Вопрос №33

Закономерные изменения структурно-функциональных характеристик клетки во времени составляют содержание жизненного цикла клетки (клеточного цикла). Клеточный цикл – это периоды существования клетки от момента е1 образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Обязательным компонентом клеточного цикля является митотический (пролиферативный) цикл – комплекс взаимосвязанных во времени событий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению и на протяжении самого деления. Кроме того, в жизненный цикл включается период выполнения клеткой многоклеточного организма специфических функций, а также периоды покоя. В периоды покоя ближайшая судьба клетки не опредлена: она может либо начать подготовку к митозу, либо приступить к специализации в определенном функциональном направлении. Продолжительность митотического цикла для большинства клеток составляет от 10 до 50 часов. Длительность цикла регулируется путем изменения продолжительности всех его периодов. У млекопитающих время митоза составляет 1-1,5 часов, постсинтетического периода интерфазы- 2-5 часов, синтетического – 6-10 часов. Биологическое значение митотического цикла состоит в том, что он обеспечивает преемственность хромосом в ряду клеточных поколений, образование клеток, равноценных по объему и содержанию наследственной информации. Таким образом, цикл является всеобщим механизмом воспроизведения клеточной организации эукариотического типа в индивидуальном развитии. главные события митотического цикла заключаются в редупликации и равномерном распределении наследственного материала между дочерними клетками, которым сопутствуют закономерные изменения химической и морфологической организации хромосом.

По двум главным событиям митотического цикла в нем выделяют репродуктивную и разделительную фазы , соответствующие интерфазе и митозу классической цитологии. В начальный отрезок интерфазы (G1) восстанавливаются черты организации интерфазной клетки, завершается формирование ядрышка, начавшееся еще в телофазе. Из цитоплазмы в ядро поступает значительное до 90% количества белка. В цитоплазме параллельно реорганизации структуры интенсифицируется синтез белка. Это способствует росту массы клетки. Если дочерней клетке предстоит вступить в следующий митотический цикл, синтезы приобретают направленный характер: образуются химические предшественники ДНК, ферменты, катализирующие реакцию редупликации ДНК, синтезируется белок, начинающий эту реакцию. Таким образом осуществляются процессы подготовки следующего периода интерфазы – синтетического.

В S- периоде удваивается количество наследственного материала клетки. За малыми исключениями редупликации ДНК осуществляется полуконсервативным способом. Он заключается в расхождении биспирали ДНК на две молекулы с последующим синтезом возле каждой из них комплементарной молекулы. В результате возникают две идентичные биспирали. Молекулы ДНК, комплементарные материнским, образуются отдельными фрагментами по длине хромосомы, причем неодномоментно (асинхронно) в разных участках одной хромосомы, а также в разных хромосомах. Затем участки (репликоны) новообразованной ДНК сшиваются в одну макромолекулу. Скорость синтеза ДНК составляет 0,5 мкм/мин. В этом случае редупликация нити ДНК одной хромосомы человека длиной около 7 см должна была бы занять около 3 месяцев. Продолжительность же синтетического периода в клетках человека составляет 7-12 часов. Участки хромосом, в которых начинается синтез, называют точками инициации. Возможно ими являются места прикрепления интерфазных хромосом к внутренней мембране ядерной оболочки. Синтезу ДНК в репликоне предшествует синтез РНК. Наряду с ДНК в синтетическом периоде интенсивно образуются РНК и белок, а количество гистонов строго удваивается.

В G2 интенсивно синтезируется РНК и особенно белок. Завершается удвоение массы цитоплазмы по сравнению с началом интерфазы. Это необходимо для вступления клетки в митоз.

Профаза – хромосомы спирализуются и приобретают вид нитей. Ядрышко разрушается. Распадается ядерная оболочка. В цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой сети. Резко сокращается число полисом. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки, между ними микротрубочки образуют веретено деления.

Метафаза – заканчивается образование веретена деления. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка). Микротрубочки веретена деления связаны с кинетохорами хромосом. Каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды (дочерние хромосомы), соединенные в области кинетохора.

Анафаза – связь между хроматидами нарушается, и они в качестве самостоятельных хромосом перемещаются к полюсам клетки со скоростью 0,2-5мкм-мин. По завершении движения на полюсах собирается два равноценных полных набора хромосом.

Телофаза – реконструируются интерфазные ядра дочерних клеток. Хромосомы деспирализуются. Образуются ядрышки. Разрушается веретено деления. Материнская клетка делится на две дочерние.

Вопрос №34

Размножение - свойство живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений.

Существование целостного организма поддерживается делением его дискретных единиц - клеток, так как продолжительность жизни большинства клеток короче жизни особи.

Существование вида поддерживается размножением составляющих его особей, продолжительность жизни которых ограничена.

Размножение происходит на следующих уровнях организации живого:

• молекулярном (репликация ДНК);

• доклеточном (удвоение некоторых органоидов);

• клеточном (амитоз, митоз);

• организменном.

Различают 2 вида размножения: бесполое и половое.

Бесполое размножение (соматическими клетками):

• в воспроизведении участвует 1 родительская особь, из части тела которой развиваются дочерние организмы;

• генотипы дочерних особей идентичны родительскому;

• клетки, участвующие в размножении, делятся митозом;

• это размножение позволяет быстро увеличивать число особей, существующих в неизменных условиях среды;

• обладает стабилизирующей функцией (сохранение признаков пород, сортов).

Различают 2 способа бесполого размножения: вегетативное и спорообразование.