Здавалка
Главная | Обратная связь

Д.3. Воспроизведение клеток



Воспроизведение клеток может происходить в ходе их деления (синонимы: размножение, репродукция, пролиферация) и без деления. В последнем случае говорят о внутриклеточной регенерации или эндорепродукции.

Для высших позвоночных и человека характерны следующие способы деления: митоз, мейоз, амитоз, дробление (вариант митоза эмбриональных клеток бластомеров).

Период жизни клетки от одного деления до следующего деления или от деления до ее естественной смерти называется клеточным циклом.

 

Д.3.1. Митотический цикл –этопериод жизни клетки от одного митоза до другого.

В среднем 10% цикла занимает собственно митоз, а 90% – интерфаза.

 

Рис. 14. Схема митотического цикла: обозначения в тексте.

 

Чем короче интерфаза, тем выше митотическая активность. Высокой митотической активностью обладают молодые малодифференцированные клетки. В их названиях нередко фигурирует приставка пре- и окончание - бласт (например: премиобласты, преостеобласты и, преэнамелобласты и др.).

 

Д.3.1.1. Интерфаза состоит из пресинтетического (G1), синтетического (S) и премитотического (G2) периодов и знаменуется подготовкой клетки к функционированию, внутриклеточной регенерации или очередному митотическому делению (М). В целом ряде случаев между (G1)и(S)выделяется особый период репродукционного покоя и активного функционирования (G0 )

Д.3.1.1.1. G1 - пресинтетическийпериод (основное содержание)

Клетка восстанавливает количество органелл и ядерно-цитоплазматическое отношение.

Клетка синтезирует РНК и ферменты, необходимые для удвоения ДНК в S- периоде интерфазы.

Клетка растет за счет интенсивных синтезов структурных белков, а также накопления включений и достигает размеров материнской клетки до ее деления.

В ядре преобладает эухроматин.

Продолжительность периода (G1) для различных клеток неодинаков – он может длиться от нескольких часов до нескольких суток.

В конце пресинтетического периода выделяют точку рестрикции (R), пройдя которую клетка обязательно войдет в синтетический период. В некоторых случаях клетка не преодолевает точку рестрикции.

Стимуляторами перехода клетки через точку рестрикции служат триггерные белки, которые синтезируются на рибосомах кариолеммы под влиянием соматотропного гормона (СТГ). Основное количество триггеров накапливается в ночное время.

Имеется несколько вариантов выхода клетки из G1 периода:

клетка переходит точку рестрикции, она вступает в S период, начинает подготовку к митозу и не подвергается апоптозу;

клетка не переходит точку рестрикции (мало триггеров) и вступает в G0 период (выходит из цикла);

клетка не переходит точку рестрикции, она остается в G1 периоде (ослабленные и дефектные клетки, клетки после действия на них естественных или медикаментозных цитостатиков) и подвергается апоптозу.

Д.3.1.1.2. G0 - период репродукционного покоя и активного функционирования (основное содержание)

Взаканчивается дифференцировка клеток.

Клетки приобретают статус высокодифференцированных (например: нейроны, сократительные кардиомиоциты).

Они могут полиплоидизироваться (кратное увеличение количества ДНК и хромосом без нарушения кариолеммы).

Клетки утрачивают способность к митозу.

Клетки активно функционируют.

Они восстанавливают свою структуру внутриклеточно без пролиферации, т.е. путем внутриклеточной регенерации.

Высокодифференцированные клетки стареют и подвергается апоптозу (генетически запрограммированная физиологическая смерть).

Некоторые клетки возвращаются в митотический цикл (например: клетки печени) и входят в синтетический период.

 

Д.3.1.1.3. S – синтетический период(основное содержание)

Удвоение (редупликация) ДНК и удвоение числа хромосом, т.е. формирование в каждой хромосоме двух хроматид (сестринских хромосом).

Удвоение центриолей (матричное комплексирование дочерних центриолей около материнских).

Образование двухдиплосом(попарно связанных дочерней и материнской центриолей).

Усиление синтезов и сборки «структурных» белков (в т.ч. тубулинов).

Функциональная активность клетки снижается.

Апоптозовне бывает.

 

Д.3.1.1.4. G 2 - премитотический период(основное содержание)

Увеличение количества свободных рибосом (усиление внутриклеточных синтезов структурных белков (мембранных, тубулиновых, сократительных, гистоновых)

Запасается АТФ на митохондриях и в гиалоплазме.

Усиливается спирализация хроматина и формирование максимального количества гетерохроматина

Функциональная активность клетки минимизируется

 

Периоды Sи G2 характеризуются последовательной подготовкой клетки к митотическому делению и снижением функциональной активности.

 

Д.3.1.2. Собственно митоз –универсальный способ деления всех эукариотических соматических клеток.

Длится 30 – 60 мин.

Образуются две дочерние клетки с равномерным распределением исходного (от материнской клетки) генетического материала.

Количество митозов запрограммировано для каждого вида клеток.

Во время митотического деления клетка не функционирует.

Биологическое значение митоза заключается в постоянном обновлении состава тканей новыми диплоидными сингентными клетками, в процессе которого происходит: регенерация тканей, рост отдельных органов и организма в целом.

Митозпротекает преимущественно ночью в четыре последовательные фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза

 

Д.3.1.2.1. Профаза(краткое содержание)

Происходит формирование и спирализация хромосом, каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.

Хромосомы компонуются в виде клубка

Дезинтегрируются и исчезают ядрышки

Кариолемма распадается на отдельные фрагменты и превращается в мелкие мембранные пузырьки.

Уменьшается количество гранулярной ЭПС

Диплосомы (удвоенные центриоли) расходятся к будущим полюсам клетки

Начинается формирование «веретена деления» - комплекса микротрубочек, часть из которых прикрепляются к хромосомам. Эти микротрубочки обеспечивают временную фиксацию («заякоривание») хромосом в цитоплазме и их дальнейшее перемещение.

Д.3.1.2.2. Метафаза(краткое содержание)

Хромосомы выстраиваются у экватора клетки и временно удерживаются (фиксируются) в этой области.

Хроматиды (сестринские хромосомы) начинают обособляются друг от друга.

Д.3.1.2.3. Анафаза(краткое содержание)

Микротрубочки веретена деления, прикрепленные к хромосомам, укорачиваются.

Хроматиды полностью обособляются и начинают синхронное передвижение к противоположным полюсам клетки, где происходит их скопление в виде двух идентичных наборов. Происходит равномерное распределение всего генетического материала между клеточными полюсами.

Клетка вытягивается в меридиональном направлении и расстояние между полюсами увеличивается.

Благодаря сокращению микрофибрилл кортекса экваториальной области начинает образовываться клеточная перетяжка, которая углубляется в следующей фазе митоза.

Д.3.1.2.4. Телофаза(краткое содержание)

Хромосомы на полюсах клетки сворачиваются в рыхлые клубки и деспирализуются. Они постепенно превращаются в хроматин интерфазного ядра.

Вокруг хромосомных клубков из мембранных пузырьков (фрагменты бывшей кариолеммы и гранулярной ЭПС) формируется новая ядерная оболочка.

Вновь появляются ядрышки

Немногочисленные органеллы перераспределяются между формирующимися клетками.

В ходе прогрессирующего углубления клеточной перетяжки происходит цитотомия – разделение клетки на две дочерние.

В результате телофазы образуются две дочерние генетически и структурно идентичные диплоидные клетки.

Обе клетки вступают в пресинтетический (G1) период интерфазы.

Если цитотомии не произошло, то образуется двуядерная клетка.

Д.3.1.2.5. Возможные варианты митотического цикла двуядерной клетки

Клетка не проходит точку R, выходит в , где дифференцируется, интенсивно функционирует, стареет и апоптирует.

Клетка проходит точку R, вступает в S(удвоение ДНК и хромосом в каждом ядре и образование диплосомы), проходит G 2,приступает к митозу (объединение хромосом обоих ядер в профазу и метафазу, концентрация двойного набора хромосом по полюсам, цитотомия). В результате образуются две самостоятельные клетки с полиплоидными ядрами (кратное увеличение ДНК и хромосом).

Полиплоидные клетки часто выходят в Gо,где активно функционируют

 

Биологическое значение полиплоидиизаключается в усилении функциональной активности клетки.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.