5 кл биология сонин рабочая тетрадь: ГДЗ упражнение 90 биология 5 класс рабочая тетрадь Сонин

IB Биология 2-е издание — Рабочая тетрадь

Второе издание популярного учебного пособия для студентов BIOZONE по IB Biology содержит основной объем и содержание AHL в одном всеобъемлющем томе.Структура учебного пособия включает в себя как интегрированную спираль , так и спираль , подходящую к трассе, при этом основной материал для материалов SL и HL четко идентифицируется и легко определяется.

Каждая глава — это , с предисловием к которой четко сформулированы цели обучения , основанные на знаниях, навыках и приложениях, являющихся центральными в Дипломной программе IB по биологии. Цели и содержание для решения Теория знаний и Международное мышление интегрировано в .

Новые функции включают использование системы нумерации действий и перекрестных ссылок на связанный контент, что упрощает использование книги и позволяет использовать ее повсюду. Задания, составляющие основную часть учебного пособия, обеспечивают визуально , удобную для учащихся доставку содержания . Задания основаны на концепциях и были написаны специально для развития навыков критического мышления, анализа данных и решения проблем у учащихся всех способностей.

Это новое издание знаменует собой пересмотр основного содержания с учетом новой учебной программы, начиная с сентября 2014 года.

Характеристики

• Схемы, иллюстрации и фотографии

  Четкие, несложные схемы, иллюстрации и фотографии поддерживают и усиливают текст.

• Ключевые идеи

  Вступление к каждому занятию предваряется ключевой идеей, в которой резюмируется основной фокус деятельности.

• Синоптические мероприятия в конце главы

  Синоптические мероприятия в конце главы предоставляют средства самопроверки или оценки. Они сосредоточены на понимании содержания и словарного запаса.

• Веб-ссылки

  Разнообразие более 320 занятий способствует эффективному дифференцированному обучению. Внедряйте, объединяйте, расширяйте и тестируйте с помощью одной и той же книги.

• Грамотность и понимание

  Упражнение на грамотность и понимание завершает каждую главу, проверяя знание важных терминов, обобщая информацию и понимая основные концепции. Идеальная синоптическая самопроверка для студентов.

• Syllabus and Cross-curricula Links

  Уникальная система вкладок

  BIOZONE идентифицирует использования, устанавливая связи со связанными концепциями по всей программе IB Biology.

• TOK и международное мышление

  Конкретные индикаторы для этих компонентов учебной программы приведены во введении к каждой главе и по всему учебному пособию. С помощью вопросов и визуальных материалов учащихся поощряют обращаться к ним в соответствующем контексте.

• Понимание, приложения и навыки

  Понимание, применение и навыки, необходимые для каждой темы, суммированы в серии учебных целей, которые обеспечивают учащемуся IB ожидаемую успеваемость.Ключевые термины, вытекающие из них, составляют основу мероприятий по обучению грамоте, завершающих каждую тему.

• Списание деятельности

  Разнообразие более 320 занятий способствует эффективному дифференцированному обучению. Внедряйте, объединяйте, расширяйте и тестируйте с помощью одной и той же книги.

• Группа 4 Экспериментальные навыки и математические требования

  Эти компоненты учебной программы рассматриваются двумя взаимодополняющими способами.Действия по обработке и интерпретации данных интегрированы во всей книге, обеспечивая реальные сценарии в контексте. Об этом свидетельствует исчерпывающая заключительная глава, охватывающая базовое планирование, вычисление.

CBSE Class 11 Biology Cell The Unit of Life Notes Concepts for Biology Revision notes

CBSE Class 11 Biology Cell The Unit of Life Notes. Изучение важных понятий очень важно для каждого студента, чтобы получить более высокие оценки на экзаменах. Понятия должны быть ясными, что поможет ускорить обучение.Прилагаемые концепции, составленные в соответствии с шаблоном NCERT и CBSE, помогут студенту понять главу и получить более высокие оценки на экзаменах.

8. Клетка: Единица жизни

ЧТО СЛЕДУЕТ ЗАПОМНИТЬ

ТЕОРИЯ КЛЕТОК:

• Шайден и Шванн вместе сформулировали теорию клетки.

• Они предположили, что тело животного и растения состоит из клеток и продукта клеток.

• Рудольф Вирхов (1855) он модифицировал и придает окончательную форму теории клетки.

o Все живые организмы состоят из клеток и продуктов клеток.

o Все ячейки возникают из уже существующих ячеек.

ПРОКАРИОТИЧЕСКИЕ КЛЕТКИ:

• Представлены бактериями, сине-зелеными водорослями, микоплазмой и PPLO.

• Меньше и размножаются быстрее, чем эукариотические клетки.

• Бактерии четырех основных форм:

o Бациллы (палочковидные)

o Кокки (сферические)

o Вибрионы (в форме запятых)

o Ростки (спиральные)

• У всех прокариот клеточная стенка окружает плазматическая мембрана.

• Нет четко определенного ядра.

• Хромосома одинарная и круглая, не покрыта ядерной мембраной.

• Наличие множества мелких, кольцевых, экстрахромосомных и самовоспроизводящихся ДНК, называемых плазмидами.

• Плазмид придает бактериям уникальные свойства.

• Одна из характеристик — устойчивость к антибиотикам.

• Нет мембраносвязанных клеточных органелл.

• Присутствует специализированная дифференцированная форма клеточной мембраны, называемая мезосомой.

Клеточная оболочка и ее модификации:

• Большинство прокариотических клеток имеют характерную сложную клеточную оболочку.

• Оболочка клетки состоит из плотно связанной трехслойной структуры;

o Самый внешний гликокаликс.

o Средняя клеточная стенка

o Внутренняя плазматическая мембрана.

• В соответствии с природой клеточной стенки и поведением по отношению к окрашиванию по Граму, бактерии являются грамположительными или грамотрицательными.

• Гликокаликс может для рыхлой оболочки, называемой слоем слизи.

• Гликокаликс может быть толстым и твердым, называемым капсулой.

• Клеточная стенка определяет форму клетки, прочная структурная опора для предотвращения разрыва и разрушения бактерий.

• Плазменная мембрана полупроницаема по своей природе и взаимодействует с внешним миром.

• Особая мембранная структура — это мезосома, которая образована расширением плазматической мембраны внутрь клетки.

o Эти расширения имеют форму пузырьков, канальцев и пластинок.

o Они помогают в формировании клеточной стенки, репликации ДНК и распределении в дочерней клетке.

o Они также помогают при дыхании и секреции.

• У некоторых бактерий есть нитевидные отростки, называемые жгутиками.

• Жгутик бактерий состоит из трех частей — нити, крючка и базального тела.

• Пили — это удлиненные трубчатые структуры, состоящие из особого белка.

• Фимбрии — это небольшие щетиноподобные волокна, выходящие из клетки. Играют роль в адгезии.

Рибосомы и тельца включения:

• Рибосомы связаны с плазматической мембраной клетки.

• Каждая рибосома (70 S) имеет две субъединицы; меньшие (30 S) и большие (50 S).

• Рибосомы — это место синтеза белка.

• Несколько рибосом, прикрепленных к одной мРНК, образуют цепь, называемую полирибосомой или полисомой.

• Запасные материалы хранятся в виде тел включений.

• Гранулы фосфата, гранулы цианофека и гранулы гликогена являются телами включения.

ЭУКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА:

• Эукариоты включают всех протистов, растений, животных и грибов.

• Обширная компартментализация за счет мембраносвязанных клеточных органелл.

• Обладают организованным ядром с ядерной оболочкой.

• Имеют разнообразную сложную двигательную и цитоскелетную структуру.

• Генетические материалы организованы в хромосомы.

• Растительная клетка имеет клеточные стенки, пластиды и большую центральную вакуоль, которые отсутствуют в животной клетке.

• В клетках животных есть центриоли, которых нет в клетках растений.

Клеточная мембрана:

• Клеточная мембрана состоит из липидов, расположенных в бислой.

• Липиды расположены внутри мембраны с гидрофильной полярной головкой к внешним сторонам и гидрофобными хвостами к внутренней части.

• Неполярный хвост предельных углеводородов защищен от водной среды.

• Липидный компонент мембраны в основном состоит из фосфоглицеридов.

• Клеточная мембрана также содержит белок и углеводы.

• Соотношение белков и липидов варьируется от клетки к клетке.

• Плазматическая мембрана эритроцитов человека содержит 52% белка и 40% липидов.

• Мембранный белок может быть цельным или периферическим.

• Периферический белок лежит на поверхности, а интегральные белки частично или полностью погружены в мембрану.

• Улучшенная модель структуры плазматической мембраны была предложена певцом и Николсоном (1972) и получила широкое распространение в качестве модели жидкой мозаики.

• В соответствии с этим квазифидкая природа липидов обеспечивает латеральное движение белков внутри всего бислоя.

Пожалуйста, нажмите на ссылку ниже, чтобы загрузить PDF-файл для CBSE Class 11 Biology Cell The Unit of Life Notes.

Клеточная биология

Все, что входит в клетку и выходит из нее, должно проходить через клеточную мембрану. Клеточные мембраны частично проницаемы. Это означает, что некоторые вещества относительно легко проходят через мембрану, но другие не могут пройти через нее без поступления энергии от АТФ.Свойства молекул влияют на то, насколько легко они переносятся.

Как правило:

• Жирорастворимые молекулы переносятся через клеточные мембраны легче, чем водорастворимые молекулы
• Маленькие молекулы переносятся через мембрану легче, чем большие молекулы
• Чем выше заряд молекулы, тем труднее ей переноситься через мембрану

Существует ряд различных способов переноса через частично проницаемые клеточные мембраны.

• Распространение: процесс, который происходит вниз по градиенту концентрации или электрохимическому градиенту от области с относительно высокой концентрацией к области с относительно низкой концентрацией. Клеточные мембраны не являются препятствием для диффузии очень мелких частиц, таких как кислород и углекислый газ, но заряженные молекулы и большие макромолекулы не могут пройти через них.

• Облегченная диффузия: диффузия, которая происходит вниз по градиенту концентрации через поры, образованные белками, которые являются неотъемлемой частью структуры мембраны.Каждый канал специфичен для транспорта конкретной молекулы или иона. Эти поры могут присутствовать всегда, или они могут быть закрытыми, что означает, что они могут быть открытыми или закрытыми в зависимости от условий окружающей среды.

  Примерами веществ, которые перемещаются в клетку за счет облегченной диффузии через закрытые каналы, являются ионы натрия (Na ⁺ ), ионы калия (K ⁺ ) и ионы хлора (Cl ^— ).

  Облегченная диффузия также происходит с использованием пассивных молекул-носителей белка.Он не использует АТФ. Связывание молекулы с носителем просто вызывает изменение формы, которое пассивно перемещает ее через мембрану. Глюкоза и аминокислоты проникают в клетки путем облегченной диффузии с использованием пассивных носителей.

• Осмос: движение воды вниз по градиенту водного потенциала через частично постоянную мембрану. Водный потенциал (Ψ) — это мера относительной тенденции воды перемещаться из одной области в другую.Чистая вода имеет наивысший водный потенциал, поскольку все молекулы воды могут свободно двигаться. Каждый раствор имеет более низкий водный потенциал, чем чистая вода, поскольку некоторые молекулы связаны с частицами растворенного вещества.

Движение воды очень важно в биологических системах. Активный транспорт может использоваться для накопления растворенных веществ по обе стороны от частично проницаемой клеточной мембраны, изменяя водный потенциал. Это приводит к пассивному движению воды за счет осмоса в нужном направлении.

Анимация, показывающая диффузию, облегченную диффузию и осмос через клеточную мембрану

Цитоскелет, часть I: Актин

Это записи из лекции 5 курса клеточной биологии Гарвардского отделения.

Цитоскелет — это многое для клетки: структурный каркас, определяющий форму клетки, внутриклеточная транспортная система, движущая сила клеточной подвижности и медиатор клеточного деления, и это лишь некоторые из наиболее важных.Соответственно, цитоскелет получает две лекции, посвященные двум его наиболее важным частям: на этой неделе об актине (красный внизу) и на следующей неделе о микротрубочках (зеленый внизу; синий — это ядра).

Цитоскелет — это динамическая трехмерная белковая сеть, соединенная с мембраной и некоторыми органеллами. Цитоскелет состоит из трех элементов, каждый из которых представляет собой цепочку определенных белковых единиц:

1. микрофиламенты из мономеров актина
2. микротрубочек из димеров тубулина,
3. промежуточных филамента, состоящих из различных других белков.

Поскольку цитоскелет является модульным, состоящим из полимеров отдельных белков, он может расширяться или сжиматься, изменяя форму клетки, перемещаясь и реагируя на стимулы. Цитоскелетные системы сильно различаются в зависимости от типа клеток, частично отвечая на сигналы, полученные извне.

Сегодняшняя лекция будет посвящена микрофиламентам, а вот краткое введение в две другие вещи. Микротрубочки проходят по всей клетке, обеспечивая организационную основу для органелл.Они придают форму ресничкам и жгутикам у эукариот и образуют веретена, которые разделяют сестринские хроматиды во время митоза. Промежуточные волокна зависят от ткани. Они поддерживают ядро ​​и ядерную мембрану, обеспечивают структурную поддержку клеток и способствуют формированию барьеров в клетках волос, кожи и ногтей. Насколько нам известно, они не играют транспортной роли, то есть являются субстратами , а не , по которым двигательные белки могут ходить. Напротив, микрофиламенты и микротрубочки служат транспортными системами.Кинезин и динеин, питаемые АТФ, проходят по микротрубочкам (антероградным и ретроградным соответственно), что будет более подробно описано в следующей лекции. Миозин движется по актиновым микрофиламентам, что является предметом сегодняшней лекции.

Микрофиламенты — полимеры актина. Они могут образовывать сложные структуры, по-разному удерживаясь вместе головокружительным разнообразием актин-связывающих белков. Микрофиламенты организуют плазматическую мембрану: клетки животных имеют «клеточную кору», которая представляет собой богатый актином слой прямо под мембраной.Актин также образует сократительное кольцо, которое сжимает клетку надвое во время митоза.

показано в видео Inner Life of the Cell, хотя, пожалуй, это моя наименее любимая часть этого действительно потрясающего видео. Сьюзан Линдквист отметила, что в этом видео для того, чтобы сделать то, что происходит в камере, визуально понятным, в этом видео принесены две главные жертвы: (1) концентрация и (2) скорость. В отличие от элегантного негативного пространства видео, все молекулы в ячейке упакованы рядом друг с другом, скользят мимо друг друга и постоянно взаимодействуют.Молекулы при температуре тела движутся со скоростью около 25 миль в час, в то время как клетка имеет только 10-30 мкм в поперечнике [викиучебники], а это означает, что каждая проходящая секунда предоставляет астрономическое количество возможностей для молекулярных взаимодействий. Эти два фактора — скорость и плотность — имеют решающее значение для всего, что происходит в клетке, и их исключение — необходимая жертва для любого видеоизображения, но для меня особенно проблематично показать образование актина. В этом видео показано, как будто белки актина просто знают, что они волшебным образом объединяются и образуют нити:

Микрофиламенты актина также образуют ламеллиподии и филаподии, две структуры, критически важные для движения вперед подвижных клеток.Ламеллиподии представляют собой сетчатую сеть актиновых филаментов внутри цитоплазмы, которые расширяют гладкую переднюю кромку на «передней части» мигрирующих клеток. Филаподии представляют собой шиповидные выступы актиновых нитей в виде пальцев, которые выступают за зубчатый край. Оба необходимы для правильной миграции клеток в некоторых клетках, и оба состоят из актина — просто с разными организующими белками, дающими начало разным надстройкам микрофиламентов. Актин также является структурным компонентом микроворсинок, еще одна особенность, наблюдаемая только в некоторых типах клеток (кишечник и яйцеклетки), и стрессовых волокнах, важных для сокращения мышц, и адгезионных соединениях, которые связывают клетки вместе (эпителиальные клетки и кардиомиоциты).

Актин представлен в трех основных изоформах (и несколько второстепенных, мы не будем здесь рассматривать). Большая тройка предсказуемо названа альфа-актином, бета-актином и гамма-актином и кодируется тремя генами ACTA1, ACTB и ACTG1. Каждая изоформа состоит из ~ 375 аминокислот, из которых только ~ 25 различаются между этими тремя изоформами — и только 20% из них различаются в зависимости от вида от водорослей до человека, что свидетельствует о сильной сохранности. Но эта небольшая вариабельность приводит к большим различиям в функциях между изоформами.Альфа важна в сократительных структурах, таких как сократительное кольцо, для митоза; бета важна в клеточной коре и на переднем крае подвижных клеток (ламеллиподии и филаподии), а гамма важна для стрессовых волокон. В совокупности они составляют 10% клеточной массы в мышечных клетках [в зависимости от класса; 20% по данным Википедии].

Независимо от изоформы (альфа / бета / гамма), актин называется G-актином (для глобулярного), когда он является мономером, и F-актином (для нитчатого), когда он является полимером.Мономеры актина полярны с «зазубренным» (+) концом и «заостренным» (-) концом. На спицах цитоскелета конец (+) указывает на поверхность клетки, а (-) указывает на центр клетки. (-) конец имеет расщелину для связывания АТФ, и актин должен связывать либо АДФ, либо АТФ, чтобы вообще полимеризоваться, с гораздо большей склонностью к полимеризации при связывании с АТФ, чем при связывании с АДФ. Актины обычно также связывают ион (чаще всего Mg ²⁺ , иногда K ⁺ или Na ⁺ ), и концентрация ионов определяет, благоприятствует ли образование или диссоциация филаментов.

Формирование нити происходит в три этапа:

1. Нуклеация . Это этап ограничения скорости — мономеры актина обладают ограниченным сродством к образованию олигомеров друг с другом, но более высоким сродством к присоединению к существующей нити. Это похоже на то, как труднее всего заработать свой первый миллион или как никто не хочет приходить на вечеринку, пока не узнает, кто еще там будет. В частности, димеры актина очень легко диссоциируют, но как только тример образуется, он становится относительно стабильным и может действовать как затравка для привлечения других молекул G-актина.Очевидно, для танго нужны трое.
2. Удлинение . Как только зародышеобразование произошло, и при условии, что концентрации ионов и G-актина благоприятствуют этому, филамент будет быстро удлиняться. Мономеры G-актина предпочитают присоединяться к (+) концу филамента, так что этот конец будет расти быстрее, но во многих условиях (-) конец также будет расти.
3. Устойчивое состояние . В конце концов, филамент вырастет до того места, где окружающие концентрации G-актина и необходимых ионов истощены настолько, чтобы скорость диссоциации актинового мономера от филамента была равна скорости удлинения.Диссоциация больше происходит на (-) конце, а удлинение — на (+) конце, поэтому даже в состоянии равновесия нить остается динамичной и имеет вид «беговой дорожки».

Вышеупомянутое является небольшим упрощением, поскольку зарождение филаментов и равновесие между удлинением и диссоциацией также зависят от связывающих актин белков. Профилины (гены: PFN1-4) представляют собой небольшие белки, которые способствуют замене АДФ на АТФ в актиновой щели: они связываются с (+) концом АДФ-связанного G-актина, когда АТФ более многочисленны, и высвобождают АДФ, позволяя своп происходить.Профилин также блокирует (-) рост кончиков пальцев, тем самым способствуя «беговой дорожке». Кофилины (гены: CFL1, CFL2, DSTN) скручивают и дестабилизируют филаменты, способствуя диссоциации. Тимозин бета 4 (ген: TMSB4X) — еще один небольшой белок, который связывает АТФ-связанный актин и физически блокирует присоединение к филаменту на обоих концах — таким образом, он предотвращает чрезмерное удлинение филаментов в условиях обилия АТФ.

Другие белки могут полностью «закрывать» концы филамента, предотвращая сборку или разборку.CapZ (гены: CAPZA1-3, CAPZB) являются (+) концевыми специфичными, тропомодулины (гены: TMOD1-4) специфичны (-) концевыми и обнаруживаются в неподвижных клетках, которые, поскольку они не двигаются, хотят стабильности , нерасширяющиеся, не сжимающиеся актиновые филаменты, и гельзолин (ген: GSN) является (+) концевым специфичным и обладает зависимой от Ca ²⁺ способностью разрезать филаменты.

Зарождение нуклеации стимулируется «нуклеирующими белками актина», которые помогают объединить мономеры. В основном, формины (многие гены) помогают формировать длинные прямые филаменты, а димер Arp2 / 3 (гены: ARPC2 и ARPC3) помогает образовывать разветвленные филаменты, например, в ламеллиподиях.

имеют два домена (называемые Fh2 и Fh3 для форм гомологии 1 и 2), которые образуют комплекс в форме пончика, который способствует удлинению на (+) конце. В частности, Fh2 богат пролином, а профилин (см. Выше) притягивается к богатым пролином доменам. Таким образом, формин находится на (+) конце F-актина и привлекает профилин, который привлекает связанный с АТФ G-актин, который затем может быть добавлен к филаменту. Формин, таким образом, эффективно увеличивает локальную концентрацию G-актина выше критического порога для возникновения элонгации.Это также предотвращает (+) закрытие концов.

Сам по себе формин регулируется G-белками Rho. Помните, что G-белок означает GTPase, белок, который может связывать GTP и гидролизовать его до GDP в качестве источника энергии. Определенные внеклеточные сигналы могут активировать Rho-GEF (любой из группы различных белков с одним общим доменом) для загрузки Rho с помощью GTP. Когда (и только когда) Rho привязан к GTP, он «открывает» форму в конфигурации пончика, чтобы выполнять свою работу.

Arp в Arp2 / 3 означает белок, связанный с актином.Чтобы выполнять свою работу по стимулированию ветвления филаментов, ему необходим NPF (фактор, способствующий зародышеобразованию), а также WASp (белок синдрома Вискотта-Олдрича). Когда Arp и WASp оба связываются со стороной нити (т. Е. Не на (+) или (-) конце), они позволяют новой нити сформироваться с этой стороны, а ее (-) конец направлен внутрь ствол оригинальной нити. Этот процесс также регулируется белком Rho, Cdc42 (ген: CDC42), который (при связывании с GTP) регулирует WASp, который, в свою очередь, активирует Arp2 / 3.

Род бактерий под названием Listeria придумал, как использовать наши актиновые системы в своих интересах. Listeria имеет свой собственный белок актина, ActA, который использует Arp2 / 3 ваших собственных клеток для набора ваших собственных мономеров актина для формирования «кометы», которая перемещает ее по клетке, как показано в этом видео:

Для изучения актина исследователи часто используют:

• фаллоидин из Amanita death caps, который связывается с актиновыми филаментами (и стабилизирует их, предотвращая деполимеризацию) — вот почему он токсичен и почему его полезно для визуализации, чтобы увидеть, где находится актин
• латрункулин из губок, который связывает G-актин для предотвращения образования филаментов, блокирования подвижности клеток и цитокинеза
• цитохалазин D из форм, который закрывает (+) конец нитей, предотвращая удлинение
• джаспакинолид из губок [см. Bubb 2000], который способствует зародышеобразованию за счет стабилизации димеров актина, повышая вероятность того, что они останутся вместе достаточно долго, чтобы сформировать тример, после чего они могут начать вытягиваться в филамент.Тем самым он эффективно снижает критическую концентрацию G-актина, необходимую для образования филаментов.

Конечно, филаменты актина сами организованы в различные надстройки. Сшивающие белки помогают определить, какая структура будет образовываться. В дополнение к Arp2 / 3, который, как упоминалось ранее, способствует ветвлению, также следует отметить следующие:

• фимбрин связывает две близко расположенные нити с одинаковой полярностью (то есть «заостренные» в одном направлении), что важно для образования этих зазубренных шипов у филаподий.
• альфа-актинин (ген: ACTN1), более крупный белок, может связывать две филаменты, которые находятся дальше друг от друга, чем фимбрин.
• филамин (гены: FLNA, FLNB, FLNC) представляет собой своего рода «шарнир», связывающий два актиновых филамента под большим углом и, таким образом, помогающий формировать сетку из актиновых филаментов.
• белки ERM (эзрин, радиксин и моэзин) связывают параллельные актиновые филаменты, причем все их (+) концы направлены наружу в кончики микроворсинок.
Спектрин
• представляет собой тетрамер, состоящий из 2 альфа (гены: SPTA1, SPTAN1) и 2 бета (гены: SPTB, SPTBN1,2,4,5) субъединиц, направленных в противоположных направлениях.Спектриновый комплекс связывает по одной актиновой нити на каждом конце и является важной частью образования треугольников, которые составляют шестиугольники в коре клетки (см. Ниже).

(спасибо пользователю Wikimedia Commons kupirijo)

Этот тетрамер спектрина изображен во Внутренней жизни клетки:

До сих пор мы говорили о структурной роли микрофиламентов. Они также выполняют роль транспорта, служа своего рода железнодорожными путями, по которым движутся моторные белки с АТФ.Миозин — основной моторный белок, действующий на микрофиламенты. У него есть «голова», которая связывает актин и АТФ, «шею», которая действует как рычаг — ее длина определяет шаг, с которым идет миозин, — и «хвост», который связывает груз, который необходимо транспортировать. Хвост очень изменчив, так как его последовательность определяет, какой груз будет связан. За каждый «шаг» голова должна сжигать одну молекулу АТФ. Миозины — это огромное семейство белков, которые относятся к 13 различным классам (гены, начинающиеся с MYO, MYH и MYL — H и L относятся к компонентам тяжелой и легкой цепей).Вот лишь некоторые из классов:

• Миозины класса I соединяют актиновые филаменты с клеточной мембраной и участвуют в эндоцитозе. У них всего одна «голова», которая связывает актин и АТФ.
• Класс II — сокращение мышц. У них две «головы», позволяющие им «ходить», чередуя привязку головы.
• Класс V — двуглавые и « ходят » к (+) концу нитей, но они, кажется, проводят большую часть своего времени, просто гуляя по беговой дорожке: они не переносят пузырьки, а просто удерживают их в клетке периферия.У дрожжей он организует органеллы благодаря своей длинной шейке и 6 легким цепям и хвостам. Но у животных микротрубочки (тема на следующей неделе) имеют дело с организацией органелл.
• Класс VI — двуглавые, это класс, который может «идти» к (-) концу, выполняя ретроградное движение, захватывая эндоцитарные пузырьки глубже в клетку.

Люди изучали движения миозина in vitro с помощью теста скольжения филаментов: привязывали миозин к стеклянной стороне, затем добавляли АТФ и флуоресцентно меченые актиновые нити и смотрели, в каком направлении движутся нити .Эти эксперименты показали, что большинство миозинов (все, кроме класса VI) движутся к (+) концу, что вы можете видеть, потому что миозины выталкивают (-) конец наружу, когда миозин привязан, а нить свободно движется. .

Когда вы смотрите на мышечные волокна под микроскопом, вы видите две основные части: толстые нити, которые представляют собой миозин II, и тонкие нити, которые представляют собой актин. Когда двигательные нейроны воздействуют на мышечные клетки, постсинаптические пути сигнализируют саркоплазматическому ретикулуму (специальное слово для ER в мышечных клетках), чтобы высвободить его запасы Ca ²⁺ .Миозин II зависит от Ca ²⁺ , поэтому, когда кальций устремляется в цитозоль, миозин II начинает сжигать АТФ, чтобы попытаться «подняться» к (+) концу актина, но поскольку он делает это с обоих концов , на самом деле он не движется, а сближает актиновые нити. Вот что такое сокращение мышц на молекулярном уровне. Вот оно в виде видео:

И еще немного уменьшено:

Подвижность клеток важна для поиска пищи и избегания добычи у одноклеточных организмов, а также для эмбрионального развития, закрытия ран и контроля инфекций / заболеваний у многоклеточных организмов.Чтобы двигаться, клетки должны иметь «переднюю» и «заднюю». Спереди актиновые филаменты вытягивают клетку вперед через ламеллиподии и филаподии. Эти клетки также имеют своего рода «дно», где мембранные белки, такие как интегрин, прилипают к внеклеточному матриксу (или предметному стеклу и т. Д. В лаборатории), относительно которого происходит движение. В «задней части» клетки сокращение миозина II / стрессового волокна отталкивает клетку от старых участков адгезии — часто адгезионные белки ломаются, при этом хвосты все еще связаны со старой адгезионной поверхностью, а головки эндоцитозируются в клетку.Спереди и сзади адаптерные белки (Arp2 / 3 и formin соответственно) присоединяются к сети актина с плазматической мембраной посредством закрепленных за мембраной G белков: спереди Arp2 / 3 связывается с закрепленными на мембране G белками. Внеклеточные сигналы часто побуждают клетку двигаться посредством передачи сигналов через G-белки, в основном белки семейства Rho, включая Rac, Cdc42, GDI (ингибитор смещения / диссоциации GDP).

раздел обсуждения

Suraneni 2012 изучали фибробласты мыши, гомозиготные по нокауту ARPC3, поэтому не имеющие функционального комплекса Arp2 / 3.Клетки не могли образовывать ламеллиподий. Они все еще образовывали что-то очень похожее на филоподии, но которое Суранини не охарактеризовал на молекулярном уровне. Клетки по-прежнему перемещались, но им не хватало направленности — они двигались больше как случайное блуждание, и когда был добавлен градиент эпидермального фактора роста (EGF), они двигались быстрее, но не могли двигаться вверх по градиенту, как предполагалось.