Автор Коломак В.А.. Жизненный цикл клетки. ООМК. г.Оренбург. Автор: Коломак В.А. - презентация

1 Автор Коломак В.А.

2 В жизненном цикле клетки интерфаза сопровождается тремя периодами. Рассмотрим каждый из них поподробнее.

3 Периоды жизненного цикла клетки (интерфазы) Первый из них называется пере синтетическим. Результат предшествующего митоза – рост числа клеток. Здесь протекает транскрипция новоиспеченных молекул РНК (информационной), а также систематизируются молекулы остальных РНК, в ядре и цитоплазме синтезируются белки. Некоторые вещества цитоплазмы постепенно расщепляются с формированием АТФ, ее молекулы наделены макроэргическими связями, они переносят энергию туда, где ее недостаточно. При этом клетка увеличивается, по размерам она достигает материнской. Данный период длится долго у специализированных клеток, на его протяжении они осуществляют свои особые функции.

4 Второй период известен как синтетический (синтез ДНК). Его блокада может привести к остановке всего цикла. Здесь протекает репликация молекул ДНК, а также синтез белков, которые участвуют в формировании хромосом. ДНК-молекулы начинают связываться с белковыми, в результате чего хромосомы утолщаются. Одновременно с этим наблюдается репродукция центриолей, в итоге их появляется 2 пары. Новая центриоль во всех парах размещается относительно старой под углом в 90°. Впоследствии каждая пара в период следующего митоза отодвигается к клеточным полюсам. Синтетический период характеризуется как повышенным ДНК-синтезом, так и резким скачком формирования молекул РНК, а также белков в клетки. Третий период – постсинтетический. Он характеризуется наличием подготовки клетки к последующему делению (митотическому). Длится данный период, как правило, всегда меньше других. Иногда он вообще выпадает.

5 Продолжительность генерационного времени Иначе говоря, это то, сколько длится жизненный цикл клетки. Продолжительность генерационного времени, а также отдельно взятых периодов принимает разные значения у различных клеток. Это можно увидеть из таблицы ниже период Генерационное время- Тип популяции клетки- пресинтетический период интерфазы- синтетический период интерфазы- постсинтетический период интерфаз- митоз кожный эпителий- 4,754,5 0,511 двенадцати-перстной кишки 0,511,09,57,50,75 тонкой кишки- 990,5321,5 клетки печени 3- недельного животного

6 Итак, самый короткий жизненный цикл клетки – у камбиальных. Бывает, что совсем выпадает третий период – постсинтетический. К примеру, у 3-недельной крысы в клетках ее печени он уменьшается до получаса, продолжительность генерационного времени при этом составляет 21,5 ч. Длительность же синтетического периода - самая стабильная.

7 В случае если будет удалена часть печени, большинство ее клеток перейдут к полному проживанию сначала синтетического, затем пост синтетического периода, в конце – митотического процесса. Итак, для разного рода клеточных популяций уже доказанна обратимость такого G0-периода. В остальных ситуациях степень специализации так сильно увеличивается, что при типичных условиях клетки не могут уже делиться митотический. Изредка в них протекает эндорепродукция. В некоторых она повторяется не один раз, хромосомы утолщаются настолько, что их можно увидеть в обычный световой микроскоп. Таким образом, мы узнали, что в жизненном цикле клетки интерфаза сопровождается тремя периодами: пресинтетическим, синтетическим и пост синтетическим.-

8 Фазы клеточного цикла Их всего шесть. Известны следующие фазы жизненного цикла клетки: Деление. Здесь протекает митотическое деление. Рост. После деления клетка увеличивается в объеме. Она достигает определенных размеров. Покой. В это время дальнейшая судьба еще не определена: клетка готовится либо к делению, либо к специализации. Дифференциация. По окончании фазы роста клетка приобретает соответствующие структурные, функциональные особенности. Зрелость. Клетка выполняет определенные функции, исходя из ее специализации. Старение. Ослабление клеточных жизненных функций. Далее – либо деление, либо гибель. Длительность жизненного цикла, а также число фаз в нем у каждой клетки свое. Так, в нервной ткани клетки по завершении начального эмбрионального периода прекращают делиться, затем только функционируют в течение всей жизни самого организма, а впоследствии погибают. А вот клетки зародыша в стадии дробления сначала завершают 1 деление, а затем сразу, минуя остальные фазы, приступают к следующему.

9

10 Способы деления клетки Из всего два: Митоз – это непрямое деление клеток. Мейоз – это характерное для такой фазы, как созревание половых клеток, деление. Теперь подробнее узнаем, что представляет собой жизненный цикл клетки – митоз. Непрямое деление клеток Митоз представляет собой непрямое деление именно соматических клеток. Это непрерывный процесс, результат которого – сначала удвоение, затем одинаковое распределение между дочерними клетками наследственного материала.

11 Биологическое значение непрямого деления клеток Оно заключается в следующем: 1. Результат митоза – образование двух клеток, каждая содержит такое же количество хромосом, как и материнская. Их хромосомы образуются посредством точной репликации материнского ДНК, ввиду чего гены дочерних клеток включают идентичную наследственную информацию. Они генетически одинаковые с родительской клеткой. Итак, можно сказать, что митоз обеспечивает идентичность передачи наследственной информации дочерним клеткам от материнской. 2. Итогом митозов является определенное количество клеток в соответствующем организме – это один из важнейших механизмов роста. 3. Большое число животных, растений размножается именно бесполым путем посредством митотического клеточного деления, поэтому митоз составляет основу вегетативного размножения. 4. Именно митоз обеспечивает полную регенерацию потерянных частей, а также замещение клеток, которое протекает в определенной степени у любых многоклеточных организмов. Таким образом, стало известно, что жизненный цикл соматической клетки состоит из митоза и интерфазы.

12

13 Механизм митоза Деление цитоплазмы и ядра – 2 самостоятельных процесса, которые протекают непрерывно, последовательно. Но в целях удобства изучения происходящих в период деления событий он искусственно разграничивается на 4 стадии: про-, мета-, анна-, телофазу. Их продолжительность различна в зависимости от типа ткани, внешних факторов, физиологического состояния. Самыми продолжительными выступают первая и последняя. 1. Профаза Здесь наблюдается заметное увеличение ядра. В итоге спирализации происходит уплотнение, укорачивание хромосом. В более поздней профазе уже хорошо видна структура хромосом: 2 хроматиды, которые соединены центромерой. Начинается передвижение хромосом к экватору клетки. Из цито плазменного материала в профазе (поздней) образовывается веретено деления, которое формируется при участии центриолей (в животных клетках, у ряда низших растений) или без них (клетки некоторых простейших, высших растений). Впоследствии от центриолей начинают появляться 2-типовые нити веретена, точнее: опорные, которые соединяют клеточные полюса; хромосомные (тянущие), которые перекрещиваются в метафазе к хромосомным центромерам. В завершении данной фазы исчезает ядерная оболочка, а хромосомы располагаются свободно в цитоплазме. Обычно ядро пропадает немного раньше.

14 2. Метафаза. Ее начало – исчезновение ядерной оболочки. Хромосомы сперва выстраиваются в экваторной плоскости, образуя метафазную пластинку. При этом хромосомные центромеры строго располагаются в экваторной плоскости. Нити веретена присоединяются к хромосомным центромерам, а некоторые из них проходят от одного полюса к другому, не прикрепляясь. 3. Анафаза Ее началом считается деление центромер хромосом. В итоге хроматиды трансформируются в две обособленные дочерние хромосомы. Далее последние начинают расходится к клеточным полюсам. Они, как правило, в это время принимают особую V- образную форму. Такое расхождение осуществляется посредством ускорения нитей веретена. В то же время протекает удлинение опорных нитей, итогом чего становится отдаление полюсов друг от друга. 4. Телофаза Здесь хромосомы собираются на клеточных полюсах, затем диспирализуются. Далее происходит разрушение веретена деления. Вокруг хромосом образуется ядерная оболочка дочерних клеток. Так завершается кариокинез, впоследствии осуществляется цитокинез.