Формы жизни

ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ КЛЕТОК И ИХ КОМПОНЕНТОВ

Клетка. Химический состав.
Углеводы (моно-, ди-, олиго - и полисахариды)
Липиды (триглицериды, фосфолипиды, гликолипиды, холестерол)
Белки (аминокислоты, пептиды)
Нуклеиновые кислоты (нуклеотиды)

Клетка. Химический состав.
Углеводы (сахара)
Моносахариды
(СН2О)n
n=3,4,5,6,7,8
Карбонильная группа
Альдегидная группа
распространеные моносахариды

Клетка. Химический состав.
Углеводы (сахара)
Линейная и циклическая формы молекул
С6 Н12 О6
С6 Н12 О6
Моносахариды
изомеры
В 3 раза слаще глюкозы

Клетка. Химический состав.
Углеводы (сахара)
Моносахариды
Изомеры
Пространственное расположение атомов различно
Глюкоза
Манноза
Галактоза
С6 Н12 О6
Химические свойства изомеров меняются незначительно
Изомеры по разному распознаются ферментами
разные биологические эффекты
Производные
моносахаров
Глюкованилин –
накапливается в плодах ванили
Глюкозамин – синтезируется хрящевой тканью суставов,
предшественник гликозамингликанов
(соединительная ткань)
N – ацетилглюкозамин - компонент хитина

Клетка. Химический состав.
Углеводы (сахара)
дисахариды
Глюкоза + Глюкоза = Мальтоза (солодовый сахар)
Глюкоза + Галактоза = Лактоза (молочный сахар)
Глюкоза + Фруктоза = Сахароза (тростниковый сахар)
Недостаточность или отсутствие ферментов мальтазы и лактазы
ведет к неусвоению этих дисахаридов и расстройствам пищеварения.

Клетка. Химический состав.
Углеводы (сахара)
Олиго- и полисахариды
Производные глюкозы:
Гликоген (печень и мышцы животных)
Крахмал (цитоплазма растительных клеток)
Целлюлоза (клеточная стенка растительных клеток)
Хитин (производное модифицированной глюкозы-
N – ацетилглюкозамина
Сложные олигосахариды
Состоят из разных мономеров
Разветвленные
Часто входят в состав гликолипидов и гликопротеинов
Огромное разнообразие тканеспецифичность, группы крови

Клетка. Химический состав.
Липиды
C17H33COOH
C17H35COOH
Ненасыщенная жирная кислота
Насыщенная жирная кислота
Роль жирных кислот
энергетическая.
Благодаря окислению насыщенных жирных кислот ткани организма получают более половины всей энергии (β-окисление), только эритроциты и нервные клетки не используют их в этом качестве.
входят в состав фосфолипидов и гликолипидов
Наличие полиненасыщенных жирных кислот определяет биологическую активность фосфолипидов, свойства биологических мембран, взаимодействие фосфолипидов с мембранными белками и их транспортную и рецепторную активность.
эйкозановые кислоты (содержат 20 атомов С) - эйкозотриеновая, арахидоновая, тимнодоновая) являются субстратом для синтеза эйкозаноидов – биологически активных веществ (тканевых гормонов), изменяющих количество цАМФ и цГМФ в клетке, модулирующих метаболизм и активность как самой клетки, так и окружающих клеток..
Жирные кислоты

Клетка. Химический состав.
Липиды
Структура молекулы фосфолипида

Клетка. Химический состав.
Липиды
Гликолипиды

ненасыщенный спирт
входит в состав мембран, влияет на их вязкость и жесткость
транспортирует полиненасыщенные жирных кислоты между
органами и тканями
предшественник желчных кислот, стероидных гормонов
(кортизола, альдостерона, половых гормонов), витамина D.
Клетка. Химический состав.
Липиды. Холестерол.

Клетка. Химический состав.
Липиды
гидрофильные головы
гидрофобные хвосты

Клетка. Химический состав.
Липиды
Поведение липидов в билипидном слое

Клетка. Химический состав.
Аминокислоты -субъединицы белков
аминогруппа
карбоксильная группа
радикал
Известно около 500 а/к
Все аминокислоты —
амфотермные соединения
Проявляют кислотные и основные свойства
20 а/к – протеиногенные
Незаменимые а/к
должны поступать с пищей:
валин, изолейцин, лейцин,
треонин, метионин, лизин,
фенилаланин, триптофан.
Белок=полипептид
Между аминокислотами- пептидные связи
уникальность

Протеиногенные аминокислоты

Клетка. Химический состав.
Нуклеотиды -субъединицы ДНК и РНК
дезоксирибонуклеотид
рибонуклеотид

Клетка. Химический состав.
Нуклеотиды
АТФ, ГТФ –Универсальные источники энергии
ФАД(флавинадениндинуклеотид),
НАД+(Никотинамидадениндинуклеоти́д
НАДФ+(Никотинамидадениндинуклеотидфосфа́т
Циклические мононуклеотиды: цАМФ, цГМФ - вторичные посредники при действии гормонов и других сигналов
регуляторы активности ферментов.
Являются мономерами в составе нуклеиновых кислот, связанные 3′-5′-фосфодиэфирными связям
Коферменты окислительно –
восстановительных реакций

Клетка. Строение.
Поверхностный
Аппарат Клетки (ПАК)
Плазматическая мембрана
Надмембранный комплекс
Субмембранный комплекс
Билипидный слой + белки
Цитоплазма с органоидами
Генетический аппарат
Полужидкое содержимое клетки
(до 90%-вода), представляет собой
раствор химических в-в
(гель и золь состояния),
объединяет все структуры клетки,
место протекания биохимических реакций
тургор

Прокариоты. Археи.
Возраст около 2,7-3,8 млрд лет
1990 г. - выделены в отдельное царство
Р-ры: 0,1-15мкм
Большое разнообразие форм
экстремофилы (гидротермальные источники, дно Ледовитого океана,
Кратеры вулканов, Мертвое море, кишечник человека и термитов )
метаболизм: Фототрофы, Литотрофы, Органотрофы
метаногенные !!!

Прокариоты. Археи.

ФОРМЫ БАКТЕРИЙ
1 - кокк; 2 - диплококк; 3 - сардина; 4 - стрептококк; 5 - колония сферической формы; 6 - палочковидные бактерии (одиночная клетка и цепочка клеток); 7 - спириллы; 8 - вибрион; 9 - бактерии, имеющие форму замкнутого или незамкнутого кольца; 10 - бактерии, образующие выросты ( простеки ); 11 - бактерия червеобразной формы; 12 - бактериальная клетка в форме шестиугольной звезды; 13 - представитель актиномицетов ; 14 - плодовое тело миксобактерии ; 15 - нитчатая бактерия рода Caryophanon с латерально расположенными жгутиками; 16 - нитчатая цианобактерия, образующая споры ( акинеты ) и гетероцисты ; 8, 75, 17, 18 - бактерии с разными типами жгугикования; 19 - бактерия, образующая капсулу; 20 - нитчатые бактерии группы Sphaerotilus , заключенные в чехол, инкрустированный гидратом окиси железа; 21 - бактерия, образующая шипы; 22 - Gallionella sp.
Прокариоты. Бактерии.

Прокариоты. Бактерии.
Фенотипическая классификация:
- форма: шаровидные, палочковидные, извитые, нитчатые)
- Окраска по Граму: Грам(+) и Грам(-); обусловлена строением ПАК = оболочки
- Отношение к кислороду: аэробы, анаэробы, факультативные анаэробы
Филогенетическая классификация

Строение клеточной стенки бактерий
Грам (+) бактерии (окрашиваются по методу
Грама в темно синий цвет)
- клеточная стенка содержит толстый слой
пептитогликана МУРЕИНА, пористая,
м.б. окружена слизистой капсулой
- чувствительны к пенициллину, актиномицину
Грам (-) бактерии (окрашиваются по методу
Грама в светло розовый цвет)
клеточная стенка содержит тонкий слой муреина
снаружи располагается дополнительная плазматическая мембрана
- сложнее подобрать антибиотики
Окраска по Граму— метод для исследования
микроорганизмов, позволяющий дифференцировать бактерии по биохимическим свойствам их клеточной стенки. Предложен в 1884 году датским врачом
Гансом Кристианом Грамом

Прокариоты. Бактерии.
Цитоплазма с органоидами
Мембранные органоиды отсутствуют
Могут быть выросты внутренней поверхности плазматической мембраны (фотосинтез)
Жгутик (1-1000) – не окружен плазматической мембраной, образован фибриллярным белком- флагеллином
Рибосомы

Прокариоты. Бактерии.
Генетический аппарат
Кольцевая молекула ДНК, закрученная вокруг белкового остова (E. coli)
Белки специфичны для бактерий. Место локализации ДНК в цитоплазме - нуклеоид
Borrelia (вызывает болезнь Лайма) –линейные молекулы ДНК,
возможно наличие и кольцевых и линейных мол. ДНК
Плазмиды (одна или несколько):
устойчивость к антибиотикам, конъюгация, синтез токсинов
Гены организованы в опероны, РНК - полицистронная ,
Отсутствуют экзоны и интроны

Esherichia coli
грамотрицательные (Грам - ) палочковидные бактерии,
живут в нижней части кишечника теплокровных животных
являются частью нормальной флоры кишечника человека и животных
синтезируют витамин K
предотвращают развитие патогенных микроорганизмов в кишечнике
штамм O157:H7 может вызывать тяжёлые пищевые отравления
модельный объект в биологии и медицине

СТРОЕНИЕ БАКТЕРИИ

Жгутик бактерий
белок жгутика бактерий – флагеллин
жгутик не окружен плазматической мембраной

Строение животной клетки
Эукариоты.

Строение растительной клетки
Эукариоты.

ПОВЕРХНОСТНЫЙ АППАРАТ животной КЛЕТКИ (ПАК)
Плазматическая мембрана=плазмалемма: билипидный слой + белки
Надмембранный комплекс: гликокаликс
Субмембранный комплекс: элементы цитоскелета
Эукариоты.

Эукариоты. Рибосомы

Эукариоты.
Строение клеточной стенки растительной клетки

Эукариоты.
Клетки растений

Растительная клетка

Животная клетка

Бактериальная клетка

Строение хлоропласта
электронная фотография