Поняття про клітинний цикл

Час існування клітини від поділу до поділу або від поділу до смерті називається клітинним циклом. Він складається з двох етапів: інтерфази і мітоза.

Інтерфаза ділиться на 3 періоди – G1, S и G2.

G1 - пресинтетичний, S - синтетичний і G2 - постсинтетичний, або премітотичний.

У періоді G1 (відразу після мітоза) в дочірніх клітинах міститься діплоїдна кількість ДНК (2с), але вміст загальних білків і РНК в них удвічі менше, ніж в материнській клітині. Тому вони починають підготовку до синтезу ДНК, тобто до S-періоду. У G1-періоді синтезуються ферменти метаболізму білка і РНК, а також попередників ДНК (нуклеотідфосфокіназ та ін.).

У S-періоді відбувається подвоєння кількості ДНК і числа хромосом, зростає рівень синтезу РНК.

У G2-періоді синтезуються рРНК і іРНК, а також білки тубуліни, необхідні для мітоза (входять до складу веретена поділу). До кінця G2-періода синтез РНК різко падає. Синтез білка в G2-періоді досягає свого максимуму, а потім також падає, повторюючи характер синтезу РНК.

Мітоз. У мітозі припиняється синтез РНК і білка. Материнська клітина ділиться на 2 дочірні з діплоїдним набором хромосом.

Розрізняють 3 типи мітоза.

1. Стовбуровий мітоз, в результаті якого утворюються дві абсолютно однакові клітини, здатні надалі ділитися, даючи однакові клітини;

2. Асиметричний мітоз, коли утворюються дві різні клітини, одна з яких здатна далі ділитися, а інша - або втрачає здібність до поділу, або з неї утворюються клітини, що припиняють розмножуватися через декілька поколінь, наприклад, в гаметогенезі – сперматиди і редукційні тільця.

3. Трансформуючий мітоз, коли обидві дочірні клітини придбавають необоротні зміни, що приводять до припинення поділу, наприклад, кератоцити епідермісу накопичують кератин і надалі гинуть.

Морфологія мітотичних хромосом. Хромосома – це гігантська молекула ДНП, укладена в розетковидні петлеві домени (хромомери), які в світловому мікроскопі стають видимими (конденсація). Хромосома має первинну перетяжку - центромер і два плеча. Розрізняють хромосоми метацентричні (плечі рівні або майже рівні), субметацентричні (плечі неоднакових розмірів) і акроцентрічні (одне плече майже непомітне).

У зоні центромера розташовується кінетохор, що складається з білка, який пов'язаний з ДНК центромера. До кінетохору прикріпляються мікротрубочки веретена поділу.

У деяких хромосомах є вторинні перетяжки, які відділяють на краю маленькі їх ділянки - супутники хромосом. Вторинні перетяжки називаються ядерцевими організаторами, оскільки саме тут в інтерфазі утворюється ядерце. Тут локалізована ДНК, що відповідає за синтез рРНК.

Плечі хромосом закінчуються теломерами.

Каріотип - сукупність числа, розмірів і особливостей будови хромосом даного виду тварин.

Кожна хромосома має свій неповторний малюнок диференціального забарвлення різних її ділянок.

Крім мітоза розрізняють ендомітоз і мейоз.

Ендомітоз - це не до кінця реалізований мітоз, коли хромосоми в процесі спіралізації подвоюються кратно (багато раз), слід чого утворюються поліплоїдні клітини, оскільки ядерна оболонка не руйнується. Поліплоїдна клітина може надалі поділитися на дві дочірні з нерівномірним поділом хромосом, але кратним для даного виду тварин діплоїдному наборі. Можуть утворюватися і двох'ядерні клітини, також з нерівномірним вмістом в ядрах числа хромосом. Раніше такий тип поділу рахували амітозом.

Мейоз - редукційний поділ гонобластів, в результаті якого утворюються з однієї материнської клітини 4 дочірні з гаплоїдним (половинним) набором хромосом. Мейоз умовно ділять на 4 періоди.

1-й період розмноження характеризується мітотичним поділом гонобластів, внаслідок чого утворюються дочірні клітини з діплоїдним набором хромосом.

2-й період ріст, складається з 4-х стадій:

1) лептотенна - хромосоми у вигляді тонких (leptos) стрічок (tеnia);

2) зіготенна - батьківські і материнські хромосоми з'єднуються (zygoo - з'єднання), відбувається обмін генами - кросинговер (сrossing - схрещування).

3) пахитенна (pachys - скручування) - хромосоми (парні) - коротшають;

4) діплотенна (diploo - подвійний) - утворення тетрад (скільки пар хромосом, стільки і тетрад).

3-й період дозрівання. У цей період клітина переходить з діплоїдного стану в гаплоїдне унаслідок двох послідовних її поділів без інтерфази (тобто без подвоєння ДНК).

4-й період формування має місце тільки в сперматогенезі.