Молекулярная биология для биоинформатиков Академический университет Ефимова Ольга Алексеевна. - презентация

1 Молекулярная биология для биоинформатиков Академический университет Ефимова Ольга Алексеевна

2 Лекция 9 Клеточный цикл. Апоптоз. Фазы клеточного цикла Способы деления клетки – митоз и мейоз Ошибки мейоза и их последствия Апоптоз – запрограммированная гибель клетки

3 1855 год – «Omnis cellula e cellula» Р.Вирхов

4 –Копирование клетки (генетическая информация идентична) митоз –Производство половых клеток (дочерние клетки получают половину хромосом) мейоз Типы деления клеток:

5 Клеточный цикл Интерфаза – период клеточного роста, подготовка к делению Митоз – период деления 1/7-1/10 часть У дифференцировавшихся клеток, которые более не делятся, в клеточном цикле может отсутствовать G1 фаза. Такие клетки находятся в фазе покоя G0

6

7 Интерфаза: Пресинтетический период – G1 Период синтеза ДНК – S Постсинтетический период – G2

8 Хроматин в интерфазе, хромосомные территории Метафазные хромосомы Интерфазное ядро

9 Пресинтетический период – G1 синтез мРНК, белков, других клеточных компонентов

10 Период синтеза ДНК – S Происходит удвоение ДНК в клетке - репликация

11 Replication Condensation Schematic Репликация ДНК (хромосом)

12 Постсинтетический период – G2 подготовка клетки к делению

13 Mitosis

14

15 ранняя профаза Поздняя профаза (прометафаза)

16 Метафаза Метафазная пластинка

17 Анафаза Хроматиды расходятся к полюсам клетки

18 Телофаза PLAY Завершение деления Конденсация хромосом Формирование ядерной мембраны

19 мозаицизм Ошибки митоза

20 Мейоз – это 2 следующих друг за другом деления клетки, которые лежат в основе образования гамет (половых клеток), содержащих один набор хромосом (n) Два деления мейоза: Мейоз I Мейоз II

21 Профаза I Метафаза I Анафаза I Телофаза I Профаза II Метафаза II Анафаза II Телофаза II Мейоз IМейоз IIинтерфаза Лептотена Зиготена Пахитена Диплотена Диакинез

22 Профаза I лептотена (стадия тонких нитей) Напоминает раннюю профазу митоза Появляются тонкие перекрученные нити хромосом Гомологичные хромосомы не связаны друг с другом

23 Профаза I Зиготена Конъюгация гомологичных хромосом (образование бивалентов) Появление синаптонемного комплекса

24 Профаза I Пахитена (стадия толстых нитей) Гаплоидное число бивалентов (фигур, образуемых конъюгирующими хромосомами, каждая из которых состоит из 2-х хроматид)

25 Профаза I диплотена Наиболее четко видна структура бивалентов Начинается отталкивание гомологов, становятся различимы хиазмы

26 Рекомбинация (кроссинговер)

27 На молекулярном уровне

28 Профаза I диакинез Спирализация усиливается Уменьшается число хиазм Биваленты располагаются по периферии ядра

29 Метафаза I Разрушается ядерная мембрана Биваленты образуют метафазную пластинку Анафаза I ХРОМОСОМЫ расходятся к полюсам клетки

30 Телофаза I Образование ядерной мембраны

31 Цитокинез – разделение цитоплазмы между дочерними клетками сперматогенез оогенез

32 Мейоз I – редукционное деление

33 Мейоз II

34 сперматогенез

35 Sperm and Egg formation

36 Somatic cells Germline Cells PLAY

37

38

39 Аномалии кариотипа часто наследуются из гамет родителей

40 Робертсоновские транслокации – транслокации между акроцентрическими хромосомами

41

42

43

44 Down Syndrome Cytogenetics: ~94% of patients have three free copies of chromosome 21. Karyotype 47,XX(XY),+21 ~2% of patients have a trisomic and a normal cell line (mosaicism) 47,XX(XY),+21/46,XX(XY) ~4% of patients have a translocation (1 copy of chromosome 21 is translocated to another acrocentric autosome – 13, 14, 15, 21, 22) 46,XX(XY),der(15;21)(q10;q10),+21 Origin of Free Trisomy 21: 95% errors occur in maternal meiosis 5% errors occur during spermatogenesis

45 Possibilities for offspring in families with translocation Downs syndrome Type of translocation Parent carrying balanced translocation Risk to offspring (%) der(14;21)Mother Father Neither parent

46 A comparison of meiosis and mitosis

47

48 Апоптоз - программируемая клеточная смерть, регулируемый процесс самоликвидации на клеточном уровне, в результате которого клетка фрагментируется на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. уничтожение дефектных (повреждённых, мутантных, инфицированных) клеток процессы дифференциации и морфогенеза у многоклеточных функционирование иммунной системы Апоптоз лейкоцита человека

49 Три фазы апоптоза: Сигнальная (индукторная) Рецептор-зависимый сигнальный путь Митохондриальный сигнальный путь Эффекторная – каспазный путь Деградационная - фагоцитоз

50 Обобщенная схема апоптоза

51 Нога человека со сросшимися указательным и средним пальцами - результат незавершившегося или нарушенного апоптоза на стадии эмбриогенеза