Практикум по Биологија за фармацевти PDF

Факултет за Медицински науки Невенка Величкова Мишко Милев - ПРАКТИКУМ ПО БИОЛОГИЈА ЗА ФАРМАЦЕВТИ Штип  УНИВЕРЗИТЕТ „ГОЦЕ ДЕЛЧЕВ” ВО ШТИП Невенка Величкова Мишко Милев ПРАКТИКУМ ПО БИОЛОГИЈА ЗА ФАРМАЦЕВТИ ...

Факултет за Медицински науки Невенка Величкова Мишко Милев - ПРАКТИКУМ ПО БИОЛОГИЈА ЗА ФАРМАЦЕВТИ Штип  УНИВЕРЗИТЕТ „ГОЦЕ ДЕЛЧЕВ” ВО ШТИП Невенка Величкова Мишко Милев ПРАКТИКУМ ПО БИОЛОГИЈА ЗА ФАРМАЦЕВТИ  УНИВЕРЗИТЕТ „ГОЦЕ ДЕЛЧЕВ” ВО ШТИП Автори: Доцент д-р Невенка Величкова Асистент м-р Мишко Милев БИОЛОГИЈА ЗА ФАРМАЦЕВТИ Рецензенти: Доцент д-р Татјана Рушковска Проф. д-р Ленка Цветановска Лектор: Силвана Андонова - Иванова Техничко уредување: Асистент м-р Мишко Милев Издавач: Универзитет „Гоце Делчев” – Штип CIP - Каталогизација во публикација Национална и универзитетска библиотека „Св. Климент Охридски", Скопје 57(035) ВЕЛИЧКОВА, Невенка Практикум по биологија за фармацевти [Електронски извор] / Невенка Величкова, Мишко Милев. - Текст, илустр.. - Штип : Универзитет „Гоце Делчев", Факултет за медицински науки, 2014 Начин на пристап (URL): http://e-lib.ugd.edu.mk/naslovna.php. - Наслов преземен од екранот. - Опис на изворот на ден 17.09.2014. - Библиографија: стр. 67 ISBN 978-608-244-094-1 1. Милев, Мишко [автор] а) Биологија - Прирачници COBISS.MK-ID 97039626  ПРЕДГОВОР: Материјалот подготвен во овој интерен практикум е наменет за изведување на практичната настава по предметот Биологија за фармацевти на студентите на студиската програма по Фармација при Факултетот за медицински науки во Штип. Овој практикум обработува одредени теми од областа на биологијата во согласност со наставната програма на овој предмет. Приложениот материјал е компатибилен со скриптата Биологија за фармацевти по која се одвива теоретската настава. Покрај за овој предмет, сметаме дека, овој практикум може да се користи и како прирачник за изведување на практична настава и на други сродни предмети на Факултетот за медицински науки. Се надеваме дека практикумот ќе биде од огромна корист за студентите и истиот ќе послужи во приготвувањето и изведувањето на практичната настава, со што ќе се постигне поефикасно и поактивно учество во практичната настава. Свесни сме дека ова прво издание на практикумот може да биде и подобро. Авторите ќе бидат благодарни на сите добронамерни забелешки и сугестии, независно дали тие се упатени од страна на студентите или од стручни лица, а кои ќе придонесат во подобрувањето на квалитетот на наредните изданија. Од авторите Содржина Вежба бр. 1 Основни вештини на светлосната микроскопија................................................... 2 Составни делови на светлосниот микроскоп........................................................................... 4 Вежба бр. 2 Структурна организација на живата материја......................................................10 Неклеточни форми - Вируси...................................................................................................10 Прокариотски организми.......................................................................................................13 Вежба бр. 3 Еукариотски организми.........................................................................................17 Вежба бр. 4 Клеточна мембрана...............................................................................................20 Вежба бр. 5 Мембрански структури на клетка..........................................................................26 Ендоплазматски ретикулум....................................................................................................28 Голџиев систем.......................................................................................................................31 Вежба бр. 6 Формирање и функција на лизозоми...................................................................34 Вежба бр. 7 Енергетски органели..............................................................................................37 Вежба бр. 8 Немембрански структури во клетката...................................................................40 Митохиндрија.........................................................................................................................40 Хлоропласт.............................................................................................................................42 Вежба бр. 9 Јадро......................................................................................................................46 Вежба бр. 10 Делба на соматски клетки - Митоза....................................................................50 Вежба бр. 11 Делба на полови клетки - Мејоза........................................................................55 Вежба бр. 12 Морфологија на еукариотски клетки во повеќеклеточен организам.................62 Користена литература...............................................................................................................66 УНИВЕРЗИТЕТ „ГОЦЕ ДЕЛЧЕВ“ ВО ШТИП  Вежба бр. 1 Основни вештини на светлосната микроскопија Многу оранизми и биолошки структури се премали за да бидат видливи со голо око (слика бр. 1). Во биологијата многу често се користи светлосен микроскоп за да можат таквите примероци да бидат набљудувани. Светлосен микроскоп претставува координиран систем од леќи кои се поставени за да можат да создадат зголемена, фокусирана слика од некој примерок. Зголемувањето со светлосен микроскоп се остварува и преку подобрување на резолуцијата. Резолуцијате е дефинирана како најмалото растојание помеѓу две соседни точки кои сè уште можат да се разликуваат како посебни точки. Резолуциската моќ на човечкото голо око е некаде околу 0.1 mm што значи дека нашите очи можат да разликуваат две точки само ако тие се оддалечени помеѓу себе најмалку 0.1 mm. http://www.zo.utexas.edu/ Слика бр. 1. Споредба на големината на елементите на живата материја 2  (Giant sequoia – Гигантска секвоја, Elephant – Слон, Adult human – Возрасен човек, Hen egg – Јајце од кокошка, Paramecium – Парамециум, Human egg - Човечка јајце клетка, Human red blood cell – Човечка црвена крвна клетка, Bacterium – Бактерија, Large virus – Голем вирус, Ribosome – Рибозом, Protein – Протеин, Amino acid – Аминокиселина, Hydrogen atom – Водороден атом, Electron microscope – Електронски микроскоп, Light microscope – Светлосен микроскоп, Human eye – Човечко око) Следна важна карактеристика за микроскопската слика претставува контрастот, кој се дефинира како разлика помеѓу најсветлата и најтемната точка на добиената слика. Поради ова многу од примероците кои се микроскопираат претходно се бојат со вештачки бои со што се зголемува контрастот и примерокот станува подобро видлив. Денес постојат различни видови микроскопи кои користат најразлични техники на формирање што е можно подобра слика и тоа: Флуоресцентниот микроскоп се употребува за набљудување на флуорохромирани препарати т.е. препарати обоени со флуоросцентни бои. Фазно–контрастниот микроскоп овозможува микроскопирање на свежо и нетретирано ткиво. Со посебно конструирани објективи и кондензатор се постигнува оптичка диференцијација на ткивата (фазен контраст), така што на микроскопската слика можат меѓусебно добро да се разликуваат детали, кои имаат речиси еднаков индекс на прекршување на светлината. Ултравиолетовиот микроскоп служи за набљудување на препаратите што се осветлени со ултравиолетова светлина со мала бранова должина, со што се постигнуваат многу поголеми раздвојувања со објективот, отколку со видлива светлина. Целокупната оптика е изградена од матирано стакло, кое пропушта само ултравиолетови зраци. Бидејќи окото не ги прима ултравиолетовите зраци, сликата мора да се проектира на фотографска плоча. Поларизациониот микроскоп кој за набљудување на објекти користи поларизациона светлина. Тоа е светлина каде што електромагнетните бранови се простираат само во една рамнина. Обичната светлина се поларизира со помош на поларизатор сместен во кондензатор и анализатор сместен во окуларот. Предметот што се набљудува се наоѓа помеѓу поларизаторот и 3 анализаторот. Со поларизацискиот микроскоп се проучуваат оптички анизотропни медиуми, т.е. медиуми во кои што светлината се шири во различни насоки со различна брзина. Рендгенскиот микроскоп овозможува примена на рендгенските зраци за истражување на структурата на ткивата. Електронскиот микроскоп со неговото појавување овозможил брз напредок на генетиката и цитологијата. Светлосните зраци кај него се заменети со снопови на електрони, кои под висок напон од 2 милиона вати и голема брзина поминуваат низ вакуум во внатрешноста на микроскопот. Улогата на леќи овде ја имаат електричните и магнетните полиња, кои ги концентрираат сноповите на електрони и ја менуваат нивната насока. Сликата на предметот настанува на фотографска плоча сензитивна на електрони. Со електронскиот микроскоп се постигнуваат зголемувања до 2.000.000 пати, а моќта на раздвојување е многу голема, така што со него може да се видат честички со големина од 1 nm. Постојат два типа електронски микроскопи: - трансмисионен електронски микроскоп (ТЕМ) - скенинг-електронски микроскоп (SEM) ТЕМ, главно, се користи за истражувања на внатрешната структура на клетките, додека SEM се користи при детална анализа на површината на објектите, при што се добива тродимензионална слика на набљудуваниот објект. Најупотребуван микроскоп за едукативни цели е светлосниот микроскоп, кој ќе биде подетално опишан. Составни делови на светлосниот микроскоп Кај овој вид микроскоп, светлината поминува низ препаратот, се собира, се прекршува и се фокусира со помош на оптички леќи. Со користење различни леќи може да се постигне различно зголемување на набљудуваниот објект. Сепак, долната граница на видливоста на светлосниот микроскоп изнесува приближно 0,5 µm, односно структурите под овие димензии не можат да се анализираат со овој микроскоп. Од поставеното зголемување зависи и големината на видното поле. Така, при помало зголемување се добива 4 поголемо видно поле и обратно, што поголемо зголемување, толку помало видно поле. Деловите на светлосниот микроскоп се делат на механички и оптички. Механички делови Основа Основата на микроскопот на која се монтирани сите други делови е изградена од метал или од некој друг цврст материјал со цел да обезбеди стабилност на целиот инструмент. Држач Се надоврзува на основата од микроскопот и служи за негово пренесување. На рачката во горниот дел се надоврзува тубусот (цевката), а во близина на основата се наоѓаат два винта: макрометарскиот и микрометарскиот винт со чија помош се придвижува столчето горе–долу, односно се изострува сликата. Цевка – тубус Тубусот претставува цилиндрична празна цевка во која на горниот крај се монтираат окуларните леќи, а на долниот дел се поврзува со кружен револвер, односно носач на објективи. Со вртење на подвижниот дел од револверот, објективите поединечно се доведуваат во оптичката оска. Микроскопска масичка Може да биде кружна, овална или најчесто четвртеста, но без разлика на формата, за сите нив е карактеристично тоа што во средината имаат отвор преку кој светлосните зраци од изворот на светлина, преку препаратот поставен над тој отвор, стигнуваат до објективот. Носач на објективи (револвер) На револверот се наоѓаат лежиштата за објективите со различно зголемување. Станува збор за кружна рамка прицврстена за долниот дел на тубусот. Составен е од подвижна и неподвижна плоча. Подвижната плоча се врти околу осовината на неподвижната, со чија помош потребниот објектив се 5 доведува во позиција за микроскопирање. При таа операција треба да се слушне лесен удар (звук), кој произлегува од навлегувањето на забец од неподвижната плоча во вдлабнатина на подвижната плоча. Макрометарски винт Со негово вртење грубо се поместува микроскопската масичка во вертикален правец и служи за пронаоѓање на видното поле. Микрометарски винт Со вртење на овој винт се постигнува придвижување на микроскопската масичка, кое е толку мало што не се забележува со голо око. Служи за фино изострување на добиеното видно поле. Оптички делови Оптичките делови се делат на две големи групи, и тоа делови во кои се наоѓаат леќите и служат за зголемување на сликата, и на делови кои служат за осветлување на објектот кој се микроскопира. 1. Делови за образување на слика Објективи Објективите се најкарактеристичните делови на оптичкиот систем на микроскопот, бидејќи квалитетот на сликата многу зависи од квалитетот на објективите. Функцијата на објективот е да ги собере светлосните зраци, кои доаѓаат од предметот и да ги трансформира во зголемена слика. Објективите се монтирани на револверот (носачот на објективите) и тоа најчесто три или четири. Составени се од систем на централни леќи сместени во метална цевка. Со помош на леќите сместени во објективите (кои се со различна јачина), се добива зголемена и вистинита слика на објектот кој се набљудува. На долниот дел од објективот се наоѓа фронталната леќа, која најмногу го зголемува предметот, додека другите леќи на објективот вршат само корекција на добиената слика. Моќта на зголемување на објективот е поголема, доколку дијаметарот на фронталната страна е помал. На секој објектив е испишана неговата моќ на зголемување. 6  Постојат т.н. суви објективи (опкружени со воздух) и имерзиони објективи (кои мора да се натопат во имерзионо масло) и имаат моќ на зголемување поголемо од 50x. Окулар Окуларот, исто така, е изграден од систем на леќи, сместени во метална кратка цевка, поставена во горниот дел на тубусот. Главната функција на окуларот е да го зголеми ликот, кој го формира објективот и да изврши корекција на грешките од леќите на средно и високо моќните објективи, а тоа е извивање на видното поле и хроматска диференцијација. На секој окулар е напишана моќта на зголемување на поставениот објектив, со што ја дава моќта на зголемување на микроскопот. 2. Делови за осветлување Лоцирани се под микроскопската масичка. Служат за осветлување на објектот, собирање и насочување на светлосните зраци кон објектот. Тука се вбројуваат: огледало или електрична светилка, дијафрагма и кондензатор. Покрај микроскопи со огледало (во нив не е директно вградена светлина) кое се насочува кон изворот на светлината, постојат и микроскопи кои како извор на светлина користат светилка вградена во основата на микроскопот. Дијафрагмата (блендата) овозможува регулирање на кружниот отвор низ кој поминува светлината и на тој начин се пропушта поголем или помал сноп светлосни зраци кон објектот. Со помош на кондензаторскиот винт кој се наоѓа во основата на микроскопот, се овозможува регулирање на снопот на светлината (послабо или појако светло). Се состои од една или повеќе леќи, а функцијата му е да ги собира светлосните зраци и да ги насочува кон објектот. 7 Задача: Означете ги составните делови на микроскопот на сл.2. На вашиот микроскоп пронајдете ги сите наведени делови. http://www.ricochetprod.com Слика бр. 2. Светлосен микроскоп (head – глава, nosepiece – преден дел, objective lenses – леќи на објективот, specimen holder – држач на примерок, condenser lens – леќа на кондензор, light source – извор на светлина, ocular lenses – леќи на окуларот, head swivel adjustment screw Keep tightened! – штраф за подесување на вртењето на главата Да се чува зацврстено!, neck – врат, coarse focus knob – винт за грубо фокусирање, fine focus knob – винт за фино фокусирање, base – основа, illumination adjustment – подесување на осветлувањето) Работа во практикумот: Зошто сè уште во денешно време цртање? Дали е тоа губење време, начин да се пополни практикумот и да се ангажираат студентите или, сепак, можеби, има некоја смисла? Цртањето има важна улога во микроскопијата и сè уште не може во целост да се замени со помош на фотографии или дигитални прикажувања на слики на екран. За точно да се нацртаат структурите во препаратот, тие мора 8 внимателно да се набљудуваат. Мора да се воочат пропорциите на поедините структури, односно нивниот меѓусебен однос и положба. Клетката секогаш се набљудува само во оптички пресек, односно секогаш како дводимензионална структура. Се забележува дека нејзината слика се менува при фокусирањето, бидејќи тогаш, различните рамнини на препаратот станувват јасно видливи. Со помош на движењето на винтот и анализа на видното поле се добива престава за тродимензионалната структура на препаратот. Предности на цртањето:  Се вежба моќта на запазување.  Оптичките површини на препаратот можат да бидат просторно прикажани.  На цртежот може да се истакне важното, додека помалку важното само се назначува, а неважното се изоставува.  Со цртеж може да се прикажат препаратите кои не се соодветни за фотографирање.  Опишувањето на цртежот бара користење на неопходно познавање на матеијалот кој се анализира. Недостатоци на цртањето:  Микроскопското цртање бара многу време  Се јавува опасност од субјективно прикажување на препаратот  Постои можност за погрешен приказ на димензиите во препаратот. Задача: Нацртај клетки на различно зголемување од покровен епител. Зголемување 40 х Зголемување 100 х Зголемување 400 х 9  Вежба бр. 2 Структурна организација на живата материја Неклеточни форми - Вируси Станува збор за ултрамикроскопски организми, што значи дека се невидливи за обичниот светлосен микроскоп. Тие се изградени од две важни компоненти на живата материја, а тоа се нуклеински киселини и протеини, но не поседуваат сопствен метаболички апарат и не поседуваат способност за репликација и протеинска синтеза. Градбата на вирусите е добро проучена со електронски микроскоп и со примена на други современи методи и техники. Таа е многу едноставна и се состои од наследен материјал познат под името геном, претставен од релативно кратка молекула на ДНК или РНК, како и протеинска обвивка, позната под името капсид. Најпросто граден капсид има вирусот на мозаичната болест на тутунот, кој има стапчест облик и каде капсомерите се подредени хеликално (спирално) и во внатрешноста се наоѓа РНК (слика бр. 3). http://epmt.home.xs4all.nl/ Слика бр. 3. Тутунов мозаичен вирус (Protein Subunit – Протеинска подединица) 10  Големината на вирусите варира од 0,01 до 0,3 μm. Најголемите вируси се движат со големина од 300 до 400 nm (пр. вирус на беснило, вирус на голема сипаница), до најмалите кои се со големина од 15 до18 nm (пр. вирус на детска парализа, тутуновиот мозаичен вирус и др.). Нивната форма може да биде различна: сферична (вирус на грип), цилиндрична (растителни вируси), кубична форма, со глава и опашка и сл. http://www.twiv.tv/wp Слика бр. 4. Вирусна честичка со липидна обвивка (Envelope proteins – Протеини на обвивката, Lipid envelope – Масна обвивка, Tegument – Покривка, Nucleocapsid - Нуклеокапсид) Бактериофагите, поради дебелината на клеточниот ѕид на бактериските клетки во кои паразитираат, имаат многу специфична градба. Имено, тие се состојат од два функционални дела: глава со хексагонална форма и опашка со хеликсовидна градба. Нивната големина се движи од 20 до 200 nm. Во главата е сместен самиот геном, кој се состои од ДНК со две полинуклеотидни низи. Опашката е изградена од протеини и претставува празна цевка која завршува со базална плоча од каде излегуваат многубројни влакненца, кои служат за прикрепување на клеточниот ѕид на бактериите. 11  http://dspace.jorum.ac.uk/ Слика бр. 5. Шематски приказ на бактериофаг (Head – Глава, Phage DNA – ДНА на фаг, Collar – Јака, Core – Средина, Helical sheath – Спирална рамнина, Tail fibres – Влакненца на опашката, Hexogonal base plate – Хексагонална базична плоча) http://www.mansfield.ohio-state.edu Слика бр. 6. ТЕМ снимка на бактериофаг (Head – Глава, Tail – Опашка, Tail fibers – Влакненца на опашката) 12 Задача: Нацртај вирусни честички визуелизирани на ТЕМ и СЕМ. Вирус со сверична форма Бактериофаг Прокариотски организми Според степенот на структурната организација, разликуваме два основни типа на клеточна организација: прокариотска и еукариотска. Нивното споредување укажува на тоа дека прокариотните организми се евулутивно постари организми, многу попримитивни и со понизок степен на клеточна организација во споредба со еукариотните организми. Прокариотските клетки се карактеризираат со следниве особини:  имаат многу мали димензии, со средна големина од 0,3 до 0,5 μm;  немаат морфолошки диференцирано јадро;  централниот дел е познат под името нуклеоид во кој се наоѓа генетскиот материјал. Нуклеоидот не е ограничен со јадрена мембрана, така што секогаш се наоѓа во непосреден допир со цитоплазмата;  Генетскиот материјал е составен од еден циркуларен хромозом, во кој ДНК не е поврзана со протеини и затоа уште се нарекува „гола“ ДНК;  цитолазмата која уште се нарекува и процитоплазма, има поголема густина од нуклеоидот и во неа се среќаваат само рибозоми и не содржи никакви други органели; 13   рибозомите кои се среќаваат кај прокариотите се разликуваат од рибозомите присутни кај еукариотни организми по т.н. седиментациска константа и тие се означуваат со 70S;  јадрениот материјал нема митотички апарат (делбен апарат) и јадренца;  имаат клеточен ѕид кој е составен од: јаглехидрати, липиди и аминокиселини, но никогаш не содржи целулоза;  клеточната мембрана образува специфични структури познати под името мезозоми, кои според својата функција се сметаат за аналогни на митохондриите;  прокариотите имаат голема способност за брзо растење, а со тоа репродуцирање за многу кратко време, но немаат способност да образуваат многуклеточни организми. Во групата на прокариотските организми најкарактеристични претставници претставуваат бактериите и модрозелените алги. Бактериите се едноклеточни организми, кои можат да формираат колонии. По својата форма бактериите се делат на сферични (cocci), стапчести (bacilli) и на спирални (spirilli). http://users.abo.fi Слика бр. 7. Основни форми на бактериски клетки (Spherical (cocci) - Сферични (коки), bacillus (rod shaped) – бацили (стапчести), Spirilla (helical) – Спирили (спирални)) 14  http://classroom.sdmesa.edu/eschmid/Lecture3-Microbio.htm Слика бр. 8. ТЕМ фотографија на бактериска клетка Најголеми прокариоти претставуваат модрозелените алги познати и како цијанобактерии. Тие во својата внатрешност содржат хлорофил и сите други пигменти неопходни за одвивање фотосинтеза. Сите овие елементи не се спакувани во посебна органела како кај растенијата, туку се наоѓаат мембрански структури кои се нарекуваат тилакоиди. https://parc.wustl.edu Слика бр. 9. ТЕМ фотографија од модрозелена алга 15  Задача: Нацртај бактериски клетки со различна форма набљудувани на трајни микроскопски препарати. Стапчести - бацили Топчести – коки Задача: Нацртај прокариотски клетки анализирани на ТЕМ фотографија. Бактерија Модрозелена алга 16  Вежба бр. 3 Еукариотски организми За разлика од прокариотите, еукариотите се на многу повисок степен на клеточна организација и тие се карактеризираат со следниве особини:  клетки со поголеми димензии и средна големина од 16 до 66 μm;  имаат организирано јадро како посебна структура во клетката, којашто од цитоплазмата е одвоена со помош на јадрена мембрана;  во внатрешноста на јадрото се наоѓаат минимум два, најчесто многу повеќе хромозоми кои со многу сложена структурна организација во која е запишана генетската информација;  молекулот на ДНК е поврзан со кисели протеини – хистони и е позната како „спакувана“ ДНК;  во јадрото се среќава јадренце и во него постои митотичен апарат;  клеточната мембрана на површината на клетката не формира мезозоми;  во внатрешноста на цитоплазмата се наоѓаат голем број клеточни органели и тоа: рибозоми (со седиментациона константа од 80S), Голџиев ситем, ендоплазматичен ретикулум, митохондрии, лизозоми, пероксизоми, елементи на цитоскелет и голем број најразлични мембрански структури за складирање резервни материи 17  http://legacy.hopkinsville.kctcs.edu/ Слика бр. 10. Шематски приказ на структура на еукариотска клетка (nucleus – јадро, nuclear envelope – јадрена обвивка, nuclear pore – јадрена пора, nucleolus chromatin (DNA) – хроматин во јадренце (ДНК), cytoskeleton – цитоскелет, filaments – филаменти, microtubules – микротубули, polyribosome – полирибозоми, single ribosome – единечен рибозом, forming vesicle – формирање на везикула,.vesicle - везикула centrioles – центриоли, rough ER – рапав ЕР, mitochondrion – митохондрија, ribosome – рибозом, smooth ER – мазен ЕР, lysosome – лизозом, cytoplasm – цитоплазма, plasma membrane – плазма мембрана, Golgi apparatus – Голџиев апарат) 18  http://qcpages.qc.cuny.edu Слика бр. 11. ТЕМ фотографија на еукариотска клетка (Mitochondria – Митохондрија, Plasma membrane – Плазма мембрана, Centrioles – Центриоли, Golgi apparatus – Голџиев апарат, Lysosome - Лизозом, Nucleus - Јадро) Задача: Пополни ја табелата со одликите за различните типови клетки. Карактеристики Прокариотска клетка Еукариотска клетка Големина Локација на генетскиот материјал Форма на ДНК Пакување на ДНК Број на ДНК молекули Мембрански органели Рибозоми Цитоскелет Клеточен ѕид Тип на делба Формирање на многулеточни форми 19  Вежба бр. 4 Клеточна мембрана Клеточната мембрана претставува биолошка мембрана која ја одделува клетката од средината што ја опкружува. Дебелината на клеточната мембрана изнесува помеѓу 7,5 и 10 nm, поради што таа не може да се анализира со обичен светлосен микроскоп, туку само со помош на ТЕМ. Најдобар метод за испитивање на мембрански структури претставува методот на замрзнување и кршење (freeze-fracturing). При оваа техника испитуваниот материјал брзо се замрзнува со течен азот, по што се сече со специфично сечило кое предизвикува кршење и раздвојување на липидниот двослој. Вака раздвоените слоеви се премачкуваат со многу тенок слој на платина кој ја зазема формата на слоевите на мембраната формирајќи калап. Добиениот калап од платина потоа се анализира со електронска микроскопија при што се добива слика за распоредот на елементите во анализираниот сегмент на мембраната. http://en.wikibooks.org/ Слика бр. 12. Приказ на Freeze-fracture техниката (Technique – Техника, Plasma membrane – Пласма мембрана, Knife – Нож, Extracellular layer – Екстрацелуларен слој, Proteins – Протеини, Cytoplasmic layer – Цитоплазматски слој, Results – Резултати, Inside of extracellular layer – Внатрешност на екстрацелуларниот слој, Inside of cytoplasmic layer – Внатрешност на цитоплазматскиот слој) 20  http://www.udel.edu/biology Слика бр. 13. ТЕМ фотографија од платински калап (Section – Пресек, Bimolecular lipid leaflets (trilaminar) – Бимолекуларни масни залистоци (триламинарни), Freeze fracture – Замрзнување и кршење, P face – П страна, E surface – Е страна) Задача: Нацртај приказ на Freeze fracture техниката Морфологија на клеточната мембрана 21  По својата структура мембраната претставува фосфолипиден двослој во кој се вклопени мембрански протеини. Дел од липидите и протеините врзани за кратки полисахаридни ланци (гликолипиди и гликопротеини) ја формираат јаглехидратната компонента на мембраната наречена гликокаликс. Гледана под електронски микроскоп, клеточната мембрана има изглед на триламинарна структура изградена од два темни слоја кои се периферно поставени и од еден централен, посветол слој. Фосфолипидите градат двослој со дебелина од 4 до 5 nm кој ја сочинува базичната структура на мембраната. Мембранските фосфолипиди се од типот на поларни липиди. Тие поседуваат еден хидрофилен дел (поларен), кој претставува глава, и еден хидрофобен дел (неполарен) - опашка. Фосфолипидите сочинуваат 20-40% од плазмалемата, а освен нив други присутни липиди се холестеролот и гликолипидите. Протеинската компонента на клеточната мембрана ја сочинуваат главно глобуларни протеини кои се вметнати во липидниот двослој. Тие можат да бидат: интегрални, полуинтегрални и површински. Застапеноста на протеините во клеточната мембрана е околу 50 % http://classes.kumc.edu/ Слика бр. 14. Типови протеини во клеточната мембрана (cell membrane – клеточна мембрана, pumps – пумпи, channels – канали, receptors – рецептори, actin - актин, linkers – поврзувачи, collagen – колаген, enzymes – ензими, structural proteins – структурни протеини) 22  Мембранските јаглехидрати се застапени со 2-10 % од вкупната маса на клеточната мембрана и оваа компонента се означува како гликокаликс. Неговата основна функција се претпоставува дека е заштита на клетката, учествува во процесот на клеточно препознавање, врзување на антигени и ензими за површината на клетката. http://classes.kumc.edu/som/cellbiology/organelles/pm/tut3.html Слика бр. 15. Молекули вклучени во внатрешната структура на клеточната мембрана (cholesterol molecule – молекула на холестерол, hydrophobic fatty acid chain – хидрофобен синџир на масните киселини, hydrophilic polar head – хидрофилна поларна глава, glycosphingolipids – гликосфинго липиди, lipid raft – масен сплав, carbohydrates – јаглехидрати, peripheral protein – периферен протеин, integral protein – инегриран протеин) 23  http://faculty.southwest.tn.edu/rburkett/GB1-osmosis.htm Слика бр. 16. Шематски приказ на Флуидо-мозаичен модел на клеточната мембрана (Fluid mosaic model – Флуидо-мозаичен модел, Extracellular fluid - Екстрацелуларна течност, Carbohydrate - Jаглехидрат, Cytoplasm – Цитоплазма, Cholesterol – Холестерол, Filaments of cytoskeleton – Цитоскелетни нишки, Peripheral protein – периферен протеин, Glycoprotein – Гликопротеин, Transmembrane protein – Трансмембрански протеин, Glycolipid - Гликолипид) 24 Задача: Нацртај шематски прикази на флуидо-мозаичниот модел на клеточната мембрана и обележи ги различните структурни компоненти. Флуидо-мозаичен модел на клеточна мембрана 25  Вежба бр. 5 Мембрански структури на клетката Внатрешноста на еукариотската клетка е исполнета со мембрански структури кои се многу тенки што ги прави невидливи за ниската резолуција на светлосните микроскопи. Ваквиот ендомембрански ситем ја дели внатрешноста на клетката на посебни компартмани, го насочува движењето на молекулите внатре во клетката и претставува место за синтеза на органски молекули. http://www.yellowtang.org/ 26 Табела 1. Структурни елементи на еукариотската клетка и нивна функција (Structural elements – Стуктурни елементи, Cell wall - Клеточен сид: Надворешен слој од целулоза или хитин; или не постои, има заштитна функција и дава потпор, Cytoskeleton – Цитоскелет: Мрежа од протеински нишки, Дава цврстина и овозможува движење на клетката, Flagella and cilia – Камшичиња и трепки: Клеточни продолжетоци со 9+2 распоред на парови на микротубули, Подвижност или движење на течности по површината, Plasma membrane and Endomembrane system – Плазма мембрана и Систем на внатрешни мембрани, Plasma membrane – Плазма мембрана: Липиден двослој со вградени протеини, Контролира што влегува и излегува од клетката; овозможува препознавање на соседните клетки, Endoplasmic reticulum – Ендоплазматски ретикулум: Мрежа од внатрешни мембрани, Формира одвоени простори и везикули; вклучен е во синтезата на протеините и мастите, Nucleus – Јадро: Најчесто сверична структура обвиткана со двојна мембрана во која се наоѓаат хромозомите, Претставува контролен центар на клетката; Ја одредува синтезата на протеините и делбата, Golgi complex – Голџиев комплекс: Слоеви од сплескани везикули, Ги пакува протеините што се излачуваат од клетката; Формира секреторни везикули, Lysosomes – Лизозоми – Везикули кои потекнуваат од Голџиевиот комплекс кои содржат хидролитички дигестивни ензими, Разградуваат оштетени органели и клеточен отпад; Учествуваат во клеточната смрт, Peroxisomes – Пероксизоми: Везикули кои се формираат од ЕР кои содржат оксидативни и други ензими; Вклучува одредени хемиски активности во клетката, Energy producing organelles – Органели кои произведуваат енергија, Mitochondria – Митохондрија: Имаат слична градба како и бактериите, обвиткани се со двојна мембрана, во нив се врши оксидативниот метаболизам и се создава АТП за клеточна енергија, Chloroplast – Хлоропласт: Имаат слична градба како и бактериите и се среќаваат кај растенијата и алгите; имаат комплекссна внатрешна мембранска мрежа од сплескани везикули, во нив се врши фотосинтезата, Elements of gene expression – Елементи на генска експресија, Chromosomes – Хромозоми: Долги нишки од ДНК кои формираат комплекс со протеин, во нив се содржи наследната информација, Nucleolus – Јадренце: Во него се наоѓаат гените за синтеза на рРНА, ги гради рибозомите, Ribosomes – Рибозоми: Мали комплексни структури од протеини и РНА, често се поврзани со ЕР, Во нив се врши синтеза на протеините) 27 Ендоплазматичен ретикулум Најголем дел од внатрешните мембрани отпаѓа на ендоплазматичниот ретикулум кој најчесто се бележи со ЕР. Тој претставува комплексна органела која учествува во синтетизирањето, депонирањето и модифицирањето на различни супстанции присутни во клетката. ЕР е местото на синтеза на липиди и јаглехидрати, место на издвојување на протеините од цитоплазмата и место на почетни транслациски промени, кои ги припремаат протеините за нивните специфични функции. Морфолошки ЕР представува анастомозирачка мрежа (ретикулум) од интрацелуларни простори наречени цистерни, кои се одделени од цитоплазмата со сопствена мембрана која е слична по градба со клеточната мембрана. Оваа органела се наоѓа во сите зрели клетки во човековиот организам, освен во еритроцитите. http://commons.wikimedia.org/ Слика бр. 17. Цистерни на ендоплазматичен ретикулум 28  Според структурните и функционалните карактеристики, едоплзматскиот ретикулум се среќава во две форми: - гранулиран (рапав) ендоплазматичен ретикулум во кој се синтетизираат модифицираат или се депонираат протеините; - агранулиран (мазен) ендоплазматичен ретикулум чија главна задача е биосинтеза на липиди и внатреклеточен транспорт. http://biology-pictures.blogspot.com/ Слика бр. 18. Шематски приказ на рапав и мазен ендоплазматичен ретикулум (Smooth endoplasmic reticulum – Мазен ендоплазматски ретикулум, Rough endoplasmic reticulum – Рапав ендоплазматски ретикулум, Membrane-bound ribosomes – Рибозоми поврзани за мембрана, Mitochondrion - Митохондрии) 29  http://medcell.med.yale.edu/ Слика бр. 19. ТЕМ фотографија на ендоплазматичен ретикулум Задача: Нацртај приказ на Ендоплазматичен ретикулум анализирана на ТЕМ фотографија Рапав и мазен ендоплазматичен ретикулум 30 Голџиев апарат Голџиевиот апарат претставува систем за доставување на матeриите во клетката. Тој е вклучен во синтезата на јаглехидратите, како и во модифицирањето, сортирањето, пакувањето и транспортирањето на протеините и липидите кои се синтетизираат во ендоплазматичниот ретикулум. На различни места во ендомембранскиот систем се наоѓаат Голџиеви тела изградени од 6 до 8 сплеснати, паралелно распоредени дисковидни цистерни кои меѓусебе не анастомозираат. Бројот на Голџиеви тела во клетките варира од едно (кај едноклеточни организми), до 20 (кај анимални клетки) и до неколку стотини (кај растителните клетки). Сите Голџиеви тела во една клетка заеднички се означуваат како Голџиев апарат. Во градбата на оваа органела се разликуваат следните функционални дела: - cis страна (конвексна, формирачка страна) - trans страна (конкавна, страна на созревање) - интермедиерен дел (помеѓу cis и trans страната) Конвексната cis страна е свртена кон ЕР или кон јадрото, а trans страната се наоѓа на спротивната страна и гледа кон плазмалемата. До cis голџиевата мрежа пристигнуваат транспортните везикули исполнети со протеини и липиди, претходно синтетизирани во ЕР. Со лупење на нови везикули од голџиевите цистерни се пренесува материјалот од една до друга цистерна во правец кон trans голџиевата мрежа од каде се упатуваат кон целните места. 31  http://academic.pgcc.edu/ Слика бр. 20. Шематски приказ на Голџиево тело (Secretory vesicles – Секреторни везикули, Vesicles arriving from ER – Везикули кои пристигнуваат од ЕР) Секреторните везикули кои излегуваат од Голџиевиот апарат се обвиткани со мазна обвивка, со големина од 0,005 до 1,0 µm. По одвојувањето, тие се упатуваат директно кон плазмалемата и по пат на егзоцитоза го ослободуваат својот материјал надвор од клетката. На светлосен микроскоп Голџиевиот апарат може да се визуелизира единствено со специфични боења, како на пример импрегнација со сребро. Затоа структурата на оваа органела најобро се проучува со помош на ТЕМ. 32  http://iws.collin.edu/ Слика бр. 21. ТЕМ фотографија на Голџиево тело (Cis Fase – Cis страна, Trans Face – Trans страна Vesicles - Везикули) Задача: Нацртај и анализирај го Гоџиевиот апарат од траен микроскопски препарат и фотографии од ТЕМ Голџиев апарат 33  Вежба бр. 6 Формирање и функција на лизозоми Лизозомите претставуваат инрацелуларни центри за дигестија на материите, кои произлегуваат од Голџиевиот апарат. Лизозомите се органели обвиткани со сопствена мембрана и содржат голем број кисели хидролазни ензими неопходни за интрацелуларна деградација на молекулите. Поради морфолошката и функционалната хетерогеност лизозомите се класифицираат во: примарни, секундарни и терцијарни лизозоми. Примарните лизозоми се мали везикули со сферична форма и хомогена содржина во кои се складирани над 40 различни типови кисели хидролази. Тие потекнуваат од Голџи апаратот, а ензимите кои ги содржат се создаваат на мембраните на ЕР. Секундарните лизозозми (фаголизозоми) се поголеми од примарните, имаат неправилна форма и хетерогена содржина. Тие се јавуваат во моментот на спојувањето на примарните лизозоми со субстратот кој го разложуваат. Терцијарните лизозоми по својата морфологија наликуваат на секундарните лизозоми, но содржат многу малку или воопшто не содржат активни хидролази и затоа претставуваат терминална фаза на лизозомската функција. Бидејќи содржат остатоци од несварените состојки кои се акумулираат во клетката, уште се нарекуваат и резидуални телца. http://www.netterimages.com/ Слика бр. 22. Различни форми на лизозоми 34 (Various stages in activity of lysosomes – Различни стадиуми во активноста на лизозомите, Primary lysosome – Примарен лизозом, Secondary lysosome – Секундарен лизозом, Phagolysosome – Фаголизозом, Residual body (or Tertiary lysosome) – Резидуално телце (или Терциерен лизозом), Ingested material – Ингестиран материјал, Digested material – Дигестиран материјал, Granules – Гранули, Membrane – Мембрана, Remains of a mitochondrion – Остатоци од митохондрија, Mylein figure – Миелинска фигура) На слика бр. 23 е прикажана патеката на создавање и спојување на лизозомите со материјалот кој го разградат. https://lookfordiagnosis.com Слика бр. 23. Формирање и функција на лизозоми (Lysosomes – Лизозоми, Phagocytosis – Фагоцитоза, Cytoplasm – Цитоплазма, Food vesicle – Хранителна везикула, Golgi apparatus – Голџиев апарат, Endoplasmic reticulum – Ендоплазматски ретикулум, Transport vesicle – Транспортна везикула, Old or demaged organelle – Стара или оштетена органела, Breakdown of old organelle – Разложување на стара органела, Digestion of phagocytized food particles or cells – Дигестија на фагоцитирани хранливи честички или клетки, Plasma membrane – Плазма мембрана, Extracellular fluid – Екстрацелуларна течност) 35 Задача: Нацртај ја патеката на создавање и активност на лизозомите Активност на лизозоми 36  Вежба бр.7 Енергетски органели Митохондрија Митохондриите претставуваат енергетски генератори на клетките. Во нив се создава целокупната енергија која е неопходна за остварувањето на сите активности на клетката. Во митохондриите се создава и се складира енергијата во вид на високо енергетско соединение аденозинтрифосфат (АТР). Митохондриите се најчесто со стапчест изглед и со димензии на бактериска клетка. На светлосен микроскоп не се видливи, освен при нивна поголема застапеност кога тие се детектираат како изразена ацидофилија на цитоплазмата. На електронски микроскоп се покажуваат сите елементи на митохондријалната структура и тоа двојната мембрана и митохондријалниот матрикс. http://academic.pgcc.edu/ Слика бр. 24. Шематски и ТЕМ приказ на митохондрија (Outer membrane – Надворешна мембрана, Inner membrane – Внатрешна мембрана, Crista – Криста, Matrix – Матрикс, Ribosomes – Рибозоми) 37  Надворешната митохондријална мембрана ги обвиткува митохондриите и ги одвојува од цитосолот. Внатрешната митохондријална мембрана делумно се протега паралелно со надворешната мембрана, но формира и набори кои продираат во внатрешноста на органелата и се викаат гребени или кристи. Таа содржи протеински комплекси кои учествуваат во синтезата на АТР, познати како АТР – синтетази или оксизоми. Оксизомите имаат форма слична на сијалица чија дршка е вградена во вратрешната мембрана, а главата се простира слободно во матриксот. Митоходрискиот матрикс содржи ензими, митохондриска ДНК и РНК, рибозоми и матриксни гранули. Митохондриите немаат одредено место во цитоплазмата. Тие можат да се придвижуваат низ неа, долж микротубулите кон делот од клетката каде се троши најмногу енергија. http://www.ivy-rose.co.uk Слика бр. 25. Составни елементи на митохондрија (Outer membrane – Надворешна мембрана, Inner membrane – Внатрешна мембрана, Intermembrane space – Меѓумембрански простор, Ribosome – Рибозом, Cristae – Криста Stacked particles – Наредени честички, Mitochondrial DNA – Митохондријална ДНК, Matrix Granule – Гранула во мариксот, Matrix of te Mitochondrion – Митохондричен матрикс, Intermembrane Space – Меѓумембрански простор, Cristal membrane – Мембрана на криста, Inner boundary membrane – Внатрешна гранична мембрана) 38  Задача: Нацртај митохондрија анализирана на ТЕМ фотографија Митохондрија Хлоропласти Хлоропластите, имаат двојна мембрана која е слична како онаа на митохондриите, но освен неа хлоропластите имаат уште еден затворен мембрански компартман кој се нарекува гранум. Секој гранум се состои од неколку дисковидни структури кои се нарекуваат тилакоиди. На површината на тилакоидите се наоѓаат пигментите кои служат за собирање на светлината потребна за фотосинтеза. Околу тилакоидите се наоѓа течен матрикс кој се нарекува строма. Како и кај митохондиите, хлоропластите содржат своја сопствена ДНК молекула, сопствени 70 S рибозоми и складирани материи. 39  http://academic.pgcc.edu/ Слика бр. 26. Приказ на внатрешна структура на хлоропласт (Granum – Гранум, Stroma – Строма, Thylakoid – Тилакоид, Inner bilayer membrane – Внатрешна двослојна мембрана, Outer bilayer membrane – Надворешна двослојна мембрана, Chloroplast - Хлоропласт) http://fyeahmedlab.tumblr.com/ Слика бр. 27. Шематска и ТЕМ фотографија на хлоропласт 40 Задача: Нацртај и анализирај ја структурата на хлоропласт од ТЕМ фотографија Хлоропласт 41  Вежба бр. 8 Немембрански структури во клетката Во немембрански стуктури во клетката спаѓаат рибозомите, цитоскелетните елементи и локомоторните делови на клетката. Од цитоскелетните елементи овде ќе биде опфатен микротубуларниот распоред во центрозомите и во трепките и камшичињата. Имено, микротубулите се цевчести формации со пречник од 25 nm кои се изградени од протеинот тубулин. Се наоѓаат во сите типови на клетки во човековиот организам, освен кај еритроцитите. Тие во цитоплазмата го овозможуваат транспортот на мембранските органели, движењето на клеточните цилии и флагелуми, учествуваат во движењето на хромозомите, формирањето на делбеното вретено, ја одржуваат формата на клетката и друго. Ѕидот на микротубулите е изграден од протеин тубулин кој го сочинуваат две субединици: алфа и бета тубулин кои формираат димер, а секој микротубул на напречен пресек содржи по 13 димери. www.microtubules-short-note.htm Слика бр. 28. Структура на микротубули (Microtubule structure – Структура на микротубула, Heterodimer – Хетеродимер, Protofilament – Протофиламент, alpha Tubulin – алфа тубулин, beta Tubulin – бета тубулин) Центриолите се парни органели со цилиндрична форма, меѓусебно поставени под прав агол, а локализирани се во непосредена близина на 42 јадрото. Ѕидот им е изграден од 9 триплети на микротубули поредени во круг. Центриолите имаат значајна улога во формирањето на цилиите и флагелумите, а поради тоа што учествуваат во формирањето на микротубулите и воедно ја контролираат нивната полимеризација, центриолите уште се сметаат и за организатори на клеточната структура. http://webanatomy.net/ Слика бр. 29. Шематски приказ и тем слика на центрозом (Centriole structure – Стуктура на центриолот, Centriole pair – Центриолен пар, Microtubule triplet – Микротубуларен триплет) 43 Задача: Нацртај и анализирај ја структурата на центрозом од ТЕМ фотографија Центрозом Распоредот на микротубулите во камшичињата е прикажан на слика бр. 30. на која јасно се гледа дека во средишниот дел се наоѓаат пар на изолирани микротубули познат под името аксонема, околу нив радијално се наоѓаат 9 периферно поставени парови од микротубули кои меѓусебе се поврзани со динеински рачиња, а со централниот пар се поврзани со радијални зраци. На местото на поврзување на трепката или камшечето со клетката се наоѓа базално телце во кое микротубулите имаат речиси идентичен распоред како кај центриолите во центрозомот. 44  http://academic.brooklyn.cuny.edu/ Слика бр. 30. ТЕМ слика од пресек на камшиче (flagellum – камшиче, longitudinal view – надолжен пресек, microtubules – микротубули, plasma membrane – плазма мембрана, microtubule doublet – микротубуларен пар, flagellum cross section – напречен пресек на камшиче, basal body cross section – напречен пресек на базално тело) Задача: Нацртај напречен пресек од камшиче анализирано на ТЕМ фотографија Камшиче 45  Вежба бр. 9 Јадро Јадрото претставува структура присутна речиси во сите еукариотски клетки. Тоа е ограничено од цитоплазмата со двојна мембрана означена како јадрена мембрана кај која на одделни места се забележуваат отвори познати како јадрени пори преку кои се регулира размената на материите од цитоплазмата во јадрото и обратно. Речиси целата ДНК на клетката е лоцирана во јадрото, ваквата јадрена ДНК е организирана во хромозоми кои, доколку клетката не е во делба, се забележуваат како маса од обоен материјал означен како хроматин. http://biologica.concord.org/ Слика бр. 31. Внатрешна структура на јадро и јадренце (Nuclear pore – Јадрена пора, Nuclear Envelope – Јадрена обвивка, Euchromatin – Еухроматин, Heterochromatin – Хетерохроматин, rough endoplasmic reticulum – рапав ендоплазматичен ретикулум, Nucleolus – Јадренце, pars granulosa – гранулозен дел, pars fibrosa – фибриларен дел, Nucleolar organizing center – Нуклеоларен организациски центар) 46  Најдобро видлива структура присутна во јадрото е јадренцето – нуклеолусот, кое претставува обоен регион кој најчесто е со овална форма. На електронски микроскоп тоа се забалежува како маса на темно обоени гранули (pars granulosa) и нишки (pars fibrosa). Нуклеолусите се одговорни за продукција на рРНК и на рибозомалните подединици. Во зависност од степенот на диференцијација и специјализација во многуклеточните организми се среќаваат клетки со различни форми на јадра. Постојат клетки и без јадра најдобар пример за ова се еритроцитите во крвта на човекот. Во различни клетки јадрото зафаќа различен процент од вкупната содржина на клетката што во голема мера зависи и од функционалната состојба на клетката, односно дали се наоѓа во период на делба или е во мирување. http://www.pha.jhu.edu/ Слика бр. 32. ТЕМ фотографија на јадро (Heterochromatin - Хетерохроматин) 47 Задача: Нацртај клетки со различна форма и големина на јадра, клетки без јадро и клетки со повеќе јадра, набљудувани на трајни микроскопски препарати Нервни клетки Еритроцити Хепатоцити Леукоцити 48 Задача: Нацртај јадро со јадрени пори и јадренце, анализани на ТЕМ фотографија. Јадро со јадренце 49  Вежба бр. 10 Делба на соматски клетки – митоза Името митоза често се употребува како синоним за клеточната делба. Меѓутоа, митозата во суштина ја означува само делбата на јадрото. Таа е карактеристична за јадрото на телесните (т.е. соматските) клетки и по митозата двете новодобиени јадра по генетска конституција се потполно идентични со матичното јадро. Се разликуваат два основни периода во клеточниот циклус и тоа интерфаза и делба на јадрото. Интерфаза. Во оваа фаза се одвиваат процеси на молекуларно ниво и затоа под микроскоп не се забележливи никакви промени во јадрото. Најсуштински процес е структурната репликација на наследниот материјал, односно преминувањето на хромозомите од еднохроматидни во двохроматидни структури. http://cyberbridge.mcb.harvard.edu/ Слика бр. 33. Премин на хромозомите од еднохроматидне во двохроматидни и обратно (chromosome – хромозом, chromatid per chromosome – хроматиди во хромозом, after replication – по репликацијата, after mitotic division – по митотската делба) 50  Интерфазата трае многу подолго од другите фази од клеточниот циклус. Се дели на три последователни периоди: претсинтетски (G1), синтетски (S) и постсинтетски (G2) период. Делба на јадрото. За подобро следење на промените кои се случуваат во текот на митозата и кои се добро видливи под светлосен микроскоп, митозата е поделена на четири фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Профазата започнува со зголемување на обемот на јадрото и спирализација на ДНК. Како резултат на спирализацијата настанува кондензација и скусување на хромозомите. Во рана профаза хромозомите имаат форма на тенки и издолжени нишки, расфрлани низ целата внатрешност на јадрото. Во понатамошниот тек на профаза тие се повеќе се спирализираат, добивајќи форма на компактна структура, што овозможува секој хромозом поединечно да може да се идентификува. Во доцна профаза доаѓа до формирање на делбеното вретено, а краен степен на профазата претставува фрагментирањето на јадрената мембрана во ситни везикули, проследено и со дисоцирање (исчезнување) на јадренцето. Метафазата се препознава по тоа што хромозомите се максимално спирализирани и најскусени, поради што индивидуално и морфолошки се разликуваат. Со степен на организација во оваа фаза хромозомите се најпогодни за морфометриска анализа и кариотипирање. Во оваа фаза освен утврдување на бројот на хромозомите, може да се воочи дека секој хромозом е изграден од две хроматиди кои се споени во центромерниот регион на примарното стеснување. Распоредени во екваторијалната рамнина на делбеното вретено, хромозомите образуваат метафазна плоча. Метафазата трае доста кратко, односно до моментот кога центромерниот регион надолжно ќе се подели, со 51 што се овозможува хроматидите да се претворат во две независни структури, кои како такви се раздвојуваат кон спротивните полови на клетката. Анафазата започнува со целосно одделување на двете хроматиди и нивно насочување и движење кон соодветните полови на делбеното вретено. Врзани за кинетохорните нишки хроматидите постепено се движат кон двата спротивни пола. Во една клетка сите хромозоми во анафаза се движат индивидуално, меѓутоа во голема мера синхронизирано. Секој хромозом се движи со напред насочен центромерен регион кој ги влече хромозомските краци. Телофаза е завршна фаза од митоза. Таа настанува кога хромозомите ги достигнуваат двата спротивни пола на делбеното вретено. Нивниот број на двата пола е еднаков, односно ист диплоиден број хромозоми, како во јадрото на мајчината клетка. Хромозомските групи на двата пола преку процес на декондензација се враќаат во состојба карактеристична за интерфазата, Доаѓа до реконструирање на јадрените мембрани со што завршува телофазата. Овој период на реконструкција, по правило, завршува и со делба на цитоплазмата (процес познат како цитокинеза) со што се добиваат две нови клетки. 52  http://mrskingsbioweb.com/ Слика бр. 34. Фази од митоза под светлосен микроскоп http://mrskingsbioweb.com/ Слика бр. 35. Фази од митоза под светлосен микроскоп 53  Задача: Нацртај клетки во различна фаза од клеточниот циклус набљудувани на трајни микроскопски препарати Интерфаза Профаза Метафаза Анафаза Телофаза 54  Вежба бр. 11 Делба на полови клетки – мејоза Мејозата претставува делба на клетките со која се добиваат полови клетки кои се вклучуваат во процесот на полово размножување. За мејозата се карактеристични два процеса, кои важно се одразуваат врз морфологијата, структурата и однесувањето на мејотските хромозоми, а тоа се редукцијата на хромозомскиот број и процесот на рекомбинација на генетскиот материјал познат како CROSSING-OVER. Мејоза со состои од две последователни делби кои можат да бидат разгледувани како серија од фази слични на митотските, со таа разлика што фазите од првата делба се означуваат со индекс еден (I), а од втората со индекс два (II). Промените на хромозомите видливи во профаза-I даваат можност таа да се подели во неколку стадиуми, чии имиња се во согласност со состојбата на хромозомите, а тоа се: лептотен, зиготен, пахитен, диплотен и дијакинеза. Во лептотен хромозомите се во форма на долги деспирализирани конци. Со биохемиски методи и со електронско микроскопски про