Предмет и задачи молекулярной биологии

Содержание

Слайд 2

Предмет молекулярная биология

Цитологи и микроанатомы стали заниматься клеточной биохимией и клеточной

Предмет молекулярная биология Цитологи и микроанатомы стали заниматься клеточной биохимией и клеточной
молекулярной биологией.
Трехмерная конформация
Электронный микроскоп
Развитие методов иммунологии
Использование антител позволило исследовать внутреннее содержимое клетки

Слайд 3

Достижения науки

Физическая и молекулярная биохимия открыла путь к пониманию трехмерной конформации молекул,

Достижения науки Физическая и молекулярная биохимия открыла путь к пониманию трехмерной конформации молекул, контролирующих активность клетки.
контролирующих активность клетки.

Слайд 4

Достижения науки

С разработкой электронного микроскопа использование электронных лучей стало столь же важно

Достижения науки С разработкой электронного микроскопа использование электронных лучей стало столь же
в получении изображения клеток, как и использование световых волн.

Слайд 5

Достижения науки

Развитие методов иммунологии позволило понять процессы взаимодействия антиген—антитело и сделать открытие,

Достижения науки Развитие методов иммунологии позволило понять процессы взаимодействия антиген—антитело и сделать
что антитела могут точно распознавать молекулы внутри клетки.

Слайд 6

Достижения науки

Использование антител позволило цитологам исследовать внутреннее содержимое клетки способами, которые раньше

Достижения науки Использование антител позволило цитологам исследовать внутреннее содержимое клетки способами, которые
были недоступны (моноклональные антитела).

Слайд 7

История развития МБ

Сегодня для изучения локализации, величины и взаимодействия даже крохотных количеств

История развития МБ Сегодня для изучения локализации, величины и взаимодействия даже крохотных
белков в разных отделах клетки применяют антитела.
Трудно оценить какой-либо крупный скачок в биохимии, генетике, иммунологии, эмбриологии или физической химии как наиболее решающий для клеточной биологии
Но если и было достижение, равное созданию микроскопа, то это — использование антител для идентификации, локализации и прослеживания судьбы регуляторных белков внутри клетки.

Слайд 8

История развития МБ

Было показано, что отдельные типы клеток млекопитающих можно выращивать

История развития МБ Было показано, что отдельные типы клеток млекопитающих можно выращивать
в лабораторных условиях.
Эту технологию, называемую культурой тканей и клеток, стали применять для выращивания клеток всех органов, включая кожу, печень, почку, гипофиз, мышцу и даже некоторые типы клеток нервной системы.

Hela – культура клеток

Слайд 9

История развития МБ

Развитие этой технологии открыло путь к экспериментам, в которых для

История развития МБ Развитие этой технологии открыло путь к экспериментам, в которых
клеток моделировали условия окружающей среды.
С использованием культуры клеток можно искусственно менять нормальные физиологические условия. Таким способом можно изучить реакцию клетки в тех случаях, когда изучение такой реакции невозможно при нахождении клеток in situ .

Слайд 10

История развития МБ

Была накоплена информация о том, как клетки взаимодействуют друг

История развития МБ Была накоплена информация о том, как клетки взаимодействуют друг
с другом
С использованием клеточных культур было четко доказано значение молекул внеклеточного матрикса для роста и взаимодействия клеток.
Стали расширяться представления
о делении клеток и молекулах, которые его контролируют,
о старении клеток и
различиях между нормальными клетками и клетками опухолей.

Слайд 11

История развития МБ

С помощью антител и культуры клеток цитологи могут определить,

История развития МБ С помощью антител и культуры клеток цитологи могут определить,
какие молекулы отсутствуют, дефектны или гиперактивны при нарушении «социального поведения» клеток.
Молекулы участвуют в функции клетки, цитолог может выделить отдельную функцию, молекула за молекулой, и изучить детали каждого взаимодействия, о чем нельзя было и мечтать два или три десятилетия назад

Слайд 12

История развития МБ

Более того, в последние 10 лет стало возможным встраивать гены

История развития МБ Более того, в последние 10 лет стало возможным встраивать
в геном живых мышей (получая так называемых трансгенных мышей) и изучать их функцию.
Эта технология проложила дорогу к созданию животных, имеющих заданные дефекты, и к изучению их фенотипа как в развитии, так и во взрослом состоянии.

Слайд 13

История развития МБ

Кроме того, путем введения отдельных онкогенов в определенные клетки стало

История развития МБ Кроме того, путем введения отдельных онкогенов в определенные клетки
возможным получать из этих клеток опухоли и прививать их (опухоли) животному или изучать в культуре ткани.

Слайд 14

История развития МБ

Нельзя не подчеркнуть, как много информации о функциях человеческих клеток

История развития МБ Нельзя не подчеркнуть, как много информации о функциях человеческих
было получено при изучении менее сложных организмов.
Мы приведем три различных организма и опишем, как каждый из них использовался.
Первыми должны быть упомянуты клетки дрожжей; они особенно помогли пролить свет на молекулярные события клеточного цикла, так как с дрожжами легко манипулировать генетически и выращивать их в лаборатории.

Слайд 15

История развития МБ

Использование прокариот для имплантации необходимых генов животных клеток.

История развития МБ Использование прокариот для имплантации необходимых генов животных клеток.

Слайд 16

История развития МБ

Клонирование

История развития МБ Клонирование

Слайд 17

История развития МБ

Киназы и циклины (субъединицы белков, синтез и распад которых увеличивается

История развития МБ Киназы и циклины (субъединицы белков, синтез и распад которых
и уменьшается в течение клеточного цикла) — основные молекулы, которые руководят клеткой на всем протяжении цикла.
Изучение этих молекул сыграло существенную роль в формировании современных представлений о том, как развиваются клетки млекопитающих в течение клеточного цикла.

Слайд 18

История развития МБ

Дрожжевые клетки также стали основной моделью для исследования молекулярных

История развития МБ Дрожжевые клетки также стали основной моделью для исследования молекулярных
основ секреции:
пути передвижения внутриклеточных везикул,
сортировка белков и
биогенез органелл
были поняты благодаря использованию дрожжевых клеток.

Слайд 19

История развития МБ

Два абсолютно разных беспозвоночных организма, Caenorhabditis elegans (небольшая нематода)

История развития МБ Два абсолютно разных беспозвоночных организма, Caenorhabditis elegans (небольшая нематода)
и Drosophila melanogaster (плодовая мушка), служат отличными моделями для:
изучения развития клетки,
органогенеза,
программируемой клеточной смерти и
молекулярной генетики поведения клетки.
Врачи моментально оценили важность новых знаний о функции клетки, полученных на нематоде или плодовой мушке, и имеют большое значение для понимания поведения человеческих клеток.

Слайд 20

История развития МБ

Роль плодовой мушки в углублении наших знаний о ранних стадиях

История развития МБ Роль плодовой мушки в углублении наших знаний о ранних
развития и эмбриогенеза была отмечена присуждением Нобелевской премии Christine Nusslein-Volhard (Германия), Eric Wieschaus (США) и Edward Lewis (США) (1995).
В конечном итоге все эукариотические клетки используют сходные молекулы для выполнения одинаковых функций;
таким образом, мы все взаимосвязаны и, вероятно, объединены общим происхождением. Чем лучше мы понимаем строение простых систем, тем больше мы узнаем о самих себе.

Слайд 21

Задачи МБ

Ядро: синтез ДНК и теломераза
Ядро: экспрессия генов и транскрипционные факторы
Цитоплазма:образование белков

Задачи МБ Ядро: синтез ДНК и теломераза Ядро: экспрессия генов и транскрипционные
– трансляция, фолдинг, модификация
Биомембраны: структура и участие в межклеточных взаимодействиях
Передача внешнего сигнала в клетку и внутриклеточные медиаторы
Узел проблем: клеточный цикл, апоптоз и онкогенез

Слайд 22

Задачи МБ

Теломераза – специальный фермент использующийся для поддержания длины теломерной ДНК и

Задачи МБ Теломераза – специальный фермент использующийся для поддержания длины теломерной ДНК
удлиняет G-цепь каждой теломеры.
Транскрипционные факторы – это белки (TBP – TATA Binding Protein и TAF –TATA Association Factors) необходимые для транскрипции большинства генов.

*

Теломера

Слайд 23

Задачи МБ

Фолдинг- сворачивание пептидной цепи в правильную трехмерную структуру и объединение нескольких

Задачи МБ Фолдинг- сворачивание пептидной цепи в правильную трехмерную структуру и объединение
субъединиц белка в единую макромолекулу.

Слайд 24

Задачи МБ

Межклеточные взаимодействия – образование клеток друг с другом или с внеклеточными

Задачи МБ Межклеточные взаимодействия – образование клеток друг с другом или с
структурами относительно постоянные контакты.

Слайд 25

Задачи МБ

Межклеточные контакты
Контакты простого типа (межклеточные соединения и интердигитации)
Контакты скрепляющего типа

Задачи МБ Межклеточные контакты Контакты простого типа (межклеточные соединения и интердигитации) Контакты
(десмосомы и адгезивный поясок)
Контакты запирающего типа (плотное соединение)
Контакты коммуникационного типа (щелевидные соединения и синапсы)

Слайд 26

Задачи МБ

Внутриклеточные медиаторы – вещества, проводящие сигнал из плазмолеммы к специальным регуляторным

Задачи МБ Внутриклеточные медиаторы – вещества, проводящие сигнал из плазмолеммы к специальным
белкам, взаимодействующим на ферменты метаболизма или на гены (через посредство траскрипционных факторов)
К ним относятся: циклический АМФ (цАМФ) , простагландины (производные арахидоновой кислоты), цГМФ, ионы Са2+ , инозитфосфатиды, оксид азота (NO), Ras-белок и др.

Слайд 28

Задачи МБ

Клеточный цикл - клетка вступает в процесс дифференцировки; регуляция клеточного цикла.

Задачи МБ Клеточный цикл - клетка вступает в процесс дифференцировки; регуляция клеточного цикла.

Слайд 29

Задачи МБ

Апоптоз –в клетке запускается механизм самоуничтожения

Задачи МБ Апоптоз –в клетке запускается механизм самоуничтожения

Слайд 31

Задачи МБ

Онкогенез – клетка подвергается бласттрансформации, т.е. превращается в опухолевую клетку.

Задачи МБ Онкогенез – клетка подвергается бласттрансформации, т.е. превращается в опухолевую клетку.

Слайд 32

Значение мембран в функционировании клеток

Плазматическая мембрана - барьер, который
окружает цитоплазму, определяя

Значение мембран в функционировании клеток Плазматическая мембрана - барьер, который окружает цитоплазму,
границы клетки.
содержит молекулы, которые передают сигналы с наружной стороны клетки в цитоплазму и к внутриклеточным органеллам.

Слайд 34

Клеточные органеллы и их функции

Клеточные органеллы и их функции

Слайд 35

Клеточные органеллы и их функции

Клеточные органеллы и их функции

Слайд 36

Клеточные органеллы и их функции

Клеточные органеллы и их функции

Слайд 37

Принципы строения мембраны

Мембрана состоит из белков и липидов
Принципы строения:
Мембраны не

Принципы строения мембраны Мембрана состоит из белков и липидов Принципы строения: Мембраны
однородны
Многие компоненты мембран находятся в состоянии непрерывного движения
Компоненты мембран чрезвычайно ассиметричны

Слайд 39

ЦМ различных клеток

ЦМ различных клеток

Слайд 40

Липосомы

Липосомы

Слайд 41

Типы полипептидов БМ

Типы полипептидов БМ

Слайд 42

Важнейшие функции мембран

Контроль состава внутриклеточной среды
Обеспечение и облегчение межклеточной и внутриклеточной передачи

Важнейшие функции мембран Контроль состава внутриклеточной среды Обеспечение и облегчение межклеточной и
информации
Обеспечение образования тканей с помощью межклеточных контактов

Слайд 43

Мембранные протеины

Интегральные протеины

Периферические протеины

Липид-ассоциированные протеины

Мембранные протеины Интегральные протеины Периферические протеины Липид-ассоциированные протеины

Слайд 44

Гликофорин А

Гликофорин А

Слайд 45

Калиевые каналы

Калиевые каналы

Слайд 46

Движение фосфолипидов в ЦМ

Движение фосфолипидов в ЦМ

Слайд 47

Движение интегральных белков ЦМ

Движение интегральных белков ЦМ

Слайд 48

Функции ЦМ
эпителиальных
клеток

Функции ЦМ эпителиальных клеток

Слайд 49

ЦМ эритроцитов

ЦМ эритроцитов

Слайд 50

Механизмы прохождения веществ через мембрану

Механизмы прохождения веществ через мембрану

Слайд 51

Механизмы прохождения
веществ через мембрану

Механизмы прохождения веществ через мембрану

Слайд 52

Ионные каналы ЦМ

Ионные каналы ЦМ

Слайд 53

Ионные каналы

Ионные каналы

Слайд 54

Ионные каналы

Ионные каналы

Слайд 55

Передача сигнала в нейронах

Передача сигнала в нейронах

Слайд 56

Контроль состава внутриклеточной среды

Формирование вокруг цитоплазмы барьера, который избирательно пропускает молекулы входящие

Контроль состава внутриклеточной среды Формирование вокруг цитоплазмы барьера, который избирательно пропускает молекулы
в клетку и выходящие из нее.
Белки, образующие каналы и поры принимают участие транспорте молекул через мембрану

Слайд 57

Обеспечение межклеточной и внутриклеточной передачи информации

Перенос веществ и информации через мембраны
Трансмембранный

Обеспечение межклеточной и внутриклеточной передачи информации Перенос веществ и информации через мембраны
транспорт мелких молекул
Диффузия (пассивная и облегченная)
Активный транспорт
2. Трансмембранный транспорт крупных молекул
Эндоцитоз
Экзоцитоз

Слайд 58

Обеспечение межклеточной и внутриклеточной передачи информации

3. Передача сигналов через мембраны
Поверхностные клеточные рецепторы
а.

Обеспечение межклеточной и внутриклеточной передачи информации 3. Передача сигналов через мембраны Поверхностные
Трансдукция сигнала (Например: глюкагон -> сАМР)
б. Интернализация сигнала (совмещенная с эндо- цитозом, например, рецептор ЛНП, рецептор инсулина)
Перенос к внутриклеточным рецепторам (стероидные гормоны; форма диффузии)
4. Межклеточные контакты и связи

Слайд 59

Обеспечение межклеточной и внутриклеточной передачи информации

Поведение клетки регулируется ее непосредственным окружением и

Обеспечение межклеточной и внутриклеточной передачи информации Поведение клетки регулируется ее непосредственным окружением
продуктами отдаленных клеток.
Прекращение деления клеток при соприкосновении с другими клетками – контактное торможение роста (density-dependent inhibition, DDI)
Мутантные клетки утрачивают способность к контактному ингибированию и продолжают расти и формировать слой за слоем. Образование опухоли.

Слайд 60

Обеспечение межклеточной и внутриклеточной передачи информации

Гомотипичные маркеры – поверхностные молекулы клетки играющие

Обеспечение межклеточной и внутриклеточной передачи информации Гомотипичные маркеры – поверхностные молекулы клетки
важную роль в формировании тканей.
Понимание процессов построения и регенерации тканей.

Слайд 61

Обеспечение образования тканей с помощью межклеточных контактов

Гликопротеины – за счет остатков сиаловых

Обеспечение образования тканей с помощью межклеточных контактов Гликопротеины – за счет остатков
кислот сообщают всей наружной поверхности клетки общий отрицательный заряд.
Гликолипиды- формируют специфические поверхностные антигены и делают мембрану высокоиммуногенной.
Разделение клеток на «свои» и «не свои»

Слайд 62

Связь с клиникой

1. Переливание крови
Антигены групп крови
2. Пересадка тканей
Антигены гистосовместимости - главный

Связь с клиникой 1. Переливание крови Антигены групп крови 2. Пересадка тканей
комплекс гистосовместимости (MHC)

Слайд 63

Группы крови

Группы крови

Слайд 64

Антигены гистосовместимости

Антигены гистосовместимости размещены на поверхности клеток
Выделяют 3 класса

Антигены гистосовместимости Антигены гистосовместимости размещены на поверхности клеток Выделяют 3 класса

Слайд 65

Антигены гистосовместимости

Антигены гистосовместимости
Имя файла: Предмет-и-задачи-молекулярной-биологии-.pptx
Количество просмотров: 1054
Количество скачиваний: 4