Временная организация клетки. Клеточный и митотический циклы. Характеристика фаз митотического цикла.
Жизненный (клеточный) цикл – это период существования клетки от момента ее образования вследствие деления материнской клетки до собственного деления или смерти.
Включает:
Митотический (пролиферативный) цикл (М) – комплекс однонаправленных, регулируемых, взаимосвязанных и упорядоченных во времени событий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению, на протяжении деления и непосредственно после завершения деления.
Период выполнения специфических функций (дифференцированные клетки)
Период покоя(G0) – клетки не делятся и не функционируют.
Завершение жизни клетки связано с апоптозом (генетически запрограммированным самоуничтожением) или клеточным некрозом (гибель, вследствие воздействия неблагоприятных факторов).
Отдельно выделяют бласттрансформацию – превращение в опухолевую, фактически бессмертную клетку.
В митотическом цикле выделяют репродуктивную и разделительную фазы, соответствующие интерфазе и собственно митозу классической цитологии.
Интерфаза:
- Постмитотический, предсинтетический (G1) период – восстанавливается масса клетки, вследствие этого синтезируются соответствующие белки. Если клетки предстоит вступить в митоз, то начинается синтез соответствующих ферментов и белков репликации. Вступление клетки в синтетический период интерфазы требует прохождения точки рестрикции. Если она не пройдена клетка, либо переходит в период G0, либо встает на путь специализации.
- Синтетический период (S) – происходит репликация (удвоение) ДНК полуконсервативным способом, интенсивно образуется РНК и белки (гистоновые удваиваются как и ДНК), удваиваются центриоли клеточного центра.
- Постсинтетический, предмитотический (G2) период – синтезируются тубулины, идущие на построение микротрубочек веретена, образуется РНК, заканчивается удвоение суммарной клеточной массы.
Митоз:
|
|
|
- Профаза – конденсация хромосом, разрушение ядрышек, распад ядерной оболочки на пузырьки (это ведет к прекращению синтеза РНК и белка практически полностью), расхождение центриолей к полюсам клетки.
- Метафаза – выстраивание спирализованных хромосом вдоль экватора (метафазная пластинка), хроматиды связаны только в области кинетохоры (туда прикрепляются кинетохорные трубочки веретена деления), а их плечи расходятся, завершается формирование веретена деления.
- Анафаза – наиболее короткая фаза. Дочерние хроматиды расходятся к клеточным полюсам со скоростью 0,2-0,5 мкм/мин. Это происходит в результате укорочения кинетохорных трубочек веретена деления.
- Телофаза – делят на раннюю и позднюю. Хромосомы входят в контакт с пузырьками (производные ядерной оболочки), а в стенку пузырьков встраиваются поровые комплексы, ламины проникают внутрь и восстанавливают структуру ядерной оболочки. Происходит деспирализация хромосом, разрушается веретено, образуются ядрышки. В поздней телофазе происходит разделение материнской клетки (цитотомия и цитокинез).
Продолжительность М для большинства животных от 10 до 50 ч.
|
|
|
Митоз, его биологическое значение. Нарушения митоза и их роль в возникновении соматических мутаций.
Деление клетки включает в себя два этапа – деление ядра (митоз, или кариокинез) и деление цитоплазмы (цитокинез).
Митоз состоит из четырех последовательных фаз:
1) профаза. Центриоли клеточного центра делятся и расходятся к противоположным полюсам клетки. Из микротрубочек образуется веретено деления, которое соединяет центриоли разных полюсов. В начале профазы в клетке еще видны ядро и ядрышки, к концу этой фазы ядерная оболочка разделяется на отдельные фрагменты. Начинается конденсация хромосом: они скручиваются, утолщаются, становятся видимыми в световой микроскоп. В цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой ЭПС, резко сокращается число полисом;
2) метафаза. Заканчивается образование веретена деления. Конденсированные хромосомы выстраиваются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку. Микротрубочки веретена деления прикрепляются к центромерам, или кинетохорам (первичным перетяжкам), каждой хромосомы. После этого каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды (дочерние хромосомы) которые оказываются связанными только в участке центромеры;
|
|
|
3) анафаза. Между дочерними хромосомами разрушается связь, и они начинают перемещаться к противоположным полюсам клетки. В конце анафазы на каждом полюсе оказывается по диплоидному набору хромосом. Хромосомы начинают деконденсироваться и раскручиваться, становятся тоньше и длиннее;
4) телофаза. Хромосомы полностью деспирализуются, восстанавливается структура ядрышек и интерфазного ядра, монтируется ядерная мембрана. Разрушается веретено деления. Происходит цитокинез (деление цитоплазмы). Начинается образование в экваториальной плоскости перетяжки, которая все более углубляется и, в конце концов, полностью делит материнскую клетку на две дочерние.
Соматические мутации (чаще всего они не наследуются) возникают в соматических клетках и затрагивают лишь часть тела.
|
|
|
Нетипичные формы митоза:
1. Амитоз – это прямое деление ядра. При этом сохраняется морфология ядра, видны ядрышко и ядерная мембрана. Хромосомы не видны, и их равномерного распределения не происходит. Ядро делится на две относительно равные части без образования митотического аппарата.
2. Эндомитоз. При этом типе деления после репликации ДНК не происходит разделения хромосом на две дочерние хроматиды. Это приводит к увеличению числа хромосом в клетке иногда в десятки раз по сравнению с диплоидным набором. Так возникают полиплоидные клетки.
3. Политения. Происходит кратное увеличение содержания ДНК (хромонем) в хромосомах без увеличения содержания самих хромосом. При этом количество хромонем может достигать 1000 и более, хромосомы при этом приобретают гигантские размеры. При политении выпадают все фазы митотического цикла, кроме репродукции первичных нитей ДНК.
Митоз способствует поддержанию наибольшей приспособленности в мало меняющихся условиях обитания, усиливает роль стабилизирующего естественного отбора.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1131; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!