Задание 1.
Задание 2.
Список использованных источников
Задание 1. Единство принципов структуры и функционирования живых организмов: принцип единства элементарного состава живых организмов и типов химических связей.
Устройство и функционирование молекулярного, органоидного, клеточного звеньев принципиально одинаково у всех живых систем. Различия появляются на более высоких ступеньках иерархической лестницы.
Принципы структуры живых организмов следующие:
1. Единство элементарного состава;
2. Единство типов химических связей;
3. Единство мембранного типа строения субклеточных образований;
4. Единство клеточного строения;
5. Единство строения многоклеточных организмов.
Принцип единства элементарного состава живых организмов. Из 109 элементов Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева в организмах животных и растений обнаружено более 30.
В среднем на долю четырех элементов - кислорода, углерода, водорода и азота - приходится 97 - 98%, а еще восемь жизненно необходимых элементов - сера, фосфор, хлор, калий, магний, кальций, натрий, железо в сумме не превышают 1,9 - 2%. Количество остальных элементов, входящих в состав микропримесей, составляет не более 0,01%.
Преобладающим элементом является кислород. Жизнь на Земле построена на базе углерода, но он не является самым распространенным элементом в земной коре: например, он более чем в 320 раз уступает кремнию, который стоит с ним в одном ряду Периодической системы элементов Д.И. Менделеева.
Тот факт, что ткани живого организма построены из числа первых 30 элементов Периодической системы Д.И. Менделеева, вполне объясним: атомы наименьшего размера после присоединения 1-4 электронов другого атома дают устойчивые соединения. Кислород и сера обеспечивают стабильность соединений путем образования кислородных мостиков и дисульфидных связей. Атомы водорода обусловливают подвижность, лабильность, быструю изменчивость соединений в зависимости от их взаимодействия с окружающими атомами. Водородная связь играет значительную роль в осуществлении ряда взаимодействий. Водородной связью объясняют особые свойства воды.
Азот необходим для образования пептидных связей в белке. Пептидная связь обеспечивает образование из аминокислот полипептидов и белка.
Задание 2. Молекулярные механизмы рецепторных процессов. Общая характеристика процессов передачи информации в клетке.
Передача сигнала в клетке (клеточная сигнализация, англ. cell signaling) – это часть сложной системы коммуникации, которая управляет основными клеточными процессами и координирует действия клетки. Возможность клеток корректно отвечать на изменения окружающей их среды (microenvironment) является основой развития, репарации тканей, иммунитета и системы поддержания гомеостаза в целом. Ошибки в системах обработки клеточной информации могут привести к раку, аутоиммунным заболеваниям и диабету. Понимание механизмов передачи сигнала внутри клетки может привести к разработке методов лечения заболеваний и даже созданию искусственных тканей [4].
Сигналы, передающиеся через сигнальные молекулы, являются первичными по отношению к каскадам биохимических реакций, запускающимся в клетках в ответ на их воздействие. Передача сигнала это последовательность реакций, включающих взаимодействие внеклеточных лигандов (сигналы клеточные) с рецепторами на поверхности клетки с последующей активацией рецептора, заключающейся в изменении состояния его внутриклеточного домена. Активация рецептора вызывает каскад событий в клетке, в результате которых клетка адекватно реагирует на внешний сигнал.
Первичные сигналы распознаются клетками благодаря наличию у них специальных молекул-рецепторов белковой природы, взаимодействующих с первичными сигнальными молекулами или с физическими факторами. Первичный сигнал, как правило, не действует прямо на те метаболические процессы в клетке, для регуляции которых он предназначен. Воспринимающий его рецептор инициирует образование в клетке промежуточных химических соединений, запускающих внутриклеточные процессы, воздействие на которые было целью первичного внеклеточного сигнала. Такие промежуточные соединения несут в себе информацию о первичном регуляторном сигнале и являются вторичными его переносчиками, поэтому они получили название вторичных мессенджеров . Ими могут быть различные ионы, циклические нуклеотиды , продукты деградации липидов и целый ряд других химических соединений биогенного происхождения.
Вторичные мессенджеры позволяют усиливать первичный регуляторный сигнал от внеклеточных регуляторных молекул. Группы клеток и тканей приобретают способность к однотипной и одновременной реакции на первичный регуляторный сигнал, например, на действие гормона эндокринной системы. Это обеспечивает возможность быстрой адаптации многоклеточного организма к изменяющимся условиям внутренней и окружающей среды.
1. Верещагина В.А. Основы общей цитологии : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по спец. и направл. подгот. «Биология» / Верещагина В.А. – 3-е изд., стер. – М. : Академия, 2009. – 176 с.
2. Физическая химия дисперсных систем / Ершов Ю.А. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013.
3. Физические и химические основы нанотехнологий / Рамбиди Н.Г., Березкин А.В. – М. : ФИЗМАТЛИТ. – 2009.
4. Сидоров А.В. Физиология межклеточной коммуникации : учеб. пособие для студ. биол. спец. вузов / Сидоров А.В. – Минск : БГУ, 2008. – 215 с.
