Билет № 16 1. Существование клеток во времени

Время существования клетки от деления до деления или от деления до смерти называют жизненным циклом клетки.

Весь клеточный цикл состоит из 4 отрезков времени: М-митоз, G1-пресентетический период, S- синтетический и G2 – постсентетический период интерфазы.

В G1, наступающем сразу же после деления, клетки имеют диплоидное содержание ДНК на одно ядро (2с). После деления в период G1 в дочерних клетках общее содержание белков и РНК вдвое меньше, чем в исходной родительской клетке. В период G начинается рост клеток главным образом за счет накопления клеточных белков, что обусловлено увеличением количества РНК на клетку. В этот период начинается подготовка клетки к синтезу РНК (S-период).

В S - периоде происходит удвоение количества ДНК и удваивается число хромосом. Без прохождения синтеза ДНК неизвестно ни одного случая вступления клеток к митотическому делению. Исключение составляет второе деление созревания половых клеток при мейозе, когда между двумя делениями нет удвоения ДНК. Уровень синтеза РНК возрастает соответственно увеличению количества ДНК, достигая своего максимума в G2.

Постсинтетическая фаза (премитотическая). Здесь происходит синтез иРНК, необходимый для прохождения митоза. Несколько ранее синтезируется рРНК. Синтезируются белки тубулины – белки митотического веретена. В конце фазы или при митозе по мере конденсации митотических хромосом синтез РНК резко падает и полностью прекращается во время митоза. Синтез белка во время митоза понижается на 25% от исходного уровня и затем в последующих периодах достигает своего максимума в G2, в общем повторяя характер синтеза РНК.

Во всех тканях есть клетки, которые находятся вне цикла. Эту фазу принято называть G0. Это клектки, которые не вступают в G1 после митоза. Именно они являются покоящимися клетками или перестающими размножаться окончательно. Те клетки, которые покоятся называются камбиальными( примером мб стволовые клетки, клетки печени).Они сохраняют способность к делению. Во время «спокойствия» чаще всего они подвергаются дифференцировке. В эпидермисе кожи, после выхода из цикла размножения и дифференцировки клетки некоторое время функционируют, а затем погибают (ороговевшие клетки).

Митоз( кариокинез, непрямое деление)-универсальный способ деления всех эукариотических клеток. Процесс принято делить на фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Профаза: после окончания S – периода ДНК в ядре равно 4с., т.к. профазе каждая из хромосом двойная, что является результатом редупликации в интерфазе (сестринские хромосомы тесно соприкасаются, взаимно спирализуются).Хромосома состоит из 2х хроматид. Число их 4n. Позднее хромосомы в каждой такой паре начинают обособляться и раскручиваться.

Параллельно конденсации хромосом в профазе происходит растворение ядрышка в результате неактивности рибосомных генов в зоне ядрышковых организаторов. Одновременно, в середине профазы, начинается разрушение ядерной оболочки: исчезают яд. поры, оболочка распадается на фрагменты, а затем на мембранные пузырьки. В это время происходит уменьшение количество гран. Эндопл. Рет.(он распадается на цисцерны и вакуоли, количество рибосом резко падает).До 25% редуцируются лизосомы (признак падения синтеза белка).

Образуется веретено деления. Центриоли начинают расходиться к противоположным сторонам. Там будет формироваться полюса веретена. К каждому полюсу отходит по двойной центриоли. По мере их расхождения начинают формироваться микротрубочки, отходящие от их периферических участков. Сформированный аппарат похож на веретено и состоит из 2 зон: центросфер с центриолями внутри них и промежуточной- волокна между ними. Микротрубочки возникают при полимеризации тубулина около центриолей. Эти микротрубочки достигают кинетохоров, расположенных в области центромерных перетяжек хромосом, и связываются с ними. В веретене различают 2 вида микротрубочек: идущих от полюса центру и соединяющие хромосомы с одним из полюсов.

Метафаза: занимает около трети всего времени митоза. Здесь заканчивается образование веретена деления, хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости веретена, образуя метафазную пластинку (материнскую звезду). К концу метафазы завершается процесс отделения друг от друга сестринских хроматид. Их плечи лежать параллельно друг другу, между ними видна щель. Последним местом контакта друг с другом является центромера.

Анафаза: Самая короткая стадия митоза. Хромосомы одновременно теряют связь друг с другом в области центромер. Синхронно удаляются друг от друга по направлению к противоположным полюсам. Хромосомы обособляются и отходят к разным полюсам клетки. Их расхождение связано с укорачиванием, полимеризацией микротрубочек.

Телофаза: начинается с остановки разошедшихся диплоидных (2n) хромосом. (ранняя телофаза) и кончается началом реконструкции нового интерфазного ядра (поздняя телофаза, раняя G1) и разделение исходной клетки на две дочерние.

В ранней телофазе хромосомы не меня своей ориентации начинают деконденсироваться и увеличиваться в объеме. В местах их контактов с мембранными пузырьками цитоплазмы начинает образовываться новая ядерная оболочка. Затем начинают формироваться ядрышки. Тело клетки разделяется (цитотомия или цитокинез) , который у животных происходит путем образования перетяжки в результате выпячивания плазматической мембраны внутрь клетки. Это завершается разделением перетяжкой клетки надвое. Клетка переходит в G1.