Воспроизведение клеток.
Основы цитологии

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В нормальных условиях жизнедеятельности клетки эндорепродукция идет постоянно на запрограммированном уровне. Обеспечивается баланс процессов «структурного созидание — разрушения» и поддерживается клеточный гомеостаз. Биологическое значение митоза заключается в постоянном обновлении состава тканей новыми диплоидными сингентными клетками, в процессе которого происходит: регенерация тканей, рост… Читать ещё >

Воспроизведение клеток. Основы цитологии (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

? Воспроизведение клеток может происходить в ходе их деления (синонимы: размножение, репродукция, пролиферация) и без деления. В последнем случае говорят о внутриклеточной регенерации или эндорепродукции.
? Для высших позвоночных и человека характерны следующие способы деления: митоз, мейоз, амитоз, дробление (вариант митоза эмбриональных клеток бластомеров).
? Период жизни клетки от одного деления до следующего деления или от деления до ее естественной смерти называется клеточным циклом.

Митотический цикл — это период жизни клетки от одного митоза до другого.

? В среднем 10% цикла занимает собственно митоз, а 90% - интерфаза.
? Чем короче интерфаза, тем выше митотическая активность. Высокой митотической активностью обладают молодые малодифференцированные клетки. В их названиях нередко фигурирует приставка преи окончание — бласт (например: премиобласты, преостеобласты и, преэнамелобласты и др.).

Интерфаза состоит из пресинтетического (G1), синтетического (S) и премитотического (G2) периодов и знаменуется подготовкой клетки к функционированию, внутриклеточной регенерации или очередному митотическому делению (М). В целом ряде случаев между (G1) и (S) выделяется особый период репродукционного покоя и активного функционирования (G0).

G1 — пресинтетический период (основное содержание).

? Клетка восстанавливает количество органелл и ядерно-цитоплазматическое отношение.
? Клетка синтезирует РНК и ферменты, необходимые для удвоения ДНК в S — периоде интерфазы.
? Клетка растет за счет интенсивных синтезов структурных белков, а также накопления включений и достигает размеров материнской клетки до ее деления.
? В ядре преобладает эухроматин.
? Продолжительность периода (G1) для различных клеток неодинаков — он может длиться от нескольких часов до нескольких суток.
? В конце пресинтетического периода выделяют точку рестрикции ®, пройдя которую клетка обязательно войдет в синтетический период. В некоторых случаях клетка не преодолевает точку рестрикции.
? Стимуляторами перехода клетки через точку рестрикции служат триггерные белки, которые синтезируются на рибосомах кариолеммы под влиянием соматотропного гормона (СТГ). Основное количество триггеров накапливается в ночное время.
? Имеется несколько вариантов выхода клетки из G1 периода:
— клетка переходит точку рестрикции, она вступает в S период, начинает подготовку к митозу и не подвергается апоптозу;
— клетка не переходит точку рестрикции (мало триггеров) и вступает в G0 период (выходит из цикла);
— клетка не переходит точку рестрикции, она остается в G1 периоде (ослабленные и дефектные клетки, клетки после действия на них естественных или медикаментозных цитостатиков) и подвергается апоптозу.

G0 — период репродукционного покоя и активного функционирования (основное содержание).

? В заканчивается дифференцировка клеток.
? Клетки приобретают статус высокодифференцированных (например: нейроны, сократительные кардиомиоциты).
? Они могут полиплоидизироваться (кратное увеличение количества ДНК и хромосом без нарушения кариолеммы).
? Клетки утрачивают способность к митозу.
? Клетки активно функционируют.
? Они восстанавливают свою структуру внутриклеточно без пролиферации, т. е. путем внутриклеточной регенерации.
? Высокодифференцированные клетки стареют и подвергается апоптозу (генетически запрограммированная физиологическая смерть).
? Некоторые клетки возвращаются в митотический цикл (например: клетки печени) и входят в синтетический период.
S — синтетический период (основное содержание)
? Удвоение (редупликация) ДНК и удвоение числа хромосом, т. е. формирование в каждой хромосоме двух хроматид (сестринских хромосом).
? Удвоение центриолей (матричное комплексирование дочерних центриолей около материнских).
? Образование двух диплосом (попарно связанных дочерней и материнской центриолей).
? Усиление синтезов и сборки «структурных» белков (в т.ч. тубулинов).
? Функциональная активность клетки снижается.
? Апоптозов не бывает.

G 2 — премитотический период (основное содержание).

? Увеличение количества свободных рибосом (усиление внутриклеточных синтезов структурных белков (мембранных, тубулиновых, сократительных, гистоновых)
? Запасается АТФ на митохондриях и в гиалоплазме.
? Усиливается спирализация хроматина и формирование максимального количества гетерохроматина
? Функциональная активность клетки минимизируется

Собственно митоз — универсальный способ деления всех эукариотических соматических клеток.

? Длится 30 — 60 мин.
? Образуются две дочерние клетки с равномерным распределением исходного (от материнской клетки) генетического материала.
? Количество митозов запрограммировано для каждого вида клеток.
? Во время митотического деления клетка не функционирует.
? Биологическое значение митоза заключается в постоянном обновлении состава тканей новыми диплоидными сингентными клетками, в процессе которого происходит: регенерация тканей, рост отдельных органов и организма в целом.
? Митоз протекает преимущественно ночью в четыре последовательные фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза

Профаза (краткое содержание).

? Происходит формирование и спирализация хромосом, каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.
? Хромосомы компонуются в виде клубка
? Дезинтегрируются и исчезают ядрышки
? Кариолемма распадается на отдельные фрагменты и превращается в мелкие мембранные пузырьки.
? Уменьшается количество гранулярной ЭПС
? Диплосомы (удвоенные центриоли) расходятся к будущим полюсам клетки
? Начинается формирование «веретена деления» — комплекса микротрубочек, часть из которых прикрепляются к хромосомам. Эти микротрубочки обеспечивают временную фиксацию («заякоривание») хромосом в цитоплазме и их дальнейшее перемещение.

Метафаза (краткое содержание).

?Хромосомы выстраиваются у экватора клетки и временно удерживаются (фиксируются) в этой области.
?Хроматиды (сестринские хромосомы) начинают обособляются друг от друга.

Анафаза (краткое содержание).

?Микротрубочки веретена деления, прикрепленные к хромосомам, укорачиваются.
? Хроматиды полностью обособляются и начинают синхронное передвижение к противоположным полюсам клетки, где происходит их скопление в виде двух идентичных наборов. Происходит равномерное распределение всего генетического материала между клеточными полюсами.
?Клетка вытягивается в меридиональном направлении и расстояние между полюсами увеличивается.
?Благодаря сокращению микрофибрилл кортекса экваториальной области начинает образовываться клеточная перетяжка, которая углубляется в следующей фазе митоза.

Телофаза (краткое содержание).

? Хромосомы на полюсах клетки сворачиваются в рыхлые клубки и деспирализуются. Они постепенно превращаются в хроматин интерфазного ядра.
? Вокруг хромосомных клубков из мембранных пузырьков (фрагменты бывшей кариолеммы и гранулярной ЭПС) формируется новая ядерная оболочка.
? Вновь появляются ядрышки
?Немногочисленные органеллы перераспределяются между формирующимися клетками.
?В ходе прогрессирующего углубления клеточной перетяжки происходит цитотомия — разделение клетки на две дочерние.
?В результате телофазы образуются две дочерние генетически и структурно идентичные диплоидные клетки.
?Обе клетки вступают в пресинтетический (G1) период интерфазы.
? Если цитотомии не произошло, то образуется двуядерная клетка.

Возможные варианты митотического цикла двуядерной клетки.

?Клетка не проходит точку R, выходит в Gо, где дифференцируется, интенсивно функционирует, стареет и апоптирует.
? Клетка проходит точку R, вступает в S (удвоение ДНК и хромосом в каждом ядре и образование диплосомы), проходит G 2, приступает к митозу (объединение хромосом обоих ядер в профазу и метафазу, концентрация двойного набора хромосом по полюсам, цитотомия). В результате образуются две самостоятельные клетки с полиплоидными ядрами (кратное увеличение ДНК и хромосом).
? Полиплоидные клетки часто выходят в Gо, где активно функционируют

Специальные разновидности митоза (краткие характеристики) Эндомитоз (эндоредупликация) — это вариант митоза характерный для клеток некоторых интенсивно функционирующих органов (печень, слюнные железы и др.).

?Происходит кратное увеличение количества ДНК и хромосом внутри ядра без его разрушения.
?Ядро увеличивается в объеме.
? В результате образуется полиплоидная клетка, в которой усилены процессы транскрипции и трансляции.
?Основной смысл образования полиплоидии — это активизация клеточной функции.

Мейоз — деления клеток репродуктивных дифферонов (рядов дифференцирующихся родственных клеток), в результате которого образуются гаплоидные зрелые половые клетки (гаметы).

? Мейоз представляет собой два последовательных модифицированных митотических деления исходной диплоидной клетки гоноцита.
? Между первым и вторым делениями имеет место редуцированная интерфаза без S — синтетического периода.
? Дочерние клетки — гаметы (сперматозоиды или яйцеклетки) получают 22 аутосомы и одну половую хромосому. Это — гаплоидные клетки.
? Гаметы больше не делятся, они предназначены для оплодотворения.

Дробление — размножение эмбриональных клеток (бластомеров).

?Представляет собой череду последовательных митотических делений с резко редуцированным G1 периодом интерфазы.
?Образуются дочерние диплоидные бластомеры
?Бластомеры в отличие от соматических клеток: а) не растут, б) не расходятся, в) не дифференцируются, г) не функционируют, д.) не апоптируют.

Амитоз — быстрый прямой способ деления клеток без предварительной подготовки хромосомного аппарата.

?Происходит в G1 или Gо периодах
?Ядро делится (кариотомия) прямой перетяжкой и генетический материал распределяется неравномерно между дочерними ядрами, т. е. возникает анеуплоидия.
?Перетяжка цитоплазмы может быть полной, т. е. произойдет цитотомия и образование двух анеуплоидных клеток.
?Плоидность клеток в некоторых случаях может нормализоваться (реставрироваться) из резервных нуклеотидов вследствие реализации генетической программы сборки хромосом.
?Цитотомия может быть неполной или вообще отсутствовать, тогда формируется двуядерная клетка с совокупным диплоидным набором хромосом.
?Клетки в процессе амитоза не выключается из функции и быстро наращивают свое количество.
?Часть клеток после реставрации генома может вернуться в обычный митотический цикл.
?Биологическое значение амитоза, также как и само его существование дискуссионно, есть мнения что:
— это патологическое явление, ведущее к возникновению злокачественных опухолей,
— это резервный способ клеточного размножения, который включается в экстренных ситуациях (репаративная регенерация), но в целом ряде случаев может перейти в опухолевый рост,
— это нормальное явление, характерное для клеток функционально перегруженных органов

Внутриклеточная регенерация (эндорепродукция).

? Является универсальным способом восстановления структуры делящихся и неделящихся (вне деления) клеток.
? Внутриклеточная регенерация (ВКР) базируется на двух полярных процессах — разрушения отживших структур аутолизосомами (катаболизм) и образования новых структур (анаболизм) согласно генетической программе.
? Внутриклеточная регенерация в клетках идет постоянно. На некоторых этапах их жизнедеятельности (например, после интенсивного функционирования) процессы внутриклеточной регенерации могут активизироваться, а затем нормализоваться.
? Для реализации программы внутриклеточной регенерации требуется участие всех СФАК.
? Нередко интенсификации процессов внутриклеточной регенерации предшествует эндомитоз — кратное увеличение количества ДНК и хромосом в интерфазном ядре без деления
? Стойкое усиление процессов анаболизма увеличению размеров клетки — гипертрофии.
? Если увеличение размеров клетки произошло за счет увеличения количества органелл — это рабочая гипертрофия. Увеличение объема преимущественно гиалоплазмы приводит к развитию нерабочей гипертрофии клетки.

Варианты течения эндорепродукции:

? В нормальных условиях жизнедеятельности клетки эндорепродукция идет постоянно на запрограммированном уровне. Обеспечивается баланс процессов «структурного созидание — разрушения» и поддерживается клеточный гомеостаз.
? Изменение условий жизнедеятельности (функциональные нагрузки, изменения экологии, заболевания, выздоровление, медицинские вмешательства: лекарства, операции, физиолечение и т. д.) приводит к усилению (ослаблению) внутриклеточной регенерации под контролем генома.
>Примерные этапы включения механизмов внутриклеточной регенерации при активизации функции клетки:
> полиплоидизация ядра (эндомитоз),
> усиление рибосомообразования,
> усиление синтетических процессов в цитоплазме (СФАК внутриклеточных синтезов и структуризации),
> увеличение количества органелл (рабочая гипертрофия клетки),
> усиление функциональной активности клетки,
> возврат к исходному состоянию под контролем генома (восстановление плоидности ядра, уничтожение «излишков» органелл аутолизосомами)

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой