40. Клеточный цикл. Митоз.

Способность к размножению является характерным свойством живых систем. Размножение эукариотических клеток происходит путем митоза. Благодаря самоудвоению генетического материала и формированию хромосом происходит равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками, которые являются генетическими копиями материнской клетки.

Перед каждым делением клетки реплицируют ДНК: дочерние молекулы ДНК воспроизводятся при помощи ДНК-полимеразы одновременно в нескольких точках начала репликации, обеспечивающих быстрое удвоение каждой нити ДНК.

Хромосомы видны при митозе и мейозе, когда полностью конденсированный хроматин образует х-образные структуры. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, содержащих по одной сестринской ДНК. В пресинтетическую фазу набор хромосом в соматических клетках 2n(диплоидный) и 2c(2 молекулы ДНК) . В метафазных хромосомах соматических клеток количество хромосом 2n 4c.

• Центромера – специализированная последовательность нуклеотидов в области первичной перетяжки хромосомы.

• Теломера – локализованная на концах теломерная ДНК, представленная многочисленными короткими повторами. Повторяющиеся последовательности ДНК формируют дополнительные петли на концах хромосом, таким образом предохраняя концы хромосом от разрушения. Теломера предотвращает деградацию и слияние хромосом при митозе.

• Центросома играет важную роль в клеточном делении и в частности в образовании веретена деления. В ходе синтетической фазы деления центриоли дуплицируются. В митозе пары центриолей, состоящие из первоначальной и вновь образованной расходятся к полюсам клетки и участвуют в образовании митотического веретена.

• Цитостатики – нарушают сборку или распад микротрубочек, что блокирует митоз и внутриклеточный транспорт.

В ходе митоза делятся ядро (кариокинез) и цитоплазма (цитокинез). Митоз делится на фазы:

• Профаза. Хромосомы конденсируются, хроматиновые нити образуют клубок. Каждая хромосома представлена двумя тесно прилегающими к друг другу дочерними хроматидами. Ядрышко реорганизуется. Ядерная оболочка распадается на мембранные пузырьки. В цитоплазме уменьшается количество структур гранулярной ЭПС и число полисом. Комлпкс Гльджи распадается на везикулы. В клетке прекращается синтез РНК и белка. Центриоли двумя парами расходятся к полюсам клетки, происходит формирование митотического аппарата, в который входят центриоли и веретено деления, состоящие из микротрубочек.

• Прометафаза. Завершается формирование веретена деления. Хромосомы направляются к экватору деления.

• Метафаза. Максимально конденсированные хромосомы выстраиваются в плоскости экватора клетки. К концу фазы хроматиды сохраняют лишь кажущуюся связь в области центромер. Их плечи располагаются параллельно друг другу с различимой щелью между ними.

• Анафаза. Наиболее короткая по продолжительности фаза митоза. Хромосомы становятся похожими на шпильки. Дочерние хроматиды в качестве уже самостоятельных хромосом, будучи ориентированными центромерными участками к одному из полюсов, а теломерными к экватору клетки перемещаются к клеточным полюсам. По завершении деления на полюсах образуются дочерние звезды, т.е. два равноценных набора хромосом. Предназначенных для дочерних клеток.

• Телофаза. Завершающую стадию митоза делят на раннюю и позднюю. Важнейшее событие ранней телофазы – реконструкция ядер будущих дочерних клеток. Достигшие к концу анафазы клеточных полюсов хромосомы входят в контакт с пузырьками, представляющие собой производные мембран разобранной в профазе ядерной оболочки. К важным событиям телофазы относятся деконденсация хромосом, образование ядрышка, разрушение веретена деления.

41. Точки рестрикции клеточного цикла.

Период пролиферативного покоя. В конце пресинтетической фазы существует точка рестрикции – безопасная точка выхода клетки из клеточного цикла. В фазе пролиферативного покоя клетки начинают дифференциироваться, достигая окончательной терминальной дифференцировки, или остаются в состоянии покоя. Стимулом для прохождения клетки точки рестрикции и возвращения ее в клеточный цикл являются митогены, например, факторы роста – молекулы, стимулирующие пролиферацию клетки.

42. Роль интерфазы в жизненном цикле клетки.

См вопрос 39.

43. Апоптоз. Путь развития апоптоза.

Клеточный состав многоклеточного организма постоянно изменяется, и для его нормального существования предполагается наличие баланса между клеточной пролиферацией и гибелью клеток.

Удаление из организма ненужных, постаревших и поврежденных клеток происходит с помощью регулируемого процесса самоуничтожения – апоптоза. Программа апоптоза консервативна и универсальна для всех организмов. Смерть клетки при апоптозе является следствием экспрессии определенных генов, поэтому апоптоз – генетически запрограммированная гибель клетки. Апоптоз индуцируется различными внутриклеточными и внеклеточными сигналами. Внеклеточными сигналами апоптоза могут быть специальные молекулы смерти, а так же различные повреждающие факторы. Апоптоз, индуцированный молекулами смерти, инициируется сборкой смерть-индуцирующего сигнального комплекса, который контролирует активацию каспазного каскада и деградацию ДНК. Апоптозные стимулы, возникающие в самой клетке, часто происходят вследствие повреждения ДНК при облучении, принятии лекарств, стрессе. В большинстве случаев повреждение ДНК несет за собой активацию белка р53, который поддерживает экспрессию проапоптозных белков.

Гибель клетки также может произойти путем некроза, но это уже – патологическое состояние клетки.