Механизмы движения ресничек. Гены в ядре клетки

Хотя механизм движения ресничек изучен не полностью, некоторые его особенности известны достаточно хорошо. Во-первых, микротрубочки (9 сдвоенных и 2 одинарные) соединены друг с другом массой поперечных связей с формированием комплекса, который называют аксонемой. Во-вторых, даже после разрушения мембраны и некоторых других элементов реснички, за исключением аксонемы, ее оставшаяся часть при определенных условиях может сохранять способность к движению. В-третьих, движение аксонемы продолжается только при соблюдении двух условий: (1) доступности АТФ- (2) наличия определенного ионного состава, особенно концентрации ионов магния и кальция.

Видео: Строение клетки: животной, растительной и бактерии

В-четвертых, при быстрых движениях ресничек их сдвоенные трубочки передней поверхности скользят по направлению к верхушке, а микротрубочки заднего края остаются на месте. В-пятых, между соседними сдвоенными трубочками имеются многочисленные отростки («ручки») из белка динеина, обладающего АТФ-азной активностью.

На основании этих данных установлено, что в результате взаимодействия АТФ-азы динеина с АТФ высвобождается энергия, которая поглощается молекулами динеина. Это способствует быстрому «скольжению» головок одной сдвоенной микротрубочки вдоль соседней сдвоенной микротрубочки. Таким образом, если передняя микротрубочка будет двигаться, а задняя останется на месте, то ресничка изогнется.

Видео: Цитология. Лекция 13. Молекулярные механизмы фагоцитоза. Окштейн И.Л

Факторы, регулирующие процесс биения ресничек, неизвестны. Некоторые генетически аномальные клетки содержат реснички, не способные к биениям. В центральной части таких трубочек отсутствует пара одиночных микротрубочек. Полагают, что по одиночным микротрубочкам передается какой-то сигнал, возможно электрохимический, активирующий «ручки» белка динеина.

Гены в ядре клетки

Сейчас почти каждый знает, что гены, содержащиеся в ядрах всех клеток организма, обеспечивают передачу наследственных признаков от родителей потомству. Однако мало кто догадывается, что те же гены регулируют и функции этих клеток, поскольку именно от генов зависит, какие структуры, ферменты и другие вещества будут образованы в клетке.

Видео: Строение хлоропласта. Граны

Каждый ген представляет собой фрагмент дезоксирибонуклеиновой кислоты, на основе которого синтезируется другая кислота— рибонуклеиновая. Молекулы РНК распределяются по разным отделам клетки и отвечают за синтез конкретных белков. Каждая клетка содержит более 30000 генов, поэтому разнообразие клеточных белков теоретически должно быть достаточно большим.

Некоторые из них называют структурными белками, поскольку, связываясь с липидами и углеводами, они участвуют в формировании тех или иных структур клеточных органелл. Однако основная часть белков представлена ферментами, которые являются катализаторами внутриклеточных химических реакций. Так, с участием ферментов идут все окислительные реакции, обеспечивающие клетку энергией, и внутриклеточный синтез липидов, гликогена, аденозин-трифосфата и многих других веществ.

Гены последовательно «упакованы» один за другим в очень длинную двухцепочечную спираль ДНК, молекулярная масса которой составляет порядка 10 . На рис. 3-2 приведен короткий фрагмент молекулы ДНК. Эта молекула состоит из нескольких простых, связанных друг с другом соединений, образующих регулярную структуру.

Основные структурные элементы ДНК. Они включают: (1) фосфорную кислоту, (2) моносахарид дезоксирибозу, (3) четыре азотистых основания — два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (тимин и цитозин). Фосфорная кислота и дезоксирибоза формируют каркас молекулы ДНК, представляющий собой две спиральные цепи, скрепленные расположенными между ними азотистыми основаниями.

Нуклеотиды. На первом этапе синтеза ДНК 1 молекула фосфорной кислоты соединяется с 1 молекулой дезоксирибозы и 1 азотистым основанием. В результате этой реакции образуются 4 разных нуклеотида — дезоксиаденозинмонофосфат, дезокситимидинмонофосфат, дезоксигуанозинмонофосфат и дезоксицитидинмонофосфат, каждый из которых содержит соответствующее азотистое основание.

Источник: http://meduniver.com