№ 21 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1. Сүтқоректілердің клеткалық циклі машинасының in vitro-да талдануы

2. Бағаналы жасушалар туралы түсінік

3. Жасушалық цикл машинасының биохимиялық талдауына ыңғайлы жануарлар эмбриондары

1. Көпклеткалы жануарлардағы организм ішіндегі жекелеген жасушаларда өтетін процестерді талдау оңай тапсырма емес. Сондықтан суспензияда немесе пластинкалық бетте кәдімгі немесе ісік ұлпалары клеткалары өсетін in vitro-дағы клетка культуралары клеткалық цикл машинасын жекелеген құрылымдарын зерттеуге қолайлы жағдай жасайды. Кәдімгі ұлпадан алынған біріншілік культураның жасушаларында хромосоманың диплоидты жинағы болады. Бірақ организм сыртында бөлінуін тез тоқтатады. Сондықтан да in vitro жағдайда адам немесе жануарлардың ісік ұлпаларынан алынған клетканың тұрақты линиялары жиі қолданылады. Ондай линиялар өлмейтін немесе иммортальды болады.

Организм сыртындағы жағдайлар жасанды екенін ескеру қажет. Мысалы клетканың бөлінуі тоқтауы мүмкін немесе олар қатерлі ісік жасушада трансформациялануы мүмкін. Сүтқоректілердің біріншілік культурасын жасушаның иммортилизацияға, яғни клетканың культурада ұзақ өмір сүруін қамтамасыз ететін қасиетін көрсету үшін мутацияға ұшыратады. Мұндай клеткалық линиялар нормальды емес, генетикалық гомогенді жасушаның шектеусіз көзі болып табылады және клеткалық циклдің компоненттерін зерттеу үшін кең қолданылады. Культурадағы клеткалардың көлемі клеткалық цикл машинасын белоктарын микроскопиялық және биохимиялық талдау үшін ыңғайлы. Сүтқоректілер жасушасының культураларыныңәдістері нормальды жағдайда және бұзылу кезіндегі көпклеткалы организмнің пролифирациясын бақылауға арналған молекулалық механизмді зерттеуде кең қолданылады.

2. Бағаналы жасушалар – барлық көп клеткалы организмдерде кездесетін дифференцияланбаған клеткалар. Бағаналы клеткалар жаңа бағаналы клеткаларға айналып жаңаруға қабілетті болады. Олар митоз арқылы бөлініп, арнайы маманданған клеткаларға дифференцияланып , әр түрлі мүшелермен ұлпа клеткаларына айнала алады.

Көпклеткалы организмдердің дамуы бір ғана бағаналы клеткадан басталады, яғни зиготадан бірнеше бөліну циклдары және дифференцировка процесі нәтижесінде биологиялық түрге тән барлық клеткалар түрі пайда болады. Адам организмінде бұндай клеткалар саны 220-дан астам. Бағаналы клеткалар сақталады және ересек организмінде де функционарланады, солар арқылы мүшелер мен ұлпаларда жаңару және қалпына келуі мүмкін. Дегенмен де қартаю процесінде организмде олардың саны азаяды.

Қазіргі медицинада адамның бағаналы клеткалары транспланттанады, яғни емдеу мақсатында ауыстырылады. Мысалы лейкозды емдеудегі гемопоэз процесін (қанның пайда болуы) қалпына келтіру үшін гемопоэтикалық бағаналы клеткаларды трансплантациялайды.

3. Ашытқылар клеткалық циклдің генетикалық талдауы үшін өте ыңғайлы, ал биохимиялық талдау көптеген жануарлардың ұрықтанған жұмыртқада белсенді. Мысалы Xenopus бақасы жұмыртқасының диаметрі 1 мм жоғары және оның цитоплазмасының көлемі сомалық жасушадан 100 есе үлкен. Бақаның ұрықтанған жұмыртқасы өте тез бөлінеді және бірнеше сағаттың ішінде 1000 нан кіші жасушадан тұратын эмбриондарды түзеді. Бөліну процесінде синтезделетін молекулалар – ДНК молекулалары, олар мыңдаған жаңа ядролардың түзілуі үшін қажет. 90 минқа созылатын бірінші бөлінуден кейін келесі 11 бөліну бірқалыпты түрде 30 мин аралықпен жүреді. Нәтижесінде 4000 жасушадан тұратын бластула түзіледі. Ұрықтанған жасушаның клеткалық циклі S M фазаларына бөлінеді, олардың әрқайсысы G₁ G₂ сатылары болмағанда, 15 минутқа созылады. Xenopus бақасы эмбрионының жасушалары өсу болмағанда және күрделі клеткалық циклге қатысатын көптеген бақылау механизмі жағдайында тез бөлінуге қабілетті. Жануарлардың эмбриондары жасушаның клеткалық циклі жин-ға дейін жеңілдетілген, ол 2 ұрпақтық жасушадағы геномның екі еселенуі үшін ерте эмбриондардың басқа да ерекшеліктерінің бірі олардың үлкен көлемі. Бұл жағдайлар эмбрионының клеткалық цикл процесіне әсер етуін зерттеуге арналған тесттілеуші реагенттерге эмбриондарды жеңіл енгізуге мүмкіндік береді. Бақаның белсендірілген жұмыртқасының үлкен көлемін in vitro жолымен центрифугалау үшін алдымен цитоплазманың клетканың басқа компоненттерінен ажыратады. Ажырамаған цитоплазма жинақталады, оған сперма ядросының хромосомасы конденсацияланады және ДНҚ репликациясымен мейтоздың қайталама циклдарынан өтеді. Бұл бақа эмбрионының клеткалық циклдің машинасын жасушасыз жүйеде тәжірибе жүргізуге болады. Бақа эмбрионының қалдықтарының тағы бір маңыздылығы Xenopus жұмыртқасынан таза цитоплазманың алынуы және оның көмегімен клеткалық циклдің бірнеше сатыларын талдау мүмкіндігі эмбриональды сұйықтықта in vitro-ның клеткалық жағдайын бақылауға және оларды қарапайым және бақыланған жағдайда монепуляциялауға болады.

№ 22 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1.Бағаналы клеткалар классификациясы

Стволовые клетки; (cytos trunci; лат. truncus — бағана, діңгек; грек, kytos — жасуша) - маманданбаған, сирек бөліну арқылы сан тұрақтылығы өздігінен реттеліп отыратын жас жасушалар популяциясы.

Бағаналы клеткаларды әр түрлі етіп классификациялауға болады,дегенмен ең негізгі классификация бойынша олар 3-ке бөлінеді:

• Эмбриональды

• Зародышевые

• Соматикалық

эмбриональных бағаналы клеткалар бастауы - бластоциста – ұрықтанған күннен 5-ші күніпайда болады.свтволовые клетки олар барлық клетка түріне мамандана алады.

• Плюрапатентті болып табылады

• Ин витро культурасында шексіз бөлінуге қабілетті,сонымен қатар бөліну кезінде апоптозға ұшырамайды,диплоидты кариотипі өзгермейді,өз қасиетін және плюрапатенттігін сақтайды,қартаймайды.

• Бластоцистаға енген соң дамып келе жатқан эмбрионға толығымен интеграцияланады

• Күрделі генетикалық модификацияларды жануарларға тасымалдау кезінде қолданылады

• Ин витро жағдайында басқа маманданған тіндерге дифференциялануы мүмкін

• Ин витро жағдайында клонданады

• Ин витрода фетальды сывораткасыз бөліне алады,және пролиферацияның контактті және адгезиялық феноменін көрсетпейді

• ЭБК –ң Клеткалық циклды тоқтату индукциясы анықталмаған

• Шартты түрде ісік клеткасы болып табылады-эктопиялық енгізу барысында тератокарцинома болып табылады

Соматикалық бағаналы клеткалар – ересек адамның барлық тіндерінде болады және функциональды дамыған клеткалардың пайда болу көзі болып табылады

Соматикалық бағ.клет. унипотентті және мультипотентті болуы мүмкін.

Костный мозгта кем дегенде соматикалық бағаналы клеткалардың 2 түрі кездеседі:кроветворные,мезенхимальды.

Мезенхимальды бағаналы клеткалар қатты бетке жабыуға және инвитро өсуге қабілетті

Зародышевые бағаналы клеткалар-жыныс клеткаларының предшественниктері,өзінің сипатына байланысты аралық бағаналы клетка болып табылады эмбриональды және соматикалық бағаналы клеткалардың арасында дегенді білдіреді.

2.Фетальные стволовые клетки

Фетальные стволовые клетки получают из плодного материала после аборта (обычно срок гестации, то есть внутриутробного развития плода, составляет 9—12 недель). Естественно, изучение и использование такого биоматериала также порождает этические проблемы. В некоторых странах, например, на Украине и в Великобритании, продолжаются работы по их изучению и клиническому применению. К примеру, британская компания ReNeuron исследует возможности использования фетальных стволовых клеток для терапии инсульта. Эти клетки уже начали дифференцировку, и, следовательно, каждая из них, во-первых, может пройти только ограниченное число делений, и, во-вторых, дать начало не любым, а достаточно определенным видам специализированных клеток. Так, из клеток фетальной печени могут развиться специализированные клетки печени и кроветворные клетки. Из фетальной нервной ткани, соответственно, развиваются более специализированные нервные клетки.

3.Клеткалық цикл

Аналық клетканың бөліну арқылы түзілген жаңа клетканың өзіндік бөлінуін клетка циклі деп атаймыз. Клеткалық циклдің міндетті компоненттері арнаулы қызмет атқарады, ол пролиферативті немесе митотикалық цикл болып саналады. Клеткалық циклдің үш басты кезеңі белгілі: 1. Интерфаза. Бұл кезең жылдам синтез және өсуден тұрады. Интерфаза соңында ДНК репликациясы жүреді. 2. Митоз /кариокенез/. Бұл ядроның бөліну процесі және хроматидтер бір-бірімен ажырап жаңа клеткаға тепе-тең бөлінеді. 3. Цитокенез – цитоплазманың екі жаңа клетка арасында бөлінуі. Интерфаза 3 фазаға бөлінеді: G1, S, G2. G1- фазасы жылдам синтезбен сипатталады: митохондрия, Гольджи комплексі, ЭПТ, ядрошық, рибосомалардың түзілуі. Сонымен қатар клеткада құрылымдық және функциональды белоктар түзіліп клетканың өсуі жүреді. S фазада ДНК репликациясы немесе екіеселену процестері жүреді. Гистонды белоктардың синтезі жүреді. Әрбір хромосомалар екі хроматидтеге бөлініп өзара центромера немесе кинетохормен байланысады. G2 фазада биосинтез процесі жүреді және АТФ немесе макроэргтар түрінде энергия сақталады, митохондрия бөлінеді. Бөліну ұршығы түзіледі және центриолдер репликациясы жүреді. Клетканың М фазаға өтуі М қолдаушы факторлармен бақыланады. Интерфаза біткеннен кейін кариокенез немесе митоз басталады. Митоз бес кезеңге бөлінеді. Митоздың кезеңдері: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза. Профаза. Бұл фазада хроматидтер қалыңдап қысқарады және ширатылу мен конденсация процестері іске асады. Центриолилер клетка полюсіне ажырайды, әрбір центриолиден қысқа микротүтікшелер бөлінеді, жұлдыз тәрізді күйге ауысады. Ядрошық кішірейіп нуклеин қышқылы белгілі хромосома жұбына жартылай ажырайды. Прометафаза. Бұл фазада мембрана қабыршағы еріп майда мембрана көпіршігіне айналады. Бөліну ұршығының микротүтікшелері ядро аймағына еніп кинетохорамен бекінеді. Бөліну ұршығының микротүтікшелері үш категорияға бөлінеді – кинетохорлы, полюсті, астральді. Микротүтікшелер хроматидтердің екі жағына бекініп хромосомаларды жылдам қозғалысқа алып келеді. Микротүтікшелер саны әрбір кинетохорамен байланысқан, адам баласында 20-40 тең болады. Метафаза. Микротүтікшелер хромосомаларды экватор аймағына алып келеді, метафазалы пластинка түзеді және клетка экваторына перпендикуляр орналасады. Анафаза. Бұл өте қысқа фаза. Әрбір центромера ыдырап екіге бөлінеді және бөліну ұршығының жіптері центромераны қарама-қарсы полюстерге ажыратады. Ажырау сигналы Са ионының жылдам босануына байланысты болады. Бір-бірінен бөлінген хроматидтерді центромера өзімен бірге тартып хромосомалар түзіледі. Хромосомалардың ажырау процесіне кинетохорлы микротүтікшелер /қысқару/, полюсті /ұзару/, астральды /полюсті итеруші/ қызмет атқарады. Телофаза. Хромосомалар клетка полюстеріне келіп, ширатылуы тарқатылады. Бөліну ұршығы жойылады, центриоли репликациясы жүреді. Әрбір хромосомалар айналасында ядро қабықшасы түзіледі. Ядрошық түзіліп цитоплазманың бөлінуі цитокенез құбылысы өткеннен кейін хромосома жиынтығы диплоидты екі клетка түзіледі. Цитокинез. Клетка экватоында цитоплазмалық мембрана ішке қарай ойық түзеді. Бұл процестерге микрофиламенттер қатысады. Митозға әсер етуші факторларға температура, жарық жатады, ал реттеуші факторларға белокты комплекс жатады. Ұлпалар принциптері бойынша келесі топтарға бөлінеді: тұрақты, өсуші, түзуші. Өсуші ұлпалар митоздық жолмен бөлінеді. Мысалы: бүйрек, ішкі секреция бездері, қаңқа және жүрек бұлшық еттері. Түзуші ұлпаларға –эпидермис, жілік майы, асқорыту және ішек клеткасы жатады. Митоздың маңызы: генетикалық тұрақтылық, өсу, жыныссыз көбею және регенерация. Апоптоз – генетикалық бағдарланған клетканың өлімі. Апоптоз энергияны қажет ететін белсенді процесс болып саналады. Бұл құбылыс эмбриогенезде, қартаюда, тіршілік циклін тоғаруда үлкен қызмет атқарады. Егер ағзада генетикалық аппарат зақымдалса апоптоз патологиялық құбылыс болып саналады. Мейоз- бұл жыныс жасушасының бөлінуі және диплоидты хромосома саны гаплоидтыға төмендейді. Мейоздың жалпы үлгісі: жасушада бір рет хромосоманың екі еселенуі /ДНҚ-репликация/, бөліну 2-і циклдан тұрады: 1-ші және 2-ші мейозды бөліну нәтижесінде бір диплоидты жасушадан төрт гаплоидты жасуша түзіледі. Кроссинговер – гомологиялық хромосомалар арасында бөліктердің алмасуы, бірінші мейозды бөлінудің профазасында жүреді (профаза I), оның келесі этаптары бар: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез

№23 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1. Бағаналы жасушалардың негізгі қасиеттері

Плюрипатенттілік – әртүрлі типке жататын дифференциалды клеткаларға бастама бола алады (бірнеше ұрық қабаты).

Унипотенттілік – дифференциалды клетканың тек бір түрін қалыптастырады.

Тотипотенттілік – ағза клеткаларының 350 типіне жуық түрінің кез келгенін қалыптастыра алады, яғни тұтас организмді қалыптастыра алады.

Мультипотенттілік – бір ұрық жапырақшалары шегінде әр түрлі клеткалар дифференциациясына жауап береді.

Полипотенттілік – ересек организмнің бағаналы клеткасының геномын жаңа реципиент ұлпасына трансплантация барысында дифференцовка бағытын өзгертуі.

Хоуминг – организмге енгізу барысында жарақаттану аймағын тауып, оның жоғалған функциясын қалпына келтіруге жауап беретін бағаналы жасушалардың қасиеті.

2. Бағана клеткаларының типтері.Бағаналы клеткалар дегеніміз – дифференциялданбаған ж-е жаңаруға қабілетті, яғни ағзаның кез-келген ұлпасының клеткасына айналуға қабілеті бар клеткалардың ерекше типі. Бұл клеткалардың дифферен-цияциялану потенциясына байланысты мынандай терминдер ұсынылған: тотипотенті, плюропотентті, мультипотентті және унипотентті. 1. Тотипотентті клеткаларзиготадан бастап, 5-6 тәулікке дейінгі клеткалар, яғни бластула сатысында, эмбрионнан түзілген моруланың кез-келген бір клеткасы тұтастай ағза мен плацента түзуге қабілетті. 2.Плюропотентті клеткалар- бластоциста сатысында эмбриобластан алынады, бұл клеткалар ұрық жапырақшасының үш түрін: эктодерма, мезодерма және энтодерма түзуге қабілетті. Яғни, бұл клеткалар денедегі ұлпалардың барлық типін түзе алады, плацента мен тұтас ағзадан басқасын.3. Мультипотентті клеткалар. Кейіннен бластоциста гаструлаға айналып, мұндағы клеткалар ұлпалар мен клеткалардың белгілі типтерін түзуге қабілетті болады. Бұл ұрық жапырақшасының клеткалары мультипотентті болып саналады. 4. Унипотентті клеткалар- бұл дифференциялданған клеткалардың бір түрінің бастамасы болып табылады.

3. Репликациялық машинаның негізгі құрам бөліктері

Эукариотические клетки сформировали в процессе эволюции сложную сеть

регуляторных белков, известную как регуляторная система, или машина клетогного цикла, которая управляет прогрессией клеточного цикла. Прогрессия

клеточного цикла осуществляется на основе упорядоченной последовательности

биохимических переключений, контролирующих повторение основных этапов

деления клетки: удвоение ДНК и разделение удвоенных хромосом. Эффективность

клеточного деления обеспечивается элементами машины клеточного цикла,

которая воспринимает различные сигналы, формирующиеся внутри и снаружи

клетки, и отвечает на них. Машина клеточного цикла осуществляет цикличность

работы путем передачи сигналов тем биохимическим элементам, которые

непосредственно выполняют работу удвоения материала клетки и его деления,

т. е. репликационной и митотической машинам. Таким образом, все элементы

клеточного цикла можно подразделить на три части:

1) сигнальные пути, образующие и передающие сигналы снаружи и изнутри

клетки машине клеточного цикла;

2) собственно машину клеточного цикла, воспринимающую сигналы внутри

клетки и трансформирующую их в биохимические процессы, которые обеспечивают

циклическую активацию репликационного и митотического аппарата

клетки;

3) собственно репликационный и митотический аппараты клетки, осуществляющие

удвоение и разделение генетического и эпигенетического материала.

Внутри клетки машина клеточного цикла отслеживает прогрессию клеточного

цикла и замедляет последующие события до полного завершения предыдущих.

Расхождение реплицированных хромосом не разрешается до завершения

репликации ДНК. Восприятие внешних сигналов, т. е. сигналов из внешней среды

и от других клеток, позволяет машине клеточного цикла стимулировать клеточные

деления в том случае, когда нужно больше клеток, и тормозить их, когда

нет потребности в новых клетках. Таким образом, машина клеточного цикла

играет ключевую роль в поддержании клеточного состава организма.

В процессе деления клетки удваивают не только ДНК, но также цитоплазматические

органеллы, мембраны, структурные белки и РНК, иначе они уменьшались

бы в размерах с каждым делением. Для поддержания нормального соотношения

между всеми элементами, которые удваивают свою массу, клетка должна

координировать свой рост, т. е. увеличивать клеточную массу при каждом делении.

Механизмы такой координации пока недостаточно изучены. Удвоение клеточной

массы и подготовка к репликации ДНК происходят в фазе G1. Клетка

также может находиться в постмитотическом состоянии, которое называется

фазой GO (см. цв. вклейку, рис. 2.2)

№24 ЕМТИХАН БИЛЕТІ