Вопрос 15

Закономерности существования клетки во времени. Жизненный цикл клетки, его варианты.

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

Обязательным компонентом клеточного цикла является митотический (пролиферативный) цикл — ком­плекс взаимосвязанных и детерминированных хронологически собы­тий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению и на протяжении самого деления, Кроме того, в жизненный цикл включается период выполнения клеткой многоклеточ­ного организма специальных функций, а также периоды покоя. В периоды покоя ближайшая судьба клетки неопределенна: она может либо начать подготовку к митозу, либо стать на путь специализации.

Морфология и фазы процесса разделения ядерного вещества материнской клетки между дочерними (собственно митоз) известны со второй половины прошлого столетия (И. Д. Чистяков, В, Флемминг, Э. Страсбургер). Представления о митотическом цикле оформились после 1953 г., когда было установлено, что предмитотический синтез ДНК происходит в интерфазе и отделен во времени от начала и оконча­ния митоза. В митотическом цикле выделены четыре перио­да — митоз (М), а также постмитотический (G1), синтетический (S) и предмитотический (G2) перио­ды интерфазы. Продолжительность митотического цикла для боль­шинства клеток составляет от 10 до 50 ч. Длительность цикла регулируется путем изменения продолжительности всех его периодов. У млекопитающих длительность М составляет 1 —1,5 ч, G2— 2—5 ч, S — 6—10 ч.

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 служит универсальным механизмом воспроизведения клеточной организации эукариотического типа.

Главные события митотического цикла заключаются в следующем: 1) редупликация (самоудвоение) наследственного материала материнской клетки; 2) равномерное распределение этого материала между дочерними клетками. При этом закономерно изменяются химическая и морфологическая организация хромо­сом — ядерных структур, в которых сосредоточено более 90% наследственного материала эукариотической клетки.

Жизненный цикл клетки: - период существования клетки с момента ее образования до деления или гибели. - Варианты жизненного цикла клеток: а) совпадает с митотическим циклом б) включает в себя стадию дифференцировки с последующим периодом выполнения специфических функций, заканчивается гибелью клетки в) периоды покоя - Митотический коэффициент (количество делящихся клеток на 1000 просмотренных клеток, выражается в промилле). Типы тканей по характеру митотической активности: стабильные (кардиомиоциты, нервная ткань, эмаль зуба) – количество клеток уменьшаетсят (клетки не делятся), растущие (эмбриональные, опухолевые) – количество клеток увеличивается, обновляющиеся быстро (эпителий, красный костный мозг) и медленно (паренхима печени, почек) – количество клеток остается постоянным.  - Регуляция митоза а) генетическая (гены контролируют периоды жизненного цикла) б) гуморальная регуляция (осуществляется гормонами, а также веществами различной природы): • гормоны (инсулин стимулирует митоз, гормоны надпочечников тормозят митоз) • клетки наряду с выполнением своих специфических функций способны синтезировать особые вещества – кейлоны (вещества гликопротеидной природы, которые синтезируются соматическими клетками), тормозящие интенсивность размножения клеток-предшественников и стволовых клеток. Если в силу каких-либо причин количество дифференцированных функционирующих клеток уменьшается (например, после травмы), тормозящее действие кейлонов ослабевает и численность популяции восстанавливается. - Особенности клеточного цикла опухолевых клеток (работа 10, тема 1.3, руководство): Почти все клетки находятся в пролиферативном пуле (клетки не дифференцируются), митозы патологичны (нарушение веретена деления и разрывы хромосом), На поверхности клеток формируются рецепторы, воспринимающие инсулин и др.