16. Жизненный цикл клеток. Митотический цикл, его периоды. Стволовые (резервные) клетки. Дифференцировка и гибель клеток.

16 Вопрос.

Митотический цикл и его регуляция. Митоз. Мейоз.

Как постулирует клеточная теория, увеличение числа клеток происходит исключительно за счет деления исходной клетки, предварительно удвоившей свой генетический материал. Это – главное событие в жизни клетки как таковой, а именно завершение воспроизведения себе подобного. Деление клетки процесс неслучайный, строго генетически детерминированный.

Как известно, клеточные деления бывают двух типов: митоз (кариокинез, непрямое деление) и мейоз. Мейоз используется лишь в одном случае: так происходит последнее деление предшественников половых клеток. Остальные деления осуществляются путем митоза (все предыдущие деления предшественников половых клеток, а также все деления соматических клеток). Прямое деление клеток, или амитоз, достоверно описано только при делении полиплоидных макронуклеусов инфузорий.

По способности к делению все клетки взрослого организма подразделяются на 3 типа:

1. Митотические, т.е. постоянно делящиеся клетки (клетки базального слоя эпителия, гемопоэтические клетки начальных стадий созревания, сперматогонии и др.

2. Условно постмитотические клетки. Это неделящиеся клетки, сохранившие способность к делению при действии определенных стимулов. Чаще всего деления возобновляются при регенерации соответствующего органа или ткани (клетки печени, стволовые клетки костных, скелетных мышечных и др. тканей.

3. Постмитотические клетки – неделящиеся клетки, окончательно утратившие способность делиться (клетки всех слоев эпидермиса, кроме базального; нервные клетки; клетки сердечной мышцы; волокна скелетных мышц).

Период жизни клетки от одного деления до другого называется митотическим (клеточным) циклом.

Жизненный цикл митотически делящейся клетки состоит из четырех стадий:

S-период (синтетический): В ядре происходит репликация (удвоение) ДНК и хромосомных белков. Содержание ДНК в ядрах соматических клеток (клеток тела) в 2 раза больше чем в ядрах зрелых половых клеток. Соматические и половые клетки отличаются и по количеству хромосом. Соматические обозначаются как 2n2c, половые - nc. В синтетический период количество ДНК постепенно возрастает от 2с до 4с. Число хромосом не изменяется (2n), но каждая содержит 2 сестринские хроматиды. В цитоплазме происходит удвоение центриолей.

G2-период (постсинтетический, или премитотический). Не очень продолжительный, включат синтез ряда веществ, необходимых для прохождения митоза. В частности, в это время синтезируется белок микротрубочек тубулин, необходимый для формирования веретена деления. Содержание ДНК в этот период – 4с.

Митоз. Включает 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Происходит деление, приводящее к образованию двух диплоидных клеток (2n2c).

G1-период (пресинтетический, или постмитотический). В этот период восстанавливается содержание цитоплазматических белков и, как следствие, происходит рост клетки (до размера материнской). Кроме того, происходит синтез белков, необходимых для репликации. Содержание ДНК в клетке – 2n. Именно в этот период принимается решение о вступлении клетки в очередной клеточный цикл или о прекращении делений.

Стадии G1, S, G2 вместе составляют интерфазу.

Во время митотического цикла смена стадий происходит строго упорядочено.

Делящиеся клетки могут продолжать делиться или временно прекратить деления, выйти из цикла. О таких клетках говорят, что они вступили в G0-период. Кроме того, в зависимости от ряда обстоятельств, клетка может вступить в процесс дифференцировки, включить механизм самоуничтожения (апоптоз), либо подвергнуться бласттарсформации, т.е. превратиться в опухолевую клетку.

Митоз.

Митоз – (от греч. Mitos – нить), непрямое деление, основной способ деления эукариотических клеток. Биологический смысл митоза заключается в строго одинаковом распределении редуплицированных хромосом между дочерними клетками, что обеспечиваетобразование генетически равноценных клеток и сохранении преемственности в ряду поколений.

У клеток, вступивших в цикл деления, фаза собственно митоза, непрямого деления,