Функционирование - клетка
Cтраница 3
Важное значение нуклеинового обмена и связанного с ним синтеза белка продолжает вызывать интерес исследователей многих специальностей. Если говорить кратко, то гербициды, как химические агенты, выступая в качестве специфических эффекторов и изменяя синтез нуклеиновых кислот, могут, по-видимому, нарушать течение обмена веществ и функционирование клеток у растений. Это привлекает внимание исследователей к изучению обмена нуклеиновых кислот, особенно при выяснении биохимической основы механизма действия гербицидов. [31]
Открытие кариотипа дало медикам тонкий инструмент для правильного установления диагноза, так как некоторые заболевания связаны с неправильным разделением хромосом. В процессе деления клеток хромосомы могут повреждаться и даже ломаться. Иногда разделение не бывает полным, и в результате у одних дочерних клеток оказываются лишние хромосомы, а другие получают их неполный набор. Подобные аномалии приводят к нарушению функционирования клеток, вплоть до их гибели. Вот почему процесс деления клеток нам кажется столь совершенным, точным и выверенным. В действительности он не так совершенен, как кажется, - мы не видим в нем ошибок лишь потому, что брак в митозе обрекает клетку на скорую гибель. [32]
РНК воздействует на механизм клетки, управляя синтезом белка. Информация, передаваемая ДНК, составляет основу физиологического функционирования клетки, определяя таким образом метаболические и морфологические особенности организма. Она является также главной частью наследственного моста между поколениями. Как именно ДНК осуществляет это, будет рассмотрено в главе 9 ( см. стр. [33]
 |
Эукариотическая клетка. [34] |
Ядро является самой большой внутриклеточной органелл ой и, несомненно, самой значимой, так как в ней локализован генетический материал клетки. Ядро ограничено двухслойной мембраной, пронизанной большим числом ядерных пор, которые совместно с ядерными рецепторами являются основным инструментом ядерно-цитоплазмен-ных взаимоотношений. В ядре имеется сферическое образование, так называемое ядрышко. Форма его лабильна и может изменяться в процессе функционирования клетки. В некоторых клетках локализовано два и более ядрышек. Этот ло-кус ядра является хранилищем РНК, которая затем транспортируется в цитоплазму. Остальную часть ядра занимает хроматин, состоящий из ДНК, белка и небольшого количества РНК. В ядре локализовано более 90 % всей клеточной ДНК, образующей комплекс с ядерными белками. [35]
При клеточной дифференцировке, происходящей в процессе эмбрионального развития, транскрипция различных генов претерпевает последовательные изменения как качественного, так и количественного характера. Каждая стадия дифференциации включает в себя активацию очень большого числа структурных генов. Образование индивидуальных ткЪней связано с синтезом мРНК, которые кодируют белки, характерные для данной ткани. Это означает, что и в процессе дифференцировки и функционирования клеток должны существовать способы контроля транскрипции, необходимые для активации или репрессии определенных генов. Существует несколько принципиальных различий в условиях транскрипции у про - и эукариот: количество ДНК у эукариот в расчете на клетку в несколько тысяч раз больше, чем у прокариот, и если у бактерии существует одна хромосома, то у эукариотических клеток гены распределены между разными хромосомами. Кроме того, в эукарио-тах транскрибируется хроматин, расположенный в ядре, а синтезированная информационная РНК транспортируется в цитоплазму, тогда как у бактерий ядра нет и синтезы РНК и белка не разделены в пространстве. [36]
 |
Схема живой клетки, состоящей из ядра, окруженного цитоплазмой, которая заключена в оболочку. [37] |
Живая клетка схематически показана на рис. 14.10. Она состоит из ядра, окруженного цитоплазмой, на долю которой приходится основная часть массы вещества клетки. Цитоплазма, в свою очередь, окружена оболочкой-плазменной мембраной. Клеточная мембрана селективно пропускает питательные вещества и отходы жизнедеятельности. Цитоплазма использует питательные вещества для выработки энергии, необходимой для функционирования клетки и ее размножения путем деления. Генетическая природа клетки определяется хромосомами, которые находятся в ее ядре. Как показано на рис. 14.10, в клетке имеются и некоторые другие специализированные структурные элементы. [38]
Во-первых, это действие тиофена - стойкого растворителя, на внутренние мембраны данных клеток, так как мембраны клеток зернистого слоя являются наиболее тонкими в клетках подобного типа в организме. Предполагается, что порог их сохранности очень низок. Нарушение мембран сказывается на экскреции воды и электролитов, что ведет к накоплению жидкости внутри клетки и приводит к формированию водяного пузырька - вакуоли и последующего отека клетки с нарушением плазмалеммы. Во-вторых, тиофен или его метаболиты подобны естественным важным для функционирования клеток компонентам. [39]
Однако для человека острая токсичность диоксинов и родственных соединений не является критерием опасности. Данные последних лет показывают, что опасность диоксинов не столько в острой токсичности, сколько в кумулятивном действии и отдаленных последствиях. Установлено также участие ПХДД в других биохимических процессах на клеточном уровне. Попадая в организм, ПХДД выступают в качестве индукторов ложных биоответов, способствуя накоплению ряда биокатализаторов-гемопротеидов в количествах, опасных для функционирования клетки. Существенно также, что нарушение регу-ляторных механизмов приводит к ослаблению защитных функций организма от ксенобиотиков и подавлению иммунных систем. Поэтому даже слабые поражения ПХДД приводят к высокой утомляемости, понижению физической и умственной работоспособности и повышенной чувствительности к инфекциям, особенно при стрессовых воздействиях. [40]
УДЯ человека острая токсичность диоксинов и родственных соединений не является критерием опасности. Данные последних лет показывают, чю опасность диоксинов не столько в острой токсичности, сколько в кумулятивном действии и отдаленных последствиях. Установлено также участие ПХДД в других биохимических процессах на клеточном уровне. Попадая в организм, ПХДД выступают в качестве индукторов ложных биоответов, способствуя накоплению ряда биокатали заторов-гемопротеидов в количествам, опасных для функционирования клетки. Существенно также, что нарушение регу-ляторных механизмов приводит к ослаблению защитных функций организма от ксенобиотиков и подавлению иммунных систем. Поэтому даже слабые поражения ПХДД приводят к высокой утомляемости, понижению физической и умственной работоспособности и повышенной чувствительности к инфекциям, особенно при стрессовых воздействиях. [41]
Мембранами сейчас много занимаются и биологи, и химики, и физики. Мембраны состоят из белков и ли-пидов - жировых веществ, содержащих углеводородные гидрофобные цепочки и полярные группы. Мембраны - высокоорганизованные структуры, это несомненно, но об их детальном устройстве мы знаем еще очень мало. Между тем, множество основных биологических явлений связано со структурой мембран: проникновение в клетку и выход из клетки различных веществ, т.е. функционирование клетки как открытой системы, и тем самым действие любых фармакологических средств на организмы. Проведение нервного возбуждения по длинному отростку нервной клетки определяется проницаемостью мембраны по отношению к ионам натрия и калия. [42]
Обязательным процессом, происходящим при клеточном делении одноклеточных организмов, является репликация ДНК. Это справедливо также практически во всех случаях клеточного деления многоклеточных организмов. Обычно процесс требует также увеличения количества РНК и белковых молекул. Все эти биополимеры могут быть синтезированы из соответствующих мономеров внутри клетки в соответствии с клеточными программами. Синтез белков и РНК de novo обычно необходим и для функционирования неделящихся клеток. Кроме того, в таких клетках может также происходить синтез ДНК для того, чтобы реставрировать повреждения молекул ДНК, полученные вследствие действия различных химических и физических факторов, - так называемая репарация ДНК. Все эти процессы должны быть обеспечены соответствующими мономерами. Мономеры могут быть получены как из клетки, так и из окружающей среды. Получение мономеров внутри клетки возможно двумя противоположными способами: биосинтезом, начинающимся из простых химических соединений, и гидролизом биополимеров, захваченных организмом. В обоих случаях необходимый материал должен быть перенесен из окружающей среды, а соответствующие химические превращения должны совершиться внутри клетки. Таким образом, основное свойство жизни требует, чтобы в клетке непрерывно происходили определенные химические превращения. Это, как правило, должно сопровождаться, во-первых, доставкой в клетку внешних материалов и, во-вторых, удалением из клетки побочных продуктов этих превращений. Следовательно, наследственные программы, присущие живым организмам, не могут быть реализованы без помощи ряда биохимических процессов, другими словами, без метаболизма. [43]
Хинины и родственные им соединения находят основное промышленное применение в качестве красителей. Цвет этих красителей обусловлен я-элек-тровной системой сопряженных связей: чем больше сопряжение, тем ярче цвет. Даже самый простой устойчивый хинон - тг-бензохиион - имеет окраску. Кроме того, многие хиноны флуоресцируют при возбуждении ультрафиолетовым светом, что позволяет использовать их в качестве светящихся пигментов в так называемом черном свете. Хипоны и близкие к пим соединения также играют важную роль в функционировании клеток. [44]
Нуклеиновые кислоты - информационные макромолекулы, состоящие из мононуклеотидов. Она состоит из многих тысяч пар нуклеотидов, соединенных друг с другом в определенной последовательности. Молекулы РНК по размеру много меньше, чем ДНК, однако их общее количество превышает ДНК. Для нуклеиновых кислот несвойственно многообразие функций, зато хранение и передача генетической информации является основой размножения и функционирования клеток. [45]
Страницы: 1 2 3 4