Клеточный цикл

Время существования клетки от деления до деления или от деления до смерти называется клеточным циклом. Он состоит из двух этапов: интерфазы и митоза.

Интерфаза делится на 3 периода - G1, S и G2.

G1-пресинтетический, s - синтетический и G2-постсинтетический, или премитотический.

В периоде G1 (сразу после митоза) в дочерних клетках содержится диплоидное количество ДНК (2С), но содержание общих белков и РНК в них вдвое меньше, чем в материнской клетке. Поэтому они начинают подготовку к синтезу ДНК, то есть к s-периоду. В G1-периоде синтезируются ферменты метаболизма белка и РНК, а также предшественников ДНК (нуклеотидфосфокиназ и др.).

В S-периоде происходит удвоение количества ДНК и числа хромосом, возрастает уровень синтеза РНК.

В G2-периоде синтезируются рРНК и иРНК, а также белки тубулины, необходимые для митоза (входят в состав веретена деления). К концу G2-периода синтез РНК резко падает. Синтез белка в G2-периоде достигает своего максимума, а затем также падает, повторяя характер синтеза РНК.

Митоз. В митозе прекращается синтез РНК и белка. Материнская клетка делится на 2 дочерние с диплоидным набором хромосом.

Различают 3 типа митоза:

1. стволовый митоз, в результате которого образуются две абсолютно одинаковые клетки, способные в дальнейшем делиться, давая одинаковые клетки;

2. асимметричный митоз, когда образуются две разные клетки, одна из которых способна дальше делиться, а другая - либо теряет способность к делению, либо из нее образуются клетки, прекращающие размножаться через несколько поколений, например, в гаметогенезе - сперматиды и редукционные Тельца.

3. трансформирующий митоз, когда обе дочерние клетки приобретают необратимые изменения, приводящие к прекращению деления, например, кератоциты эпидермиса накапливают кератин и в дальнейшем погибают.

Морфология митотических хромосом. Хромосома представляет собой гигантскую молекулу ДНП, заключенную в Домены петлевых петель (хромомеры), которые в световом микроскопе становятся видимыми (конденсация). Хромосома имеет первичную перетяжку-центромер и два плеча. Различают хромосомы метацентрические (плечи равны или почти равны), субметацентрические (плечи неодинаковых размеров) и акроцентрические (одно плечо почти незаметное).

В зоне центромера располагается кинетохор, состоящий из белка, который связан с ДНК центромера. К кинетохору прикрепляются микротрубочки веретена деления.

В некоторых хромосомах имеются вторичные перетяжки, которые отделяют на краю маленькие их участки - спутники хромосом. Вторичные перетяжки называются ядрышковыми организаторами, поскольку именно здесь в интерфазе образуется ядрышко. Здесь локализована ДНК, отвечающая за синтез рРНК.

Плечи хромосом заканчиваются теломерами.

Кариотип-совокупность числа, размеров и особенностей строения хромосом данного вида животных.

Каждая хромосома имеет свой неповторимый рисунок дифференциальной окраски различных ее участков.

Кроме митоза различают эндомитоз и мейоз.

Эндомитоз - это не до конца реализованный митоз, когда хромосомы в процессе спирализации удваиваются кратно (много раз), следует чего образуются полиплоидные клетки, поскольку ядерная оболочка не разрушается. Полиплоидная клетка может в дальнейшем поделиться на две дочерние с неравномерным делением хромосом, но кратным для данного вида животных диплоидному набору. Могут образовываться и двухъядерные клетки, также с неравномерным содержанием в ядрах числа хромосом. Ранее такой тип деления считали амитозом.

Мейоз - редукционное деление гонобластов, в результате которого образуются из одной материнской клетки 4 дочерние с гаплоидным (половинным) набором хромосом. Мейоз условно делят на 4 периода.

1-й период размножения характеризуется митотическим делением гонобластов, в результате чего образуются дочерние клетки с диплоидным набором хромосом.

2-й период рост, состоит из 4-х стадий:

1) лептотеновая - хромосомы в виде тонких (leptos) лент (tеnia);

2) зиготенная - родительские и материнские хромосомы соединяются (zygoo - соединение), происходит обмен генами - кроссинговер (сгопд - скрещивание).

3) пахитенна (pachys - скручивание) - хромосомы (парные) - укорачиваются;

4) диплотенна (diploo - двойной) - образование тетрад (сколько пар хромосом, столько и тетрад).

3-й период созревания. В этот период клетка переходит из диплоидного состояния в гаплоидное вследствие двух последовательных ее делений без интерфазы (т. е. без удвоения ДНК).

4-й период формирования имеет место только в сперматогенезе.