Молекулярная биология клетки — Албертс …Уотсон, все издания, 1-6 (1983-2014)

Изменено: 04.09.2017 Posted on

Ниже — развитие классического учебника (ср.содержание русских и англ.) Молекулярная биология клеткиАлбертс Б.…(МБК далее, Официальный сайт — клеточная и молекулярная биология  изд.науки авторы- Брюс Альбертс, Д. А.Джонсон, Д.Льюис (умер 2014), Д.Морган, М.Рэфф, К. Робертс и П.Уолтер. МБК- “самый влиятельный учебник по клеточной биологии”[2] (и не только), с нашими комментариями и дополнениями, переработка содержания в связный текст,* с 1983 г., последнее- 6-е изд. (18.11.2014, 147 долл.), мы предлагаем 7-е, продолжая МБ Джеймса Уотсона, первые три издания, после МБГ-65. Краткое содержание:

 ВВЕДЕНИЕ В КЛЕТКУ
1. Клетки и Геномы (с 4и., 2002)
2. Химия клетки и Биоэнергетика (с 6)
3. Белки
Основные генетические механизмы
4. ДНК, хромосомы и геномы (с 5, 2008)
5. ДНК- репликация, репарация и рекомбинация
6. Как клетки читают геном: от ДНК к белку
7. Контроль генной экспрессии      Способы работы с клетками
8. Анализ клеток, молекул и систем
9. Визуализация клеток
Внутренняя организация клетки
10. Структура Мембраны
11. Мембранный Транспорт малых молекул и электрические свойства мембран
12. Внутриклеточные отсеки и сортировка белка
13. Внутр-е Мембраны и их трафик
14. Преобразование энергии: митохондрии и Хлоропласты
15. Сигнализация клеток
16. Цитоскелет
17. Клеточный Цикл
18. Смерть клеток
Клетки в их окружении (соц контексте)
19. Межклеточные контакты и Внеклеточный матрикс
20. Рак
21. Развитие многоклеточных организмов
22. Стволовые клетки и обновление тканей
23. Возбудители и инфекции
24. Врожденная и адаптивная иммунные системы

ч.1 Универсальные — общие свойства жизни, всех организмов и клеток на Земле — все требуют свободной энергии, — функционируют как биохимические фабрики с тем же составом молекулярных строительных блоков, — окружены Плазматической мембраной, с обменом веществ питания и отходов, — хранят наследственность и информацию с одним линейным химическим кодом: ДНК, — реплицируя ее путем матричной полимеризации, — шифруя их в одной промежуточной форме: РНК, — используя белки как катализаторы — переводя РНК в белок также (кодируя определенным геном, и живая клетка может иметь меньше 500 генов)Разнообразие Геномов и Древо жизни : клетки могут использовать различные источники энергии (с фиксацией азота и диоксида углерода для других), наиболее Биохимичи разнообразны безъядерные — Прокариоты, и Древо жизни делят на три основные ветви: бактерии, Археи (м.б.из серного мира, до кислородного), Эукариоты и …Глава 2 химия и биоэнергетика : химические компоненты клетки: вода…

INTRODUCTION TO THE CELL
1. Cells and Genomes
2. Cell Chemistry and Bioenergetics
3. Proteins
BASIC GENETIC MECHANISMS
4. DNA, Chromosomes, and Genomes
5. DNA Replication, Repair, and Recombination
6. How Cells Read the Genome: From DNA to Protein
7. Control of Gene Expression
WAYS OF WORKING WITH CELLS
8. Analyzing Cells, Molecules, and Systems
9. Visualizing Cells
INTERNAL ORGANIZATION OF THE CELL
10. Membrane Structure
11. Membrane Transport of Small Molecules and the
Electrical Properties of Membranes
12. Intracellular Compartments and Protein Sorting
13. Intracellular Membrane Traffic
14. Energy Conversion: Mitochondria and Chloroplasts
15. Cell Signaling
16. The Cytoskeleton
17. The Cell Cycle
18. Cell Death
CELLS IN THEIR SOCIAL CONTEXT
19. Cell Junctions and the Extracellular Matrix
20. Cancer
21. Development of Multicellular Organisms
22. Stem Cells and Tissue Renewal
23. Pathogens and Infection24. The Innate and Adaptive Immune Systems1 The Universal Features of Life, All Organisms and Cells on Earth : — Requires Free Energy, — Function as Biochemical Factories Dealing with the Same Basic Molecular Building Blocks, — Are Enclosed in a Plasma Membrane Across Which Nutrients and Waste Materials Must Pass, — Store Their Heredity and Information in the Same Linear Chemical Code: DNA,  — Replicate It by Templated Polymerization, — Transcribe Portions of  It into the Same Intermediary Form: RNA, — Use Proteins as Catalysts, — Translate RNA into Protein in the Same Way (Each Protein Is Encoded by a Specific Gene — A Living Cell Can Exist with Fewer Than 500 Genes)

Все изменения последних (2014-2002=12 лет) изданий — замена биосинтеза энергетикой и геномами, переместив Осн.Ген.Механизмы в II (c IV), отражают надежды проектов секвенирования, «Генома Человека» и др., умножения информации по ним, не вполне оправданные. Постгеномная эра требует понятия их, причин, возвращения к первичности энергии и общего, что можно представить как план следующего, 7-го издания, можно начать с русского. В 1-й части, «Все клетки…начать с общих блоков, св.энергии-энтропии…с русского — как Домены биобелков (1с.ру!англ.11с)/  Начало МБК — МБГ, с 1965 г., см. Уотсон Дж. Д. ред. ЭнгельгардтВА. МоскваМир 1978 -3-е изд Molecular Biology of the Gene (5th ed.) (5-е изд.: 2003 Автор: Watson J. et al. / Уотсон Дж. и др. 7-е издание в формате PDF — Watson J. et al. / Уотсон Дж. и др. — Molecular Biology of the Gene (7th ed.) / Молекулярная биология гена (7-е изд.) [2013, PDF, ENG] можно сравнить с русс.

Предисловие 1234706 Следующая [7-  стр.и 5 изд.2003 г.]
Глава 1. Основы менделизма [9/ 1-18]
Глава 2. [31/ НК несут ген инф] — было Клетка подчиняется законам химии 3. Химия бактериальной клетки [61]
Глава 4/3. важное Значение слабых химических взаимодействий [83/41-54]
Глава 5/4. Значение высокоэнерг.связей- было Сопряженные реакции и реакции переноса групп [109] стало 5- Слабые и сильные связи опр.макромол. структуру
Глава 6. Концепция матричных поверхностей [122]ч.2 Сохранение генома (перешло в 3-
Глава 7. Организация генов в хромосомах [141, стало — стр.ДНК — до Хр.]
Глава 8. Структура и функции гена [171]
Глава 9. Репликации ДНК [189]
Глава 10. Генетическая организация ДНК [237]
Глава 11. Синтез РНК и ДНК-матриц (транскрипция) [268]
Глава 12. Участие РНК в синтезе белка [289]
Глава 13. Генетический код [333]
Глава 14. Регуляция синтеза и функционирование белков [363]
Глава 15. Репликация вирусов [394]
Глава 16. Отличительные черты эукариотических клеток [437]
Глава 17. Эмбриология на молекулярном уровне [476]
Глава 18. Контроль клеточной пролиферации [525]
Глава 19. Проблема биосинтеза антител [569]
Глава 20. Вирусная природа рака [619]
Словарь терминов [668] Предметный указатель [695]
HISTORY,

1 1 The Mendelian View of the World, 5 2 Nucleic Acids Convey Genetic Information, 21

PART 2 STRUCTURE AND STUDY OF MACROMOLECULES, 45 3 The Importance of Weak and Strong Chemical Bonds, 51 4 The Structure of DNA, 77 5 The Structure and Versatility of RNA, 107 6 The Structure of Proteins, 121 7 Techniques of Molecular Biology, 147

PART 3 MAINTENANCE OF THE GENOME, 193 8 Genome Structure, Chromatin, and the Nucleosome, 199 9 The Replication of DNA, 257 10 The Mutability and Repair of DNA, 313 11 Homologous Recombination at the Molecular Level, 341 12 Site-Specific Recombination and Transposition of DNA, 377

PART 4 A A 5′ 3′ 5′ 3′ 3′ EXPRESSION OF THE GENOME, 423 13 Mechanisms of Transcription, 429 14 RNA Splicing, 467 15 Translation, 509 16 The Genetic Code, 573 17 The Origin and Early Evolution of Life, 593

PART 5 REGULATION, 609 18 Transcriptional Regulation in Prokaryotes, 615 19 Transcriptional Regulation in Eukaryotes, 657 20 Regulatory RNAs, 701 21 Gene Regulation in Development and Evolution, 733 22 Systems Biology, 775 PART 6 APPENDICES, 793 1 Model Organisms, 797 2 Answers, 831

Шестое издание, полностью пересмотрено и обновлено, как прежние, переводит растущее количество информации и научных знаний в краткие принципы и непреходящие понятия, с  красивыми иллюстрациями, самыми последними исследованиями, для преподавания и обучения. Как новая функция, каждая глава содержит интригующие открытые вопросы, “что мы не знаем,” вводя студентов в актуальные направления будущих исследований. В конце глав проблемы отражают новые исследования, в тексте, добавив вопросы по биологии развития тканей и стволовых клеток, патогенов и иммунной системы...

МБК четверть века остается основным учебником, включая истории и концепции. На русский переведено только 1-2 и в 2013 году пятое издание на английском языке 2008 г. (малодоступно, в РБ только 1- в С.Х.библ.), pad. Развитие — новое по эпигенетике, стволовым клеткам, сравнительной геномике, раку  — читать  — как и в учебниках Уотсона, рак с конца перебрался вглубь разделов,  НС растворилась в разделах. Разделы- биохимии, экспериментальных методов исследования клеток, генетической информации, внутренней организации клеток, многоклеточных[1]

*Предисловие – Примечания 1А – конспект лучшего учебника, МБК Альбертса-Уотсона (1928-62-), соединяет «Заключения» ее разделов (2-го уровня) с нумерацией содержания, необходимой для ссылок далее и полностью сохраняемой. Нумерация важна, кроме ссылок, т.к.развитие и обобщения связаны с изменением более общего уровня, в т.ч. нумерации 2-го издания (М.1994) по сравнению с прежним (М.1987), особенно в развивающихся разделах типа 16 и 191(новое будет выделено желтым цветом). Сжатие с сохранением всей информации требовало ее обобщения и иногда, где это, лучшие мысли очевидны (как в начале и 17.3- связи клеток, печени и эндотелия), мы не отмечали свои изменения, более явные и сомнительные добавления выделяя голубым. В первых изданиях лучше формулировались идеи, мысль каждого раздела с указанием источника, сейчас скрыли и мы добавим хотя бы наиболее признанные нобелевские…

Последние издания, без Уотсона, вместо идеи МБ, «От молекул к клетке», начали с общего клеток и геномов, отражая умножение их информации, с неявной эволюцией «древа жизни»- что в будущем мы предлагаем развить на эмпирической базе и гео-хронологии (как эукариот — с окисления — железа — «катастрофы»- прежнего мира, серы), в связи с современной био-мед-концепцией.

1Анализ этих изменений – обобщений требует отдельного места. Например, раздел I утерял биосинтез, за «биоэнергетикой», как и II (4) с геномами, в III включив прежние молекулы, белки и НК, в «Анализ клеток и систем». Авторам пришлось разделить 10.3- Общие черты микротрубочек и актиновых филаментов как динамических ансамблей (в 11.2-4), отказаться от 18.4.4- объяснения памяти пластичностью синапсов – регулируемой электро-активностью типа нервно-мышечной связи (18.4.1-3, сенсо-моторной памяти, с Ат АХЭ – м.б.естественными в миопатии)

МБК и инвариант содержания (см. комментарии и 10п-десятичный код ниже, как интегрировать разные подходы, включая МБГ (с 1965 г., в -М., 78- 3-4 части, первая общая, 2-я — ДНК-РНК-белок, 3-я темы от вирусов до рака) и «Рекомбинантные ДНК» (-М., 84- ген.инженерии, с методами ввода ДНК). Например, можно начать со сравнения и объединения с начала, 1 части, с «Основами биохимии», с др., «ОБ Ленинджера», изд.как «Лучший учебник по биохимии в мире»*,  анализ 2007 — 5-й выпуск Molecular Biology of the Cell — см. garlandscience.com/product/isbn/0815341059 2014- 6-й.

Ниже приводится содержание 4-го с переводом англ.-на русский и обработка первых изданий — с Уотсоном,  Молекулярная биология клетки. Т.1  Скачать по ссылке

Предисловие ко второму изданию,к первому изд. Примечание для читателей (схема глав) — прежнее  Введение в биологию клетки 1. Эволюция клетки (при опасности незнания деталей) 1.1. От молекул — к первой клетке(3.5 млрд.лет назад? – за 2 млрд.лет) начало с 7. Все современные клетки — используют ДНК в качестве наследственного материала (более восстановленного и устойчивого, 2ц, для сохранения информации,барьера Платона-Вейсмана, с ЦДБ, усложняемого от простейших (микоплазм размером 0.3 мкм с менее 1000 генов), без ядра (прокариот — бактерий), до гораздо больших, защищающих ДНК в хромосомах белками и мембраной ядра – эукариот.

Теперь 1.- Все клетки — 1- хранят информацию в одном химическом коде (ДНК, и связи его «букв», 4н-20 ак Гамова), 2- воспроизводят ее посредством матричной полимеризации (Транскрипции, полимераз, ДзДпол), 3- преобразуя в РНК, 4- через белки-катализаторы, 5- одинаково транслируя РНК в белок, 6- отвечает 1 ген (10- для жизни достаточно сотен, минимум паразита Микоплазмы г. с 477 генов и 580 070 п.н.).

Очевидно, проще отразить все эти пункты и разделы в виде последовательности (ц.догмы биологии) ДНК — РНК — белки — реакции — энергия и др., с ОС и названиями — Репликации, Транскрипции, Трансляции, Метаболизма — ОВ и т.д.

Прежний порядок и начало с физ-химии — энтропии отражается только с 7 — потребности жизни в свободной энергии, с 8 — все клетки перерабатывают общие блоки молекул, 9- заключены в мембрану для их сохранения и обмена (энергии и веществ, ОЭ и ОВ, как продолжения ген-информации, ОИ).

1.2 — Разнообразие геномов и древо жизни — начинается с этого, энергии, разных источников, азота и углекислоты, наибольшего биохимического разнообразия прокариот, но далее сводятся к проблемам ген.теории (что 4- Три основные ветви древа жизни — бактерии и археи и эукариоты, больше различаются по 16S рРНК, м.б. т.к. археи представляют мир (серы) до кислорода, а эу-и бактерии и кариоты — после, противореча прежней последовательности эволюции, как и в случае червей, спиралиа и экдизой- линяющих, где по тому же гемоглобину (см.рис. Задачи) кольчатые ближе членистоногим, чем моллюски и нематоды — спиральные и линяющие. Отсюда 5- что гены эволюционируют с разной скоростью, консервативностью, 7- из предшественников, 8- дупликацией семейств, орто-пара- гомологов, с 9- обменом и половым-10, 11- определяя функции — последовательности, 12- общие семейства, из 5 тыс. 63 у всех, 264 с 63 Трансляции и 137 метаболизма, обмена и транспорта АК 43, Н и КоФ 37, Е и углеводы 35, 8 ионов. От Е.коли 14 к 1.3- эу- как хищникам, с симбиозом и гибридным геномом, огромным, с регуляторной ДНК, определяющей программы 1- и многоклеточных, от минимума — дрожжей, до 300 тыс.растений, и животных, червя, мухи, рыб, земноводных, мыши и человека, с био-мед.информацией.

Что же было, частью утеряно и перешло в 2 — Химию клетки и биоэнергетику?

1. Простые био молекулы могут образовываться в пребиотических условиях (с УФ, запасом энергии,как из ЭНn СН4+Н2О=СО+3Н2= СН2О, из NН3- НСN, далее реагирующие, включая (НСN)5=Аденин, (НСN)5(СН2О)5=А, с (НРО3)n – АТФ, выбор первичных АК также обусловлен г.о.простотой, хотя вместо н-С2-3-радикалов м.б.изомерные), основные классы – углеводы, ЖК, АК и Н, полимеризуемые (при нагревании или катализе полифосфатами), в белки и НК,2. Полинуклеотиды способны направлять собственный синтез, полимеризацию, как матрицы (полиУ-А), спариванием комплементарных оснований (катализаторы ускоряют реакции без них, эволюцию), т.о. размножаясь, 3. Самореплицируясь и изменяясь с естественным отбором, из-за различия свойств, спаривания и формы, «фенотипа» при различии последовательности, «генотипа», 4. Спец.РНК могут катализировать биохимические реакции (как рибозимы, НП Х 93 Альман, Чех, мир РНК), но больше возможностей и разнообразия дают разные АК и белки,5. Информация передается от полинуклеотидов к полипептидам(полимеризуя и Н и АК, что отражает генкод), с автокаталитическим ростом, как у вирусов, для замыкания их, связи разных молекул и преимуществ, с г-06. Первая клетка окружает себя мембраной(из фосфолипидов и белков, толщиной 7 нм), с отбором НК по свойствам целого, Заключение

1.2. От прокариот — к эукариотам (ок.2 млрд.лет?)
1. Прокариотические клетки имеют простую структуру, но различаются биохимически, быстро делятся (за 20 мин, за 10 ч давая 230=109– млрд.клеток), заполняя все экониши, в т.ч экстремальные (горячие, кислые, солевые – серо-, гало-, метано- архебактерии), осуществляя недоступные другим реакции,2. Развитие метаболических реакций, распада, анаэробного гликолиза, важнейшего до образования кислорода, фотосинтеза (у зеленых и пурпурных бактерий с ФС 1 и 2- «сине-зеленых водорослей» -3. Цианобактерии фиксируют CO2и N2, обеспечив О и И жизни), и дыхания (грамм+ и -), с получением больше АТФ и энергии, см. в гл.3, 7;4. Бактерии могут осуществлять аэробное окисление молекул пищи, имея общие всем ферменты и гены, как авто- и гетеро-трофные части (включивших их)эукариот,5 — чьи Клетки отличают органеллы(подобные бактериям, с мембранами, в т.ч. ядра, для обмена большего радиуса, 8), гл.7-10,6 — митохондрии осуществляют их окислительный метаболизм, а восстановление, фотосинтез -7. Хлоропласты, как потомки «захваченных» прокариотических клеток(включая ДНК, но завися от ядра),8- множество различных внутренних мембран(для большего в тыс.раз объема, отношения поверхности, г2/г3, обмена путем эндо-экзоцитоза), в т.ч. ядра (разобщая транскрипцию и трансляцию), ЭПР (с синтезом липидов и белков их, экспорта), аппарата Гольджи, лизосом, вакуолей,9- скелет(актиновые нити и микротрубочки, в т.ч. веретена деления), связанный с движением внутри и вне
10. К царству простейших относятся наиболее сложные из известных клеток, другие эукариоты многоклеточны, усложняются за счет специализации – разделения и различия функций и клеток (1.3), при общности происхождения и генома,11. Гены можно включать и выключать, регулируя их экспрессию, транскрипцию, индукцию типа оперонов бактерий (по Жакобу и Моно, НП 65), процессинг РНК и трансляцию, поэтому 12. Клетки эукариот содержат значительно больше ДНК, чем нужно для кодирования белков, вероятно, для регуляции и организации,13- она упакована очень сложно, как эу- и гетеро-хроматин, обвивая основные белки-гистоны и др. (гл.9-10, НПХ 82, ). Заключение

1.3. От клеток — к многоклеточным организмам (занимая другие ниши, связи сред, как деревья)
1. Одиночные клетки способны объединяться и oбразовывать колонии(сохраняя связь при делении, как циано- и миксобактерии, образующие плодовые тела и споры), как зеленые водоросли, жгутиковые типа гониум (с 4-32 клеток) и вольвокс (до 50 000), с РТ, генеративных и движущих клеток,2- у высших организмов специализируются и взаимозависимы, проявляясь многими способами, действуя как единый организм,3. В основе многоклеточной организации лежит взаимодействие клеток, физическое, через мостики цитоплазмы (плазмодесмы) или слипание-адгезию и внеклеточные молекулы, матрикс (располагая их по силе связи), как у губок и кишечнополостных, экто- и энтодерма -4. Эпителиальные слои клеток окружают защищенную от внешних воздействий внутреннюю среду организма, и информационное-5. Межклеточные коммуникации определяют пространственное строение организмов, включая не только нервные связи,6. Клеточная память позволяет развиваться сложным формам, сохраняя специализацию и7. Основные программы развития и в эволюции(биогенетический закон – связи онто- и филогенеза), как показывает сходство ранних стадий, эмбрионов.8. Эукариоты имеют сложный аппарат воспроизведения, различие первичных половых- зародышевых (яйцеклеток и сперматозоидов, гл.15) и соматических клеток (барьер Вейсмана, меньший у размножаемых бесполым путем растений и низших животных), при общности 4 тканей (эпителия, соединительных, мышечных и нервных,2-0-1-3-мерных),9. Клетки позвоночных имеют более 200 различных типов специализации(Табл.),самые сложные – отличающие «свое» и «чужое» (Я-не Я),10. Клетки иммунной системы специализируются на химическом узнавании, включая врожденные (как фагоциты) и приобретенные (Т и В-лимфоциты с рекомбинацией ДНК и производством млн.антител, гл.18), также сложносвязанные химически, медиаторами и др.11. Нервные клетки позволяют организму быстро адаптироваться в изменяющихся условиях, с развитием каждой и НС (см.конус роста, Н-САМ, гл.19), их12. Связи определяют типы поведения, у низших животных генетически детерминированы, как биочасы и инстинкты, у высших могут изменяться, как чувства и память, условные рефлексы, основа обучения и опыта (НП 2000), разума человека Заключение Литература

Ниже дадим более сокращенный вариант:

Введение в биологию клетки 1. Эволюция клетки 1.1. От молекул — к первой клетке (1-органические молекулы пребиотически дают 2- Полинуклеотиды — их синтез 3- Саморепликация…- естественный отбор 4. Спец.РНК могут катализировать биохимические реакции,5. Информация передается от полинуклеотидов к полипептидам,6. Первая клетка окружает себя мембраной,7- с ДНК наследственного материала,Заключение)
1.2. От прокариот — к эукариотам(1- простые структуры, различаются биохимически, 2-Развитие метаболических реакций,4- аэробное окисление молекул пищи,3- Цианобактерии способны фиксировать CO2и N2,5. Клетки эукариот содержат ряд органелл,9- скелет и 8-множество различных внутренних мембран,6- их митохондрии осуществляют окислительный метаболизм,7- Хлоропласты — из «захваченных» прокариот),12- значительно больше ДНК, чем для кодирования белков,13- упаковано очень сложно,11. Гены можно включать и выключать, К царству простейших относятся наиболее сложные из известных клеток,Заключение)

1.3. От клеток — к многоклеточным организмам (1- объединяться в колонии,2- специализированными и взаимозависимыми,3- организация — взаимодействие клеток,4-Эпителиальные слои окружают от внешнего внутреннюю среду организма,5- коммуникации определяют пространственное строение многоклеточных,6- Клеточная память позволяет развиваться сложным формам,7-сохраняя программы развития в эволюции,8- сложный аппарат воспроизведения,9- более 200 различных типов клеток — специализации,10- иммунные — на химическом узнавании,11- Нервные позволяют организму быстро адаптироваться в изменяющихся условиях,12-через Связи определяют типы поведения. Заключение),Литература

2. Малые молекулы, энергия и биосинтез
2.1. Химические компоненты клетки
Живые организмы и клетки – самовоспроизводящиеся химические системы, требующие связи разных групп, поэтому 1. Основа клеточной химии – соединения углерода (способного соединятся в прочные цепи -С-С-Э, с легкими элементами, 99% занимают СНОNPS, 70% — вода), предмет органической химии, включая общие для всех 2- четыре основных типа молекул (с группами ОН,NН2, СН3 и С=О, Мг 100-1000):3. Сахара как пища для клеток, с формулой (СН2О)п- моно- и полисахариды, бывающие и скелетом и запасом энергии, при окислении(1У.Е)как и, из-за связи восстановления с гидрофобностью, (СН2)п-цепей, 4. Жирные кислоты — компоненты клеточных мембран, границ, в связи через остатки глицерина, с Ф- и +азотсодержащими, 5. Аминокислоты — субъединицы белков (сNН3+ и СОО- полюсами,источники разнообразных групп, зарядов и биоактивных веществ), 20 их кодируют(2х2)3также содержащие N+основание и Ф-6. Нуклеотиды — субъединицы ДНК и РНК, носитель и информации и энергии-полифосфатов, способные к автокатализу и воспроизводству, основы жизни. Заключение

2.2. Упорядоченность биологических систем и энергия
2.2.1. Упорядоченность биологических систем обусловлена выделением клеткой тепловой энергии, подобноТ-машинам, скорее холодильникам, создающим местный порядок и неравновесия за счет большего уравновешивания, окруженияисточников «более свободной»(см.2.4.1) энергии, первично – света 2- Солнца Фотосинтезирующими, для синтеза органических соединений (включая световые и темновые стадии,1 У.Е), их 3- Химическая энергия переходит от растений к животным, при обратной реакции питания-дыхания, 4. Клетки получают энергию в результате окисления биомолекул, 5- Распада, в результате последовательных ферментативных реакций (2.3, требуя катализа – уменьшения барьеров, энергии активации ферментами), запасая путем сопряжения (2.3.5, 2.4) 6- Часть энергии окисления в образовании АТР, «энерговалюте» (ЛИПМАН 1899-1953-86), а ее использование — 7. Гидролиз АТР обеспечивает упорядоченность в клетке (2.3, 2.4.2), в т.ч.синтез и транспорт молекул и движение клетки. Заключение

2.3. Питательные вещества и источники энергии клетки (1- три этапа до АТР,2- в гликолизе и без кислорода,5. При окислительном фосфорилировании перенос электронов к кислороду 3- дает больше энергии,4- Центр- цикл лимонной кислоты,6. Аминокислоты и нуклеотиды принимают участие в круговороте азота)

Молекулы питательных веществ, расщепляясь в три этапа, образуют АТР (после гидролиза на мономеры и расщепления тех до С2-3-единиц, общих жирам, АК и углеводам), на этапе 2 — в процессе гликолиза (С6=2С3, брожения) образуемый и без кислорода(за счет ред-окс — большей выгоды СООН), но следующий этап3. Окислительный катаболизм поставляет значительно большеэнергии,- 4. Центральным процессом метаболизма является цикл лимонной кислоты  (КРЕБС Ханс, 1900-53-81, СЕНТ-ДЬЁРДЬИ 1893-1937-86)   — окисление ацетата (через соединение С-Н +С=О в С-С-ОН) до СО2 и Н-переносчиков, у эукариот – в митохондриях (гл.7), после 5.При окислительном фосфорилированииперенос электронов (Н) к кислороду приводит к образованию АТР и воды, посредством хемиосмотического сопряжения (ФОФ+НОН=Н+Ф-) с транспортом Н+, мембранным потенциалом(гл.7)
6. Аминокислоты и нуклеотиды принимают участие в круговороте азота (фиксируемого прокариотами и при высокой Т, молнии, и выводимого с мочевиной,аммиаком и др. Аналогично циклам С+-4иN-3/+5 важны переходы S-2/+6, возможны и Г-1/+7)
Заключение

2.4. Биосинтез и создание упорядоченности(1. Возможность реакции — свободной энергии,2-сопряжены с АТР,3- Коферменты – переноса групп,4- восстановительные эквиваленты,5- Синтез био полимеров — дегидратации)
2.4. Биосинтез и создание упорядоченности
(транспорт внутрь и наружу связан с ката- и анаболизмом,разделением реакций и функций) 1.Возможность протекания реакции определяется величиной изменения свободнойэнергии (Гиббса или Гельмгольца, выражающей и энтропию, ее рост — 2-й закон ТД), возможны только уменьшающие ее, поэтому другие, как 2. Реакции биосинтеза (типа А-Н+В-ОН= АВ+НОН, обратно гидролизу, 5) часто сопряжены с гидролизом АТР (энергией отталкивания Ф-,аналогично отнятию воды Р2О5,с выделением ок.30 кДж/моль, для выгоды в сумме их энергий, общего изменения свободной, 1), фосфорилированием, аналогично 3. Коферменты участвуют в переносе специфических химических групп (из-за сложности получаясь нами извитаминов, см.НПХ,Б). Как переносчики ацетата (Ац-КоА) или Н (типа НАДН и ФАДН2, 2.3.4) в ОВ, ред-окс-реакциях, где при распаде образуются, а 4. Для биосинтеза необходимы восстановительные эквиваленты, чаще НАДФН. 5. Синтез био полимеров осуществляется путем повторения элементарных реакций дегидратации (за счет АТФ, фосфорилирования предшественников), обратно их гидролизу (2.3.1). Заключение

2.5. Координация катаболизма и биосинтеза(1. Метаболизм — организуемый и регулируемый,  3- обращением энергии, 2- изменениями ферментативной активности,4- путем ковалентных модификаций,5- компартментами клеток и всего организма)
2.5. Координация катаболизма и биосинтеза— анаболизма, составляющих 1. Метаболизм — организуемый и регулируемый процесс, где тысячи реакций, в т.ч. конкурирующих, отражаемых картах («джунглях» безточных координат степени окисления-Сп) как 2- Метаболические пути регулируются изменениями ферментативной активности, при изменении условий, по принципу обратной связи (-ОС, например, конечным продуктом – первого фермента, при +ОС возможныавтокатализ иколебания), 3. Катаболические реакции могут обращаться при поглощении энергии (2.4.1), как распад и синтез глюкозы – гликолиз и глюконеогенез, регулируемые фосфофруктокиназой, активируемой АМФ, АДФ и ингибируемые – АТФ, ЖК и цитратом, обратно – бисфосфатазой. На большее время 4. Ферменты могут переходить в активное или неактивное состояния путем ковалентных модификаций, де-фосфорилирования – фосфатазами и протеинкиназами (ПК),
2.2.5. Реакции компартментализованы как на уровне клеток, так и на уровне всего организма, связаны и разделены и физически, в комплексах и органеллах с мембранами типа митохондрий и ядра, разных тканях и органах — частях организма (связываясь циркуляцией, сосудами и системами типа гормональной и нервной)  Заключение

3. Макромолекулы:структура, форма и информационные функции
3.1. Процессы молекулярного узнавания(6) 3.2. Нуклеиновые кислоты (11-1. Гены из ДНК)3.3. Структура белка(12)3.4. Функции белков (14)

4. Как изучают клетки
4.1. Микроскопия(14-светового до 0,2 мкм…) 4.2. Изучение химической среды в живых клетках5- ЯМР, ионов4.3. Разделение клеток и их культивирование5)4.4. Фракционирование клеточного содержимого7)
4.5. Изучение клеточных макромолекул с помощью антител и радиоактивных изотопов5)4.6. Технология рекомбинантных ДНК15

II. Молекулярная организация клеток

5. Основные генетические механизмы
5.1. Синтез РНК и белка(16), 2. Механизмы репарации (10) и 3- репликации ДНК (11), 4-генетической рекомбинации (7), 5. Вирусы, плазмиды и транспозоны (11), 6. Клонирование ДНК и генная инженерия (12).

6. Плазматическая мембрана 6.1. Липидный бислой (6),2- Мембранные белки(9) и 3- углеводы (1- только на поверхности), 4. Перенос через мембрану малых молекул и 5-макромолекул и частиц:экзо- и эндоцитоз

Мембраны, транспорт и функции органелл Part IV Internal Organization of the Cell. 

6. Плазматическая мембрана  (10. Membrane Structure: The Lipid Bilayer), как и другие, состоит из гидрофобных липидов (6.1) и белков (6.2, 6.4- типа АТФаз), определяющих величину — границу, отличия и связи клетки и органелл, и их функции — питания, транспорта (6.4-5), реакции(как ЖКТ – ССС- ЦНС):  6.1. Липидный бислой
1. Мембранные липиды (½М)- это амфипатические молекулы (млрд.- 5 млн./мкм2), т.е. с гидрофобным (С14-20) и гидрофильным – полярным концом, самопроизвольно формирующие бислои (1925, Х-, е-микроскоп, скал 6.2) — 2 — двумерную жидкость, где меняются местами в своем слое (107/с, с латеральной диффузией, 6.2.9), как и в искусственных, липосомах, с самосборкой и восстановлением,  3- Текучесть (2 мкм/с, обеспечивает и деление), Тпл-фп, функции и виды мембран зависят от состава (ЖК, фосфо-, глико-липиды, холестерол у эукариот), изменяя его, насыщенность и др., 4- служа растворителем для мембранных белков (6.2), 5- бислой асимметричен, стороны различаются по составу и заряду:-фосфосерин- внутри, холин+ вне, как и 6– Гликолипиды (5%), на поверхности всех плазматических мембран (у животных из сфингозина, галактоцереброзид до 40% миелина, 6% липидов нейронов – сNANA- сиаловой кислотой, десятки видов), но их функция неизвестна, м.б.рецепторами, какGM1для токсина холеры (6.3). Заключение
6.2. Мембранные белки  (Membrane Proteins) – выполняют функции мембран (от 25% миелина до 75% митохондрий), ферментов — питания, транспорта и рецепторов, сенсо-моторики (как ЖКТ-ССС-ЦНС), за счет комбинации функциональных групп, зарядови гидрофильных-фобных частей, определяющих растворимость, место, конфигурацицию и связи :
1. Полипептидная цепь трансмембранных белков пронизывает липидный бислой один или более раз, образуя Н-связи меж АК без воды, а-в-типа 2-их можно растворить и очистить в детергентах(ПАВ), полярных ионных, как додецилсульфат (ДСН), или нет, как тритон, разделяя электрофорезом в ПААГ по массе и заряду (2Д)

3. Белки мембран со стороны и цитоплазматической (Р, и наружной Е, в т.ч.методом замораживания-скалывания, как у графита —НП физики 2010) легче изучать на примере «теней» эритроцитов, где 60% составляют 4- Спектрин — белок (220+240 кДа) цитоскелета, нековалентно связанный с мембраной эритроцитов (через анкирин – с полосой 3), 5- Гликофорин из 131 АК с 100 сахаров, сиал- вне (30 кДа), пронизывающий бислой  α-спиралью, 6- Полоса 3 — белок 100 кДа, транспортирующий анионы (НСО3С1), как  7. Бактериородопсин — протонный насос, пронизывающий бислой в виде семи α-спиралей (по 30 — 248 АК) с хромофором- ретиналем, переносящим 2Н+/у,  8.Четыре полипептидных цепи в мембраносвязанном комплексе образуют фотосинтезирующий реакционный центр у бактерий
Плазматическая мембрана занимает ок.10% площади мембран эукариот, и направленное мечение (Тир-1125) показывает десятки белков

9. Многие мембранные белки диффундируют в плоскости мембраны (как и липиды, 6.1.2, скорость их латеральной диффузии можно измерить и регулировать, уменьшить плотными контактами, 12.2.2 и др.), как показывает и сшивка в кластеры 2-п-валентными лигандами, как антитела и лектины, индуцируя колпачки – кэппининг, эндоцитоз и др. (6.5.13), т.о. 10. Клетки могут объединять белки и липиды в специфические доменына мембране. Заключение

6.3. Мембранные углеводы 1. Углеводы биомембран располагаются только на поверхности,

не контактирующей с цитозолем (определяя взаимодействие клеток, как доказывают с 70-х).

6.4.Переносмалыхмолекулчерезмембрану (11. Membrane Transport of Small Molecules and the Electrical Properties of Membranes:Principles):
1. Липидные бислои, не содержащие белков, непроницаемы для ионов, но свободно пропускают воду
6.4.2. Мембранные транспортные белки могут работать как каналы или переносчики, за счет связи с источником энергии3 — осуществляя Активный транспорт (6.4.9-12) и 4- действуя как связанные с мембраной ферменты, как
5. (Na++ К+)-насос плазматической мембраны – АТРаза, 6- необходимая для поддержанияМП,осмотического равновесия и объема клеток, 7 — Са2+-насосы — АТРазы, 8- и ферменты, синтезирующие АТР, — это транспортные АТРазы, действующие в обратном направлении
9. Активный транспорт может осуществляться с помощью ионных градиентов, 12- в бактериях — путем векторного переноса групп, 13-(у бактерий с двойными мембранами)с помощью водорастворимых субстрат-связывающих белков
10. Антипорты в плазматической мембране регулируют рН внутри,11- межклеточный транспорт р. основан на асимметрии распределения белков-переносчиков в клетках эпителия,14. Белковые каналы образуют в плазматической мембране поры

15. Мембранный потенциал зависит от К+-проточных каналов и градиента К+через мембрану, 16. Потенциал-зависимые воротные ионные каналы ответственны за электрическую возбудимость нервных и мышечных клеток, 17. Регистрация токов через изолированный участок мембраны показывает, что индивидуальные Na+— каналы открываются по принципу «все или ничего»(усиление).18. Ацетилхолиновый рецептор — это трансмиттер-зависимый катионный канал, 19. Нервно-мышечная передача включает в себя последовательную активацию по крайней мере четырех различных наборов воротных каналов
20. Ионофоры повышают ионную проницаемость мембран.  Заключение

6.5. Перенос через мембрану макромолекул и частиц:экзо- и эндоцитоз

1.Существуют два пути экзоцитоза – конститутивныйи индуцированный — 2-Регулируемый — локальный ответ плазматической мембраны и находящейся под ней цитоплазмы
3.Два вида эндоцитоза:пиноцитози фагоцитоз («питье и еда»)
4. Пиноцитозные пузырьки образуют окаймленные ямки в плазматической мембране (6.5.12), 5- содержащие клатрин, 6- разных типов, в т.ч. 7. Эндоцитоз, опосредуемый рецепторами, служит концентратором для поглощения спец.макромолекул извне, как 8- холестерола вместе с липопротеинами низкой плотности (ЛНП)

9. Содержимое эндосом попадает в лизосомы, если не возвращается обратно (специфическим образом
10. Комплексы лиганд-рецептор сортируются внутри эндосом
11. Макромолекулы могут переноситься через складки эпителиальных клеток в процессе трансцитоза (прямо через мембраны)
12. Окаймленные ямки и пузырьки обеспечивают главный путь жидкофазного эндоцитоза во многих клетках
13. Эндоцитозный цикл может иметь отношение к движению клеток и к феномену «кэппинга»при сшивке лигандами (6.2.10)
14. Специализированные клетки — фагоциты — поглощают частицы, связывающиеся со специфическими рецепторами на их поверхности, 15. Фагоцитоз — это локальная ответная реакция, осуществляющаяся путем «застегивания» мембраны по принципу застежки-молнии
16. Слияние мембран (путем слипания бислоев) при экзоцитозе и эндоцитозе, вероятно, катализируется специальными белками слияния. Заключение. Литература  Carrier Proteins and Active Membrane Transport. Ion Channels and the Electrical Properties of Membranes·

 

  1. Сортировка макромолекул и сохранение компартментов клетки

(внутренние мембраны и разделения,12 Intracellular Compartments and Protein Sorting)
8.1 Компартментация в клетках высших организмов

(Compartmentalization of Cells)
8.1.1. Все эукариотические клетки крупные и разделяются на «компартаменты» — набор ограниченных мембраной органелл (½ объема, объединяя несовместимые х.р.), 6 основных типов, их 2-Топология связана с их эволюционным происхождением, а 7- построение не de novo, требует информации самой органеллы, матрицы роста

  1. Транспорт белков происходит по двум основным путям — через цитозоль и через ЭР(3- по аппарату Гольджи, показывает радиоавтография,как и пути перемещения вирусов, 8.9.5-),5- двумя принципиально различными способами (между компартментами), 6. Сигнальные пептиды и сигнальные участки определяют судьбу белка
    Заключение8.2. Цитозоль  — ½ объема клетки,1- организованного белковыми филаментами,
    место большинства х.р. промежуточного обмена и синтеза белков, на поли-рибосомах (ингибируемого и регулируемого, в связи с мРНК), с 2- ковалентными модификациями, регуляцией активности (в т.ч.де-фосфорилированием).

3. Некоторые белки цитозоля прикреплены к его стороне мембраны через цепь жирной кислоты,количества белков определяют отношения их синтеза и 4-  ухода (8.3-10) или деградации, многие быстро изменяют концентрации в ответ на сигналы икоротко живущи, 5 (у эукариот) заменяясь убикитин-зависимым протеолизом, или 6- ферментами, повреждающими N-конец, определяющими стабильность,как и 7- БТШ -Белки теплового шока защищают от агрегации белков.  Заключение
Содержащие НК ядро и энерго-органеллы, в отличии от др.(ЭР, Гольджи, лизосом), имеют 2 бислойные мембраны (как эндосимбионты и Е.коли?) и молекулы, белки транспортируются (из цитозоля и ЭР) через соединяющие их зоны (слипания, или пор) и транспортные белки, различные в каждой мембране и определяющие состав сред, полостей и мембран:

 

8.3. Транспорт белков и РНК в ядро и из ядра

(Transport of Molecules between the Nucleus and the Cytosol)
1.Двойную мембрану у ядра пронизывают ядерные поры и через них 2- в ядро активно проникают  белки (3- только со спец.сигналами, 9.4.15), а 4- некоторые РНК покидают ядро (9.4, 10.4.7). Заключение

8.4. Транспорт (белков) в митохондрии и хлоропласты

(Transport of Proteins into Mitochondria and Chloroplasts)

  1. Перенос веществ в митохондриальный матрикс зависит как от электрохимического градиента на внутренней мембране, так и от гидролиза АТР, 3. Митохондриальные белки проникают в матриксв зонах слипания, связывающих две мембраны, и4- затем разворачиваются, как и 6- Для переноса белков из цитозоля во внешнюю митохондриальную мембрану.
    1. Митохондриальные сигнальные пептиды представляют собой амфипатические аминокислотные последовательности, и необходимы два сигнала-пептида для 5-транспорта белков в межмембранное пространство митохондрий или 7- в тилакоидную мембрану хлоропластов, Заключение

8.5. Пероксисомы   (Peroxisomes)
8.5.1. Пероксисомы используют в реакциях окисления молекулярный кислород и перекись водорода, производимую оксидазами и разрушаемую каталазой. Они включают различные в разных клетках ферменты и мембраны, отпочковываются прямо от гладкого ЭР, подобно митохондриям, — 2. Все их компоненты поступают из цитозоля. Заключение

8.6. Эндоплазматический ретикулум  (Endoplasmic Reticulum) – производит липиды и белки, 1- прикрепленные к ЭР рибосомы (4- связ.их белками) определяют границы его гранулярных – «шероховатых» областей, а гладких 2- больше в некоторых специализированных клетках, 3- их можно разделить физически, центрифугированием

5- белки в ЭР (рибосом, бактерий) впервые обнаружили сигнальные пептиды,6- направляемые  распознающей сигнал частицей к специфическому рецептору в мембране ЭР (7- При переносе через нее не всегда продолжая удлинение), 8. комбинации пептидов, детерминирующих начало и конец переноса могут определять различные пространственные структуры трансмембранных белков, а 9- их общую конформацию — положение гидрофобных аминокислот, причем 10- перенесенные в полость ЭР белки сворачиваются вновь, с 11- правильными дисульфидными связями — дисульфидизомеразой.

12. Большинство белков, синтезированных в шероховатом ЭР, проходят через мембрану и гликозилируются N-связанным олигосахаридом (через активированный липид, модифицируемым), а13- после поступления в ЭР С-концевой трансмембранный участок может обменивается на ковалентно связанный фосфолипид инозитол.
14. Большая часть липидов и липидных бислоев мембран собирается в ЭР, асимметрично, с ростом за счет ЭР асимметрии и мембран (полостная сторона органелл топо-эквивалентна наружной поверхности клетки), 15. Белки-переносчики фосфолипидов могут доставлять их из ЭР в митохондриии пероксисомы(8.4-8.5).  Заключение

8.7. Аппарат Гольджи — 1- осуществляет направление и сортировку после ЭР, модификацию углеводов, олигосахаридных цепей с Асп,3- N-гликозилирование (зачем?) и 4- сборку протеогликанов, точно запрограммированный процессинг (снижает ошибки направления), в 6- последовательных компартментах дисков — Цистерн Гольджи и пузырьков, поляризован структурно и биохимически,  2. Углеводы клеточных мембран обращены к стороне топол.эквивалентной внеклеточному пространству.

5- белки часто подвергаются протеолизу(модификации-созреванию) при упаковке и образовании пузырьков (окаймленных для сортировки внутри-вне, 8.9.1, меж полостями-мембранами ЭР и цис-Гольджи с набором узнающих рецепторов, и секреторных, не связанных рецепторами, выходящих с транс-стороны цистерн и сливаемых с мембранами (с круговоротом их, 8.9.2). Заключение

8.8. Транспорт белков из аппарата Гольджи в лизосомы
1. Внутриклеточное гидролитическое расщепление макромолекул происходит главным образом в лизосомах(аналог желудка, ЖКТ)- 2 — это органеллы, гетерогенные (гистохимически окрашивая), отпочковываемые от а.Гольджи, 3 – включая три пути поступления веществ.

4- ферменты лизосом (т.н. кислые гидролазы с рН~5) из ЭР подвергаются процессингу исортируются в аппарате Гольджи (5- «курсирующим» между спец.мембранами) белком-рецептором, узнающим присоединенный к ним адресующий маркер, маннозо-6-фосфат (6- несколько групп М6ф усиливает сигнал сортировки),открытый при лизосомных болезнях накопления — отсутствии всех гидролаз с маркером при 1-клеточной болезни (см.Т.4-5 ФШ ниже*),7- Дефектах Glc-NAc-фосфотрансферазы у человека. Заключение

8.9. Транспорт из аппарата Гольджи к секреторным пузырькам и к клеточной поверхности
1. Секреторные пузырьки отпочковываются от транс-сети Гольджи, 2- компоненты их мембраны используются вторично, а 3 — белки и липиды переносятся от ЭР и аппарата Гольджи к клеточной поверхностив неполяризованных клетках, видимо, автоматически, а 4- Поляризованные клетки могут направлять белки  к определенному участку плазматической мембраны. Также 5. Вирусы используют аппарат сортировки клетки-хозяина, 6- белки их оболочки несут сигналы, направляющие их к определенным внутриклеточным мембранам. Заключение

8.10. Везикулярный транспорт и сохранение индивидуальности компартментов
1. Некоторые белки удерживаются в ЭР и аппарате Гольджи в качестве постоянных компонентов. 2. Существует по крайней мере два типа окаймленных пузырьков
3. Раскрыть механизм транспорта помогают мутантные клетки с нарушенной секрецией, как и 4- Бесклеточные системы. Заключение
Литература

Приведем для справки «Заболевания, связанные с нарушением сигналов внутриклеточного транспорта» (Т.4-1 Фаллер, Шилдс):недостаточности сахароизомальтазы, адгезии лейкоцитов (СД18 — рецептора), муковисцидоз (МТР – трансмембранный регулятор), семейная гиперхолестеринемия (рецептор ЛНП), наследственная эмфизема легких (а антитрипсин в ЭР), болезнь 1-клеток и Цельвегера – гидролаз лизосом и пероксисом.

Лизосомные болезни накопления (Т.4-5)*

Нарушение Название MIM № Хромосом.лок.
Мукополисахаридов (глюкозаминогликанов – дерматан,гепарансульфата) Синдром Гурлера, МПС тип IН /IС (Шая)Синдром Гунтера, МПС типIIНедостаточность в-глюкуронидазы; МПС типVII 252 800309 900253 220 4p16,3Xq27-287q-21,1-q22
Олигосахаридов-гликопротеинов ФукозидозМаннозидоз; недост.а маннозидазыНедост.в нейраминидазыСиалолипидозГалактосиалидозАспартилглюкозаминурия 230 000248 500256 550252 650256 540208 400 1p3419p13,2-q126p21,310pter-q2320q12-q13,14q32-q33
Сфинголипидов Генерализ.ганглиозидоз, ганглиозидоз IБолезнь Тея-СаксаБолезнь Фабри,  Гоше (тип 1)Ниманна-Пика, недостаточн.сфингомиелиназы, 1 230 500272 800 301500,230800 257200 3p21,3315q23-q24Xq22,1    1q2111p15,4-15,1
Транспорта лизосомных ферментов- мембраны Муколипидоз типII, болезнь I-клеток *(8.8.4-7)… тип III, псевдополидистрофия ГурлераДетская болезнь накопления св.сиаловой кислоты 252 500252 600269 920 4q21-23
Др.лизосомные Болезнь Помпе. Недостат.кислой мальтазы 232 300 17q23
Бол.Волмана, накопления эфиров холестерола
Клетки организма общаются с помощью посланий, упакованных в микровезикулы
Схема строения микровезикулы. Рис. из статьи Membrane Microparticles: Two Sides of the Coin
 II. Молекулярная организация клеток  

Основные генетические механизмы (Basic Genetic Mechanisms): 1. Синтез РНК и белка(16), 2. Механизмы репарации (10) и 3- репликации ДНК (11), 4-генетической рекомбинации (7), 5. Вирусы, плазмиды и транспозоны (11), 6. Клонирование ДНК и генная инженерия (12).

9. Клеточное ядро 9.1. ДНК и белки, входящие в состав хромосом-22, 2. Структура хромосомы-10, 3. Репликация хромосом-11, 4. Синтез и процессинг РНК-21) Литература

10. Контроль генной экспрессии 10.1 Стратегии генетического контроля-8, 2. Контроль инициации транскрипции-11, 3. Молекулярно-генетические механизмы, участвующие в образовании разных типов клеток-19, 4. Посттранскрипционный контроль-16, 5. Организация и эволюция ядерного генома-11) Литература

 9. Клеточное ядро  9.1. ДНК и белки, входящие в состав хромосом (4. DNA and Chromosomes)
1 (10)Каждая хромосома образуется из одной длинной молекулы ДНК (НП 10), 2- содержащейцентромеру, две теломеры (НП 2009) и точки начала репликациии 3. Большей частью не кодирующей жизненно важных белков или РНК.  4. Каждый ген — это сложная функциональная единицарегулируемого синтеза молекулы РНК
5. Сравнение ДНК родственных организмов позволяет выявить в ней консервативные и неконсервативные области
6. Хромосомы содержат разнообразные белки, связанные с определенными последовательностями ДНК (7- сайт-специфические ДНК-связывающие белки, в экстрактахклеток выявляемые по подвижности в геле, 8- их можно выделить и охарактеризовать, посродству к ДНК), 9- Многие имеют одинаковые области, 10- их симметричные димеры часто узнают симметричные последовательности нуклеотидов, 11- семейство их типа «спираль-виток-спираль»(НТН)включает и Cro-белок , 12- молекулы белков при связывании с ДНК часто конкурируют или кооперируются
13. Геометрия спирали ДНК зависит от последовательности нуклеотидов, 14. Некоторые сильно изогнуты, 15. Белки могут сворачивать ДНК в плотную спираль
16. Гистоны — основные структурные белки хромосом эукариот (и самые консервативные), 17. Связывание гистонов с ДНК образует нуклеосомы — единицы хроматина, 18- Некоторые расположены на ДНК неслучайным образом (фазируя), 19- отсутствуя в определенных сайтах хромосом, 20- обычно упаковываются вместе, в структуры высшего порядка (до полос, компактизируя ДНК в Хр, 9.2), 21- соединяясь Гистоном H1, 22-не мешают синтезу РНК (9.4, но ограничивая доступность для др., регулируя активность, 9.2-10).  Заключение

(The Structure and Function of DNA. Chromosomal DNA and Its Packaging in the Chromatin Fiber)
9.2.Структура хромосомы (Global Structure of Chromosomes) 1. Хромосомы, по-видимому, состоят из серии петель, 2- в Митозе — из максимально сконденсированного хроматина,3- содержа определенный набор очень больших доменов (до полос АТ-ГЦ-типа),
4- серии различающихся– и в интерфазе, как ДНК хромосом типа ламповых щеток и 5- политенных Хр — с упорядочиванием хроматина, 6- способных разворачиваться и вновь упаковываться как отдельные единицы, 7- содержа Гены, вероятно, как в дисках,так и меж их
8. В транскрипционно активных областях (эу)хроматин менее конденсирован (и 9- с особыми биохимическими свойствами), а 10. Гетерохроматин сильно конденсирован и транскрипционно неактивен.  Заключение

9.3. Репликация хромосом (ранее 11.3,13. Рост и деление клеток

Chapter 5 DNA Replication, Repair, and Recombination The Maintenance of DNA Sequences .DNA Replication Mechanisms . The Initiation and Completion of DNA Replication in Chromosomes .)
1. В хромосомах высших эукариот сайты инициации репликации активируются группами. 2- как определенные последовательности ДНК  (3. Хромосома вируса SV40 реплицируется в бесклеточной системе млекопитающих)
4. По мере репликации ДНК новые гистоны образуют хроматин
5. Теломеры состоят из коротких G-богатых повторов, добавляемых к концам хромосом
6. Различные области хромосомы в S-фазе реплицируются в разное время:7-Высококонденсированные — в поздней S-фазе, 8- Гены активного хроматина — в ранней S-фазе; 9. Поздно реплицирующиеся -АТ-богатые полосы метафазных Хр
10. Для чего необходим контроль времени включения точек начала репликации?
11. Факторы, связанные с хроматином, обеспечивают однократную репликацию ДНК в каждой S-фазе, блокируя повторение ее.  Заключение

(DNA Repair . General Recombination . Site-Specific Recombination)

·        Chapter 6 How Cells Read the Genome:From DNA to Protein :
9.4. Синтез и процессинг РНК(для контроля, 10.1-4,From DNA to RNA .)
1. РНК-полимераза, начиная каждую новую цепь РНК, меняет субъединицы,2. Синтез РНК у эукариот осуществляют три различные РНК-полимеразы
3. Факторы транскрипции образуют стабильные комплексы на промоторах эукариот, 4. РНК-полимераза II транскрибирует некоторые последовательности ДНК гораздо чаще других(см.10.1)
5. Предшественники иРНК ковалентно модифицированы с обоих концов,6. Для кэпирования и poly Атребуется РНК-полимераза II, 9. К транскриптам гяРНК сразу же присоединяются белки (в РНПротеиды) и мяРНП,7. Большая часть синтезированной ей РНК в ядре быстро распадается, а (Сплайсинг):8- При процессинге РНК из середины молекулы удаляются длинные последовательности нуклеотидов, 10- интронов,в виде лассо-подобных РНК-структур, 11- обычно несколько из каждого транскрипта РНК, 12- и м.б. по-разному, образуя мРНК, кодирующие разные белки (см.контроль 10.4), 13- как при талассемии, демонстрируя механизм возникновения новых белков при сплайсинге (14- катализ.сплайсосомами, возможно, возник из самосплайсинга)и 15-только после завершения егопроисходит Экспорт мРНК в цитоплазму (требуя сигналов;10.4.7). 16. Рибосомные (и т-) РНК синтезируются на тандемно расположенных копиях идентичных генов, 17.Ядрышко— это центр образования рибосом и 18 — организация внутри ядра, 19- образуется заново после каждого митоза из специфических участков хромосомы (у Ч- Хр.15-17, 21-22).  20. Во время интерфазы отдельные хромосомы находятся на определенных местах в ядре. 21. Насколько сильно структурировано ядро?  Заключение
Литература
6…From RNA to Protein .The RNA World and the Origins of Life
10. Контроль генной экспрессии (7.Control of Gene Expression)
10.1Стратегиигенетическогоконтроля (Overview of Gene Control)
1.В различных типах клеток многоклеточного организма содержится одинаковая ДНК, 2- но синтезируются разные наборы белков (Тр.разные наборы генов), 3. Экспрессия гена может регулироваться на каждом этапе пути от ДНК к РНК и к белку
4. Белки-регуляторы могут либо активировать, либо подавлять транскрипцию генов, а 5- Комбинации их могут определять развитие многих типов клеток (2п, как и «память» бактерий, \-фаг); 6. Активность гена обычно зависит от действия нескольких регуляторных белков, а 7. Главные белки-регуляторы активируют сразу много генов, как 8- единственный может превратить фибробласт в миобласт
Заключение

10.2. Контроль инициации транскрипции (DNA-Binding Motifs in Gene Regulatory Proteins.Genetic Switches).  1. Белки-репрессоры бактерий связываются вблизи промоторов и подавляют транскрипцию определенных генов, а 2- белок-активатор взаимодействует с РНК-полимеразой и способствует инициации ее,3. Изменения в фосфорилировании белков могут влиять на активность генов
4. Гибкость ДНК позволяет влиять регуляторным белкам, связывающимся отдаленно (), 5. Различные сигма-факторы позволяют бактериальной РНК-полимеразе узнавать разные промоторы. 6. Потребность в общих факторах транскрипции приводит к дополнительнымэлементам контроля ее у эукариот – 7- Большинство их генов под контролем промоторов и энхансеров (8- в большинстве — последовательностей, связывающих белки, участвующие в комбинационном контроле)
9. Большинство регуляторных белков содержит домены с различной функцией, у 10-эукариот могут включаться и выключаться, 11- Механизм действия энхансера не ясен. Заключение

10.3.МГмеханизмыобразованияразныхтиповклеток (Molecular Genetic Mechanisms That Create Specialized Cell Types)
1. У многих бактерий последовательности ДНК перестраиваются, что приводит к включению и выключению генов
2. Главный регуляторный локус определяет тип спаривания у дрожжей, 3. Способность переключать его наследуется асимметрично, 4. Сайленсер, вероятно, «закрывает» участок хроматина у дрожжей
5. Два белка бактериофага, подавляющие синтез друг друга, могут переключать («память» на молекулярном уровне), 6. Регуляторные белки у эукариот тоже могут детерминировать альтернативные стабильные состояния, 7. Кооперативно связывающиеся кластеры белков-регуляторов могут передаваться непосредственно от родителей к потомкам
8. В клетках высших эукариот гетерохроматин содержит особо конденсированные области ДНК, 9. Инактивация Х-хромосомы наследственно предопределена, 10. Гены дрозофилы могут выключаться благодаря наследуемым свойствам структуры хроматина
11. Для оптимальной экспрессии гена часто бывает необходимо его определенное положение в хромосоме, 12- локальная деконденсация хроматина, 13. Напряжение при суперспирализации ДНК, осуществляетдействие на расстоянии, 14. Механизм активирования хроматина остается неясным
15. В эволюции многоклеточных возникают новые уровни генного контроля, 16. При делении клеток позвоночныхтип метилирования ДНК передается по наследству, 17- способствуя сохранению выбранного пути развития клеток. 18. CG-богатые островки позволяют выявить у млекопитающих около 30000 генов «домашнего хозяйства», 19. Сложность регуляции генов необходима для многоклеточных. Заключение

10.4. Посттранскрипционный контроль(см.9.4,Posttranscriptional Controls)

1. Аттенуация транскрипции — к преждевременной терминации синтеза некоторых РНК, 2. Сплайсинг РНК может регулироваться для ген-синтеза различных форм белка, 3-Альтернативно, для включения и выключения генов (4. Механизмы выбора сайта регулируемого сплайсинга РНК неизвестны,а 5- сайт расщепления транскрипта РНК и его полиаденилирования меняет карбоксильный конец белка), 6- изменяя понятия «ген» (не 1 белок,9.4.12).
7. Экспорт РНК из ядра может регулироваться,8. Белки связи 5′-лидерной области мРНК, участвуют в негативном контроле трансляции, а 9- энхансер трансляции вирусных мРНК свидетельствует о позитивности контроля ее, 10. Многие мРНК- объект контроля на уровне трансляции, 11. Сдвиг рамки трансляции дает разные белки.
12. Экспрессия генов может контролироваться изменением стабильности мРНК (13. Для избирательной деградации мРНК необходим постоянный синтез белка), 14. Некоторые мРНК расположены в определенных областях цитоплазмы, 15. Редактирование мРНК изменяет смысл информационной РНК. 16. Реакции, катализируемые РНК, вероятно, имеют весьма древнее происхождение(рибозимы, мир РНК, Х 94, Б 2009). Заключение

10.5. Организация и эволюция ядерного генома(How Genomes Evolve)  Точковые мутации обусловливают небольшие изменения генома, а генетическая рекомбинация — его перестройкии увеличение (числа серийных повторов) 2. Тандемно повторяющиеся последовательности ДНК стремятся остаться неизмененными, а3. случайные дупликации ДНК способствуют эволюции организмов, как у семейства глобиновых генов, 4- новые белки могут образовать и рекомбинации экзонов, 5- многих небольших, вероятно, у большинства белков. Основная фракция ДНК высших эукариот состоит из повторяющихся некодирующих последовательностей нуклеотидов (короткие рассеянных и 7- сателлитной ДНК, функция неизвестна, м.б. «эгоистчина»)  8. Эволюция геномов ускоряется транспозирующимися элементами по крайней мере трех типов, 9. Транспозоны могут влиять на регуляцию генов, 10- их «взрывы» катастрофически изменяют геномы и повышают биологическое разнообразие, 11. Около 10% генома человека занимают два семейства транспозонов, видимо, размножившиеся лишь недавно.Заключение

11. Цитоскелет 11.1. Мышечное сокращение(1-элементы- 2- Миофибриллы 3-сокращают скольжением тонких и толстых филаментов 4- в основном из актина и 5- миозина (6- самоорганизуя хвосты), 7-за счет гидролиза АТР, 8-как актин-зависимая АТРаза 9- головки миозина 10- «шагают» к плюс-концу, 11- с Са2 + в цитозоле, 12- при участии тропонина и тропомиозина, 13- Другие белки поддерживают архитектуру и эластичность, 18- кодируются мультигенными семействами, 19- с альтернативным сплайсингом их мРНК.14. У позвоночных есть три основных типа мышц, 15. И в гладкомышечных, и в не мышечных клетках миозин активируется фосфорилированием его легких цепей, 16- объединяясь в филаменты, 17- временно создавая комплексы мышечного типа).

11.2. Актиновые филаменты и клеточный кортекс (15),3- Движение ресничек (11) – 4- Микротрубочки (10), 5. Промежуточные филаменты (7), 6. Организация цитоскелета(10)

12. Межклеточная сигнализация 12.1. Три стратегии химической сигнализации:использование гормонов, локальных химических медиаторов и нейромедиаторов (7), 2- внутриклеточных рецепторов:стероидных гормонов (3), 3- рецепторных белков клеточной поверхности (14), 4-через сAMP и ионов кальция (8), 5. Адаптация клеток-мишеней (7)). Литература
13. Рост и деление клеток(1. Фазы клеточного цикла и их связи-11, 2. Дрожжи как модельная система-5, 3. Регуляция клеточного деления у многоклеточныx организмов-10, 4. Гены «социального контроля» клеточного деления-8, 5. Механика клеточного деления-18) Литература

14. Клеточные адгезия,соединенияи внеклеточный матрикс

14.1- Межклеточные соединения(1-Плотные,2-Прикрепительные, 3- Адгезионные, 4- Десмосомы 5. Щелевые контакты 7- сообщают 8- проницаемость,6- Коннексоны)
14.2. Внеклеточный матрикс(1- фибрилл в гидрат.полисахаридов 2- Протео- гликозаминогликанов,4- с сердцевинным белком, 5- упорядоченно. 3. Гиалуроновая кислота -миграция,6- коллаген,7- Секрет, 8- I, II и III в фибриллы, 9- тканей, 10- натяжения,11- IV сети, 15- Базальной мембраны,16- функций, 12- Эластин, 13. Фибронектин — адгезия, 14- альтер-сплайсинг РНК,17. Интегрины — связь 18- Цитоскелета через мембрану, поведение)

 14.3. Межклеточное узнавание и адгезия(1. Миксамебы многоклеточные через 2- хемотаксис цАМФ и 3- адгезию гликопротеинов, как клетки и 4- позвоночных, 5- ткане-узнаванием, 5- с рядом адгезии, связи- десмосом, энто-мезо-экто-дермы,6- Са2 + -не-зависимо через ИГ18.6.6-, 19.7.8-нервные, N-CAM, и 7- Кадгерины, 8- морфогенкод, 9-подвижно 10- Временно) Литература
215. Половые клетки и оплодотворение(15.2- мейоз диплоидных в 15.3-гаплоидные, сливаемые 15.4- в новые дает

15.1. Половое размножение(1- преимущества рекомбинации, 2- выживания при изменчивости среды 3- дупликаций и дивергенции, 4- диплоидов 5- с копией гена, мутировать и 6- обогащать геном),15.2 Мейоз(1- два деления ядра в 2х2 гаплоидные — яйцеклетки и сперматозоиды, «перекрест»-кроссинговер 2- генов, 3- конъюгацией Хр. 4- обмен хроматид, 5-хиазмы до анафазы 1, расхождения, 6- конъюгацией. В первом делении без реплики ДНК 7-второе деление как митоз отделяет хроматиды)15.3. Гаметы(1- яйцеклетка запрограммирована на развитие со спермием, 2 – и независимо, 4- с запасами питательных веществ и оболочкой, из окружающих клеток, 3- через стадии развития из ППК, в яичник в оогонии, размножая 5-ооциты 1 порядка, в профазе 1, накапливая макромолекулы и рибосомы, с уменьшением сAMP, 6- активируя фактор инициации М-фазы, от гонадотропинов, побуждающих окружающие 7- индуцировать созревание ооцитов с гибелью большинства, с делением в 1-2-полярное тельце и ооцит 2 порядка, созревающий в яйцеклетку, выходящую на разных стадиях.
8. Спермии для внесения ДНК в нее 9-у многих образуются постоянно, после половой зрелости в мейозе ПК, из сперматоцита 1 порядка образуется 4 спермия, в синцитии, не завершая цитокинез 10- гаплоидны, но управляются диплоидно, Хр обоих родителей).
15.4. Оплодотворение– слияние их, 1-контакт с яйцом инициирует акросомальную реакцию, белки и 3- концентрации ионов, 4- Деполяризацию мембраны, блокаду полиспермии-5, Са- кортикально, 6-инозитол-фосфолипидный сигнал, 7- с рН,8- сливая и центриоли спермия. 9- in vitro, с пересадкой в матку, дают рожать и бесплодным,ЭКО).

16. Клеточные механизмы развития
16.1. Морфогенез и организация тела(см.Шпеман,35, 1- у земноводных определяется полярностью яйца, 2- дробления, плотные контакты изолируют накачиваемую ионно 3- бластулу – слой шара, 4-с гаструляцией в три слоя энто-мезо-эктодермы инвагинацией эпителия, путем изменения формы, 5- простых движений клеток, связи-сжатия-расш. 6- вокруг бластопора, 7- энтодерма дает кишку и пр., легкие и печень, 8- мезодерма — соединительные ткани и мышцы, ССС и мочеполовую, 11- изменяя межклеточные контакты и делясь на сомиты от головы к хвосту, по оси, 9 — над нотохордом – осью зародыша НС- эктодерма — эпидермис и 10- нервную трубку и гребень движением микротрубочек и актина, сохраняя 12- план строения в период роста в сотни раз с мм-10клеток.

 16.2. Память и различия клеток 1- изменяется не геном, а экспрессия генов, 3- Химические взаимодействия с 5- дифференцировкой клеток, индукцией, 2- из асимметрии яйцеклетки, у млекопитающих клетки равны до 8 кл.морулы, полость бластоцисты и трофоэктодерму для плаценты, вне, 4- в матке, давая химеры, 6- опухоли-тератомы и тератокарциномы, обратимые при регуляции и сигналах среды, 7- Поведение клеток определяется и их предысторией, «памятью», наследуясь, время детерминации 8- до внешней дифференцировки, 9- по пересадкам,10- могут определять и цитоплазма и хромосомы, 11- из спермия и яйца с историей, «ген импринтингом- запечатлеванием» и М и Ж-генов, с различием гибридов типа мула и лошака)

 16.3. Программы развития клеток:анализ генеалогии у 1- простых нематод C.elegans,

НП 2002, 2- с постоянством развития, судьбы клеток, 3-гены развития детализируют ее, 6- эксперименты, 4- дифференцировка по программе делений и без, в одной клетке, 5- автономно, и взаимодействуя, как у влагалища, гонады и СК зачатка, «группы эквивалентности» включают близкие клетки, как у дрозофилл, 7- и у млекопитающих в культуре)
16.4. Принципы образования пространственных структур (накапливая действия от положения, 1-асимметрию с +ОС, 2- градиент диффузии, морфогена типа ретиноидов, 3-пороги реакции клетки — детерминации, 4- поля диффузии малы, д.б. рано, требуя памяти, 5-накопления позиционной информации, как у конечности, 6-различая сходные клетки, 7-в различных областях, ноги и крыла, интерпретируя и 9- изменяя ее значения при интеркаляции)

16.5. Дрозофила и молекулярная генетика пространственной организации (Lewis…95, 1. Тело видоизменяет основной план строения, повтор сегментов, 13- у взрослой мухи из имагинальных дисков, детерминированных для крыла, антенны и т.п. до дифференцировки, при трансдетерминации и 14- гомеозисных мутациях. С синцития, 3-план строения в двух осях координат, 4-переднезадней полярности — сигналами концов яйца,5- с тремя классами генов сегментации 6- с локализацией иерархией позиционных сигналов, 7-через продукты друг друга. 8. Гены полярности яйца, gap- и pair-rule-гены создают временную пространственную организацию; а постоянную запись –9-г.п.сегментов, подразделения, и 10-гомеозисные bithorах и Antennapedia, различающие парасегменты и компартменты тела,14-с запоминанием имагинальных дисков,11- кодирующие систему адресов, комбинацией генов, 12- через продукты,16- саморегуляцию – памяти, 17- контроль транскрипции и диф.сплайсинг.
18- «гомеобокс» кодирует ДНК-связь белка, типа НТН-НД-Нох, 19- консервативно в
эволюции 20- сходно у позвоночных и насекомых,«перевернутых» Сент-Илера).

16.6. Органогенез:координированная сборка сложных тканей(см.14.3.5, 16.1 и разделение Гиппократа и «Тимея») 1-избирательное слипание разно детерминированных клеток, 2-в пространстве молекулами клеточной адгезии, САМ,Эдельман,72, регулируют движения, морфо-органогенез 3. У позвоночных мезодерма определяет эктодерму к НС и 4- эпидермису кожи, кератинам, железы, врастание, 7-как соединительная ткань определяет пути миграции клеток, как ППК, приживающиеся,5-в конечности заселяясь и 6-пространственно не завися. Н.гребня – периферические нейроны, меланоциты, глия и ткани головы, направляются контактами и хим.связями окружения, подобно росту-аксонов, 8- с проблемами связей и не регенерации клеток,

см. Поддержание нормальной организации тканей

По биологии развития добавим из «Детских вопросов» «Элементов»: Как клетки понимают, что одни должны стать волосами, другие костями, третьи мозгами и т. п.?— выбор судьбы, — пространственная разметка эмбриона — градиентов концентраций сигнальных белков (см. Morphogen, Сигнальный путь Wnt, Shh — sonic hedgehog и BMP — Костный морфогенетический белок) путем диффузии, по мере удаления от места его производства, определяя наборы регуляторов следующего уровня — транскрипционных факторов (ТФ) — внутри клеток, регулируют экспрессию генов. Эту«позиционную информацию» (см. Cell fate determination) в развитии нервной трубки позвоночных несут морфогены и антипараллельные (направленные в противоположные стороны) градиенты дорзальной (спинной) стороны, где производится BMP, а на вентральной (брюшной) — Shh. Соответственно, снизу вверх постепенно растет концентрация BMP и падает концентрация Shh, для разделения нервной трубки в дорзо-вентральном направлении и клетки дают начало нейронам определенного типа (см. «Развивающиеся части спинного мозга сначала регулируются централизованно, а затем переходят на самоуправление», «Элементы», 01.10.2014). Это пример аналогового кодирования, которое чревато ошибками, и чтобы правильно «вычислить» свою позицию, по крайней мере на ранних стадиях (в первые 30 часов), клетка должна учесть концентрации обоих морфогенов одновременно, при позиционной ошибке в плюс-минус три клеточных диаметра нервная трубка подразделяется на отделы в ходе развития мышиного эмбриона. метод максимального правдоподбия (Y. Morishita, Y. Iwasa, 2011. Coding design of positional information for robust morphogenesis),  распределение наиболее вероятных позиций для каждого сочетания концентраций Shh и BMP формирует «карту декодирования» (decoding map), см.: М. Никитин. Генные сети, управляющие строением тела животных), разные группы ТФ (спинные, средние, брюшные) должны находиться в антагонистическом взаимодействии, для решения, «выбора клеткой своей судьбы» (cell fate decision). Развивающиеся части спинного мозга сначала регулируются централизованно, а затем переходят на самоуправление, «Элементы», 01.10.2014)- клетки, уже определившиеся с тем, какой набор ТФ они будут экспрессировать, выходят из-под контроля морфогенов (Decoding of position in the developing neural tube from antiparallel morphogen gradients // Science. 2017. V. 356. P. 1379–1383) Александр Марков

 

18. Иммунная система– продукт эволюции, защищает организм, «свое» от «чужих», их размножения – инфекций, гуморальным (р,18.2-5, Беринг-01)и клеточным (18.1, 6, Мечников-08)путем,

18.1. Клеточная основа  иммунитета– определяет 18.1.1- Иммунную систему, у человека включающую ~2 триллиона (1012из 1014 всех клеток,*- в 2016 насчитали только 37 трлн., где 25- крови, подобно мозгу и печени) лимфоцитов – видов лейкоцитов – «белых» клеток крови, лимфы и ее тканей, как открыли в 1950-х, центральных, восстанавливающих иммунитет  после облучения (но важнее врожденный  иммунитет, у беспозвоночных – фагоцитоз, Мечникова,1884).  2- Их виды — В- лимфоциты  реализуют гуморальные иммунные ответы (антител, Ат), а Т- лимфоциты -иммунные ответы клеточного типа,  3 — развиваясь в первичных лимфоидных органах(из Пл.СК кроветворной ткани, 17.5.2-5, г.о.в печени плода и костном мозге взрослых (В), мигрируя в тимус  — центральную лимфоткань Т- и периферические,вторичные органы (лимфоузлы,селезенка и части ЖКТ- п.бляшки, аппендикс, аденоиды и миндалины-гланды, часто воспаляемые в детстве), где 7- непрерывно циркулируют (между кровью и лимфой,через эндотелий и грудной проток)  и  реагируют через свои рецепторы типа Ат  с чужеродными антигенами, вызывающими их  деление и дифференцировку (различаясь и разделяясь на Т- и В-по развитию ЭПР-Ат и 4- Маркерам клеточной поверхности, типа гликопротеинов, АВО*), 5 — по принципу клональной селекции (Бернет-60,Ерне-84),а не инструкции (Ландштейнер-30,П), 6 — в большинстве случаев один антиген стимулирует размножение многоразличных клонов лимфоцитов (поликлонально), 8- Иммунитет приобретается (при первичном ответе), как память,клонированием и созреванием лимфоцитов (из предшественников в клетки памяти и эффекторы), так что вторичный ответ быстрее и сильнее, а 9- отличие «своего» от«чужого», отсутствие иммунного ответа на собственные антигены организма(автоиммунных реакций, болезней типа миастении – Ат к АХ-рецепторам мышц)обусловлено приобретенной иммунологической толерантностью (18.6.17. Оуэн, 1945,Медавар,Бернет-60),10- индуцируемой к чужеродным антигенам и у взрослых животных(иммунодепрессией, обходя механизмы представления Аг, 18.6. )

Заключение

18.2. Функциональные свойства антител  (Ат, Эрлих-08)- называемых иммуноглобулинами (Ig)белков в форме У, составляющих 40%глобулинови 20% всего белка плазмы, являющихся и 1-Антиген-специфическими рецепторами на В-клетках (~105), после заполнения их мембраны, связи с Аг и дифференцировки в большие плазматические клетки секретирующих до 2000 молекул Ат/с (2- в т.ч. в культуре, чашке,обнаружив необходимость Т- и Аг-представления), определяют 3 – их антиген-связывающие участки на концах (два – бивалентных, образующих сети с Аг,осадки — преципитат) 4- молекулы в форме У из 4 цепей – 2х2 идентичных легких (L- из 220 АК) и тяжелых (H- из 440-110п АК) цепей 5- пяти классов, с особенными биосвойствами (Fc-области, связи с комплементом (18.5) и/или рецептором клетокТ- и фагоцитов, 87.10- мобилизуя их):IgA(15%, как димер с J-цепью, основные в секретах желез, трансцитозе), D, E(для связи с клетками тучными и базофилов, секреции биоаминов – гистамина/серотонина с расширением сосудов,воспалением, вызывая аллергию, астму и др.), G(80%, переходят через плаценту к плоду) и M(5%, первичные, как пентамер, М5=3+2cJ-цепью).
6. L-цепи могут типа н- или λ- (но не н- и \-), обнаруживаясь и в моче (в 87.17.3.1- Миеломныебелки Бенс-Джонса – гомогенные-моноклональные Ат опухолевых плазматическихклеток, см.гибридомы Мильштейн-84)7. Сила взаимодействия антигена с антителом зависит как от сродства, так и от числа связывающих участков (измеряясь константой сродства или ассоциации Ка=[АгАт]/[Аг][Ат]=104-12л/моль,растет с созреванием, в 87.17.2.8 – количественно, радиоиммунным анализом (ЯлоуР.-77) 9- размер комплексов/преципитата зависит от валентности Аг и отношения концентраций Аг/Ат)
Заключение
18.3. Тонкая структура  антител  (Эдельман-72):1. L- и Н-цепи состоят из константной (С- 3-4х110 АК) и вариабельной областей(V-, +N-конца, 2- с тремя гипервариабельными,сближенными в антиген-связывающий участок размером в 3х(5-10) АК или 5-6 С6-Гл),3- свернуты из их повторяющихся гомологичных доменов (Lvc+Hvc1-4, по ~110 АК), вероятно, из дупликации 1 гена,4- трехмерно описанных рентгеноструктурным анализом, как цилиндр 4х2. 52нм, из 7=3+4 связанных S-Sβ-слоев типа сандвича или ПУ, заполняя 6+1-гцу и ПС с 7 периодов, см.САМ, 18.6.6,15)
Заключение

18.4. Как создается разнообразие антител(млн.их, связывая любые Аг) (Тонегава-87)
18.4.1. В процессеразвития, дифференцировки В-клеток происходит рекомбинация, сборка генов антител изотдельных генных сегментов, 3 независимых пулов, кодирующих и-, \- иН-цепи, в каждом 2- V-область (и цепь) кодируется не одним генным сегментом (изсотни V-блоков, 30 Dи 6 J, L- легких из V-J(-соединительных) блоков (АК110=97+13-7-й период), H-тяжелых из V-D(диверс)-J(одного из всех, первый вариант доменаАт). Они котранскрибируются с С-областью в 5’-V1-nD1-30J1-6-Cн- мРНК всей цепи. Комбинации б.1000 L- и 10 000 H-цепей дают миллионы  Ат, умножаемых 3- неточным соединением генныхсегментов (V-J- и 3-й гипервариации,увеличивая разнообразие V-областей) и 4- направляемым антигеном соматическимгипермутированием (в 10-100 раз), осуществляя тонкую подстройку образования антител
5. Экспрессия и Соединение генных сегментов для антител регулируетсятак, что обеспечиваетмоноспецифичность В-клеток (с аллельным исключением М-Ж, как Х-хромосом Ж), 6-Переключаемых с синтеза мембраносвязанной на секретируемую форму одногоантитела (гидро-фоб/фильных С-концов) путем альтернативного сплайсинга (8.2.9)- изменения РНК-транскриптов для Н-цепи и 7- и с одного класса антител, IgМ на другие, с тем жеАг-участком (и делецией ДНК других Н-цепей), т.о. распределяемым иассоциируемым  с разными Сн ибио-свойствами.
18.4.8. Идиотипы (и)– Аг-детерминанты молекул антител служат основойиммунологической сети (взаимодействий и-Аи или АтАтАг, что может освобождать Аги Ат-В-Т-связи, из-за общности идиотипов (и Аг), потенциально связывая все, какчастицы и производные разного порядка, разрешая колебания «идиосети» Ерне-84и др.).

Заключение

18.5. Система комплемента(дополняетАт, их средство лизиса бактерий, Борде-19),1- активируя усилительный механизм (каскад) протеолитических реакций; расщепления белков (б.20, от 24до 400 кДа),ранних — проферментов и центр.С3  (-конвертазой) 2 — классическим путем (С1-24),активируемым связыванием Аг-Ат (комплексами антиген-антитело), и 3-Альтернативным, напрямую микроорганизмами, полисахаридами их стенок(перв.защита), связываясь с мебранами, 4- способствуя фагоцитозу и воспалению, черезр.фрагменты привлекая пя-лейкоциты и тучные клетки 5- С3bинициирует сборку поздних компонентовкомплемента в гигантскийкомплекс (2 Мда), пробивая мембрану, убивая клетку, 6- и инактивируется (за 0.1мс, мембраной -СН2SCOГлу),Каскад комплемента точно регулируется

Заключение

18.6. Т-лимфоциты и клеточный иммунитет (Мечников-08,Бенасераф-80,Ерне-84)-используют 1- гетеродимеры антителоподобные (Атп) Т-рецепторов (показывая АиАт, загадки) и 2-ответы  разных классов (их субпопуляций):87.18.6.4-6 регуляторы иммунореакций Т-хелперы (индукторы) и супрессоры – дляВ- (Ат, только с Т-) и Т-лимфоцитов, макрофагов, 7- узнают на них Аг илиидиотипы, действуя и через 8- секрецию (+- х-с)-факторов (10-15) и МНС,«ассоциативным узнаванием» (6-):
3. Цитотоксические Т-лимфоциты убивают клетки, инфицированные вирусами (Цинкернагель-96) 4. Как ?– 8 -узнавая фрагменты вирусных белков на их поверхности, 7- как чужеродные антигены, ассоциированные с (собственными) молекулами мембранными гликопротеинами, 5- определяющими реакции отторжения трансплантата –«гистосовместимости», особенно кодируемыми генами МНС («главного комплекса»,класса I) (НП 80 Снелл,  Доссе и Бенасераф),(требующие подавления и обратные, как при пересадке почки и костного мозга, Марри,Томас-90)6- двух классов – у всех эу-, до 1% белка мембран, 105/кл.,полиморфные — гликопротеины МНС класса I(45 кДа, 345 Ак с 3 Атп-доменами и гидрофоб-фильнымС-концом клетки, ассоциированными с Атп β2-микроглобулином 11500 да 9- рентгеноструктурно выявившие антиген-связывающий участок)и класса II- иммун.ответа  (Ir, на поверхности В-, Т-, макрофагов, антиген-представляющих клеток, а+β-цепи 33 и 28 кДа) – 10- в ассоциации с фрагментами (переваренных макромолекул) чужеродных антигенов узнаются Т-хелперами, 12 — необходимыми и для гуморального иммунитета — Ат, большинству В-лимфоцитов для ответа на антиген (узнавая носитель, а те – гаптен, кроме поли-Аг, независимых от Т-), помогая активировать их 13-путем секреции интерлейкинов и др. (лимфокинов), как и 11-  пролиферации Т-лимфоцитов путем секреции их ФР, интерлейкина-2, Т-супрессоры (16- ингибируясь в обратной связи) и 14- макрофаги секрецией ингибитора их миграции — MIF, интерферона(П:туберкулиновая проба)
15. Белки межклеточной адгезии (МКА – CAM) стабилизируют взаимодействия между Т-клетками и их мишенями (Эдельман-72,решая и 3 проблемы ИС как мышления O<=>C–различить, реагировать и сохранить свое – через Ат с общими-перекрестными реакциями, МНС и – 16-Т-супрессоры (ингибирующие др. лимфоциты), главным образом подавляющие функцию Т-хелперов(и в растворе и с АгМНС11) или 17-элиминирование в тимусе развивающихся Т-клеток, сильно реагирующих с собственными молекулами МНС,
18. Некоторые аллельные формы молекул МНС неэффективны в представлении специфических антигенов Т-клетками, это зависит от генов иммунного ответа (Ir)и 19. (Гипотеза совместного узнавания МНС) объясняет наибольший полиморфизм МНС и трансплантационные реакции, эволюцией, как Бенасераф-80 20- (участвующие в иммунном узнавании), принадлежат к древнему «суперсемейству»  (87-17.6.18- неэффективность «иммунного надзора» против опухолей,  кроме вирусных, см.21, 3 задачи ИС:точности узнавания, ответа и сохранения- м.б. и эволюции) Заключение  Литература

19. Нервная система
19.1. Клетки нервной системы: строение и функция–
(РиК-06)1- определяется длиной отростков,до 10 м у кита, и числом, до 100 000 связей клеток Пуркинье в мозжечке (возможно, связанных с зарядом),2- передающих электрические сигналы (обычно воспринимаемые дендритами и телом клетки, подобно речной сети,и передаваемые по аксону в виде ПД, Ходжкин-63)(что могут и клетки мышц и даже растений, возбудимые ооциты и др.) и 3 — между нейронами, через их соединения – синапсы, с помощью химических сигналов,веществ-нейромедиаторов.
4.Вновь синтезируемые материалы переносятся из тела нервной клетки в аксоны и дендриты с помощью механизмов медленного и быстрого транспорта (от 1 мм/сут белков,тубулина до 400 пузырьков), – как секреторные клетки (87-18.6.1) 5-(благодаря ретроградному транспорту)поддерживая обратную хим.связь между окончаниями и телом нервной клетки, с окружением — 6- глиальными клетками различного типа, поддерживающие нейроны механически, химически и электрически (питанием и ионами, от сосудов, как астроциты и эпендимные, изоляцией миелина — олигодендроциты), иммунно(макрофаги — микроглии). Цитоскелет нейрона из г.о.нейрофиламентов,микротрубочек и актина поддерживает транспорт, форму и удлинение нейрона (конус роста, 19.7)
Заключение

19.2. Потенциал-зависимые ионные каналы и потенциал действия (ПД) – Ходжкин-63
1- (электросигнал) -изменениепотенциала может распространяться в нервной клетке пассивно, изменяя конфигурацию-открытие каналов(подобнобикфордову шнуру):2- Потенциал-зависимые натриевые каналы (ПзНк, открывая Nа+,смещают мембранный МП к равновесному VNa=+58lg[Na+]e/i) генерируют потенциал действия (ПД, с+ОС — по закону «все или ничего», исчезающий с инактивацией Нк);потенциал-зависимые калиевыеканалы(ПзКк, открывая противоток К+, cVK=–58[K+]e/i) также ограничивают его продолжительность(см.87-18.2.8 и3.2, 13-15- как Са-экзоцитоз, для информации помимо ПД нужны еще 2 пары –К+медленные возвращают ПП и дают большую частоту, а К+быстрые – еепропорциональность стимулу, ПзСа- накопление и Са-зК+-адаптацию),

3- ПД (деполяризуя соседние участки мембраны) обеспечивают быструю передачу сигналов на дальние расстояния, 4- Миелинизация (как изоляция) повышает эффективность и скорость (с1 до 100 м/с) проведения нервных импульсов у позвоночных
(87-за счет прохождения через каналы минимального числа ионов, перемещаемых за счет 18.1-Na-К-АТФазы, как насоса, «зарядки аккумулятора» — концентрации калия внутри и натрия вне нейрона для ПД (Скоу-97) 2- МП зависит от них и проницаемости мембраны – 3- избирательных ионных каналов с 4-7-«квантовыми» переходами)  Заключение

19.3. Лиганд-зависимые ионные каналы и быстрая синаптическая передача –  (Дейл-36,Эклс-63,Кац, 70) через соединения клеток-синапсы, электрические (щелевые контакты) или химические (медиатор -лиганд-зависимые, Лз), как 1- Нервно-мышечное соединение -наиболее изученныйсинапс
19.3.2. За сопряжениепотенциалов действия с высвобождением медиатора ответственныпотенциал-зависимые кальциевые каналы (деполяризая открывает их для входа Са,освобождающего из пузырьков нейромедиатор, диффундирующий через синаптическующель 3- путем экзоцитоза  4- «квантами»случайным образом, для реакции с белками-рецепторами пост-синаптической клетки,образующими 5- Лиганд-зависимые каналы, снова преобразуют химический сигнал вэлектрический (быстрые «ионотропные», тогда как сопряженные с ферментами типааденилатциклазы, Ац, «метаботропные» вызывают медленные и продолжительныеэффекты, «память», «чувства», см.Эклс-63,Канделл,Карлс-00,19.5.1). Пример их – 6- Рецептор ацетилхолинапредставляет собой лиганд-зависимый катионный канал (Закман,Неер91)
19.3.7. Ацетилхолин удаляется из синаптической щели в результате диффузии игидролиза
19.3.8. Быстраясинаптическая передача осуществляется с помощью небольшого числанейромедиаторов
19.3.9. Ацетилхолин иглутамат опосредуют быстроевозбуждение, а ГАМК и глицин — быстроеторможение
19.3.10. Для одного виданейромедиаторов часто имеется несколько типов рецепторов
19.3.11. Синапсы служат важными мишенями для воздействия лекарственных веществ
(Дейл-36, в2-адрено- Блэк-88, агонист АХ Закман,Нейер-91)
Заключение

19.4. Роль ионных каналов в совместнойпереработке информации нейронами
определяет 1- Сдвигмембранного потенциала в теле постсинаптическойклетки — результат пространственнойи временной(частоты в ПСП) суммации множества постсинаптическихпотенциалов (часто противоположных, возбуждающих и тормозных), Экклс-63, благодаря общности электро-поля, 2- Для передачи информации набольшие расстояния суммарная величина ПСП снова преобразуется в частоту нервныхимпульсов — перекодируется, 3- за счет комбинации (кода)совместного действия различных ионных каналов (своротными механизмами, в мембране аксонного холмика; б.К-каналы способствуютпропорциональности частоты величине стимула). При этом 4- Адаптация уменьшаетреакцию на постоянный стимул (чувствительнее к изменению его) и возможно многовариантов, ответы помимо ПД, а аксон и дендриты – и пост- и пре-синаптические –т.е. 5- Сигналы могут передаваться не только по аксонам
Заключение

19.5. Рецепторы, не связанные с каналами, и синаптическаямодуляция (Канделл,Карлсон,Гринг-00 87-18.3.8,4- Ион.Каналы и память,см.19.8) 1. Рецепторы,не связанные с каналами, опосредуют медленные и рассеянные эффекты(метаботропные, 19.3.5), 2. Самую большую группунейромедиаторов образуют нейропептиды 3. Стойкие изменения в поведении связаныс изменениями в специфических синапсах (как н-связях, объясняющих рефлексы и память, научение – 4- сенситизацию у аплизииопределяют рецепторы, связанные с G-белком — фосфорилированиебелков/каналов (закрывая К+, удерживая ПзСа и ПСП) протеинкиназами (ПК ), когданейромедиатор (как Серотонин из облегчающего нейрона на сенсо-моторных)дает  цАМР – 5- циклический AMP и Са2+— важныевнутриклеточные посредники, участвующие в ассоциативном научении у позвоночных(см.19.8)- 6- с изменениями в гиппокампемлекопитающих (области кратковременной памяти-запоминания, в отлчии отдолговременной, м.б. в синапсах коры), с притоком Са2+через двояко регулируемые каналы
Заключение

19.6. Прием сенсорной информации – включаетпреобразование (сенсором или нейроном, различных форм энергии – мех-, Т-,фото-, хемо- общих синапсам) сигнала в электрический, 1- Силу стимула отражаетвеличина рецепторного потенциала (аналога ПСП, контролируя частоту импульса),деполяризации окончания сенсорного нерва-рецептора растяжения мышцы, также 2- Волосковые клетки внутреннегоуха реагируют (на звуки разной частоты) сотклонением стереоцилий, 3-при наклоне открываямеханически регулируемые катионные каналы в их кончиках(вместоимпульсов передают химсигнал соседним нейронам), 4- Фоторецепторы обладаютвысокой чувствительностью (палочки — до 1 фотона) и адаптацией (8- к яркости света), но реагируютотносительно медленно:6- Фотоны изменяют конформацию молекул родопсина (цис-транс-ретиналя,теряющего опсин) и 7-через второй посредник, Са и снижение уровня циклическогоGMP в цитоплазме фоторецепторных клеток, закрытие (открытых в темноте)натриевых каналов плазматической мембраны 5- вызывает ее гиперполяризацию — рецепторный потенциал в палочке(1 мв- млн.Иа+/у), уменьшая количество ПзСа и медиатора, тормозящего постсин.-вставочные нейроны (горизонтальные, амакриновые и биполярные, без ПД),передающие сигнал ганглиозным клеткам сетчатки, а те – ПД через аксоны в мозг,зрительную кору (через синапсы латерального коленчатого ядра) из  6 слоев, проецируя видимый мир черезпоследовательные поля и потенциалы нейронов, 9- Нейроны обрабатывают исходнуюинформацию сенсоров, рецепторных клеток через сеть с конвергентными,дивергентными и тормозными латеральными связями,  в коре комбинируясь с информацией другихчувств, выявляя более общие исложные вещиХ,В,81)
Заключение

19.7. Рождение, рост и гибель нейронов
19.7.1. Нейроны образуются в соответствии с определенными программамиклеточного деления, у позвоночных – из эктодермальных нервной трубки игребня  3- Тип нейрона и его будущие связи определяются временемего «рождения»(митоза; из гребня – периферическая НС и шван.клетки-оболочки нервов и др., из однослойного эпителия трубки — нейроны и глия ЦНС,причем 2- Радиальные глиальные клетки образуют временный «каркас», направляющиймиграцию незрелых нейронов (до 2см, Р-иК,06, например,мотонейроны – от просвета трубки мигрируют к передним рогам спинного мозга,поздние дальше к периферии), далее 4- нейроны удлиняют аксоны и дендритыблагодаря конусу роста на их кончиках 350, где 5- скапливаются и используютсяматериалы, необходимые для роста, 6- Движение конуса роста in vitro можетнаправляться избирательной адгезией, хемотаксисом и электрическими полями, 7-In vivo – в организме по строго определенному пути, с ветвлением («pathway guidance») (виднымпо ретротранспорту ПХ, Кац М), 8- используя специфическиеадгезионные молекулы (САМ-Атп, нейрональные и др.-Эд,Кандел) для сцепления с поверхностьюклеток и внеклеточным матриксом. 9. Организация нервных связейопределяется различиями в свойствах нейронов (подобно цвету проводов кабеля, Сперри-81, как при повороте н-трубки и сетчатки,узнавании места, спецметки, пре-пост-син.н., типа 7х7 доменов Ат-гликопротеинас градиентом С, с 87-18.7.4,8.1, 94-19.8.9):теория нейронной специфичности
19.7.10 Ткани-мишени выделяют нейротропные факторы (ФРН, как приденервации гладких мышц, Леви-Мон),регулирующие рост и выживаниенервных клеток,11- их число (в результате гибели, необразовавшихсвязей, половины мотонейронов, в движении зародышей) в соответствии с количеством ткани-мишени(и активности, как и синапсов ниже, 19.8.6, Кац М, вероятно, через переток), 12- Нервные связи создаются иразрушаются на протяжении всей жизни, как при регенерации,
19.8. Образование и уничтожение синапсов
(87-18.4.1-, 7.7-) 19.8.1. Синаптический контакт приводит к специализацииданных участков растущего аксона и клетки-мишени для функции передачи сигналов,изменению распределения ионных каналов – 2- Рецепторы ацетихолина диффундируютв мембране мышечной клетки и собираются в месте формирования синапса, 3-нервно-мышечного контакта, отличаемом устойчивой специализацией базальной мембраны («формы» для мио-СК, 17.6.4, ПзНк), сохраняющей аксон, АХЭ, в норме нет АХР и синапсов в др.части волокна, появляющихся при денервации, 4-образование синапсов мышечной клетки регулируется ее электрической активностью,как и 6 – их конкуренция с уничтожением (всех кроме одного) по «правилу возбуждения»,и 5- выживание эмбриональных мотонейронов (19.7.11), причем 7 — Синхронноактивные окончания аксонов образуют поддерживающие друг друга синапсы (как рефлексы), 8- Число сохраняющихся синапсов зависит от числа дендритов у постсинаптического нейрона(«потребителей»),

см.19.6.9 и 87-18.8-Нейронные проекции,– Канделл-00– по принципу непрерывности соседних клеток групп — проецируемых на соседние других,образуя «карты» мира, поверхности тела – осязания, спектра звуков, сохраняя связь между собой и с участком мира, как ретино-тектальная проекция, несмотря на нейро-специфичность, 9- связи в зрительной системе у детенышей млекопитающих подвержены влиянию сенсорного опыта (как при коррекции косоглазия в детстве),10- сначала вся зрительная кора получает информацию от обоих глаз, но за недели разделяются на полосы-колонки глазо-доминантности (0.4 мм, г.о. в среднем слое,выше и ниже бинокулярные, см.ниже), закрытие глаза влечет слепоту с др.до 0.8 мм, т.к. активные синапсы стремятся занять место неактивных, 11- Для конвергенции связей глаз необходима бинокулярная стимуляция, синхронная (укрепляющая, до 10 с, асинхронно активные синапсы конкурируют за выживание, до последнего, по правилу ассоциативного синаптогенеза, сравни ИС,деление и кат?, Х,В,81)- объясняя и непрерывность н-проекций, комбинации и ассоциации памяти (известные с Аристотеля) и12- Роль«правил возбуждения» в организации нервных связей с учетом индивидуального опыта

Заключение

Литература

Особенности растительных клеток

21. Рак  (онкология) — (новая глава издания  1994 — черновик — без заключений)
21.1. Рак как микроэволюционный процесс (87-16.8-территориальная стабильность, гомео- и неальтруистическое поведение). 1-Опухоли различают по типу клеток, из которого они происходят, 2- обычно развиваясь из отдельной аномальной клетки, 3- начинаясь, видимо, с изменений ДНК, последовательности нуклеотидов клеточной, но 4- для них недостаточно единичной мутации (5- Опухоли медленно развиваются из слабо измененных клеток, нарушая клеточный цикл, Хант, Хартвелл (01)) и 6- Развитие опухоли включает последовательные циклы мутаций и естественного отбора, 7- используя и факторы, не изменяющие последовательность нуклеотидов в ДНК клетки (Фибигер(26), Хаггинс(66), с изменением метаболизма Варбург(31) 8- и  комбинации внешних воздействий, которых можно избежать, 9- Поиск способов лечения рака труден, ноне безнадежен, Д.Хитчингс, Элайон(88)
12- и Дефекты в процессах репарации,репликации и рекомбинации ДНК, 13- Высокая мутабильность раковых клеток способствует и их устойчивости к противоопухолевым препаратам, 10- Опухолевый рост часто связан с нарушениемклеточной дифференцировки, а 11- чтобы формировать метастазы, опухолевые клеткидолжны «уметь» проникать через базальную мембрану  Заключение

21.2. Молекулярная генетика рака
1- Опухоли могут вызваться как ДНК -, так и РНК-содержащими вирусами (Рауса(66), ОТ Темина(75),Дульбекко,Балтимор)
21.2.2. Нарушение контроля клеточного деления ДНК-содержащими онкогеннымивирусами — часть их стратегии выживания (ДЕЛЬБРЮК(69), НЕРСПол (Paul M.Nurse) 1949-2001-
21.2.3. Ретровирусы способны случайно захватывать онкогены (Бишоп(89))
21.2.4. Исследование генетической природы рака приводит к одной и той женебольшой группе протоонкогенов
21.2.5. Существует много способов превращения протоонкогена в онкоген
21.2.6. Трансгенные мыши — подходящая тест-система для изучения действияонкогенов
21.2.7. Наряду с приобретением онкогенов при раке происходит потерягенов-супрессоров опухолевого роста
21.2.8. Молекулярно-биологический анализ опухолей легких подчеркивает сложностьи вариабельность раковых заболеваний у человека
21.2.9. Каждый случай рака представляет собой самостоятельный природныйэксперимент в клеточной эволюции
Заключение
Литература

 

Литература  УОТСОН  БРЕННЕР Сидней (Brenner) 1927-2002-,ДЕЛЬБРЮК Макс (Delbruck) 1906-69-81,ЖАКОБ Франсуа (Jacob) 1920-,КОРИ Карл Ф. (Cori) 1896-1947-84,  КРЕБС Эдвин Герхард (Krebs) 1918-92-,КРИК Фрэнсис (Crick) 1916-62-2004МОНО Жак (Monod),Ферменты — классификация,Ферменты — примеры:фосфор   Анфинсен Клуг Сэнгер

 


Дарвиновские геммулы преодолели вейсмановский барьер
Схема эксперимента по передаче информации от соматических клеток к половым

Итальянские ученые трансплантировали мышам клетки меланомы человека со встроенным геном зеленого флуоресцирующего белка. Через 45 дней молекулы РНК чужеродного гена обнаружились не только в крови подопытных животных, но и в их сперматозоидах — как и предполагал Чарльз Дарвин в своей теории геммул и пангенезиса и вопреки теории о так называемом вейсмановском барьере — генетическая информация действительно может быть передана из соматических клеток в половые, по крайней мере в форме РНК.18.01.2015  ТАТЬЯНА РОМАНОВСКАЯ  ГЕНЕТИКА, ЭВОЛЮЦИЯ  45 КОММЕНТАРИЕВ


учебники:Молекулярная биология клетки 2-е издание (без иллюстраций) Также: База знаний по биологии человека,Проект «Cell Biology» в Wikiversity (на английском,Наглядная биохимия Ян Кольман, Клаус-Генрих Рем, Юрген ВиртЭлементы

Ниже- Официальный сайт — 6-е изд. и 4-е изд. (2002) онлайн (Part I. Introduction to the Cell II. Basic Genetic Mechanisms III. Methods IV. Internal Organization of the Cell V. Cells in Their Social Context Glossary)

МБК 4-е изд.- 1-е без Уотсона  4-е изд. (2002) онлайн
Часть I. Введение в клетку

Глава 1. Клетки и Геномы: Универсальные возможности клеток на Земле, Разнообразие Геномов и Древо жизни, Генетическая информация Эукариот Ссылки

Глава 2. Химия клетки и Биосинтез: Химические компоненты клетки, Катализ и использование энергии клетками, Как клетки получают энергию из пищи, Ссылки

Глава 3. Белки: Форма и структура белков, Функции Белка, Ссылки

Часть II. Основные Генетические Механизмы

Глава 4. ДНК и хромосомы: Строение и функции ДНК, Хромосомная ДНК и ее упаковка в волокна Хроматина, Глобальная структура хромосом, Ссылки

Глава 5. Репликация ДНК, репарация (ремонт) и рекомбинации: Содержание последовательностей ДНК, Механизмы репликации ДНК, Инициации и завершения репликации ДНК в хромосомах, Ремонт ДНК, Общая Рекомбинация, Сайт-Специфическая Рекомбинация,Ссылки

Глава 6. Как клетки читают геном: от ДНК к белку: От ДНК к РНК, От РНК к белку, Мир РНК и происхождение жизни, Ссылки

Глава 7. Контроль экспрессии генов: Обзор Генного контроля, ДНК-связывающие мотивы ген-регуляторных белков, Как Генетические Переключатели Работают, Молекулярно-Генетические Механизмы Создания Специализированных Типов Клеток, Посттранскрипционный Контроль, Как Геномы Эволюционируют, Ссылки

 

 Part I. Introduction to the Cell Chapter 1. Cells and Genomes : The Universal Features of Cells on Earth, The Diversity of Genomes and the Tree of Life, Genetic Information in Eucaryotes, References

Chapter 2. Cell Chemistry and Biosynthesis

The Chemical Components of a Cell, Catalysis and the Use of Energy by Cells, How Cells Obtain Energy from Food, References

Chapter 3. Proteins: The Shape and Structure of Proteins, Protein Function, References

Part II. Basic Genetic Mechanisms Chapter 4. DNA and Chromosomes: The Structure and Function of DNA, Chromosomal DNA and Its Packaging in the Chromatin Fiber, The Global Structure of Chromosomes, References

Chapter 5. DNA Replication, Repair, and Recombination: The Maintenance of DNA Sequences, DNA Replication Mechanisms, The Initiation and Completion of DNA Replication in Chromosomes, DNA Repair, General Recombination, Site-Specific Recombination, References

Chapter 6. How Cells Read the Genome: From DNA to Protein: From DNA to RNA, From RNA to Protein, The RNA World and the Origins of Life, References

Chapter 7. Control of Gene Expression: An Overview of Gene Control, DNA-Binding Motifs in Gene Regulatory Proteins, How Genetic Switches Work, The Molecular Genetic Mechanisms That Create Specialized Cell Types, Posttranscriptional Controls, How Genomes Evolve, References

Часть III. Методы

Глава 8. Манипуляции белками, ДНК и РНК: Изоляция клеток и выращивание их в культуре; Фракционирование клеток; Изоляция, клонирование и Секвенирование ДНК; Анализ структуры и функций белка; Изучение экспрессии генов и функции; Ссылки

Глава 9. Визуализация Клеток: Глядя на структуру клеток в микроскоп, Визуализация молекул в живых клетках, Ссылки

Part III. Methods Chapter 8. Manipulating Proteins, DNA, and RNA: Isolating Cells and Growing Them in Culture; Fractionation of Cells; Isolating, Cloning, and Sequencing DNA, Analyzing Protein Structure and Function, Studying Gene Expression and Function, References

Chapter 9. Visualizing Cells: Looking at the Structure of Cells in the Microscope, Visualizing Molecules in Living Cells, References

 

Часть IV. Внутренняя Организация клетки Глава 10. Структура Мембраны: Липидный Бислой, Мембранные Белки, Ссылки

Глава 11. Мембранный Транспорт малых молекул и электрические свойства мембран: Принципы мембранного транспорта, Белки-носители и активный мембранный Транспорт, Ионные каналы и электрические свойства мембран, Ссылки

Глава 12. Внутриклеточные отсеки и Сортировка белка: Компартментализации клеток, Транспорт молекул между ядром и Цитозолем, Транспорт белков в Митохондрии и Хлоропласты, Пероксисомы, Эндоплазматический Ретикулум, Ссылки

Глава 13. Внутриклеточный Мембранный (4: Везикул) Трафик: Молекулярные механизмы мембранного транспорта и поддержание разнообразия Компартментов, Транспорт от ЭПР через аппарат Гольджи, Транспорт из Транс — сети Гольджи в Лизосомы, Транспорт в клетку из Плазматической мембраны: Эндоцитоз, Транспорт из Транс — сети Гольджи к клеточной Экстерьер: Экзоцитоз, Ссылки

Глава 14. Преобразование энергии: митохондрии и Хлоропласты: Митохондрии, Электрон-транспортные цепи и их Протонные насосы, Хлоропласты и фотосинтез, Генетические системы митохондрий и Пластид, Эволюция Электрон-транспортных цепей, Ссылки

Глава 15. Коммуникация клетки («Сотов.Связь»): Общие принципы сотовой связи, Сигналы через G-белки-связанные Рецепторы поверхности клетки, Сигналы через Энзим-связанные рецепторы поверхности клетки, Сигнальные пути, которые зависят от регулируемого Протеолиза, Сигнализация в растениях, Ссылки

Глава 16. Цитоскелет: Самосборки и динамика структуры Цитоскелетных нитей (филамент), Как Клетки Регулируют Их Цитоскелетных Филаментов, Молекулярные Моторы, Цитоскелет и поведение клеток, Ссылки

Глава 17. Клеточный цикл и (4и: Запрограммированная) смерть клеток: Обзор клеточного цикла, Компоненты клеточного цикла системы управления, Внутриклеточный контроль событий клеточного цикла

Механика клеточного деления: Обзор фазы М, Митоз, Цитокинез, Ссылки (6: Глава 18.  Запрограммированная Смерть Клетки (Апоптоз)  Внеклеточный контроль деления клеток, клеточный рост и Апоптоз, Ссылки

Часть V. Клетки в их социальном контексте

Глава 19. Межклеточные контакты (4: адгезия) и Внеклеточный Матрикс: Межклеточные Контакты, Адгезия клеток, Матрикс животных, Интегрины, Клеточная Стенка Растений, Ссылки

Глава 20 (4: 23). Рак: Рак как процесс Микроэволюции, Предотвратимые причины рака, Обнаружение генов Рака, Молекулярная основа поведения клеток рака Лечение рака: настоящее и будущее Ссылки

(4и: Глава 20. Половые клетки и Оплодотворение: Преимущества секс, Мейоз, Первичные половые клетки и определение пола у млекопитающих, Яйца, Сперма, Оплодотворение, Ссылки  Глава 21. Развитие многоклеточных организмов: Универсальные механизмы развития животного, Нематода С.Элеганс: развитие с точки зрения индивидуальной клетки, Дрозофилы и молекулярная  генетика формирования (рис.): генезис плана тела, Гомео-гены и Формы Переднезадней оси, Органогенез и Формы придатков, Движения клеток и формирование организма позвоночных, Мышь, Нейронное Развитие, Развитие Растений, Ссылки

Глава 22. СК и обновление тканей (4: Гистология: жизнь и гибель клеток в тканях : Эпидермис и его обновление стволовыми клетками, Сенсорный Эпителий, Дыхательные пути и кишечник, Кровеносные сосуды и Эндотелиальные клетки, Обновление Мультипотентных стволовых клеток: Формирование клеток крови; Генезис, модуляция и регенерация скелетных мышц, Фибробласты и их превращения: Семья клеток соединительной ткани, Инженерия Стволовых Клеток, Ссылки

Глава 23 (4и: 25). Патогены, инфекция и врожденный Иммунитет: Введение к Патогенам, Клеточная биология инфекции Ссылки

Глава 24. Врожденный Иммунитет Приобретенная (Адаптивная) Иммунная Система: Лимфоциты и клеточные Основы адаптивного иммунитета, В-клетки и антитела, Выработка разнообразия антител , Т-клетки и белки  ГКГ, Т-хелперы и активация лимфоцитов, Ссылки

Глоссарий

Part IV. Internal Organization of the Cell Chapter 10. Membrane Structure: The Lipid Bilayer, Membrane Proteins, References

Chapter 11. Membrane Transport of Small Molecules and the Electrical Properties of Membranes: Principles of Membrane Transport, Carrier Proteins and Active Membrane Transport, Ion Channels and the Electrical Properties of Membranes, References

Chapter 12. Intracellular Compartments and Protein Sorting: The Compartmentalization of Cells, The Transport of Molecules between the Nucleus and the Cytosol, The Transport of Proteins into Mitochondria and Chloroplasts, Peroxisomes, The Endoplasmic Reticulum, References

Chapter 13. Intracellular Membrane (4: Vesicular) Traffic^ The Molecular Mechanisms of Membrane Transport and the Maintenance of Compartmental Diversity, Transport from the ER through the Golgi Apparatus, Transport from the Trans Golgi Network to Lysosomes, Transport into the Cell from the Plasma Membrane: Endocytosis, Transport from the Trans Golgi Network to the Cell Exterior: Exocytosis, References

Chapter 14. Energy Conversion: Mitochondria and Chloroplasts: The Mitochondrion, Electron-Transport Chains and Their Proton Pumps, Chloroplasts and Photosynthesis, The Genetic Systems of Mitochondria and Plastids, The Evolution of Electron-Transport Chains, References Chapter 15. Cell Signaling (4: Communication): General Principles of Cell Communication, Signaling through G-Protein-Linked Cell-Surface Receptors, Signaling through Enzyme-Linked Cell-Surface Receptors, Signaling Pathways That Depend on Regulated Proteolysis, Signaling in Plants, References

Chapter 16. The Cytoskeleton: The Self-Assembly and Dynamic Structure of Cytoskeletal Filaments, How Cells Regulate Their Cytoskeletal Filaments, Molecular Motors, The Cytoskeleton and Cell Behavior, References

17. The Cell Cycle Chapter 17. The Cell Cycle and Programmed Cell Death: An Overview of the Cell Cycle, Components of the Cell-Cycle Control System, Intracellular Control of Cell-Cycle Events, The Mechanics of Cell Division: An Overview of M Phase, Mitosis, Cytokinesis, References Chapter 18. Cell Death (4: Programmed Cell Death — Apoptosis), Extracellular Control of Cell Division, Cell Growth, and Apoptosis, References

Part V. Cells in Their Social Context Chapter 19. Cell Junctions (4е: Adhesion) and the Extracellular Matrix : Cell Junctions, Cell-Cell Adhesion, The Extracellular Matrix of Animals, Integrins, The Plant Cell Wall, References

Chapter 20 (4е: 23): Cancer as a Microevolutionary Process, The Preventable Causes of Cancer, Finding the Cancer-Critical Genes, The Molecular Basis of Cancer-Cell Behavior, Cancer Treatment: Present and Future, References

(4е: Chapter 20. Germ Cells and Fertilization: The Benefits of Sex, Meiosis, Primordial Germ Cells and Sex Determination in Mammals, Eggs, Sperm, Fertilization, Chapter 21. Development of Multicellular Organisms: Universal Mechanisms of Animal Development, Caenorhabditis Elegans: Development from the Perspective of the Individual Cell, Drosophila and the Molecular Genetics of Pattern Formation: Genesis of the Body Plan, Homeotic Selector Genes and the Patterning of the Anteroposterior Axis, Organogenesis and the Patterning of Appendages

Cell Movements and the Shaping of the Vertebrate Body, The Mouse, Neural Development, Plant Development, References

Chapter 22. Stem Cells and Tissue Renewal (4: Histology: The Lives and Deaths of Cells in Tissues : Epidermis and Its Renewal by Stem Cells, Sensory Epithelia, The Airways and the Gut, Blood Vessels and Endothelial Cells, Renewal by Multipotent Stem Cells: Blood Cell Formation, Genesis, Modulation, and Regeneration of Skeletal Muscle, Fibroblasts and Their Transformations: The Connective-Tissue Cell Family, Stem-Cell Engineering, References

23. Pathogens and Infection (4: Chapter 25. Introduction to Pathogens, Cell Biology of Infection,References

Chapter 24. The Innate and Adaptive Immune Systems

Innate Immunity The Adaptive Immune System: Lymphocytes and the Cellular Basis of Adaptive Immunity, B Cells and Antibodies, The Generation of Antibody Diversity, T Cells and MHC Proteins, Helper T Cells and Lymphocyte Activation, References