Жизненный цикл клетки
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Жизненный цикл клетки — совокупность процессов в клетке от одного деления до другого (митотический цикл) или между ее образованием и смертью (с последовательными процессами роста, дифференцировки, функционирования, старения и смерти).
Разным клеткам генетически предопределены разные пути развития и разная продолжительность жизни.
Дифференцированные клетки не размножаются, они стареют и погибают.
В митотическом цикле выделяют два периода
деление клеток посредством митоза — митотический период (М);
интерфаза, которая включает три последовательные фазы.
Периоды интерфазы
постмитотический (пресинтетический) период G1, который наступает сразу после митотического деления; в этом периоде происходит рост клеток за счет накопления белков, синтезируется иРНК, образуются ферменты синтеза нуклеотидов, клетка достигает нормальных размеров и восстанавливает необходимый набор органелл. Это самая продолжительная фаза — от нескольких часов до нескольких дней. При этом клетки могут выйти из цикла и находиться в фазе G0, после чего могут окончательно дифференцироваться, например кардиомиоциты;
синтетический период (S) (в течение 8-12 ч) — происходит удвоение содержания ДНК, синтез белков гистонов, которые поступают в ядро и обеспечивают нуклеосомную упаковку вновь синтезированной ДНК, что приводит к удвоению числа хромосом и центриолей;
постсинтетический период (G2) (в течение 2-4 ч) — клетка подготавливается к делению. Происходит синтез иРНК и белков митотического веретена (тубулинов), необходимых для прохождения митоза.
Далее следует митотический период (М).
МИТОЗ — это непрямое деление, является универсальным способом деления ядросодержащих клеток и завершает клеточный цикл.
Обычно протекает непрерывно и продолжается от 1 до 3 ч, обеспечивает равномерное распределение генетического материала в дочерние клетки. В G1-периоде цикла клетка содержит 2 центриоли, расположенные под прямым углом одна к другой. В течение S-периода возле каждой предыдущей создается новая (дочерняя центриоль), в результате в G2-периоде клетка содержит две пары центриолей, обеспечивающих процесс митоза.
Митоз включает четыре фазы
ПРОФАЗА — клетка теряет десмосомы и тонофиламенты, конденсируется хроматин, ядрышко и ядерная оболочка исчезают, кариоплазма смешивается с цитоплазмой. Пары центриолей расходятся к противоположным полюсам клетки. От них навстречу друг другу быстро растут микротрубочки, которые формируют веретено деления. Вокруг центриолей из трубочек создается лучистая зона. Веретено деления занимает центр клетки, а хромосомы расходятся по цитоплазме, укорачиваются и утолщаются.
МЕТАФАЗА — хромосомы максимально конденсируются, еще больше укорачиваются и утолщаются. Центромеры всех хромосом располагаются в одной (экваториальной) плоскости и формируют «материнскую звезду». В области центромер возникает вторая группа микротрубочек (хромосомные или кинетохорные). Сестринские хроматиды к концу этой фазы отделяются, но остаются связанными друг с другом в области центромеры.
АНАФАЗА — хромосомы расщепляются на сестринские хроматиды в области центромеры и, теряя связь друг с другом, расходятся к противоположным полюсам клетки.
ТЕЛОФАЗА — начинается с остановки разошедшихся хромосом и восстановления нового ядра. Микротрубочки митотического аппарата исчезают. Хромосомы дочерних клеток включаются в синтетические процессы и приобретают вид хроматиновых зерен. Создается ядерная оболочка, активизируется ядрышковый организатор на хромосомах и появляются ядрышки. Затем происходит цитотомия — разделение клеточного тела путем перешнуровки цитоплазмы и формирование двух дочерних клеток с равномерным распределением органелл. После этого клетка переходит в интерфазу.
МЕЙОЗ — редукционное деление клеток, в результате которого образуются половые клетки с гаплоидным набором хромосом.
Состоит из двух делений, которые происходят как обычный митоз, но отличаются тем, что в профазе первого деления происходит конъюгация гомологичных хромосом с кроссинговером (обменом генами). Однако между первым и вторым делениями отсутствует интерфаза, в связи с чем редупликация хромосом в дальнейшем не происходит.
Эндорепродукция — способ образования соматических клеток с увеличенным содержанием ДНК, которые называются полиплоидными. Это связано с блокадой или незавершенностью отдельных митотических периодов.
В организме есть нормальные гаплоидные клетки (с одним набором хромосом), например половые. При оплодотворении и слиянии таких клеток образуется диплоидная клетка (с двумя наборами хромосом) — зигота. В течение S-периода митотического цикла клетки могут иметь не только диплоидный набор хромосом, но и тетраплоидный, например, в начале G1 периода дочерняя клетка содержит диплоидное количество ДНК.
Полиплоидность (большое количество наборов хромосом с 8, 16 и даже 32 количеством хромосом) возникает в результате того, что удвоение хромосом в S-периоде происходит, а дальнейшие этапы блокируются. При этом в клетке образуется одно полиплоидное ядро.
Способом эндорепродукции образуются специализированные и дифференцированные полиплоидные клетки, например в красном костном мозге (мегакариоциты).
Полезные ссылки:
