Modulis BIOLOGIJA/AUKŠTOSIOS TECHNOLOGIJOS

(molekulinė biologija, ląstelės biologija, biotechnologija, lazerinė ir nano–technologijos

 

 
   

Tema: Pasaulinė klimato kaita: priežastys ir pasekmės

A

Aplinka – gamtoje funkcionuojanti sistema, kurią sudaro tarpusavyje glaudžiai susiję gamtiniai ir žmogaus sukurti komponentai bei juos vienijančios natūralios ir antropogeninės sistemos. Gamtiniai aplinkos komponentai yra skirstomi į negyvuosius (oras, vanduo ir dirvožemis) ir gyvuosius (augalai, gyvūnai, mikroorganizmai, grybai). Ankstyviausiuose visuomenės vystymosi etapuose prie gyvųjų gamtos komponentų galima priskirti ir žmogų. Pagrindinę žmogaus sukurtų aplinkos (antropogeninių) aplinkos komponentų dalį sudaro gyvenamieji, visuomeninės ir gamybinės paskirties pastatai bei juos jungiančios komunikacijos (keliai, geležinkeliai, ryšių linijos ir t.t.). Be gamtinių ir antropogeninių aplinkos komponentų išskiriama tarpinė aplinkos komponentų grupė – žmogaus pakeisti gamtiniai aplinkos komponentai, pavyzdžiui, žemės ūkio naudmenos (ariama žemė, pievos, ganyklos).

Visa apimanti mūsų planetos aplinka yra ekosfera, kurią sudaro visa gyvoji ir negyvoji gamta. Gyvenamąją aplinką Žemėje sudaro sausuma, dirvožemis ir vanduo.

Antropogeniniai veiksniai – su žmogaus veikla (pramonės, energetikos, transporto emisijos, žemės ūkio chemizavimas, pavojingų atliekų. toksinių medžiagų patekimas į aplinką ir kt.) susiję aplinkos elementai, tiesiogiai ar netiesiogiai veikiantys organizmus, jų fizinę būklę ir gyvybinius procesus. Ekstremalūs antropogeniniai veiksniai, kurių dozė ir poveikio laikas viršija organizmų tolerancijos ribas, gali sukelti organizmų arba jų sistemų pažeidimus, ligas, mirtį.

Asimiliacija [lot. assimilatio – supanašėjimas] – maisto medžiagų pasisavinimas bei pavertimas sudėtingesne organine medžiaga; ∆ ir disimiliacijos vienovė sudaro medžiagų apykaitą (metabolizmą); iš aplinkos paimtų medžiagų naudojimas organizmui kvėpuoti, augti, vystytis ir daugintis.

B

Bendroji klimato kaitos konvencija (Rio de Žaneiras, Brazilija, 1992) – JT Aplinkos ir vystymosi konferencijoje priimta tarptautinė sutartis, įpareigojanti šalis stabilizuoti šiltnamio reiškinį sukeliančių dujų (CO2, CH4, N2O ir kt.) koncentraciją tokiu lygiu, kuris apsaugotų klimatą nuo antropogeninio poveikio ir stabdytų jo globalų šiltėjimą. Lietuva prisijungė 1995 m

I

Infraraudonieji spinduliai – bangos kurių ilgis didesnis už 900 nm. Šiai nematomai Saulės spinduliuotės spektro daliai tenka 45 % energijos.

K

Klimatas – daugiametis orų režimas tam tikroje teritorijoje Žemės paviršiuje arba tam tikrame atmosferos aukštyje. Vietovės klimatą lemia Saulės spinduliuotė, kritulių kiekis, oro ir dirvožemio temperatūra, drėgmė, atmosferos slėgis, vėjo greitis ir kryptis.

Klimato kaita – bent koks klimato kitimas laike, priklausomai nuo antropogeninės veiklos ir natūralių jo variacijų. Visuotinis klimato atšilimas, vykstantis dėl vis didėjančio organinio kuro deginimo, yra viena aktualiausių dabarties ekologinių problemų. Ryškiausia jis vyksta vidutinėse ir šiaurinėse platumose. XXI a. mažiausi oro temperatūros pokyčiai yra prognozuojami pusiaujyje, didžiausi – Šiaurės pusrutulio aukštesnėse platumose.

P

Pasaulio aplinkos fondas (PAF, angl. Global Environment Facility, GEF) buvo įkurtas1992 metais kaip pasaulinis finansavimo mechanizmas, įgyvendinantis Jungtinių Tautų Bendrosios klimato kaitos ir Biologinės įvairovės konvencijas. PAF užduotis – remti pasaulinės reikšmės aplinkos apsaugos projektus, kurie prisideda ir prie vietinių žmonių gerovės kūrimo.

Pasaulinė klimato kaita – žmogaus veiklos sąlygojami arba gamtiniai pasaulinio masto klimato pokyčiai.

Š

Šiltnamio reiškinys – reiškinys kuris sukelia pasaulinį klimato atšilimą dėl padidėjusios šiltnamio dujų koncentracijos ore; padidėjęs ilgabangio Žemės spinduliavimo į kosmosą sugėrimas dėl CO2 kiekio didėjimo troposferoje. Dėl šiltnamio reiškinio prognozuojami skirtingi oro temperatūros pokyčiai: mažiausi – pusiaujyje, didžiausi – Šiaurės pusrutulio aukštesnėse platumose. Jei vidutinė metinė planetos oro temperatūra pakiltų ~4o C, tai Š. ašigalyje ji pasiektų 10o C. XX a. pabaigoje dėl šio reiškinio ėmė tirpti Andų iki Himalajų kalnų ledynai, nyksta poliarinis ledas – per pastaruosius 20 metų Arkties ledynai sumažėjo 6 %. Pietų ašigalyje didžiuliai (kai kurie tris kartus didesni už Maljorkos salą) ledų kalnai vis dažniau nušliaužia į jūrą. Nuo 1900 m. Pasaulinio vandenyno lygis pakilo apie 20 cm. Prognozuojama, kad iki 2100 m. vandens lygis pakils apie 60 cm. Pagal šias prognozes, dalis dabartinės sausumos teritorijos atsidurtų po vandeniu. Pavyzdžiui, upių deltos Bangladeše, Indijoje ir Kinijoje; Niujorkas, Bostonas ir Majamis būtų apsemti ir paversti pelkėmis. Kylant Pasaulinio vandenyno lygiui daug nedidelių salų Atlanto, Ramiajame ir Indijos vandenyne gali išnykti, dalis jų atsidurs po vandeniu. Kai kuriuose senesniuose literatūros šaltiniuose ir Aplinkos ministerijos ataskaitose aprinkamas išsireiškimas ,,šiltnamio efektas“ ekologijoje ir aplinkotyroje yra nevartotinas.

Šiltnamio dujos – gamtinės ir antropogeninės kilmės dujos (anglies dioksidas, metanas, halogenizuoti angliavandeniliai, azoto suboksidas), kurios veikia panašiai kaip šiltnamio stiklas – praleidžia į Žemę krintančius Saulės spindulius, bet sugeria iš Žemės į kosminę erdvę sklindančius infraraudonuosius (šiluminius) spindulius, didina troposferos oro temperatūrą ir sukelia šiltnamio reiškinį. CO2 indėlis į šiltnamio reiškinio formavimąsi siekia 55 %, metano (NH4) – 15 %, halogeninių angliavandenilių – ~17 %, azoto suboksido (N2O) – ~6 %, kitų dujų – ~7 %. Šiltnamio reiškinį sukeliančių dujų daugiausia susidaro deginant organinį kurą, kurio daugiausia sunaudojama energetikos ir transporto sektoriuose. Jeigu atmosferoje šiltnamio dujų nebūtų, vidutinė metinė Žemės oro temperatūra būtų net 18o C žemesnė už šiuo metu esamą.

T

Tarpvyriausybinė Klimato Kaitos Taryba (angl. IPCC) – tarpvyriausybinė organizacija, įkurta 1988 m.; vertina sukauptą informaciją apie žmogaus veiklos sukeltą klimato kaitą, plėtoja mokslinę sampratą apie praeities ir dabarties klimato svyravimus, nagrinėja galimas prognozes ir klimato pokyčių poveikį ekosferai, modeliuoja klimato kaitos scenarijus, vertina jų patikimumą.

Teršalų emisija [lot. emisssio – išleidimas] – iš taršos šaltinio išmetamos dujinės, kietosios arba skystosios atliekos.

Tolimųjų oro teršalų pernašų konvencija (Ženeva, Šveicarija, 1979) – tarptautinis susitarimas, įpareigojantis šalis bendradarbiauti tolimųjų pernašų reguliavimo srityje, mažinti aplinkos rūgštėjimą, eutrofizaciją, saugoti stratosferos ozono sluoksnį, atlikti teršalų inventorizaciją. Lietuva prisijungė 1993 m.

Prof. habil. dr. Romualdas Juknys

Vytauto Didžiojo universitetas

Gamtos mokslų fakultetas

 

 

Tema: Naujausių ląstelės biologijos atradimų apžvalga: proteolizės svarba

 

26S proteosoma – 26S proteosome – didelis (2500 kDa) oligomerinis baltyminis kompleksas, sudarytas iš dviejų dalių: (1) šerdį sudaro 20S multikatalizinis kompleksas - 28 subvienetų ATPazė, panaši į ClpA; (2) 2 papildomi reguliaciniai 19S kompleksai, vadinami Cap arba PA700. Kiekvieną iš jų sudaro 15 subvienetų (25÷110 kDa), kurių asociacija su 20S kataliziniu kompleksu priklauso nuo ATP. Tarp proteosomos 20S ir 26S formų ląstelėje nusistovi pusiausvyra.

26S proteosomos šerdis – 26S proteosome core – 20S tuščio cilindro (14,8 nm ilgio ir 11,3 nm skersmens) formos centrinė 26S proteosomos dalis. gale yra skylė Ub-baltymui įeiti. cilindrą (700 kDa) sudaro 4 dviejų tipų ( ir) žiedai po 7 vienodus subvienetus (35÷100 kDa): 7 7 7 7. Centriniame plyšyje tarp subvienetų yra 14 aktyvių centrų. aktyviojo centro aminorūgštis yra treoninas Thr. Kitame gale yra skylė šalinti proteolizės produktus, trumpus peptidus (gali būti, kad produktai šalinami per cilindro sienas). Mielių 20S katalizinio komplekso genų mutacijos yra letalios. be papildomų reguliacinių subvienetų gali skaidyti tik kai kuriuos denatūruotus baltymus. Tai katalizinė 26S proteosomos šerdis.

19S Cap subvienetas – 19S cap subunit – aktyvios 26S proteazės subvienetai, būtini Ub-baltymo atpažinimui ir išvyniojimui. suteikia 26S proteazei savitumą Ub, ATP, ir išardo tretinę baltymo struktūrą prieš jam patenkant į komplekso šerdį (angl. k. - unfoldases), stumia išvyniotą baltymą į 20S komplekso vidinę ertmę. Taip pat 19S subvienetuose yra izopeptidazės, pašalinančios nuo baltymų laisvą Ub arba poli-Ub “šakas”. Šeši proteosomos 19S subvienetai vadinami AAA-ATPazėm, nes jiems būdingas ATPazinis aktyvumas. Kiti variantai

A

Ankstyvoji endosoma – early endosome – endocitozės metu susidaranti pūslelė, kuri patenka į ląstelės vidų. Savitiesiems ląstelės paviršiaus receptoriams sujungus endocituojamas medžiagas, susidaro plazminės membranos įdubimas, iš vidaus dengiamas klatrino molekulių. Vėliau endocitozinės pūslelės atsiskiria nuo plazminės membranos ir keliauja į ląstelės vidų. Jos gali susilieti viena su kita į didesnes . Žr. vėlyvoji endosoma.

Antipainas – antipain – papaino, tripsino ir plazmino slopiklis.

Antrinė lizosoma – secondary lisosomes – susiliejusios su endocitozinėmis pūslelėmis lizosomos. Jos yra didesnės už pirmines lizosomas, nevienodo dydžio, turinio ir išvaizdos.

,,Ardymo dėžės“ – destruction boxes – trumpos labai konservatyvios tam tikrų baltymų 26S proteosomos substratų sekos, kurios lemia jų atpažinimą, žymėjimą ubikvitinu ir mažą gyvavimo puslaikį.

Autofagija – autophagy – normalus ir valdomas ląstelės savęs virškinimo procesas. Šalinamos ląstelės dalys apgaubiamos endoplazminio tinklo membranine pūslele, taip susidaro autofaginė pūslelė. Jai susiliejus su lizosoma, į lizosomos vidų patekusios struktūros pilnai suardomos.

Autofaginė pūslelė – autophagic vesicle – pūslelė, susidaranti autofagijos metu, šalinamas ląstelės dalis apgaubus endoplazminio tinklo membraninei pūslelei. Žr. autofagija.

B, C

Baltymų gyvavimo puslaikis – protein half life – laikas per kurį ląstelėje sunaikinama 50%. įvairiems baltymams labai skirtingas, gali būti nuo kelių min. iki daugelio parų. Atsižvelgiant į , vertinamas baltymų stabilumas ląstelėje.

Chlorochinas – chloroquine – [N4-(7-chloro-4-chinolinil)-N1,N1-dietil-1,4-pentano diaminas. vartojamas sintetinis antimaliarinis vaistas, kurio poveikis panašus į chinino. kaupiasi maliarijos parazito ląstelėse ir stabdo šeimininko hemoglobino virškinimą. taip pat trikdo parazito ribonukleotidų apykaitą.

Clp A/P peptidazė – ClpA/P peptidase – kazeiną skaidanti peptidazė. yra konservatyvios sekos serino proteazė, kuri suardo apie 15% nenormalių baltymų prokariotų ir eukariotų ląstelėse. skaido baltymus, kuriuose yra pakitusios aminorūgštys, trumpesnius peptidus. Reguliuojamą kompleksą sudaro apie 20 subvienetų: (1) katalizinis subvienetas Clp P sudarytas iš 2 žiedų po 7 subvienetus; (2) nuo ATP priklausomas reguliacinis subvienetas CplA (vienas 6 subvienetų žiedas). gali turėti ClpB arba ClpX subvienetus. Cpl B yra indukuojamas temperatūros.

D, F

Degronas – degron – baltymų struktūros elementai, lemiantis jų skaidymo greitį ubikvitino ir 26S proteosomos sistemoje ir baltymų gyvavimo puslaikį. yra baltymo N galo seka, “ardymo dėžės”, PEST sekos, oksiduotos aminorūgštys.

FtsH – FtsH – yra plazminės membranos 71 kDa baltymas, turintis nukleotidus jungiančias sekas citozolio domene. yra nuo ATP priklausoma metalo (Zn2+) peptidazė.

F-dėžės baltymai – F-box proteins – papildomi baltymai, atpažįstantys ciklinų skaidymo signalų sekas ir nukreipiantys į juos Ub-ligazę. susijungimas su substratais reguliuojamas fosforilinimo būdu.

H, I

Heterofaginė pūslelė – heterophagic vesicle – antrinė lizosoma, susidariusi pirminei lizosomai susiliejus su endocitozine pūslele, nes jos kilmė skiriasi nuo autofaginių antrinių lizosomų kilmės.

I ląstelių liga – I-cell disease – mirtina liga, kurią sukelia baltymus į lizosomas nukreipiančią žymę (manozės 6-fosfato žymę) jungiančių fermentų mutacija. Lizosominės paskirties fermentai sergančių individų ląstelėse neturi būdingos M6Pžymės. Lizosomų fermentai nekaupiami lizosomose, o šalinami į ląstelės išorę. Jų daug serume ir organizmo skysčiuose. Fibroblastuose yra tankūs inkliuziniai kūnai (nuo to kilęs šios ligos pavadinimas). Ligos simptomai yra psichomotorinis atsilikimas, skeleto vystymosi sutrikimai, grubūs veido bruožai, apribotas judėjimas. lemia N-acetilgliukozaminfosfato transferazės stoka. Galima prenatalinė diagnozė, tačiau gydymas nežinomas.

L

Liekamieji kūneliai – residual bodies – pūslelės, kaupiančios lizosomų fermentų nesuvirškinamas medžiagas. turinys pašalinamas iš ląstelės egzocitozės būdu. Liekamuosiuose kūneliuose gali susikaupti daug lipidų, ir jie ląstelėje lieka ilgą laiką. Lipidai oksiduojami į lipofusciną (žr.).

Lipofuscinas – lipofuscine – chemiškai heterogeniška gelsva pigmentinė medžiaga, kurioje yra dalinai oksiduotų polinesočių riebalų rūgščių ir baltymų. vadinamas “senatviniu pigmentu” arba “susidėvėjimo pigmentu”, jis kaupiasi amžiaus bėgyje visose ląstelėse, ypač nervų, kepenų ir raumenų ląstelėse.

Lizosoma – lisosome – įvairaus dydžio (25-50 nm, bet gali siekti 0,5-1 m) vienmembranės eukariotinės ląstelės organelės, kurių biologinė funkcija yra viduląstelinis “virškinimas”. sukaupti hidroliziniai fermentai (apie 50 skirtingų hidrolazių), katalizuojantys visų gamtinių polimerų hidrolizę. viduje iki smulkių molekulių hidrolizuojami baltymai, polinukleotidai, polisacharidai, lipidai, glikoproteinai, glikolipidai. Lizosomų fermentas žymuo yra rūgštinė fosfatazė. Tipiškoje gyvūnų ląstelėje yra apie 100 lizosomų, o intensyviai fagocituojančiose makrofagų ląstelėse jų gali būti apie tūkstantį.

Lon peptidazė – Lon peptidase – prokariotų serino proteazė, kuri šalina DNR reparacijos fermentus, atlikusius savo funkcijas, kai kurių genų reguliatorius, nenormalius (beprasmius ar “neteisingus”) baltymus ir visus denatūruotus baltymus (puromicil-baltymus). veikia kartu su kitais Hsp šeimos baltymais, stabdančiais denatūruojamų baltymų agregaciją. sudaro keturi vienodi subvienetai. hidrolizuoja baltymus iki 5÷20 aminorūgščių ilgio peptidų. ATP veikimui nebūtinas, jeigu baltyminis substratas denatūruotas. Kepenų mitochondrijų matrikse aptikta labai panaši (58% homologiška) peptidazė, kuti in vivo skaido FI,Fo-ATPazės , ir subvienetus. geno delecija sukelia mitochondrijų kvėpavimo sutrikimus.

N, P

N galo taisyklė arba Varšavskio taisyklė – N-end rule, Varshavski rule – 1992 m., analizuojant E. coli ir mielių baltymų stabilumo tyrimų rezultatus, buvo nustatytas faktas, kad baltymų stabilumą lemia jų N galo seka. Keisdami -galaktozidazės N-galo seką, mokslininkai nustatė, kad Arg, Lys, Phe, Leu, Asp buvimas šioje molekulės dalyje didina baltymo jautrumą skaidymui. Buvo padaryta išvada, kad viduląstelinės proteolizės veiksniai atpažįsta baltymų N galo seką.

Peptidazė – peptidase – fermentas, katalizuojantis baltymų hidrolizę. Atsižvelgiant į esminę aktyviojo centro aminorūgštį skirstomos į serino (Ser), cisteino (Cys), asparto (Asp), metalo, treonino (Thr) . Dalis aminorūgščių, susidariusių baltymų hidrolizės metu, vėl naudojamos baltymų sintezei (reciklinimas), o kiti skaidymo produktai šalinami iš ląstelės ekskrecijos būdu. Baltymų skaidymo greitis didėja badaujant ir veikiant hormonams.

PEST seka – PEST sequence – baltymų sekos, kuriuose daug aminorūgščių Pro, Asp, Gln, Ser ir Tre. yra 26S proteosomos substratų sekos, kurios lemia jų atpažinimą, žymėjimą ubikvitinu ir mažą gyvavimo puslaikį. delecijos didina baltymų stabilumą.

Pirminė lizosoma – primary lisosome – naujai susidariusi lizosoma, kuri dar nesusiliejusi su endocitozine pūslele. fermentai dar nedalyvauja virškinimo procese. Jos yra mažesnės nei antrinės lizosomos (žr.).

R

Retikuliocitas – reticulocyte – nesubrendęs eritrocitas, kuriame dar vyksta baltymų (daugiausia hemoglobino) sintezė. Pirmąją dieną po to, kai bręstantis eritrocitas netenka branduolio (ir lizosomų) ir patenka į kraują, jis dar turi vidines skaidulas, mitochondrijas ir ribosomas. nudažius baziniais dažais, vidinis skaidulų tinklas matomas šviesiniu mikroskopu. Normaliai sudaro 1 procentą raudonųjų kraujo kūnelių.

Rūgštinė fosfatazė, sist. pavadinimas ortofosforo monoesterio fosfohidrolazė (rūgštus pHopt) – acid phosphatase, ortophosphoric monoester phosphohydrolase (acid optimum) – lizosomų fermentas EC 3.1.3.2, katalizuojantis ortofosforo monoesterių hidrolizę. Reakcijos metu susidaro alkoholis ir ortofosfatas. Daug turi prostata, raudonieji kraujo kūneliai, kaulai, kepenys, blužnis.

S, U

Silikozė – silicosis – profesinė liga, kurią lemia silicio skaidulų susikaupimas plaučių fagocitinėse ląstelėse. Silicio skaidulos kaupiamos lizosomose, tačiau hidrolazės jų nesuvirškina, todėl susikaupia daug skaidulų, kurios pažeidžia lizosomų membraną. Lizosomų hidrolazės pažeidžia plaučių audinius. Kitaip vadinama “kalnakasių liga”. Panaši liga yra asbestozė. Abi ligos gali būti mirtinos.

Ubikvitinas, santr. Ub – ubiquitin – labai konservatyvios sekos temperatūrai atsparus 76 aminorūgščių ilgio baltymas, svarbus baltymams greitai ir savitai skaidyti gyvūnų, aukštesniųjų augalų, mielių ir bakterijų ląstelėse. Eukariotų ląstelių gali būti laisvas monomerinis, laisvas polimerinis (poliubikvitinas) arba prijungtas (dažniausiai polimerinis) prie kitų baltymų. molekulės C galas sudaro izopeptidinį ryšį su kito baltymo lizino šonine aminogrupe. Savitą baltymų žymėjimą katalizuoja ubikvitilinimo fermentai – aktyvinantis fermentas (žr.), konjuguojantis fermentas arba baltymų ligazė (žr.). Kovalentines poliUb grandines prijungusius baltymus skaido 26S proteosoma (žr.), todėl tokia modifikacija vadinama baltymo skaidymo žyme.

Ubikvitiną aktyvinantis fermentas E1 – ubiquitine activating enzime E1 – fermentas, aktyvinantis ubikvitiną. Naudodamas ATP, adenilina C galinį ubikvitino gliciną, vėliau jungia ubikvitiną prie vienos iš savo cisteino grupių (susidaro AMP). yra monomerinis fermentas ir gali jungti dvi ubikvitino molekules.

Ubikvitiną konjuguojantis fermentas E2 – ubiquitin-conjugating enzyme – fermentas, prie kurio cisteino grupės jungiasi ubikvitinas. Pastarasis perkeliamas nuo ubikvitiną aktyvinančio fermento E1 (žr.). sąveikauja su ubikvitino ligaze (žr.) ir baltymu substratu, kai ubikvitino grupė jungiama prie baltymo.

Ubikvitino baltymų lipazė E3 – fermentas EC 6.3.2.19, kuris veikia kartu su ubikvitiną konjuguojančiu fermentu E2 (žr.) ir katalizuoja ubikvitino arba poliubikvitino jungimą prie baltymų lizino grupių. Susiformavus izopeptidiniam ryšiui, susidaro baltymų N-ubikvitillizinas. Reakcijos metu ATP hidrolizuodamas iki ADP ir fosfato. lemia baltymų ubikvitilinimo savitumą.

Prof. habil. dr. Vida Mildažienė

Vytauto Didžiojo universitetas

Gamtos mokslų fakultetas

Į viršų

 

Tema: Stiprių elektromagnetinių laukų poveikis biologinėms sistemoms

A, B

Antigenai – tai medžiagos, dažniausiai baltymai, kurie skatina susidaryti antikūnus, neutralizuojančius į organizmą patekusias kenksmingas svetimas medžiagas.

Antikūnai – tai organizmą ginantys baltymai, aptinkami skystojoje kūno terpėje., pvz., kraujo plazmoje. Juos gamina limfocitai, kai organizme susidaro antigenų.

Atrankus jonams elektrodas – tai elektrodas, kurio potencialas priklauso tik nuo vienos rūšies jonų aktyvumo tirpale. Šio elektrodo veikimo principas remiasi tuo jog potencialų skirtumas, susidarantis tarp dviejų tirpalų, perskirtų membrana, pralaidžia tik tam tikriems jonams, priklauso nuo tų jonų koncentracijų šiuose tirpaluose santykio.

Baltymas – didžiulės molekulės, sudarytos iš į grandines susijungusių aminorūgščių. Viena su kita aminorūgštys susijungia kovalentiniais ryšiais, vadinamais peptidiniais ryšiais. Aminorūgščių seka lemia baltymo erdvinę struktūrą.

D

Defibriliacija – Ji taikoma sunkiems širdies ritmo sutrikimams gydyti. Defibriliacijai naudojami specializuoti didelės galios elektrinių impulsų generatoriai, vadnami defibriliatoriais. Stipri elektros srovė, pratekanti defibriliacijos metu paciento kūnu, sukelia širdies raumenų skaidulų sinchronizuotą depoliarizaciją. Tokiu būdu galima atstatyti širdies ritmą.

DNR pažaidos (angl. DNA damage) – įvairūs DNR pažeidimai, susidarę įvairių veiksnių sąveikos su genetine medžiaga pasekoje.

E

Ekspresija – genetinės informacijos perdavimas nuo DNR iki baltymo.

Elektrochemoterapija - tai lokalus standžių navikų gydymo metodas, susidedantis iš citotoksinio vaisto ir elektrinio impulsinio lauko naudojimo. Elektrinio lauko poveikyje dėl navikinių ląstelių membranų elektroporacijos padidėja jų pralaidumas, todėl į ląstelių vidų patenka daugiau citotoksinio vaisto molekulių ir taip ženkliai padidinamas jo veiksmingumas.

Elektrogenoterapija - tai genetinių ligų bei navikų gydymo būdas, kuomet DNR suleidžiama tiesiogiai į audinį ar naviką ir po to jis paveikiamas stipriu elektriniu impulsu, palengvinančiu DNR patekimą į ląstelių vidų.

Elektropermeabilizacija – stipraus elektrinio lauko poveikio sukeltas membranos pralaidumo jonams ir įvairioms molekulėms padidėjimas.

Elektroporacija – stipraus (iki 100 kV/cm), trumpo (nuo nanosekundžių iki milisekundžių) elektrinio lauko poveikio sukeltas hidrofilinių porų, kurių diametras gali siekti iki kelių nm, susiformavimas ląstelių plazminėje membranoje. Tai sukelia membranos pralaidumo jonams ir įvairioms molekulėms padidėjimą – elektropermeabilizaciją. Ląstelių membranos tampa pralaidžios jonams ir įvairioms molekulėms, tarp jų ir makromolekulėms, pvz. baltymams, DNR.

Elektroporatorius – aukštos įtampos impulsų generatorius, specializuotas naudoti ląstelių membranų elektroporacijai.

Elektrosuliejimas – ląstelių susiliejimas, indukuotas stipriaus elektrinio lauko impulsų. Ląstelių suliejimo metu jų citozoliai susijungia, sudarydami vieną ląstelę. Į vieną gali susilieti nuo dviejų ląstelių iki kelių tūkstančių.

Epidermis [gr. epi – virš + derma - oda] – tai yra išorinis, plonesnis odos sluoksnis. Išorinis epidermio sluoksnis yra vadinamas raginiu sluoksniu (stratum corneum).

Eukariotinės ląstelės [gr. eu – tikras + karyon - branduolys] – ląstelės, kurios turi branduolį. Jos yra nuo 10 iki 100 kartų didesnės už prokariotines ląsteles.

F

Fermentas – tai baltymas, veikiantis kaip organinis katalizatorius, t.y. pagreitinantis cheminių reakcijų eigą.

Fosfolipidai [gr. phõs – šviesa + lipos - riebalai] – tai biologines membranas sudarantys lipidai. Jie sudaryti iš polinės (todėl hidrofilinės) galvutės ir nepolinės (todėl hidrofobinės) uodegėlės. Todėl jie gali savaime išsidėstyti dvisluoksniu. Tokiu atveju jų galvutės būna nukreiptos į skystį, o hidfofobinės (nepolinės) uodegėlės – į dvisluoksnio (membranos) vidų, t.y. – atsuktos viena į kitą.

H, I

Hemolizė – tai eritrocitų suirimas. Mažesnės nei 0,9% NaCl tirpalai yra hipotoniniai raudonosioms kraujo ląstelėms. Tokiuose tirpaluose į eritrocitus priteka vandens, jie išsipučia. Jei jų tūris viršija 140-160% pradinio tūrio, membrana plyšta ir eritrocitai susprogsta - hemolizuojasi.

Hidrofilinė molekulė [gr. hydõr – vanduo + phileõ - myliu] – tai molekulės, kurios pritraukia vandens molekules.

Hidrofilinė pora [gr. hydõr – vanduo + phileõ - myliu] – tai tokia pora biologinėje membranoje, kurios sieneles sudaro hidrofilinės molekulės ar molekulių hidrofilinės dalys.

Hidrofobinė molekulė [gr. hydõr – vanduo + phobos - baimė] – tai molekulės, kurios negali pritraukti vandens molekulių.

Hidrofobinė pora [gr. hydõr – vanduo + phobos - baimė] – tai tokia pora biologinėje membranoje, kurios sieneles sudaro hidrofobinės molekulės ar molekulių hidrofobinės dalys.

Hipotoninis tirpalas [gr. hypo – priešdėlis parodantis, kad kažko yra mažiau negu norma] – tai toks tirpalas, kuriame ištirpusių medžiagų (tirpinio) koncentracija yra mažesnė, negu ląstelių viduje. Į tokiame tirpale esančią ląstelę patenka daugiau vandens molekulių, negu iš jos išeina ir ląstelė išsipučia. Hipotoniniame tirpale ląstelė gali net sprogti – tuomet sakoma, kad įvyko ląstelių lizė. Eritrocitų lizė vadinama hemolize.

Imunoterapija – tai gydymo metodas, pagrįstas modifikatorių, turinčių biologinį atsaką (pvz., interleukinas), naudojimu siekiant padidinti ląstelės šeimininkės imuninį atsaką.

Integralinis baltymas – tai baltymas, kuris yra įsiterpęs į biologinę membraną.

K, L

Kvantinis taškas – tai keleto ar kelių dešimčių nanometrų skersmens puslaidininkinės dalelės. Pagrindinis kvantinių taškų pranašumas yra tas, kad, keičiant jų matmenis galima pasirinktinai keisti jų sugerties kraštą - sugeriamos šviesos spalvą.

Ląstelių lizė – Ląstelę palaikius hipotoniniame tirpale, į ją priteka daug vandens. Dėl to jos tūris padidėja, ji išpampsta, kartais gali net ir susprogti. Toks ląstelių suirimas vadinamas lize. Eritrocitų lizė vadinama hemolize.

Liposoma – nedidelė (nuo kelių iki kelių dešimčių mikronų diametro) pūslelė, sudaryta iš vieno ar kelių fosfolipidinių dvisluoksnių.

M, N

Mikrokapsulės [gr. mikros – mažas] – nedidelės (nuo kelių iki kelių dešimčių mikronų diametro) pūslelės, pvz., liposomos, užpildytos biologiškai aktyviais junginiais, kurios vienu ar kitu būdu nukreipiamos į reikiamus organus. Panaudojant tokias kapsulas, galima prailginti vaistų gyvavimo organizme laiką bei jų poveikio trukmę.

Nukleotidas – nukleino rūgščių (DNR ir RNR) struktūrinis vienetas, sudarytas iš trijų tipų molekulių: fosfato (fosforo rūgšties), cukraus-pentozės ir azoto turinčios bazės. Nukleotidai taip pat dalyvauja ląstelės medžiagų apykaitos procesuose.

O, P

Plazmidė – organizmų paveldimumo vienetas, nechromosominės žiedinės (bakterijų, mielių, augalų) DNR molekulės, kurioms būdingas genetinis savarankiškumas: turi DNR replikacijos pradžiai ir transliacijai reikalingas sekas.

Plazminė membrana – tai membrana, supanti ląstelę. Ją sudaro fosfolipidų dvisluoksnis su įsiterpusiais baltymais. Plazminė ląstelių membrana yra puslaidė membrana. Ji riboja ląstelę nuo išorės, reguliuoja molekulių srautus iš ląstelės ir į ją.

Plokščia lipidinė membrana – tai plokščias fosfolipidų dvisluoksnis. Jis gali būti suformuotas hidrofilinės, pvz., tefloninės, pertvaros, skiriančios du tirpalus, nedidelėje (1 mm2 ploto) angelėje.

Prokariotinės ląstelės [gr. pro – prieš + karyon - branduolys] – ląstelės, kurios neturi branduolio. Jos yra nuo 10 iki 100 kartų mažesnės už eukariotines ląsteles.

Protoplastas – tai augalinė ląstelė su pašalinta sienele.

R, S

Raginis sluoksnis (stratum corneum) – tai yra išorinis epidermio sluoksnis.

Stratum corneum – tai yra išorinis epidermio sluoksnis – raginis sluoksnis.

T, V

Tiesioginė potenciometrija – įvairių jonų aktyvumų (koncentracijų) tirpaluose nustatymo metodas. Tam naudojami atrankūs jonams elektrodai, kurių potencialas priklauso tik nuo vienos rūšies jonų aktyvumo tirpale.

Vektorius [lot. vector - nešėjas] – tai priemonė (dalelė ar metodas), į kurią klonuojamas svetimas genas, t.y. svetima DNR, naudojama genetinei informacijai įkelti į norimą ląstelę ir įterpti į jos genomą. Vektoriai gali būti virusiniai, cheminiai ir fiziniai.

Virusinis vektorius [lot. vector - nešėjas] – Virusas, naudojamas genetinei informacijai įkelti į norimą ląstelę. Iš virusų pašalinami ligas sukeliantys komponentai ir į juos įterpiami rekombinantiniai genai – taip gaunami “genetiniai vaistai”, galintys į šeimininko ląsteles pernešti reikalingus genus.

Dr. Gintautas Saulis

Vytauto Didžiojo universitetas

Gamtos mokslų fakultetas

******************************************************************

Tema: Biofizikiniai gyvūnų funkcionavimo pagrindai

A

Aktyvios elektrosensorinės sistemos – tai sistemos, kurių pagalba gyvūnai generuoja stiprius elektrinius impulsus. Tam jie naudoja elektrinio organo iškrovas (elektrogenezė).

D, E

Draugiška aplinka – tai stebėtojo priimamos bangos virpesių dažnio (bangos ilgio) kitimas, bangų šaltiniui ir stebėtojui suartėjant arba nutolstant. Jį pirmą kartą paaiškino austrų fizikas H. Dopleris (Christian Doppler) 1842 metais.

Echolokacija [gr. ẽchõ – aidas + locatio – vieta] – tai garso atspindžio (aido) panaudojimas aplinkos įvertinimui – kliūčių nustatymui ir grobio aptikimui. Terminą echolokacija sugalvojo Donald R. Griffin 1944 metais.

Elektrogenezė – tai gyvūnų sugebėjimas generuoti elektrą. Tai pasiekiama įprastinių procesų specializacijos, sukeliančios elektrinį aktyvumą raumenų susitraukimo metu, pagalba. Elektrą generuoja specializuoti organai. Šiuos elektrinius organus sudaro daugybė plokščių ląstelių, vadinamų elektroplokštelėmis (elektrocitais), kurios yra surikiuotos į tvarkingas eiles. Išskyrus vieną išimtį, elektrocitai yra modifikuotos raumenų ląstelės.

Elektrocitai – tai modifikuotos raumenų ląstelės, skirtos elektrinių impulsų generavimui.

G

Garso intensyvumas – energija, kurią perneša garso bangos per laiko vienetą pro statmeną jų sklidimo krypčiai paviršiaus ploto vienetą.

Girdimumo riba – tai silpniausias garsas, girdimas žmogaus ausiai (apie 10-12 W/m2).

M, P

Maskuojantis efektas – taip vadinamas efektas, kai triukšmingoje aplinkoje garsas, kuris tylioje aplinkoje atrodė stiprus, staiga pasirodo besąs gana tylus.

Mechanoreceptoriai – receptoriai, atsakingi už mechaninių dirgiklių jutimą. Jie gali pajusti prisilietimą, spaudimą, tempimą, garsą, žemės trauką. Visi šie jutimai remiasi tuo pačiu fizikiniu principu: mechanoreceptorių ląstelių ir jų plazminės membranos formos pokyčiais.

Pasyvi elektrorecepcija – tai kitų objektų sukelto elektrinio lauko jutimas. Ją gyvūnai naudoja tik vandens aplinkoje, kadangi čia aplinkos elektrinė varža yra pakankamai žema, tam kad galėtų tekėti elektros srovė, sukeliama biologinės kilmės elektrinių laukų.

S, T

Skausmo riba – tai stipriausias garsas, kurį klausydamas žmogus nejaučia skausmo. Garso intensyvumas, atitinkantis šią ribą, yra apie 1 W/m2.

Tonas – tai garsas, atitinkantis vieno dažnio virpesius.

Tono aukštis – tai garso požymis, kurį lemia virpesių dažnis. Dažnai susiduriame su sudėtingais garsais, kuriuose negalima atskirti atskirų tonų. Tokius garsus vadiname triukšmu.

Triukšmas – sudėtingi garsai, kuriuose negalima atskirti atskirų tonų.

V

Virštoniai (obertonai) – tai papildomi garso šaltinio tonai. Virštoniai visada būna aukštesni už pagrindinį toną, jų dažniai yra pagrindinio tono dažnio kartotiniai. Todėl jie dar vadinami aukštesniosiomis harmonikomis. Kiekvienas garso šaltinis skleidžia skirtingus obertonus – skiriasi jų skaičius, dažniai bei garsumas. Tai ir suteikia garsui būdingą atspalvį – tembrą, kuriuo jis skiriasi nuo to paties tono garsų, skleidžiamų kitų šaltinių.

dr. Gintautas Saulis

Vytauto Didžiojo universitetas

Gamtos mokslų fakultetas

Į viršų