Жасуша кинетикасы туралы мәлімет

Бірінші белгісі, ол ерекшеленеді жанды жылғы неживого, бұл қозғалыс, тұрақты дамуы уақыт. Біз көрінеу білеміз оқиғалар құралады тізбектер өте белгілі бір кезеңдері мен циклдар, өрістетіледі. Әрбір сатысы оқиғалар ұзақтығы, анықтық және маңыздылығы.

Әлбетте, бұл ритмах тірі жатыр реттілігін айналу молекулалардың. Бұл анықтайды ағуы биологиялық процестердің уақыт? Қандай жолдары мен мүмкіндіктері үдеулердің биохимиялық реакциялардың? Қандай саты анықтайды жылдамдығы немесе басқа биологиялық құбылыстар? Қандай оқиғалар молекулалық деңгейде қояды даму динамикасын тұтастай? Қою осындай мәселелерді дамытуға байланысты облыс сандық зерттеулер деп аталатын биологиялық кинетикой (биокинетикой).

Зерттеу сандық даму заңдылықтары биологиялық процестерді молекулалық деңгейде уақыт құрайды тұрғысында биологиялық (биохимиялық) кинетика. Міндеттері: «биокинетики кіреді анықтау тетіктерін айқындайтын жылдамдығын және табиғатты процестер.

Динамикасын зерттеу биологиялық процестерді қамтиды үлкен шеңбер пайда болады. Олардың көбісі қазіргі уақытта мүмкін түсіндіріле молекулалық деңгейде. Соңғы онжылдықта айтарлықтай прогресс осы саладағы едәуір дәрежеде байланысты қарқынды зерттеумен ферменттер және ферменттік жүйелері. Дәл ферменттер көп жағдайда болып табылады кинетическими элементтері анықтайтын жылдамдығы мен бағытын дамыту биопроцессов. Самосогласованность биологиялық процестерді молекулалық деңгейде елеулі түрде анықталады істен шыққан эволюцией процестерін ақпаратпен алмасу көмегімен сигналдық молекулалар мен ақуыз рецепторлардың. Бұл процестер сипатталады әбден айқындалған кинетическими заңдылығымен, талдау, олардың арналды айтарлықтай бөлім деп аталатын молекулалық рецепцией.

Соңында, үлкен және маңызды бөлім қазіргі заманғы биокинетики байланысты талдаумен кинетика өсу және эволюция жасушалық популяциялар. Клетка ретінде элементарлы ұяшық өмір білдіреді высокоорганизованный реактор болатын қасиеті толығымен жаңғырта өзіне бүкіл күрделілігі құрамы мен құрылымы. Түсіну динамикасын жасушалық өсу қағидатты да маңызды міндеттерді шешу кезінде микробиология, биотехнология және басқарылатын биосинтез, сондай-ақ дамыту үшін сандық медицинасы, онкология, түсіну үшін және механизмдерді басқару қартаю.

Сонымен, Биокинетика — зерттейтін молекулалық деңгейде даму заңдылықтары биологиялық процестерді жүйелерде in vitro, тірі органдарда және ұлпаларда, клеткалық популяция

 

1. Қазақстан тарихы химиялық кинетика

Бөлу химиялық кинетика дербес ғылыми пәнге болды 80-ші жылдары XIX ғ. Бұл шықты арқасында мүмкін жинақтау және жүйелеу громадного нақты материал зерттеу тетіктерін химиялық түрлендірулер.

Бәлкім, ең алғашқы әрекеттерінің механизмдерін зерттеу химиялық реакция болып табылады жұмыс. Р. Бойля, 1680 ж. бақылады жарқын жану фосфорды азайту кезінде ауа қысымы. Кейінірек, басында – ортасында XVIII в. А. лавуазье өзара бөліп алады ізденіп, білім оксидінің сынап өзара іс-қимыл кезінде бұл металдың оттегімен. Осы жұмыс шеңберінде 1770 жылы лавуазье өзара бөліп алады өткізді бірі ұзын тарихында химия тәжірибесі, жалғасқан су добынан 100 күн.

Артынан лавуазье өзара бөліп алады ғалымдар-химиктер, бірнеше рет предпринимали талпыныстары зерттеу заңдылықтары химиялық құбылыстарды табу, материалдық субстрат химиялық реакциялар

1789 ж. ағылшын ғалымы У. Хиггинс деп болжады, бұл процесс еріту темір қышқылында болып табылады күрделі реакция ағып өтетін білімі бар аралық қосылыстар. Бұл аралық қосылыстар металеместер аяқталған кезде, реакция-іс-әрекет үшін «күш сродства». Арқасында Хиггинса «химия алғашқы рет» ұғымы уақыт жүретін химиялық реакция.

1894 ж. оқушысы Хиггинса. У. Фульгем көрсеткендей, су қабілетті құруға аралық қосылыстар реагенттермен өту кезінде химиялық реакциялар сулы ерітінділерде. Фульгем предположила, су физиологиялық реакциялар болып жатқан ерітінділерде.

Гипотезаны ағылшын ғалымдары У. Хиггинса және У. Фульгем болуы туралы аралық өнімдердің химиялық реакциялар сәйкес келеді, заманауи көзқарастарға сәйкес кез келген химиялық реакция жиынтығын білдіреді қарапайым актілерді (айналу). Бұл түрлену орын-арасындағы өзара іс-қимыл молекулалардың бастапқы заттардың (субстраттарды реакциялар) және құруға әкеледі реакция өнімдерінің. Бұл ретте кез келген химиялық айналдыру обратимо.

Алғаш рет бұл ұсынды қаратпа сипаты болады химиялық түрлендірулер Д. И. Менделеев кітабында «химия Негіздері» (1869). Бұл кітапта ол ерекше көңіл бөледі әсеріне сыртқы жағдайларды химиялық реакциялардың жүру заңдылықтары және пішіндейді күрделі сипатын химиялық түрлендірулер.

Одан әрі дамыту оқу-жаттығу туралы механизмдері, химиялық реакциялардың моғолстанның A. M. Бутлерова және Д. М. Львова. 1861 жылы Бутлеров белгілеп берді теориясын химиялық құрылысы, сызылды, химиялық реакциялардың жүру заңдылықтары тәуелді құрылыстар заттар енетін реакция. Теориясы химиялық құрылысы Бутлерова дамыған болатын және толықтырылды, оның шәкірті М. Д. Львовым (1884).

 

2. Биокинетика

Негізгі бөлім кинетика зерттейді кинетикасын биологиялық реакциялар; бұл бөлім деп атайды биокинетикой. Биокинетика болып табылады шекара ғылым, туындаған тоғысында биохимия және химиялық кинетика (см. сур. 1). Бөлу биокинетики жеке пәнге кездейсоқ емес, ол логикалық ақталған және байланысты айрықша мәнді кинетикалық процестерді, барлық тірі организмдер. Биокинетика — салыстырмалы жас ғылым. «Термині Биокинетика» енгізілді. И. В. Березиным және С. Д. Варфоломеевым 1979 ж. Дәстүрлі түрде хабардар биокинетики қарайды ферментативтік реакциялар, процестер өзара іс-қимыл лигандов өмір рецепторлардың және процестер, жасушалық өсу.

 

1-сурет. «Ара-қатынасы негізгі естественнонаучными пәндермен».

 

3. Қозғалысы жасушалар

Өткенде тірі жүйелердің жиі айтылады қозғалысы туралы: движутся хромосоманың — жасушаның полюстеріне кезінде митоза өткізіледі вакуоли жасушалық органелл, жылжып клеткалық беті. Сонымен қатар, жасушаларында өсімдіктер мен жануарлардың байқалады токтар цитоплазмы (мысалы, өсімдік жасушаларында немесе амебы). Сонымен қатар, жекелеген жасушалары (свободноживущие өлі бір жасушалы организмдер немесе арнайы түрлері жасушаларының көпжасушалы жануарлардың организмдер) қабілетіне ие, белсенді ауысып, «еңбектей» (қараңыз сур. 3.). Кейбір жасушалар бар мамандандырылған құрылымдар, кірпіктерді бояйды немесе жгутики, олар мүмкіндік береді немесе ең ауысып, жылжытуға немесе орнын ауыстыруға қоршаған ортаға олардың сұйықтық. Ақырында, көпжасушалы жануарлардағы организмдер бар мамандандырылған жасушалар, бұлшық ет жұмыс жүргізуге мүмкіндік береді әр түрлі қозғалыс органдарының, оның жекелеген бөліктерін және барлық ағза. Негізінде барлық осы көптеген қимыл-қозғалыс реакцияларының жатыр жалпы молекулалық механизмдері. Сонымен қатар, қандай да бір қимыл-қозғалыс аппараттарының үйлесуі тиіс және құрылымдық байланыстырылмайды болғанымен, тірек, қаңқа немесе қаңқа внутриклеточных түзілімдер. Сондықтан айтуға болады (баяндау мен зерттеуге) тірек-қимыл жүйесі жасушалар.

Өзі туралы түсінік цитоскелете немесе қаңқа компоненттері цитоплазмы түрлі жасушалар айтылды Н.К.Кольцовым, көрнекті орыс цитологом тағы ХХ ғасырдың басында. Өкінішке орай, олар ұмыт, тек соңында 1950-жылдардың көмегімен электрондық микроскоптың бұл сүйек бұлшық еттері жүйесі переоткрыта.

Үлкен зерттеу цитоскелета енгізді әдісі иммунофлуоресценции көмектескен түсіну химия және динамикасы бұл өте маңызды компоненті жасушалар. Цитоскелетные компоненттері ұсынылды нитевидными, неветвящимися белковыми кешендермен, немесе филаментами (жұқа жіптермен тігіледі).

 

 

2-сурет. «Микрофотография элементтерін цитоскелета алынған көмегімен электрондық микроскоп». 1 — түйіндер микрофиламентов; 2 — микротрубочки; 3 — аралық филаменты 4 плазматическая мембранасы; 5 – ядро.

 

3-сурет. «Поляризованные қозғалатын фибробласттар мәдениет мата». 1 – ламеллоплазма; 2 — ядро

Бар үш жүйенің филаментов ерекшеленетін, химиялық құрамы, ультраструктуре және функционалдық қасиеттері. Ең жіңішке жіптер — бұл микрофиламенты; олардың диаметрі шамамен 6 мм, тұрады олар негізінен ақуыз актина. Басқа топқа нитчатых құрылымдар жатады микротрубочки бар диаметрі 25 нм және негізінен тұрады ақуыз тубулина. Үшінші топ ұсынылған аралық филаментами отырып, диаметрі шамамен 10 нм (аралық салыстырғанда 6 және 25 нм), түзілетін әр түрлі, бірақ ұқсас белоктар (сур. 2 және 4).

 

4-сурет. «Схемалық бейнесі цитоскелетных жасушалық компоненттер». 1 – микрофиламенты; 2 – микротрубочки; 3 – аралық филаменты; 4 – плазмалитическая мембранасы; 5 – ядро; 6 – митохондрии; 7 – рибосомы.

Микротрубочки предстали ретінде ерекше внутриклеточные құрылымдар (әсіресе ішіндегі жгутика) арқасында электрондық микроскопия әдістерін қолдану. 1946 ж. Джакус және Холл көрсетті болуы бірдей диаметрі бойынша түтікше тәрізді құрылымдардың ресничках Paramecium. Кейіннен құбырлы құрылымын тапты және барлық дерлік жасушаларында. Болды деп санауға болады, олар тән эукариотичсского деңгейін ұйымдастыру. Алайда микротубулярные құрылымын табылған және прокариоттардың — цитоплазме спирохет. Морфологиялық және биохимически бұл микротрубочки ұқсас тақырыптар байқалады эукариоттық жасушаларында. Бұл ашу қолдады «экзогенную гипотезаны шыққан» микротрубочек эукариот сәйкес кірпіктерді бояйды және жгутики жасушаларының жоғары организмдер болып есептеледі сатып алынған сырттан арқылы-біріне оңтайлы әсер етуі жасушалар, бұрын болған талшықтарын немесе ресничек, спирохетами, содержавшими микротрубочки.

Микротрубочки білдіреді ұзын қуыс цилиндрлер, сыртқы диаметрі шамамен 24 нм, ал ішкі—15 нм. Көптеген жасушалардың ұзындығы трубочек әдетте аспайды бірнеше микрон, бірақ кейбір арнайы торларда, мысалы, моторлы ресинтезін орталық жүйке жүйесінің, түтікшелер мүмкін ұзындығы бірнеше сантиметр. Қабырғасы микротрубочки (шамамен 5 нм қалыңдығы) салынды бірі бойлай бағытталған протофибрилл. Протофибриллы тұрады глобулярных субъединиц (өте жақсы көрінеді электрондық микроскоп кезінде жағымсыз окрашивании) қамтитын тек бір ақуыз – муреин (сур. 5). Бұдан басқа, микротрубочки тікелей қатысы қозғалысы жасушалар, олар қатысады және басқа да процестер, көп немесе аз байланысты қозғалысы, мысалы, қолдау нысандары жасушалары, внутриклеточном көліктегі заттардың секреция жасушалық өнімдерді қозғалысы хромосомалардың бөлу кезінде жасушаның, болады, кезінде сенсорлық байланыстар, сондай-ақ орын ауыстыру компоненттері клеткалық мембраналар. Микротрубочки мүмкін рассеяны бүкіл цитоплазме, мүмкін жиналып, ұйымдастырылған құрылым.

 

5-сурет. «Электрондық микрофотографии микротрубочек» шекаралық облыстарында эритроциттердің тритона»: а — бойлық кесіндісі, онда: көрінеді сызықтық орам субъединиц » микротрубочках; б —көлденең кесіндісі; көрініп тұрғандай, қабырғасы әрбір микротрубочки құрылды жолды субъединицами. Теріс бояу. ×200 000.

Түсіну, клетка қозғалады көмегімен микротрубочек, біз оларды қарастырамыз ұйымға ресничках жгутиках эукариоттық жасушалар, сократимом аксостиле кейбір жгутиконосцев, сондай-ақ микротубулярной желісін цитоплазмы жануарлар жасушалары.

4.1.1 Микротрубочки » ресничках және жгутиках
Эукариотические кірпіктерді бояйды және жгутики білдіреді мамандандырылған құрылымдар, сөз сөйлеушілер шегінен тыс жасуша бетінің және қабілетті жылжыту. Бұл екі типті органелл бірдей құрылымы; функционалдық тұрғыдан олардың арасындағы қандай да бір аз ғана, айырмашылықтар; Жгутики және кірпіктерді бояйды қолынан оңай және өте көп мөлшерде бөліп жылғы жасушалар, кейде жай ғана жігерлі встряхиванием клеткалық суспензия. Бұл жеңілдетті және зерттеу, олардың құрылымы мен химиялық құрамы.

Құрылымдық ұйымдастыру ресничек және талшықтарын барлық исследовавшихся жасушаларында ерекшеленеді тамаша единообразием: орталық екі микротрубочек қоршап сақина бірі микротрубочек (әдетте, жұптық). Микротрубочки-бірімен көлденең көпірлермен; барлық құрылым деп аталады аксонемой жгутика. Орналасуы микротрубочек мен көпіршелерді » аксонеме зерттелді, қазіргі уақытта өте егжей-тегжейлі; ол схемалық ұсынылды-сур. 6. Ортасында жұп микротрубочек, окруженных жалпы қабықпен бірі ақуыз сақиналар, жазықтық, олардың наклонена осіне аксонемы. Қабырғасы әрбір орталық микротрубочек құрылды жолды бойлық қатарларының (протофибриллами) белокты субъединиц. Бұл орталық құрылымын қоршап тоғыз орналасқан сақина бойынша жұп микротрубочек. Әр бір дублете микротрубочка (негізгі немесе А) толық тұйықталған қабырға ғана бөліп тұратын 13 протофибрилл (сур. 7); басқа микротрубочка (микротрубочка) бар серповидное қимасы түйіседі микротрубочке Ал, сондықтан оның қабырғасы тұрады аз санының протофибрилл, әдетте, 10. Әрбір микротрубочка Ал теміржолда біріктірілді с микротрубочкой » көрші дублета көмегімен көпірдің бірі-ақуыз деп аталатын нексином. От айналдырылған ішке бетінің микротрубочки Ал смартфондарға арналған тиімді бағыты бойынша орталыққа ақуызды баянда — деп аталатын радиалды тоқу бізі. Оған қоса әрбір микротрубочка Ал бар қос бірқатар бүйір қалам (олардың ұзындығы шамамен 14 нм), салынған келген ақуыз (динеина) және жіберілген соседнему дублету. Барлық шығыңқы жерлері орналасқан белгілі бір мерзімділікпен осіне қатысты микротрубочки Ал мен қалай көрініп одан әрі, өте маңызды рөл атқарады генерациясы. Жоғарыда құрылымы аксонемы сәйкес келеді бүкіл орта бөлігінде жгутика, қоспағанда оның шеткі бөліктері мен негіздері, аксонема орнатылуы бірнеше әйтпесе. Ең соңында орталық бу микротрубочек әдетте ұзын қарағанда, қоршаған оның шеткі дублеты, сондықтан талшығы бар соңында заострен. Жиі микротрубочки Да кейде қысқа микротрубочек Ал, және перифериялық дублеты соңына жақын жерде жгутика ауысады жеке түтікшелер (сур. 6). Жалғыз микротрубочках Ал осы саладағы жгутика шығыңқы жерлер жоқ.

 

6-сурет. «Схемалық бейнесі аксонемы жгутика». Көрсетілген элементтерінің арасындағы өзара байланыс құрылымын әр түрлі деңгейде: а — соңында жгутика, б — ортаңғы бөлігінде және в — деңгейінде базальді дене.

 

7-сурет. «Схемалық бейнесі орналасқан тубулиновых субъединиц «микротрубочке»: а — көлденең кесіндісі; б — бүйіріндегі түрі.

Мамандандырылған құрылымы — базальдік денесі — оның аяқталуы талшығы бар, цитоплазме жасушалар, ұшы жгутика. Ол әр түрлі болуы мүмкін жасушаларында әр түрлі типтегі, бірақ бұл ретте, негізгі, жалпы белгілері сақталады. «Базальном теле ресничек Tetrahymena piriformis қатар микротрубочками А және В бар тағы микротрубочки (олар құрылды он протофибриллами), сондықтан аймақтары бойынша кірпіктерді бояйды орналасады дублеты, ал триплеты микротрубочек, Бұл триплеты-бірімен бүйір шығыңқы (көлденең көпірлермен) бекітілген орталық сақина радиал» хі облыстық конкурсы өткізіледі (сур. 6). Базальдік денесі кірпіктерді бояйды немесе жгутика, құрылымы, ұқсас центриоль жануарлар жасушалары. Және базальдік денесі, және центриоль ретінде жұмыс істейді ұйымдастырушылар ассоциациясының микротрубочек; бірінші жағдайда/құрылады ресничка немесе талшығы бар, екінші — мнтотическое веретено.

Тағы бір қызықты бөлігі жгутика — бұл деп аталатын воротничок, айналмалы білік, қоршаған негізі жгутика, онда ол шығады жасушалар. Электрондық микроскоп па көлденең срезах воротничка осы салада көрініп талшықты қосылыстар арасындағы периферическими дублетами жгутика және ішкі қабаттары клеткалық мембраналар. Олар қатаң түрде бекітіп, микротрубочки » клеткалық мембране қатысады қозғалысы жгутика.

Қозғалғыштығы ресничек және талшықтарын негізделген қасиеттері дәл аксонемы, бірақ басқа да компоненттерін, осы органелл (яғни, жасушалық мембраналар, цитоплазмы және т. б.).

4.1.2 Самосборка микротрубочек және оның реттелуі

Кез келген тірі клеткадағы жүреді агрегаттау тубулина білімі бар микротрубочек және ыдырауы осы құрылымдардың. Мәселе қалай реттеледі процестер жинау және деструкция микротрубочек зор маңызы бар түсіну үшін көптеген көріністерін тіршілік жасушалар.

Зерттеу invitro полимерлеу тубулина бөлінген, бірі-жүйке жасушаларының, сөйтсе бағалы ақпарат көзі түсіну үшін механизмін құрастыру микротрубочек invivo жолдары мен бұл процесті басқару. Егер нейротубулин орналасқан ерітіндісінде түрінде димеров қатысуымен байланысты, олар ақуыздарды, онда белгілі бір жағдайларда оңай процесі жүріп жатыр самосборки. Полимерлеу жүреді жағдайында орташа иондық күш, әлсіз қышқыл рН (шамамен 6,6—0,7), қатысуымен нуклеотидтер (GTP) және иондар, магний. Бағыт реакция байланысты, сондай-ақ, температура: invitro кезінде физиологиялық температураларда жүреді полимерлеу тубулина білімі бар микротрубочек, ал төмендеуі-температура 0°С тудырады, оларды тез деполимеризацию (сур. 8).

 

8-сурет. «Реакциясы полимерлеу тубулина димеров білімі бар микротрубочек. Көрсетілген әсері двухвалентных иондар мен температура».

4.2 Микрофиламенты

Микрофиламенты эукариоттық жасушалардың білдіреді ұзын жіп тәрізді құрылымдар қалыңдығы 5-7 нм болатын цитоплазме. Олар тұрады негізінен актина (дегенмен анықтауға болады және басқа да белоктар), осыған байланысты оларды жиі деп атайды актиновыми филаментами (немесе жіппен). Олар кейде құрайды немесе бумаларға, ал кейбір жоғары мамандандырылған жасушаларында, мысалы, бұлшық ет талшықтарға, упорядоченные және тұрақты құрылымдар. Жиі, алайда, микрофиламентов қалыптасады, тұрақсыз бумаларға немесе майда торлы құрылымын, олардың нысаны мен оқшаулау торда өзгеріп тұрады фаза өмірлік циклінің жасушалары, оның қозғалысын және т. б. Бұл іспеттес, цитоплазматическим микротрубочкам, микрофиламенты немышечных жасушаларының білдіреді табылады құрылымын, қабілетті самосборке немесе деполимеризации құрайтын молекулалар байланысты қажеттіліктері жасушалар.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *