Bài 2 Cấu trúc và chức năng tế bào Sinh học - Di truyền PDF

HỌC PHẦN SINH HỌC – DI TRUYỀN Bài 2. Cấu trúc và chức năng tế bào  MỤC TIÊU 1. Trình bày được những đặc điểm giống nhau và khác nhau của tế bào prokaryote và eukaryote. 2. Giải thích được tính phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của màng, bộ xươ...

HỌC PHẦN SINH HỌC – DI TRUYỀN Bài 2. Cấu trúc và chức năng tế bào  MỤC TIÊU 1. Trình bày được những đặc điểm giống nhau và khác nhau của tế bào prokaryote và eukaryote. 2. Giải thích được tính phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của màng, bộ xương và các bào quan của tế bào eukaryote. 3. Nêu được một số bệnh lý liên quan đến các thành phần cấu trúc của tế bào người. https://www.youtube.com/watch?v=URUJD5 NEXC8&t=7s  Kích thước tế bào Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Phân loại tế bào Prokaryote (nhân sơ, tiền nhân): vi khuẩn, vi khuẩn cổ. Eukaryote (nhân thật): Sinh vật nguyên sinh (protist), thực vật, nấm (fungi), động vật Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Các bào quan và ribosome của tế bào eukaryote  Nhân Là trung tâm thông tin di truyền, chứa hầu hết gene của eukaryote. Kích thước trung bình 5 µm. DNA tổ chức thành các nhiễm sắc thể (NST). Mỗi NST là một phân tử DNA mạch thẳng. Protein giúp cuộn DNA trong mỗi NST. Phức hợp DNA và protein tạo NST được gọi là chromatin. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Nhân Vỏ nhân là màng đôi, mỗi màng đều là lớp lipid kép. Khoảng gian màng: 20-40 nm. Có các lỗ nhân (100 nm): phức hợp protein lỗ nhân đóng vai trò quan trọng trong điều hoà sự đi vào, ra của protein và RNA. Nhân con (hạch nhân): tổng hợp rRNA. Protein từ bào tương đi vào để tạo tiểu đơn vị ribosome. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Nhân Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Ribosome Không có màng bao bọc nên không được xem là bào quan. Nhà máy tổng hợp protein. Tế bào tuỵ tạo enzyme tiêu hoá à hàng triệu ribosome. Gồm có hai phần: Tiểu đơn vị lớn, tiểu đơn vị bé Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  RIBOSOME Ribosome tự do: trong bào tương, tổng hợp protein hoạt động trong bào tương. Ribosome gắn trên lưới nội sinh chất có hạt: tổng hợp protein màng, protein được đóng gói trong bào quan (tiêu thể), protein tiết. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  LƯỚI NỘI SINH CHẤT (ER: endoplasmic reticulum) Là hệ thống ống, túi dẹt được màng bao quanh. Màng ER liên tục với màng nhân. Lòng ER thông với khoảng gian màng của vỏ nhân. Có 2 loại ER:  Lưới nội sinh chất có hạt (Rough ER): có gắn ribosome.  Lưới nội sinh chất không hạt (Smooth ER): không gắn ribosome. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  CHỨC NĂNG LƯỚI NỘI SINH CHẤT CÓ HẠT Là nơi tổng hợp protein tiết:  Ribosome gắn rough ER tổng hợp polypeptide.  Chuỗi polypeptide chui vào lòng ER  Cuộn gấp thành hình dạng có chức năng.  Gắn carbohydrate để thành glycoprotein, nhờ enzyme của ER.  Protein tiết được đóng gói trong túi vận chuyển sinh ra từ vùng ER chuyển tiếp. Vd: Tế bào tuỵ tổng hợp insulin trong rough ER Sản xuất màng cho tế bào  Thêm protein, phospholipid màng vào màng ER  Màng ER mở rộng và chuyển đi dưới dạng các túi vận chuyển Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  CHỨC NĂNG LƯỚI NỘI SINH CHẤT KHÔNG HẠT Thực hiện quá trình chuyển hoá khác nhau tuỳ theo loại tế bào: nhờ enzyme Tổng hợp lipid  Dầu, steroid (hormone sinh dục, tuyến thượng thận), phospholipid màng mới.  Tế bào tổng hợp hormone trong tinh hoàn, buồng trứng: giàu smooth ER. Khử độc: thuốc, độc chất ở Tế bào gan vd: khử độc thuốc an thần (barbiturate), thuốc giảm đau , rượu.  Giải thích hiện tượng tăng dung nạp thuốc.  Sự lạm dụng thuốc an thần ảnh hưởng đến nhóm kháng sinh khác Dự trữ calcium: tế bào cơ Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  BỘ MAY GOLGI Trung tâm nhận, phân loại và vận chuyển:  Phát triển ở các tế bào tiết.  Là các chồng túi dẹt, có chứa các loại enzym.  Nhận sản phẩm từ ER ( protein, lipid….)  Chế biến và phân loại sản phẩm để định hướng đến các nơi khác nhau trong tế bào.  Gắn “nhãn” phân tử để nhận dạng  Vận chuyển đến các bào quan và màng tế bào. Sản xuất một số đại phân tử: polysaccharide (pectin) Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  LYSOSOME (TIÊU THỂ) Túi chứa enzyme thuỷ phân các đại phân tử, hoạt động tốt trong môi trường acid Được tạo ra từ rough ER, chuyển đến Golgi để xử lý thêm Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  RỐI LOẠN TỒN TRỮ TIÊU THỂ Bệnh Tay-Sachs: Thiếu hoặc bất hoạt enzyme thuỷ phân lipid (hexosaminidase). Tích luỹ lipid trong tế bào não. Bệnh Hurler: Thiếu enzyme iduronidase. Tích luỹ mucopolysaccharide. Bệnh Gaucher: Thiếu enzyme glucocerebrosidase-> chất béo hình thành nhiều trong các cơ quan Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  PEROXISOME Túi có màng, chứa enzyme oxidase và catalase, lần lượt xúc tác các phản ứng: RH2 + O2 -> R + H2O2 (peroxide) H202 -> H20 +02 Chức năng:  Phân tách acid béo thành acetyl CoA, chuyển đến ty thể, làm nguyên liệu cho hô hấp tế bào.  Ở gan: khử độc rượu, các độc chất khác Sự hình thành:  Phát triển nhờ kết hợp với protein ở bào tương và lipid ở ER  Có thể tự nhân đôi khi đạt kích thước nhất định. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  KHÔNG BÀO (VACUOLE) Túi có màng, chứa nước, chất hoà tan, có thể giọt lipid không tan. Phát triển ở tế bào thực vật. Động vật: nguyên sinh động vật, tế bào gan Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  TY THỂ (MITOCHONDRIA) Là nơi diễn ra hô hấp tế bào. Số lượng: hàng trăm – hàng nghìn. Cấu trúc: màng ngoài nhẵn, màng trong gấp thành mào có chuỗi vận chuyển điện tử. Chứa DNA dạng vòng, ribosome, enzym Nguồn gốc: thuyết nội cộng sinh. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  TY THỂ: Hô hấp tế bào Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  ÔN BÀI: Kính hiển vi và bào quan 1 2 3 1 1 2 3 2 Hình A Hình B Hình C Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition Khung xương tế bào (cytoskeleton) CHỨC NĂNG CỦA KHUNG XƯƠNG TẾ BÀO Nâng đỡ:  Nâng đỡ cơ học, duy trì hình dạng.  Neo bào quan và các enzyme trong bào tương.  Tháo (một vị trí) và tái lắp ráp (vị trí mới) trong tế bào -> thay đổi hình dạng tế bào khi cần thiết. Vận động (thay đổi vị trí, vận động các phần tế bào): tương tác của khung xương tế bào và protein động cơ.  Các túi di chuyển trong bào tương dọc theo bộ xương tế bào.  Uốn cong màng tế bào -> túi thực bào. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  PHÂN LOẠI Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Ống vi thể Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Ống vi thể Hầu hết tế bào động vật xương sống còn có 1 lông tơ cơ bản (primary cilium), không vận động, mà có chức năng dẫn truyền tín hiệu phân tử từ môi trường ngoại bào vào bên trong. Quan trọng cho chức năng não. Bệnh lý lông tơ (ciliopathies): Parkinson, Alzheimer Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Sợi actin Sợi thẳng, phân nhánh tạo thành mạng lưới. Chịu lực căng. Mạng lưới bên trong màng bào tương: lớp vỏ của bào tương: nâng đỡ, duy trì hình dạng tế bào. Tế bào niêm mạc ruột (hấp thu thức ăn): vi nhung mao (microvilli) được tạo nên bởi lõi là sợi actin. Tương tác của actin và myosin: co cơ, chuyển động kiểu chân giả (a-míp, một số bạch cầu), vận chuyển túi Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Sợi trung gian Hiện diện trong tế bào một số động vật. Chịu lực căng. Cố định hơn ống vi thể và sợi vi thể (tháo, lắp) Đa dạng: mỗi loại được tạo thành từ một tiểu đơn vị thuộc 1 họ protein.  Keratin tế bào biểu mô.  Tạo lá sợi (lamina) nhân… Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition TÓM TẮT VỀ KHUNG XƯƠNG TẾ BÀO Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition Cấu trúc và chức năng của màng tế bào  MÀNG TẾ BÀO: Mô hình khảm lỏng Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Lipid màng tế bào PHOSPHOLIPID: Chiếm 55% lipid màng. 5 loại chính:  Phosphatidylcholine  Phosphatidylethanolamine  Phosphatidylserine  Phosphatidylinositol  sphingomyelin Tính lưỡng phần (amphipathic)  Đầu ưa nước.  Hai đuôi hydrocarbon kỵ nước Dịch chuyển ngang -> tạo tính lỏng của màng Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  CHOLESTEROL CHOLESTEROL: Chiếm 25-30% lipid màng. Xen kẽ với phospholipid. Đệm cho tính lỏng của màng Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Tính lỏng của màng tế bào Được tạo nên bởi khả năng dịch chuyển ngang của phospholipid (PL) (nhanh: 107 lần/giây) và protein (chậm). Các yếu tố ảnh hưởng:  Đuôi hydrocarbon không bão hoà ngăn cản sự đóng gói chặt -> thúc đẩy tính lỏng.  Nhiệt độ giảm: Phospholipid đông cứng hoá. Màng có nhiều hydrocarbon không bão hoà sẽ duy trì tính lỏng ở nhiệt độ thấp hơn.  Cholesterol có vai trò đệm cho tính lỏng: o Nhiệt độ cao (37oC): Cholesterol ngăn cản PL di chuyển -> giảm lỏng. O Nhiệt độ thấp: Cholesterol ngăn cản đóng gói của PL -> giảm đông cứng ->Hạn chế sự thay đổi tính lỏng của màng do thay đổi nhiệt độ. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Protein màng tế bào Protein tích hợp (integral protein): được đóng vào lớp lipid kép.  Phần lớn là protein xuyên màng (transmembrane protein):  Các protein khác: chỉ ấn vào một phần. Protein ngoại vi (peripheral protein): chỉ gắn lỏng lẻo trên bề mặt màng, thường tiếp xúc với các phần của protein tích hợp Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Protein màng tế bào Tính lưỡng phần: + phần ưa nước ngoài nhô ra ngoại bào và bào tương + phần kỵ nước nằm trong vùng lipid kép kỵ nước Dịch chuyển ngang -> tạo tính lỏng của màng Khảm trong lớp phospholipid kép Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition Chức năng của các protein màng tế bào Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Ví dụ lâm sàng: Đề kháng HIV Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Carbonhydrate màng tế bào Chuỗi ngắn, phân nhánh liên kết cộng hoá trị với protein, lipid:  Với protein (hầu hết): glycoprotein.  Với lipid (một số): glycolipid. Vị trí: Phía ngoại bào của màng bào tương Có vai trò nhận diện tế bào-tế bào:  Phân loại tế bào vào mô, cơ quan trong phôi.  Hệ thống miễn dịch loại bỏ tế bào ngoại lai. Tính đặc hiệu:  Khác nhau giữa các chủng.  Khác nhau giữa các cá thể cùng chủng.  Khác nhau giữa các loại tế bào trong cùng một cá thể. Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  Tổng hợp và định hướng màng tế bào Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition  ` Geoffrey M. Cooper (2019), The Cell: A Molecular Approach, 8th Edition