- •КАФЕДРА БИОЛОГИИ
- •ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ N 10 «Жизненный цикл эукариотной клетки»
- •На занятие рассматриваются cледующие вопросы:
- •Совокупность процессов, происходящих в клетке в период от конца одного деления до конца
- •Задание 1.
- •Типы клеток организма человека по способности их к делению
- •Задание 2.
- •В митотическом цикле выделяют два тесно связанных между собой периода:
- •У млекопитающих длительность S- периода интерфазы составляет 6-10 часов, G2-
- •В пресинтетический период клеткой «принимается решение» о продолжении митотического цикла или о выходе
- •Для клеток, сохранивших способность к размножению, выход из митотического цикла обратим, так как
- •Фактор роста тромбоцитов активирует митогенактивирующие киназы клеток эндотелия сосудов.
- •После прохождения клеткой в конце пресинтетического периода, так называемой точки рестрикции (R), она
- •Точка рестрикции
- •Структурно-функциональные изменения клетки в пресинтетический период
- •Структурно-функциональные изменения клетки в синтетический период
- •Структурно-функциональные изменения клетки в постсинтетический период
- •На основе митотического цикла сформировался ряд механизмов, с помощью которых количество ядерной ДНК
- •Механизмы увеличения количества ДНК в клетке:
- •При эндомитозе репликация ДНК не сопровождается разрушением ядра. Хромосомы проходят цикл спирализации и
- •Повторные эндомитозы приводят к возникновению гигантских клеток с полиплоидным ядром, содержащим увеличенное количество
- •В случае политении происходит многократная репликация ДНК, не сопровождающаяся формированием хроматид на основе
- •Политенные хромосомы
- •Митотическое деление ядра (кариокинез), не сопровождающееся разделением цитоплазмы (цитотомией), приводит к образованию двух-
- •Задание 3.
- •Прохождение клеткой фаз митотического цикла контролируется регуляторными молекулярными механизмами, которые сформировались на ранних
- •Ведущую роль в поочередной смене фаз клеточного цикла играют циклинзависимые протеинкиназы, или Сdk.
- •Молекулы Сdk постоянно присутствуют в клетке и сами по себе неактивны . Они
- •Закономерные изменения комбинаций циклинов и циклинзависимых киназ в составе комплексов в различные стадии
- •Наряду с циклинами ферментативная активность циклинзависимых протеинкиназ регулируется специфичными по отношению к ним
- •Белки класса cip/kip ( p21, p27 и p57) ингибируют биологическую активность всех комплексов
- •После завершения митоза, в начальной стадии пресинтетического периода, белки циклины в клетке обнаружить
- •Действие комплексов циклин-Сdk4/6 и транскрипционного фактора Е2F
- •Молекулярные механизмы регуляции клеточного цикла комплексом Cdk4-циклин D включают:
- •Большую роль в механизме, запускающем вхождение клетки в митотический цикл, играет SCF белок
- •ЦикВ
- •В метафазу МСФ фосфорилирует белок, известный как фактор, стимулирующий анафазу (ФСА), или АРF.
- •Фактор, обеспечивающий анафазу
- •Действие комплексов циклин-Сdk:
- •Задание 4.
- •Недореплецированная и
- •Центральную роль в остановке клеточного цикла играет белок р53, который служит транскрипционным фактором
- •Белок р53 синтезируется постоянно, но в обычных условиях его активность оказывается весьма низкой
- •Повреждения ДНК
- •Выделяют три отличающихся между собой процесса гибели клетки:
- •Клеточный некроз – это патологический процесс гибели клетки, который развивается в результате ее
- •Аутофагия - процесс, при котором компоненты клетки доставляются внутрь лизосом и подвергаются в
- •Задание 5.
- •Апоптоо́з - генетически запрограммированны энергозависимый процесс самоликвидации клетки, конечным результатом которого служит распад
- •Структурные клетки изменения клетки при некрозе и апоптозе
- •Функциональное и биологическое значение апоптоза:
- •Структурно–функциональные изменения клеток в ходе апоптоза во многом обусловливаются действием цитоплазматических ферментов -
- •Каспазы, участвующие в апоптозе подразделяют на две группы: инициаторные (каспаза -2, 8, 9
- •Схема строения инициаторной прокаспазы
- •Механизм активация инициаторных каспаз посредством димеризации
- •Лимфоцит
- •У большинства клеток позвоночных апоптоз реализуется по внутреннему (митохондриальному)
- •Выделяют на три группы белков белков
- •Внутренний ( митохондриальный ) путь апоптоза
- •Таким образом, развитие апоптоза зависит от взаимодействия большой группы белков.
- •Схема внешнего пути апоптоза: сигнал клеточной гибели → рецептор клеточной гибели → адаптерный
- •Лабораторная работа
- •1 – клеточная стенка;
- •Задание 2.
- •На каждой из микрофотографий клеток в зоне деления и на границе зоны роста
- •Микрофотографии клеток корешка лука (Allium cepa) в зоне деления.
- •Микрофотографии клеток корешка лука (Allium cepa) а границе зоны роста и проводящей зоны
- •Заполните таблицу: «Результаты определения митотического
- •Задание 3.
- •Рис. Политенные хромосомы слюнных желез мотыля (Chyronomus sp.). Ув. 15 х 90. Окр.
- •КОНТРОЛЬНО-ОБУЧАЮЩИЕ ТЕСТЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ
Молекулы Сdk постоянно присутствуют в клетке и сами по себе неактивны . Они активируются в результате связывания с ними белков – циклинов, содержание которых на протяжении клеточного цикла изменяется циклическим образом..
Закономерные изменения комбинаций циклинов и циклинзависимых киназ в составе комплексов в различные стадии интерфазы и в ходе митоза определяют последовательность прохождения клеткой митотического цикла.
Наряду с циклинами ферментативная активность циклинзависимых протеинкиназ регулируется специфичными по отношению к ним протеинкиназами и фосфатазами, а также белками ингибиторами комплексов циклин-Сdk.
Белки класса cip/kip ( p21, p27 и p57) ингибируют биологическую активность всех комплексов циклин-Сdk.
Белки класса INK4 (р15, р16, р18, р19) ингибируют ферментативную активность комплексов циклин D- Сdk4/6.
После завершения митоза, в начальной стадии пресинтетического периода, белки циклины в клетке обнаружить не удается. Первыми в ответ на действие факторов роста в клетке синтезируется циклин D, который образует комплексы с киназами Сdk4, Сdk6, и Сdk2.
Действие комплексов циклин-Сdk4/6 и транскрипционного фактора Е2F
Молекулярные механизмы регуляции клеточного цикла комплексом Cdk4-циклин D включают:
•фосфорилирование белка RВ, связанного с белком Е2F- транскрипицонным фактором, который контролирует гены репликации ДНК;
•отделение фосфорилированного белка RB от транскрипционного фактора белка Е2F1, активация белка Е2F;
•экспрессия генов, кодирующих ферменты синтеза дезоксирибонуклеотидов и
ферментов репликации ДНК, а также генов циклинов Е, А, В и Сdk2
Большую роль в механизме, запускающем вхождение клетки в митотический цикл, играет SCF белок (комплекс белков).
Функция SCF белка, обладающего убиквитинлигазной активностью, заключается в разрушение белка р27 - одного из ингибиторов комплексов циклин D-cdk4/6, результатом чего служит инициация процессов, связанных с вхождением клетки в митотический цикл.
