homeostaza, genetyka

19) NEUROHORMONALNE MECHANIZMY TERMOREGULACJI JAKO PRZYKŁAD ZACHOWANIA HOMEOSTAZY TERMICZNEJ.

  1. MECHANIZMY REGULUJĄCE TEMPERATURĘ CIAŁA:

Utrzymaniu temperatury wnętrza ciała na względnie stałym poziomie służą precyzyjne mechanizmy termoregulacyjne. Można wyróżnić trzy etapy funkcjonowania tych mechanizmów: 1) Przyjęcie informacji o temperaturze różnych obszarów ciała, 2) integracja tej informacji i 3) Uruchomienie procesów prowadzących do zatrzymania ciepła w organizmie bądź do odprowadzenia jego nadmiaru na zewnątrz.

  1. TERMODETEKCJA I OŚRODKI TERMOREGULACJI:

W skórze w przedniej części podwzgórza i polu przedwzrokowym oraz w rdzeniu kręgowym znajdują się receptory wrażliwe na temperaturę. Skóra zawiera receptory ciepła i zimna. Termoreceptory( częściej zwane termo detektorami) wykryto w przedniej części podwzgórza i polu przedwzrokowym. W obszarze Tyn znajdują się neurony, których aktywność bioelektryczna nasila się przy podwyższeniu temperatury podwzgórza. Niektóre neurony działają odwrotnie na obniżenie temperatury.

Przednia część podwzgórza i pole przedwzrokowe odgrywają rolę w mechanizmie termoregulacji jako obszar termodetekcyjny integrujący informacje termoczne pochodzące z różnych okolic ciała i uruchamiający reakcje fizjologiczne sprzyjające utracie ciepła z organizmu. Z tego powodu obszar ten został nazwany ośrodkiem utraty ciepła.

Zadaniem ośrodka utraty ciepła jest też hamowanie czynności innego ośrodka termoregulacyjnego, który znajduje się w tylnej części podwzgórza. Ten drugi ośrodek nazywany ośrodkiem zachowania i wytwarzania ciepła, wyzwala reakcje fizjologiczne, których skutkiem jest nagromadzenie ciepła w organizmie. Do reakcji tych należy zwężenie naczyń krwionośnych skóry, nastroszenie sierści( zwane piloerekcją), drżenie mięśniowe i zwiększone wydzielanie adrenaliny, która nasila przemianę materii w tkankach. U człowieka pojawia się tzw. gęsia skórka, czyli szczątkowa reakcja piloerekcyjna, nie mająca jednak takiego znaczenia jak stroszenie sierści u zwierząt. W odróżnieniu od ośrodka utraty ciepła, ośrodek i wytwarzania i zachowania ciepła nie jest wrażliwy na temperaturę,

Podwyższenie temperatury krwi dopływającej do podwzgórza pobudza receptory ciepła i powoduje uruchomienie reakcji ułatwiających odprowadzenie ciepła z organizmu. Natomiast dopływ krwi ochłodzonej do podwzgórza znosi hamujący wpływ przedniej części podwzgórza i pola przedwzrokowego na ośrodek zachowania i wytwarzania ciepła w tylnej części podwzgórza. Zostają wtedy wyzwolone reakcje termoregulacyjne stymulowane przez ten ośrodek.

W reakcjach termoregulacyjnych uczestniczą jeszcze inne ośrodki. Drżenie mięśniowe jest wywoływane przez ośrodek w grzbietowo-tylnej części podwzgórza, natomiast zianie jest skutkiem pobudzenia czynności ośrodka oddechowego. Rozszerzenie i zwężenie naczyń krwionośnych, a także uwolnienie adrenaliny z rdzenia nadnerczy, zależy od stanu napięcia układu współczulnego.

MECHANIZMY TERMOREGULACJI:

ZA CIEPŁO ZA ZIMNO
Procesy związane ze wzrostem utraty ciepła Procesy związane ze spadkiem produkcji ciepła
Rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry Brak łaknienia
Unoszenie nagrzanego powietrza znad powierzchni skóry ( konwekcja) Apatia, nie podejmowanie wysiłku fizycznego
Wypromieniowywanie ciepła do otoczenia Bezruch, przyjęcie pozycji leżącej
Przewodzenia ciepła dzięki kontaktowi z chłodniejszym podłożem
Przyspieszenie, spłycenie oddechu
Zanurzanie się w wodzie
Picie zimnych napojów
Oddawanie kału, moczu
Odsłanianie skóry – zdejmowanie odzieży

Źródło: B. Sadowski „Biologiczne mechanizmy zachowania się ludzi i zwierząt” oraz „ Biomedyczne podstawy rozwoju z elementami higieny szkolnej” dodatkowo polecam zajrzeć do Longstaffa Krótkich wykładów z neurobiologii na str 377 jest odnośnie termoregulacji.

20) REGULACJA CZYNNOŚCI UKŁĄDU WYDALNICZEGO, MECHANIZM PRAGNIENIA.

  1. MECHANIZM PRAGNIENIA

Gdy fizjologiczne mechanizmy zapobiegające odwodnieniu organizmu nie wystarczają włącza się mechanizm behawioralny, który prowadzi do pobrania wody z otoczenia. Mechanizm ten opiera się na popędzie zwanym pragnieniem. Pragnienie jest wywoływane przez dwa rodzaje bodźców – osmotyczne i objętościowe.

  1. REGULACJA CZYNNOŚCI UKŁADU WYDALNICZEGO:

Na zakręcie pętli Henlego ściany kanalika stają się bardziej przepuszczalne dla soli, a mniej przepuszczalne dla wody. Gdy zagęszczony przesącz przemieszcza się wzdłuż ramienia wstępującego, sole dyfundują na zewnątrz, do płynu tkankowego. W rezultacie sole zagęszczone są w przestrzeniach międzykomórkowych rdzenia nerki. Miejscem resorpcji chlorku sodu jest wstepujące ramię pętli Henlego a zwłaszcza jego końcowy odcinek. W strefie tej jony chlorkowe transportowane są aktywnie do płynu tkankowego, czemu towarzyszy wędrówka komplementarnych jonów sodowych.

Kanaliki zbiorcze są przepuszczalne dla mocznika, co pozwala na dyfuzję stężonego mocznika z przesączu do płynu tkankowego. Powoduje to wysokie stężenie mocznika w płynie tkankowym, co sprzyja kolei dyfuzji wody na zewnątrz w zstępującym ramieniu pętli.

Woda opuszcza przesącz w ramieniu zstępującym , stężenie soli w przesączu w dolnych częściach pętli jest wysokie. Przesącz w kanaliku krętym drugiego stopnia jest izotoniczny lub nawet hipotoniczny w stosunku do krwi( ponieważ z ramienia wstępującego usuwane są sole, a nie woda). Gdy przesącz wędruje dalej wzdłuż kanalika zbiorczego , woda na zasadzie osmozy nadal uchodzi do płynu tkankowego, skąd jest zbierana przez naczynia krwionośne. Przesącz płynie w obu ramionach pętli Henlego w przeciwnych kierunkach. Przesącz jest zagęszczany, gdy przemieszcza się wzdłuż ramienia zstępującego, a następnie rozcieńczany, gdy płynie wzdłuż ramienia wstępującego. Mechanizm przeciwprądowy pomaga w utrzymaniu wysokiego stężenia soli w płynie tkankowym rdzenia nerki.

Mechanizm przeciwprądowy

- Objętość moczu regulowana jest przez hormon antydiuretyczny (ADH)

- Przepuszczalność ścian kanalików zbiorczych regulowana jest przez hormon antydiuretyczny czyli wazopresynę. Gdy organizm musi zatrzymać wodę ADH uwalniany jest z tylnego płata przysadki mózgowej. Hormon ten działa na ściany kanalików zbiorczych zwiększając ich przepuszczalność dla wody. Tym samym znaczna ilość wody ulega resorpcji w kanalikach zwrotnych, a powstały mocz zawiera mało wody i jest wysoce stężony.

- Wydzielanie ADH jest pobudzane przez specjalne receptory w podwzgórzu. Gdy spożycie płynów jest niewielkie, organizm zaczyna się zwolna odwadniać, a tym samym objętość krwi się zmniejsza. W miarę spadku objętości krwi rośnie stężenie soli rozpuszczonych we krwi. Receptory w podwzgórzu są wrażliwe na zmiany ciśnienia osmotycznego i stymulują tylny płat przysadki mózgowej do wydzielania ADH

- Gdy spożycie płynów jest znaczne, krew ulega rozcieńczeniu, a jej ciśnienie osmotyczne spada. Zmniejsza się wydzielanie ADH w przysadce mózgowej , co powoduje zmniejszoną wydajność resorpcji wody z kanalików zwrotnych. Wytwarzane są wówczas znaczne objętości rozcieńczonego moczu.

- Zaburzeniom czynnościowym przysadki mózgowej towarzyszy niedostateczna produkcja ADH. Może to powodować moczówkę prostą. Prowadzi to do problemów z resorpcją wody w kanalikach zbiorczych i wytwarzana jest ogromna ilość moczu.

Regulacja objętości wydalanego moczu.

- Stężenie sodu regulowane jest precyzyjnie przez hormon aldosteron, wydzielany przez korę nadnerczy. Działanie jego polega na stymulowaniu kanalików krętych drugiego rzędu i kanalików zwrotnych do zwiększonego wchłaniania sodu.

- Wydzielanie aldosteronu może być pobudzone na skutek spadku ciśnienia krwi. Gdy ciśnienie krwi spada, komórki w aparacie przykłębuszkowym wydzielaj enzym reninę a aktywują szlak renino- angiotensynowy. Kompleks ten jest niewielką grupą komórek zlokalizowanych w miejscu, gdzie kanaliki kręte drugiego rzędu kontaktują się z tętniczkami doprowadzającymi. Renina katalizuje przemianę pewnego białka osocza do angiotensyny, która z kolei stymuluje wydzielanie aldosteronu.

Źródło: Biologia Villego

21) ZACHOWANIE ORGANIZMU JAKO SPOSÓB UTRZYMANIA HOMEOSTAZY:

- odbiór bodźców środowiska i przetworzenie ich w bodźce nerwowe- stan aktywności elektrycznej komórek

- procesy zachodzące w mięśniach takie, jak: skurcz mięśni szkieletowych powodujący ruchy lub skurcz mięśni gładkich zwężający naczynia i przewody- narządy zbudowane na planie „rury”- cewki

-procesy wydzielnicze zachodzące w gruczołach – zarówno wewnątrzwydzielnicze (hormony), jak i zewnątrzwydzielnicze (pot, łzy, soki trawienne)

- zmiany przebiegu reakcji chemicznych w komórkach, w tym produkcję białek i innych substancji, chemiczną przebudowę składników komórki, co jest m.in. podstawa procesów uczenia

- namnażanie w procesie mitozy i mejozy i kontrolowane wymieranie komórek.

22) ORGANIZACJA MATERIAŁU GENETYCZNEGO ( CHROMATYNA, CHROMOSOMY) W CYKLU ŻYCIOWYM KOMÓRKI I JEJ ZNACZENIE:

- Gen zajmuje określone miejsce w chromosomie nazywane locus ( liczba mnoga loci).

- W skład chromosomu wchodzą również białka. Niektóre z nich są enzymami uczestniczącymi procesach replikacji i transkrypcji.

- W okresach między podziałami komórki w środowisku jądra komórkowego (karioplazmie) widoczne są tylko rozproszone nitki chromatyny utworzone z cząsteczek DNA. Bezpośrednio przed podziałem skupiają się i zamieniają w chromosomy.

- Człowiek ma 46 chromosomów.

- Wyróżniamy chromosomy autosomalne ( 44 chromosomy), które zawierają geny określające wszystkie cechy organizmu oraz chromosomy płciowe ( 2 chromosomy) determinujące płeć.

- Chromosomy autosomalne są homologiczne, co oznacza, że w każdym z chromosomów danej pary loci poszczególnych genów zajmują takie same miejsca.

- W gametach człowieka występuje haploidalny zestaw chromosomów czyli 22 chromosomy autosomalne oraz 1 płciowy.

- Chromosom składa się z : ramienia krótkiego, centromeru, ramienia długiego, przewężenia wtórnego- organizator jąderka, satelity(trabant) ramienia długiego.

Chromosom - Chromosomy to pałeczkowate struktury zbudowane z białek i DNA. Są widoczne tylko podczas podziału komórki. Powstają w wyniku kondensacji chromatyny, która podczas interfazy znajduje się wewnątrz jądra komórkowego. Najbardziej zespiralizowane i dzięki temu najlepiej widoczne chromosomy można zaobserwować w metafazie podziału mitotycznego.

Każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd połączonych przez centromer. Na centromerze znajduje się kinetochor, do którego przyczepiają się włókna wrzeciona kariokinetycznego podczas podziału komórki. Każda chromatyda zawiera jedną długą cząsteczkę DNA nawiniętą na nukleosomy. Na obu końcach każdej chromatydy znajdują się telomery.

Obie cząsteczki DNA każdego chromosomu są takie same, ponieważ są wytwarzane podczas replikacji macierzystej cząsteczki DNA. Dzięki temu obie komórki powstające podczas mitozy mają taki sam materiał genetyczny - każda nowa komórka otrzymuje podczas podziału po jednej chromatydzie każdego chromosomu.

Na niektórych chromosomach komórki są zlokalizowane organizatory jąderek. Przy zastosowaniu odpowiedniego barwienia można wyróżnić na chromosomie ciemne prążki heterochromatyny i jasne paski euchromatyny.

- Włókno złożone z nukleosomów jest podstawowym elementem strukturalnym chromatyny, kompleksu nukleoproteidowego, z którego zbudowane są chromosomy.

- W chromatynie włókno nukleosomowe (chromatynowe) skręcone w ścisłą spiralę, tworzy wielkie pętle utrzymywane razem przez zestaw białek niehistonowych, noszących nazwę białek macierzy jądrowej.

  1. W chromosomach tych DNA, w wyniku połączenia z zasadowymi białkami

(histonami) tworzy struktury zwane nukleosomami. Każdy nukleonom składa się z rdzenia histonowego oplecionego fragmentem DNA oraz z zasocjowanego z cząsteczką innego rodzaju histonu fragmentu DNA łączącego sąsiednie rdzenie nukleosomowe.

  1. Zbudowane z nukleosomów włókna tworzą zwoje utrzymywane razem przez niehistonowe białka macierzy jądrowej.

  2. Długość cząsteczek DNA przewyższa znacznie wymiary jądra lub komórki, w których występują. Organizacja DNA w chromosomy umozliwia replikację DNA i jego segregację pomiędzy komórki siostrzane bez zapętlania się.

  3. Źródło: Sadowski, Biologia Villego, materiały z płyty

23) Przebieg ekspresji informacji genetycznej (zależność: gen - białko - cecha fenotypowa) i jej regulacja u

człowieka; kod genetyczny i jego właściwości.

- Pierwszy etap syntezy białek, nazywany transkrypcją przebiega w jądrze komórki. Na etapie tym powstaje cząsteczka informacyjnego RNA (m-RNA) o budowie komplementarnej względem struktury odpowiedniego genu.

- Fragment cząsteczki DNA o specyficznej sekwencji nukleotydów, czyli gen stanowi matrycę, na której jest syntetyzowana komplementarna względem niej cząsteczka m-RNA. Komplementarność budowy fragmentu DNA i syntetyzowanej na niej cząsteczki RNA polega na tym, że do zasad A, G, T, C DNA przyłączają się za pomocą wiązań wodorowych, odpowiednio zasady U, C, A i G. Ustawione w tak uformowanym rzędzie nukleotydy zostają następnie powiązana wskutek działania enzymu polirybonukleazy i tworzą cząsteczkę mRNA.

- Sekwencja nukleotydów w tej cząsteczce DNA- matrycy dla mRNA- jest określana jako „antysensowna”, natomiast sekwencja nukleotydów w komplementarnej względem niej cząsteczce mRNA jako „sensowna”.

- Do promotora przyłącza się jedna z podjednostek enzymu polirybonukleazy. Enzym ten otrzymuje instrukcję o miejscu startowym, od którego ma rozpocząć scalanie nukleotydów w cząsteczce RNA. Miejsce końca syntezy oznajmia sygnał STOP w postaci odpowiedniej sekwencji nukleotydów DNA. W obrębie promotora znajduje się jeszcze część wrażliwa na tzw. czynniki transkrypcyjne. Dzialanie tych czynników jest niezbędne dla ekspresji genu, czyli dla wykorzystania informacji zawartej w genie do syntezy białka.

Rybosom zawiera dwa miejsca(oznaczone literami A i P) , każe mieszczące jedną cząsteczke tRNA ( RNA transportujący)

- Schemat przebiegu translacji:

  1. Cząsteczka mRNA przyczepia się do rybosomów i kolejno przesuwa się o jeden kodon od miejsca A do miejsca P rybosomu

  2. Cząsteczka tRNA z właściwym antykodonem przyczepia się do kodonu mRNA w miejscu A rybosomy; cząsteczka ta niesie ze sobą swoisty dla niej aminokwas; łańcuch aminokwasów doczepiony do tRNA zajmującego miejsce P rybosomu dołącza się do aminokwasu związanego z cząsteczką tRNA w miejscu A, a wówczas cząsteczka tRNA pozbawiona aminokwasu opuszcza miejsce P; cząsteczka mRNA przesuwa się o jedenj kodon i pociąga za sobą cząsteczkę tRNA z łańcuchem aminokwasów, która tym samym przesuwa się z miejsca P do miejsca A rybosomu.

- Mechanizmy ekspresji genów działają zarówno na poziomie transkrypcji jak i translacji. Mechanizmy działające na poziomie transkrypcji opierają się głównie na udziale czynników transkrypcyjnych w przepisywaniu kodu genetycznego na cząsteczkę mRNA.

Cechy kodu genetycznego:

- Trójkowy- znak kodu mRNa tworzą trzy nukleotydy

- Bezprzecinkowy- kodony nie są niczym od siebie odgraniczone

- niezachodzący- nukleotyd jednego kodonu nie wchodzi w skład innego kodonu

- Uniwersalny – identyczny u wszystkich istot żywych

- zdegenerowany- jeden aminokwas może być kodowany przez wiele trójek

- Jednoznaczny- jedna trójka może kodować tylko jeden aminokwas

Źródło: Sadowski, Biomedyczne podstawy rozwoju z elementami higieny szkolnej(rozdział Łaszczycy), doczytajcie odnośnie operonu laktozowego i tryptofanowego!

24) Gen i allel - budowa i charakterystyka; wzajemne oddziaływania pomiędzy genami allelicznymi i

nieallelicznymi: dominacja, epi- i hipostaza, piętno genetyczne.

- Allele to rożne odmiany genu. Wyróżniamy allele dominujące i recesywne.

- Jeśli cecha kodowana jest przez allele oznaczone tymi samymi literami np. AA, aa to mówimy o homozygotach, natomiast jeśli oznaczymy róznymi literami np. Aa to mowa o heterozygotach.

- Aa to heterozygota dominująca, aa to homozygota recesywna, AA homozygota dominująca

- Dość częstym przejawem współdziałania genów nieallelicznych jest epistaza, polegająca na hamowaniu ekspresji jednego genu przez inny, nie będący jego allelem. Gen taki nazywany jest genem epistatycznym.

- Piętnowanie genów zachodzi podczas mejozy. Polega ono na chemicznej modyfikacji fragmentów łańcucha polinukleotydowego wybranych genów. Skutkiem piętnowania jest wyłączenie ściśle określonych alleli dziedziczonych od matki na korzyść alleli otrzymywanych od ojca ( lub odwrotnie). Wskutek tego nieliczne, ale ważne rozwojowo cech dziedziczą się wyłącznie po linii matczynej lub wyłącznie po linii męskiej.

Źródło: Sadowski, repetytorium do biologii, doczytajcie o hipostazie, bo nie znalazłam w żadnej dostępnej mi książce  chociaż wydaje mi się, że jest to maskowanie genów podczas dziedziczenia koloru kwiatów m. In u wyżlina


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Seminarium3 Inne zaburzenia genetyczne
Genetyka regulacja funkcji genow
Analiza genetyczna w medycynie sądowej
Zabieg operacyjny zaburzenia homeostazy
03 PODSTAWY GENETYKI
Prezentacja Genetyka Schizofrenii
Genetyka mendlowska wyklad
04) Kod genetyczny i białka (wykład 4)
Genetyka 2[1] 02
Algorytmy genetyczne
Teorie algorytmow genetycznych prezentacja
skrining genetyczny
Genetyka Wykład 6
Genetyka ogólna dla studentów cz 2

więcej podobnych podstron