Поняття про тканини, органи

Тканина – філогенетична структура клітин і міжклітинної речовини, що характеризується певними морфофункціональними властивостями, високою спеціалізацією, властивою лише цьому виду тканини. Кожна тканина складається з клітин певної форми і розмірів. Органічна морфофункціональна цілісність організму досягається лише чіткою взаємодією всіх тканин.

В організмі тварин та людини розрізняють 4 типи тканин:

· сполучна тканина

· м'язова тканина

· нервова тканина

· епітеліальна тканина.

Органи – це система тканин, пов’язаних спільністю походження й розвитку, що має певну форму, топографію і функцію. Кожний орган складається з різних тканин, які структурно і функціонально взаємопов’язані. Проте в кожному органі переважає якийсь один тип тканини. Наприклад серце містить усі види тканин (епітеліальну, м’язову, сполучну, нервову), однак у ньому переважає м’язова тканина, в мозку-нервова, в шкірі-епітеліальна.

6. Поняття про системи органів людини.

Органи, подібні за своєю будовою, функції та розвитку, об’єднуються в системи органів, діяльність яких спрямована на виконання спільної функції. Органи, що утворюють ту чи іншу систему, розвиваються із спільного зародка, виконують одну функцію і топографічно сполучені між собою. В організмі людини розрізняють такі системи органів: апарат руху (кісткова, м’язова системи, система з’єднання кісток), травну, нервову, ендокринну (залози внутрішньої секреції), дихання, серцево-судинну (кровоносна і лімфатична), сечову, статеву і систему органів чуття.

7. Історія вивчення клітин

Відкриття і вивчення клітини стало можливим завдяки винайденню мікроскопа та вдосконаленню методів мікроскопічних досліджень. Перший опис клітини зроблено у 1665р. англійським ученим Р. Гуком. Згодом з’ясувалося, що він відкрив не клітини, а лише зовнішні оболонки самих клітин.

З розвитком мікроскопів у ХІХ ст. з’явився прогрес у вивченні клітин. Уявлення про побудову клітини змінилось: за основу клітини бралася не клітинна оболонка, а її зміст – протоплазма. У протоплазмі було відкрито постійний компонент клітини – ядро. Чисельні відомості про тонку будову та розвиток тканин і клітин дали змогу зробити узагальнення. Таке узагальнення запропонував у 1839 р. німецький біолог Т.Шванн у вигляді сформульованої ним клітинної теорії. Він стверджував, що клітини рослин і тварин принципово подібні між собою.

Крім Т.Шванна та М.Шлейдена, співавторами клітинної теорії вважають німецького вченого Рудольфа Вірхова та естонського вченого Карла Бера. Р.Вірхов довів, що клітини утворюються з інших клітин внаслідок їх поділу. К.Бер відкрив яйцеклітину птахів і ссавців і довів, що багатоклітинні організми цих тварин розвиваються з однієї клітини – заплідненої яйцеклітини (зиготи). Клітина є одиницею не лише будови, а ц розвитку організму.

Створення клітинної теорії стала найважливішою подією в біології, однією із вирішальних доказів єдності всієї живої природи. Клітинна теорія сприяла розвитку ембріології, гістології і фізіології. Вона стала основою для матеріалістичного розуміння життя, пояснення суті індивідуального розвитку.

8. Сучасні методи біологічних досліджень організму людини.

Метод спостереження — є основою морфологічних наук, використовується, як на мікроскопічному, так і макроскопічному рівнях. Сутність методу полягає у встановленні індивідуальності об'єкта, що досліджується, без штучного втручання до його процесів життєдіяльності. Зібрана інформація використовується для подальшого дослідження.

Порівняльний метод — використовується для порівняння об'єкта дослідження з подібними об'єктами чи процесами. Він дозволяє відкривати нові види живих істот та класифікувати їх, детально аналізуючи схожі та відмінні риси порівняно з близькими до них формами.

Експериментальний метод — використовується для вивчення об'єктів чи процесів у спеціально створених штучних умовах. На відміну від методу спостереження, експериментальний метод передбачає навмисне втручання експериментатора у природу, що дозволяє встановити наслідки від впливу тих, чи інших факторів на об'єкт дослідження. Метод може застосовуватись як у природних умовах, так і лабораторних.

Моніторинг — це метод постійного спостереження за станом окремих біологічних об'єктів, перебігом певних процесів в окремих екологічних системах, або у біосфері в цілому.

Моделювання — це метод демонстрації та дослідження певних процесів, явищ або організмів за допомогою їх спрощеної імітації. Він дає можливість вивчати об'єкти та процеси, котрі складно чи неможливо відтворити експериментально, або безпосередньо спостерігати.

Статистичний метод — метод оснований на статистичній обробці кількісного матеріалу, зібраного у результаті інших досліджень (спостережень, експериментів, моделювань), що дозволяє його всебічно проаналізувати та встановити певні закономірності.

9. Обмін речовин, як єдність процесів асиміляції та дисиміляції.

Обмін речовин, як єдність процесів асиміляції та дисиміляції. Реакції, які відбуваються під час асиміляції і дисиміляції, хоча й протилежні, однак у живих організмах тісно взаємозв’язані і невіддільні одні від одних.

Асиміляція (анаболізм) – сукупність усіх реакцій біосинтезу, або пластичний обмін. Усі реакції пластичного обміну відбуваються з поглибленням енергії (ендотермічні). Дисиміляція (катаболізм) – це протилежний процес – розщеплення й окислення органічних сполук у клітині. Його називають ще енергетичним обміном. Всі реакції енергетичного обміну відбуваються з виділенням енергії (екзотермічні)

10. Генетичний код і його властивості.

Генетичний код — набір правил розташування нуклеотидів в молекулах нуклеїнових кислот (ДНК і РНК), що надає всім живим організмам можливість кодування амінокислотної послідовності білків за допомогою послідовності нуклеотидів.

У ДНК використовується чотири нуклеотиди — аденін (А), гуанін (G), цитозин (С) і тімін (T), які в україномовній літературі також часто позначаються буквами А, Г, Ц і Т відповідно. Ці букви складають «алфавіт» генетичного коду. У РНК використовуються ті ж нуклеотиди, за винятком тіміну, який замінений схожим нуклеотидом, — урацилом, який позначається буквою U (або У). У молекулах ДНК і РНК нуклеотиди складають ланцюжки і, таким чином, інформація закодована у вигляді послідовності генетичних «букв».

Для синтезу білків в природі використовуються 20 різних амінокислот. Кожен білок є ланцюжком або декількома ланцюжками амінокислот в строго певній послідовності. Ця послідовність називається первинною структурою білка, що також у значній мірі визначає всю будову білка, а отже і його біологічні властивості. Набір амінокислот також універсальний для переважної більшості живих організмів.

Експресія генів або реалізація генетичної інформації у живих клітинах (зокрема синтез білка, що кодується геном) здійснюється за допомогою двох основних матричних процесів: транскрипції (тобто синтезу мРНК на матриці ДНК) і трансляції генетичного коду в амінокислотну послідовність (синтез поліпептідного ланцюжка на матриці мРНК). Для кодування 20 амінокислот, а також стоп-сигналу, що означає кінець білкової послідовності, достатньо трьох послідовних нуклеотидів. Набір з трьох нуклеотидів називається кодоном. Прийняті скорочення, що відповідають амінокислотам і кодонам, зображені на малюнку.

Властивості генетичного коду

Триплетність — три послідовно розміщені нуклеотиди кодують одну з 20 амінокислот, які разом утворюють триплет, або кодон.

Безперервність — кодони не розділяються між собою, тобто інформація зчитується безперервно. Кожний з кодонів не залежить один від одного і під час біосинтезу зчитується повністю.

Дискретність — один і той же нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більш кодонів.

Специфічність — кожний кодон може кодувати лише одну амінокислоту. Завдяки цьому генетичний код не перекривається.

Виродженість — одна і та ж амінокислота може кодуватися декількома різними кодонами.

Колінеарність — послідовність кодонів нуклеотидів точно відповідає послідовності амінокислотних залишків у поліпептиді

Наявність термінальних кодонів — беззмістовних, або стоп-кодонів, які не здатні кодувати амінокислоти. Вони виконують функцію роздільника між двома ланцюгами кодонів та переривають синтез поліпептиду.

Універсальність — єдиний генетичний код є, практично, однаковим в організмах різного рівня складності — від вірусів до людини (хоча існують кілька інших, менш поширених варіантів генетичного коду, див. список на сайті NCBI Taxonomy).

11. Реплікація ДНК.

Унікальна властивість молекули ДНК подвоюватися перед поділом клітини називається реплікацією. Ця властивість зумовлена особливістю будови молекули ДНК, що складається з двох комплементарних ланцюгів. Реплікація відбувається в ядрі під час Б-періоду інтерфази. На цей час хромосоми під світловим мікроскопом не виявляються.

Реплікація ДНК - найважливіший молекулярний процес, що є в основі всіх різновидів поділу клітин, усіх типів розмноження, а, значить, в основі забезпечення тривалого існування окремих індивідуумів, популяцій і всіх видів живих організмів. Для кожного виду дуже важливо підтримувати сталість свого генотипу та фенотипу, а значить, зберігати незмінність нуклеотидної послідовності генетичного коду. Для цього необхідно абсолютно точно відтворювати молекули ДНК перед кожним поділом клітини, тобто основне функціональне значення реплікації - забезпечення нащадка стабільною генетичною інформацією розвитку, функціонування і поведінки.

12. Транскрипція. Трансляція.

Транскрипція – передавання інформації про структуру білка з молекули ДНК на іРНК. Інформація про структуру конкретного білка закодована в молекулі ДНК, яка міститься в ядрі. Ця інформація може бути переписана на молекули іРНК тоді, коли подвійний ланцюг ДНК на певному відрізку роз’єднається і кожний із ланцюгів відійде один від одного. Цей процес здійснюється за допомогою специфічних ферментів, які розривають водневі зв’язки між азотистими основами окремих ланцюгів. Далі за участю ферменту РНК-полімерази вздовж одного із роз’єднаних ланцюгів ДНК розпочинається синтез молекули іРНК.

З молекул ДНК можна отримати безліч точних копій у вигляді молекул іРНК. Отже певна ділянка ДНК (ген) є матрицею для відповідної іРНК.

Трансляція – процес безпосереднього синтезу поліпептидних ланцюгів. Він полягає в тому, що молекула іРНК рухається між двома субодиницями рибосом і до неї послідовно приєднуються молекули тРНК з активованими амінокислотами. При цьому рибосома за допомогою свого функціонального центру розпізнає антикодон тРНК і звільняє від неї амінокислоту, збираючи поліпептидний ланцюг.

Послідовність розміщення амінокислот визначається порядком чергування триплетів у молекулі іРНК. Опинившись поряд, амінокислоти утворюють пептидні зв’язки одна з одною, використовуючи енергію АТФ. У результаті з рибосоми сходить поліпептидний ланцюг, який містить багато амінокислотних залишків, розміщених у певній послідовності. Швидкість сполучення амінокислот між собою досягає 20-50 за секунду. Тому синтез поліпептидного ланцюга з 150 амінокислот відбувається за 3-5с.

Процес трансляції можна поділити на чотири фази: активацію, ініціацію, елонгацію та термінацію.