсон и Франклин Сталь обнаружили см. Эксперимент Мезельсона и Сталя , что перед делением клетки ее геном удваивается полуконсервативным способом, то есть материнская ДНК расплетается на две цепи и к каждой достраивается комплементарная дочерняя цепь теоретически возможны еще два способа: консервативный — одной клетке достаются две старые цепи, а другой — две новые, и дисперсионный — каждая цепь состоит из старых и новых участков; однако в современных организмах они не встречаются. При этом каждая дочерняя клетка наследует одну «старую» цепь и одну новопостроенную. Согласно современным представлениям, этот процесс происходит в любой делящейся клетке любого живого организма. Поэтому сам по себе механизм деления уже порождает потенциальную асимметрию: из потомков дочерней клетки «старую» цепь получит только один. Как эта асимметрия может сказаться на жизни дочерних клеток а точнее, внучек, у которых она проявляется сильнее?
На этот вопрос сегодня нет окончательного ответа, но есть несколько фонарей, под которыми эти проявления можно искать. Первый — это разбавление поломок. Если материнская ДНК несет на себе химические повреждения, то каждая дочерняя клетка наследует только одну из старых цепей — следовательно, повреждений на ее ДНК становится в два раза меньше здесь не учитываются ошибки, которые могут появиться при репликации , а вред для клетки «разбавляется». Второй — это потеря эпигенетических меток. Материнская ДНК может нести на себе маркеры метильные группы, например , которые заставляют ее скручиваться в тех или иных местах и запрещают работу определенных генов. Накопление таких меток считается одним из признаков старения клеток, а полуконсервативный механизм может способствовать их разбавлению.
Коль скоро симметричного деления клеток не существует, то асимметрична и каждая клетка, неся в себе «старую» и «новую» цепи ДНК. Следовательно, каждая клетка дает начало одной «старой» дочери, которая наследует «старую» цепь, и одной «омолодившейся», которой достаются новая и еще более новая цепи. Опираясь на эту модель, Баптест и коллеги распространили теорию «одноразовой сомы» на одноклеточные организмы. Они предлагают считать сомой менее «удачливую» из дочерних клеток, а половой линией — ту, которой посчастливилось «омолодиться». Они отмечают, что этот механизм асимметрии, как наиболее универсальный, должен быть и самым древним. Остальные же принципы неравноценного деления, которых известно множество и при которых в материнской клетке остаются белковые агрегаты, поврежденные митохондрии, бракованные молекулы ДНК и прочий «мусор», Баптест и коллеги считают вторичными.
Из этих рассуждений следует, что микроорганизмы можно рассматривать как двухклеточные существа, которые при делении образуют одну клетку-сому и одну «половую» клетку. И только в этой паре имеет смысл говорить о старении оно достается клетке-соме или омоложении которое выпадает на долю «половой» клетки. С этой же позиции можно было бы рассуждать и о том, почему некоторые одноклеточные выбрали для себя явную асимметрию деления как почкующиеся дрожжи , а другие — скрытую как кишечная палочка. Впрочем, таких рассуждений уже было немало: например, есть мнение, что чем выше уровень стресса, которому подвергается популяция, тем резче асимметрия, потому что чем сильнее стареет клетка-сома например, чем больше мусора в ней остается , тем моложе оказывается «половая» клетка и тем больше от этого выигрывает популяция в целом. Таким образом, если асимметрия универсальна, то у любых одноклеточных существ можно найти признаки асимметрии и старения — как репликативного, так и физиологического. Баптест и коллеги предсказывают, что, если их теория верна, то рано или поздно это получится сделать с любым видом.
Репликативную асимметрию измерить легче — достаточно сортировать клетки после каждого деления и подсчитывать, сколько раз они способны произвести потомство. С физиологической асимметрией будет сложнее, однако исследователи полагают, что этого можно достичь, если заблокировать в клетках деление с этим успешно справляются некоторые яды. Несправедливость во спасение Идея о принципиальной асимметрии копирования ДНК тоже возникла не на пустом месте. Об этом заговорили еще в 1975 году, но совсем в другом контексте — как о стратегим защиты от рака J. Cairns, 1975. Mutation selection and the natural history of cancer.
Как и у кишечной палочки, так и у человека каждое копирование ДНК в клетках порождает мутации — ошибки копирования. Поэтому каждая новая мутация в дочерней клетке оказывается в «гетерозиготном» состоянии — она есть только на новой цепи, но не на материнской. Иногда мутацию находит система репарации, но не всегда чинит ее в сторону исходного варианта. Если система репарации ее упускает, то «гетерозиготу» наследует дочерняя клетка, а в третьем поколении, у одной из клеток-внучек, ДНК становится полностью «гомозиготной», и мутация закрепляется в обеих цепях. Так или иначе, если эта мутация онкогенная, то резко возрастает риск опухолевой трансформации. Гипотеза бессмертной цепи предполагает, что организм животного решает эту проблему, не давая мутантным клеткам размножаться см.
Rando, 2007. В организме человека делятся в основном стволовые клетки — представители половой линии в тканях сомы — причем делятся асимметрично: одна дочь остается стволовой и способной к делению, другая уходит в дифференцировку, постепенно превращается в рабочую клетку ткани и теряет способность делиться.
Однако достаточно давно были получены лишенные эндофлагелл мутанты Treponema JR1, HL51 , клетки которых представляют собой правильные правозакрученные спирали Ruby et al. Похожая ситуация наблюдается и у видов Leptospira, спиральные клетки которых имеют загнутые в виде крючка или закрученные в виде спиралей второго порядка концы клеток. Мутанты Leptospira spp. Таким образом, основная функция эндофлагелл для спирохет, по-видимому, двигательная, и в меньшей степени структурная. Сведений о том, за счет чего поддерживается спиральная форма самого клеточного цилиндра спирохет, и связано ли это с контролируемым лизисом пептидогликана, как у Helicobacter pylori, нами в литературе не обнаружено. Некоторые клетки, на первый взгляд напоминающие спиральные, на самом деле не образуют витков, а имеют форму плоской волны, как, например, Borrelia burgdorferi Goldstein et al.
У этих представителей Spirochaetae клеточный цилиндр как таковой имеет вид прямого стержня, поскольку мутанты по генам flaB, flgE, fliF, fliG2 и др. Представители р. Spiroplasma класс Mollicutes поддерживают спиральную форму клетки без участия клеточной стенки, единственно за счет элементов цитоскелета. Со стороны отрицательной кривизны клетки вдоль клеточной мембраны у них тянется пучок фибрилл в виде плоской, спирально закрученной ленты, таким образом, что фибриллы и цитоплазматический цилиндр взаимно закручиваются друг вокруг друга Trachtenberg, 2004. Основная структурная единица цитоскелетной ленты — 59 kDА белок — продукт гена fib, уникальный для Mollicutes, гомологов которого пока не обнаружено ни у прокариот, ни у эукариот Trachtenberg et al. Предполагают, что спиральные формы возникли как приспособление для передвижения в средах, более плотных и вязких, чем вода. Например, многие виды бактерий, изолированных из слизистой оболочки ЖКТ млекопитающих, являются спиральными: Сampylobacter, Helycobacter и др. Robertson et al.
Показано также, что лептоспиры в более вязкой среде движутся даже быстрее, чем в менее вязкой Kaiser, Doetsch, 1975 , тогда как у палочковидных форм — наоборот. На основании обнаружения у многих изогнутых форм гомологов Csd Sycuro et al. Во-вторых, изгиб клетки может образоваться путем ее неравномерного роста с левой и правой стороны, как это происходит у Caulobacter crescentus при участии филаментов кресцетина Margolin, 2004. Несмотря на то, что кресцетин на сегодняшний день обнаружен только у Caulobacter, данный механизм может быть универсальным за счет других цитоскелетных белков Wickstead, Gull, 2011. Так, например, у Vibrio cholerae совсем недавно был обнаружен еще один гомолог промежуточных филаментов — белок CrvA, ответственный за формирование кривизны клетки, сходным образом с кресцетином, каким-то образом замедляя синтез пептидогликана с той стороны клетки, где он прилегает к плазмалемме Bartlett et al. Форма вибрионов или слегка изогнутых палочек достаточно широко распространена среди бактерий различных систематических групп, особенно среди свободноживущих плавающих и паразитических форм Schuech et al. Несмотря на ряд моментов, которые пока остаются неясными, большинство исследователей сходятся во мнении, что изогнутая форма является наиболее эффективной для плавания в поисках пищи и хемотаксиса Magariyama et al. Дасенбери Dusenbery, 2011 показал, что повысить эффективность хемотаксиса можно путем удлинения клетки.
Это объясняется тем, что чем дольше бактерия может сохранять свою ориентацию, тем дольше она может следовать градиенту концентрации, прежде чем броуновское движение рандомизирует направление ее движения. Однако в другой работе Schuech et al. Таким образом, форма вибриона позволяет сочетать максимальную эффективность хемотаксиса с максимальным сохранением скорости и энергетической эффективности плавания. Интересно, что ультрамикробактерия Pelagibacter ubique, по некоторым оценкам являющаяся самой распространенной и самой многочисленной бактерией в водах Мирового океана, имеет форму как раз слегка изогнутых палочек, размером в среднем 0. По предположению ряда исследователей Kudo et al. Замечено, что клетки Vibrio alginolyticus в зоне 50—60 мкм от морского дна начинают плавать по кругу, увеличивая время контакта с богатой питательными веществами зоной Kudo et al. Однако встречаются также и весьма необычные формы: лимоновидные — Rhodomicrobium vannielii; Y-образные — Bifidobacterium; тороидальные — Rhodocyclus purpureus; плоские звездообразные — р. Stellа; лопастные, напоминающие зерна попкорна — Nitrosolobus multiformis Watson et al.
Относительно недавно выделен новый филум Verrucomicrobia от лат. Наличие их может быть связано с регуляций гидродинамических свойств при плавании на определенной глубине, в том числе в морской воде, а также с увеличением соотношения поверхности к объему Hedlund et al. С одной стороны, такой взгляд упрощает морфологию бактерий и вносит определенную ясность, с другой — необходимо понимать, что существуют определенные механизмы формирования выростов той или иной формы или заостренных концов клетки, и что эти структуры дают какое-то преимущество клеткам, раз уж они закрепились в эволюции. Следовательно, каждая из необычных форм клеток все же заслуживает отдельного упоминания при описании морфологического разнообразия бактерий. Важно также принять во внимание, что зачастую морфологическая эволюция той или иной группы бактерий шла по пути не изменения формы отдельной клетки, а путем формирования клеточных агрегатов из нескольких клеток типичной исходной формы. Наконец, для многих, если не всех, бактерий характерен плеоморфизм — способность к ненаследуемым адаптивным изменениям формы клетки в ответ на изменения условий среды, а некоторые группы, в особенности Mollicutes, отличает полиморфизм плеоморфность — непостоянство формы клетки в течение жизненного цикла. В силу отсутствия клеточной стенки для большинства микоплазм более или менее типична сферическая форма, однако клетки одного и того же вида в одной и той же культуре могут быть неправильной, эллипсоидной, почковидной и др.
Последние отходят от А-микротрубоч-ки и одним концом обращены в сторону центра центриоли, другим — к С-микротрубочке соседнего триплета.
Каждый триплет центриоли с внешней стороны связан с белковыми тельцами шаровидной формы — сателлитами, от которых в гиалоплазму расходятся микротрубочки, формирующие центросферу. Вокруг каждой центриоли обнаруживается тонковолокнистый матрикс, а сами триплеты погружены в аморфный материал умеренной электронной плотности, называемый муфтой центриоли. В интерфазной клетке присутствует пара дочерняя и материнская центриолей, или диплосома, которая чаще располагается вблизи комплекса Гольджи рядом с ядром. В диплосоме продольная ось дочерней центриоли направлена перпендикулярно продольной оси материнской. Дочерняя центриоль в отличие от материнской не имеет перицентриолярных сателлитов и центросферы. Центриоли выполняют в клетке функции организации сети цитоплазматических микротрубочек как в покоящихся, так и делящихся клетках , а также образуют микротрубочки для ресничек специализированных клеток. Микротрубочки присутствуют во всех животных клетках за исключением эритроцитов. Они образованы полимеризованными молекулами белка тубулина, который представляет собой гетеродимер, состоящий из двух субъединиц — альфа- и бета-тубулина.
При полимеризации альфа-субъединица одного белка соединяется с бета-субъединицей следующего. Так формируются отдельные протофиламенты, которые, объединяясь по 13, формируют полую микротрубочку, внешний диаметр которой составляет около 25 нм, а внутренний — 15 нм. Каждая микротрубочка имеет растущий плюс-конец и медленно-растущий минус-конец.
Чтобы это изучить, исследователи провели транскриптомный анализ регенерирующих фрагментов на 0, 1, 3 и 6 сутки после ампутации. В транскриптомах они выявили 229 генов гидрактинии, которые были гомологами 279 генов-маркеров сенесценции, известных по базе данных CellAge. В частности, они обнаружили три гена, близких CDKN1A этот ген кодирует один из ключевых регуляторов клеточного цикла — p21 , которые, по-видимому, являются его паралогами. При этом у полипа нет ни одного гена, схожего со специфичным для позвоночных CDKN2A кодирующего другой важный регулятор — p16. In situ флуоресцентная гибридизация мРНК показала, что все три гена экспрессируются в отдельных клетках основной части тела полипа. Однако лишь один из них — Cdki1 — активен рядом с раной на первые сутки и не работает до и после этого.
Затем встал вопрос, куда исчезают «сделавшие свое дело» сенесцентные клетки. Действительно, ко 2—3 дню после ампутации соответствующие маркеры уже не заметны. При помощи трансгенных гидрактиний, экспрессировавших GFP под контролем промотора к гену Cdki1, ученые выяснили, что сенесцентные клетки перемещаются в гастродерму стенку кишечной полости полипа, после чего, по-видимому, просто оказываются выброшены через рот. Это происходило на вторые сутки после ампутации. Наконец, опыты с сенолитиком навитоклакс и геропротекторами рапамицин и другие ингибиторы mTOR показали, что сенесценция необходима для нормальной регенерации гидрактинии. Во всех случаях восстановление целого организма из гипостома оказывалось невозможным.