18.Клеточный цикл, его периодизация. Митотический цикл.

Клеточный цикл – это период сущ-ия клетки от момента ее образования путем деления матер. клетки до собственного деления или смерти. Он включает в себя период выполнения клеткой многоклеточного организма специальных функций, периоды покоя и митотический цикл – комплекс взаимосвязанных и согласованных событий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению и на протяжении самого деления.

Митотический цикл включает в себя интерфазу(G1-, S- и G2-периоды) и митоз (профаза, метафаза, анафаза, телофаза).

G1-период. В цитоплазме синтезируется белок. Растет масса клетки. Синтезируются ферменты, катализирующие редупликацию ДНК.(2n2c)

S-период. Удваивается количество гистонов. Репликация биспирали ДНК. Активно образуются РНК и белок.(2n4с)

G2-период. Завершается удвоение массы цитоплазмы. Интенсивный синтез белка и РНК.(2n4c)

Профаза. Спирализация хромосом. Разрушение ядрышка. Образование веретена деления.

Метафаза. Заканчивается образование веретена деления. Хромосома продольно расщепляется на две хроматиды.

Анафаза. Связь между хроматидами нарушается, и они в качестве самостоятельных хромосом перемещаются к полюсам клетки. На полюсах два равноценных полных набора хромосом.

Телофаза. Реконструируются интерфазные ядра дочерних клеток. Образуются ядрышки. Разрушается веретено деления. Материнская клетка делится на две дочерние.

19.Митоз. Биологическое значение митоза. Амитоз. Эндомитоз. Политения.

Митоз подразделяется на 4 основные фазы.

1 профаза. Особенности: а) формирование микроскопически видимых хромосом за счёт их спирализации; б) разрушение ядерной оболочки; в) разрушение ядрышек; г)формирование митотического аппарата: центриоли расходятся к противоположным сторонам , между которыми начинает образовываться веретено деления.

2 метафаза является стадией, во время которой хромосомы сосредотачиваются в экваториальной области веретена деления. Особенности: а) движение хромосом к веретену завершается прикреплением их к нитям митотического аппарата; б) упорядоченное расположение хромосом строго по экватору; в) при переходе метафазы в следующую стадию деления начинается разъединение сестринских хроматид.

3 анафаза – стадия расхождения хроматид к полюсам.

Особенности: а) завершение деления сестринских хроматид; б) движение хроматид к противоположным полюсам митотического аппарата; в) в каждой клетке находится два диплоидных набора(4n4c).

4 телофаза – заключительная стадия митоза. Особенности: а) разрушение митотического аппарата; б) разделение тела клетки; в) дочерние хромосомы деспирализуются; г) формируются оболочки дочерних ядер; д) восстанавливаются ядрышки.

Значение митоза:

Генетическая стабильность. В результате митоза получается 2 ядра, содержащие каждое столько же хромосом, сколько их было в родительском ядре. Дочерние клетки идентичны родительской клетке.

Рост. В результате митоза число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста.

Регенерация.

На основе митотического цикла возник ряд механизмов, с помощью которых в том или ином органе количество генетического материала и интенсивность обмена могут быть увеличены при сохранении постоянства числа клеток. Удвоение ДНК клетки не всегда сопровождается ее разделением на 2. Это явление получило название эндомитоза. Политения – кратное увеличение содержания ДНК в хромосомах при сохранении их диплоидного количества. В результате эндомитоза и политении образуются полиплоидные клетки, отличающиеся кратным увеличением наследственного материала. Гены повторены в 2 раза. Амитоз – прямое деление.

20.Подготовка клетки к делению. Репликация ДНК.

Преемственность генетического материала в поколениях организмов обеспечивается процессом репликации – удвоения молекулы ДНК. В результате образуются 2 двойные спирали ДНК. Эти дочерние молекулы неотличимы друг от друга и от материнской молекулы ДНК. Репликация происходит в клетке перед делением, поэтому каждая дочерняя клетка получает точно такие же молекулы ДНК, которые имела материнская клетка. Процесс репликации основан на ряде принципов:

Комплиментарность: каждая из двух цепей материнской молекулы ДНК служит матрицей для синтеза дополняющей ее комплиментарной цепи.

Полуконсервативность.

Антиполярность. Каждая цепь ДНК имеет определенную ориентацию. Один конец имеет гидроксильную группу, на другом конце находится остаток фосфорной кислоты. Две комплиментарные цепи в молекуле ДНК расположены в противоположных направлениях – антипараллельно. В процессе репликации синтез новых цепей идет антипараллельно.

Прерывность. Репликация идет одновременно в нескольких местах молекулы ДНК. Участок между двумя точками, в которых начинается синтез дочерних цепей, называется репликоном. Он является единицей репликации. В каждом репликоне можно выделить репликативную «вилку» - ту часть молекулы ДНК, которая под действием ферментов уже распалась. В каждой вилке несколько ферментов одновременно ведут синтез ДНК в виде фрагментов по 1000 нуклеотидов. Эти фрагменты имеют противоположную направленность. Когда вилка перемещается, синтезированные фрагменты, комплиментарные одной цепи, сливаются друг с другом, образуя растущие дочерние цепи.

21.Механизмы сохранения нуклеотидной последовательности ДНК. Химическая стабильность. Репарация ДНК.

22. Размножение – универсальное свойство живого, обеспечивающее материальную непрерывность в ряду поколений. Бесполое и половое размножение. Партеногенез. Полиэмбриония.

Способность размножаться, т.е. производить новые поколения особей одного итого же вида - одна из основных особенностей живых организмов. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родительского поколения к следующему, что обеспечивает воспроизведение признаков не только данного вида , но конкретно родительских особей.

Известно 2 основные формы размножения: половое и бесполое. Бесполое размножение происходит без образования гамет, и в нем участвует лишь один организм. При бесполом размножении обычно образуются идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации. Главный клеточный механизм- митоз. Форма бесполого размножения : моноцитогенное(деление родителя на двое, множественное деление родителя (шизогония), почкование, образование спор) и полицитогенное. К полицитогенному размножению относится фрагментация (неупорядочное деление) и полиэмбриония(в эмбриональном развитии).

Половое размножение происходит в результате слияния генетического материала гаплоидных ядер. Ядра содержатся в специализированных половых клетках-гаметах, при оплодотворении гаметы сливаются , образуя диплоидную зиготу, из которой в процессе развития образуется зрелый организм. Главный клеточный механизм- мейоз. Потомство генетически отлично от обоих родителей. Разновидностью полового размножения является партеногенез, при котором новый организм развивается из материнской половой клетки без оплодотворения (гиногенез или андрогенез).

23.Мейоз, как основа поддержания постоянства кариотипа в ряду поколений клеток и организмов. Биологическое значение мейоза.

Мейоз - это форма ядерного деления, сопровождающегося уменьшением числа хромосом с диплоидного до гаплоидного. В исходной материнской клетке происходит однократное удвоение хромосом, за которой следуют два цикла клеточных и ядерных делений. Таким образом, одна диплоидная клетка дает начало четырем гаплоидным клеткам. Мейозу предшествует интерфаза в процессе которой происходит репликация ДНК.

Первое мейотическое деление начинается с профазы 1,состоящий из ряда стадий: лептотена , зиготена , пахитена , диплотена , диакинез.

Лептотена: каждая хромосома состоит из двух хроматид.

Зиготена(стадия конъюгирующих нитей):гомологичные хромосомы притягиваются друг к другу и конъюгируют. Каждая пара образует бивалент, состоящий из 4-х хромосом.

Пахитена(стадия толстых нитей): происходит утолщение и укорочение хромосом за счет спирализации. Происходит кроссинговер.

Диплотена: гомологичные хромосомы начинают отталкиваться и переплетаться. Места переплета – хиазмы. По мере прохождения стадии хромосомы раскручиваются, и хиазмы перемещаются от центра к концам хромосом.

Деакинез - стадия расхождения.

Метафаза 1 . Биваленты прикреплены в области центромер к нитям веретена. Гомологичные хромосомы связаны друг с другом хиазмами. Число бивалентов равно гаплоидному.

Анафаза 1 . К полюсам отходят гомологичные хромосомы . При этом происходит их

независимая комбинация.

Телофаза 1. Очень короткая. Формируются новые ядра. Хромосомы деспирализуются. Так заканчивается редукционное деление.

После телофазы 1 наступает фаза интерфинеза, которая отличается от интеразы тем, что она короткая и в ней не происходит синтеза белка. После интерфинеза наступает эквационное деление, которое включает в себя профазу 2, метафазу 2, анафазу 2, телофазу 2. В стадии профазы 2 и метафазы 2 каждая хромосома состоит из двух хроматид. В анафазу 2 хроматиды расходятся к полюсам. В каждом ядре гаплоидное число хромосом, состоящих из одной хроматиды. В результате мейоза 1 образуются 2 гаплоидные клетки с удвоенными хромосомами, в результате мейоза 2 образуются 4 гаплоидные клетки с одинарными хромосомами.

Биологическое значение мейоза:

Мейоз – механизм, с помощью которого поддерживается постоянство числа хромосом в поколении организмов. В анафазе 1 мейоза происходит рекомбинация генов на уровне хромосом, поскоьку каждая пара хромосом ведет себя независимо и образуется большое число комбинаций негомологичных хромосом. Достигается большое число новых сочетаний наследственной информации. В процессе кроссинговера в профазу 1 происходит рекомбинация генов, и все это создает мощный резерв наследственной изменчивости.