Життєвий шлях клітин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Життєвий шлях клітин

Як відомо, клітини виникають тільки в результаті поділу. Після поділу у новій клітині ще нема всіх систем, що забезпечують її специфічну функцію. Повинен пройти якийсь час (час дозрівання), щоб сформувалися всі органели і відбувся синтез необхідних ферментів.

Клітини мають різну тривалість функціювання. Деякі клітини функціонують впродовж всього життя людини (наприклад, нейрони). Таких видів клітин небагато. Більшість клітин після визначеного часу гине і замінюється новими. Швидкість заміщення різних за типом клітин не однакова. Клітини можуть загинути в результаті багатьох зовнішніх випадкових причин, наприклад, при травмі, дії хімічних або радіаційних чинників. У такому випадку руйнування клітин відбувається хаотично, а продукти їх розпаду викликають в оточуючих клітинах запальну реакцію. Подібна випадкова загибель клітин називається некрозом і є предметом вивчення патологічної анатомії. Але більшість клітин гине, коли закінчується їх життєвий шлях, що обумовлений генетичними механізмами. Генетично запрограмовану загибель клітин називають апоптозом (від грецького apoptosis - листопад). апоптоз клітина мейоз репродукція

Апоптоз розглядають як результат дії внутрішноклітинної генетичної програми незалежно від причин - нормальної чи патогенетичної. Апоптоз відрізняється від некрозу тим, що клітинна оболонка під час апоптозу залишається неушкодженою, ядро і цитоплазма конденсуються, клітина фрагментується на апоптозні тільця, які підлягають швидкому фагоцитозу макрофагами. Під час фагоцитозу апонтозних клітин і тілець макрофаги не виробляють прозанальних цитокінів, але збільшують продукцію антизапальних цитокінів. Навколо клітин, що загинули шляхом апоптозу, запальний процес не виникає. Функція тканини, частина клітин якої загинула таким способом, продовжується без порушень.

Найважливішою ознакою апоптозу є інтернуклеосомальний розпад ядерної ДНК, що дає можливість Не тільки виявити апоптозні клітини в гістологічних препаратах, але й підрахувати їх в суспензіях за допомогою проточної цитофлуорометрії чи радіометрії. У розвитку апоптозу ключове значення мають кас- пази, до субстратів яких належать життєво важливі білки ядра. Важливу роль в розвитку апоптозу відіграє пошкодження мітохондрій та вихід з них у цитоплазму потужного активатора каспаз - цитохрому С.

Розмноження клітин. Клітинний цикл

Мітотичний поділ клітин (мітоз) забезпечує в нормі збільшення кількості клітин в організмі підчас його росту. Таким фізіологічним способом відновлюються клітини, що загинули шляхом апоптозу або з інших причин. Відомо, що клітини епідермісу живуть 10-30 днів, еритроцити - 4-5 місяців, нервові і м'язові клітини (волокна) - упродовж життя людини.

В усіх клітинах при розмноженні шляхом поділу відбуваються періодичні зміни, які прийнято називати клітинним циклом. Це процеси, що проходять у клітині від поділу до поділу або від поділу до смерті. У клітинному циклі виділяють підготовку клітини до поділу - інтерфазу. Мітоз - це процес поділу клітин. Інтерфаза має три періоди: пресинтетичний (G1), синтетичний (S) та постсинтетичний (G2).

В інтерфазі, що триває приблизно 20-30 годин, швидкість біосинтетичних процесів зростає, збільшується кількість органел. Дуже важливими в інтерфазі є матричний синтез ДНК і подвоєння хромосом. В інтерфазі подвоюється маса клітин і всіх її структурних компонентів, у тому числі центріолей. Відбувається реплікація (подвоєння) молекул ДНК - процес передачі генетичної інформації, що зберігається в ДНК вихідної клітини, шляхом точного її відтворення в дочірніх клітинах. При ньому ланцюг ДНК вихідної клітини служить матрицею для синтезу дочірніх дезоксирибонуклеїнових кислот. Тому кожна з двох сестринських молекул ДНК складається з одного старого й одного нового ланцюгів. У період підготовки до мітозу в клітині синтезуються білки, що забезпечують поділ клітини (мітоз). До кінця інтерфази хроматин у ядрі конденсований.

Мітоз (від грецького mitos - нитка) - період клітинного циклу, коли материнська клітина поділяється на дві дочірні (рис. 10). Мітотичний поділ клітин забезпечує рівномірний розподіл структур клітин, її ядерної речовини - хроматину - між двома сестринськими клітинами. Тривалість мітозу - від 30 хвилин до 3 годин. Мітоз підрозділяють на профазу, метафазу, анафазу і тслофазу.

На початку профази характерні ознаки інтерфазного ядра зникають, у ньому утворюються численні щільні ниткоподібні базофільні скупчення - хромосоми. Кожна хромосома стає добре помітною. У профазі поступово зникає ядерце, центріолі розходяться до полюсів клітин. Мікротрубочки центріолей спрямовані до екватора, тобто у цей період формується веретено поділу клітини.

У метафазі розчиняється ядерна оболонка, виникає біполярне мітотичне веретено, що утворене мікротрубочками. Хромосомні нитки направляються до полюсів, зберігаючи зв'язок з екваторіальною ділянкою клітини. Структури ендоплазматичної сітки і комплексу Гольджі розпадаються на дрібні пухирці (везикули), які разом з мітохондріями розподіляються в обох половинах клітини, що поділяється. У ході метафази хромосоми переміщаються і розташовуються в одній площині перпендикулярно до осі між полюсами. Утворена з хромосом фігура називається материнською зіркою. При цьому всі хромосоми розташовуються так, що їхні центромери розміщені в екваторіальній площині, яка перетинає поздовжню вісь веретена поділу під прямим кутом (метафазна пластинка). Наприкінці метафази кожна хромосома починає розщеплюватися поздовжньою щілиною на дві нові сестринські хромосоми. Метафаза займає третину часу всього мітозу.

В анафазі сестринські хромосоми відокремлюються одна від другої і розходяться до полюсів клітини зі швидкістю до 0,5 мкм/хв. Це найкоротпіий період мітозу. Наприкінці анафази плазматична мембрана заглиблюється по екватору клітини і утворюється борозна поділу.

Рис. 10. Стадії мітозу. Показані: конденсація хроматину з утворенням хромосом, утворення цитокінетичного веретена (веретена поділу) та рівномірний розподіл хромосом і центріолей між двома дочірніми клітинами

У телофазі хромосоми, що розійшлися до полюсів клітини, деконденсуються і починається транскрипція (продукція) РНК. Утворюється ядерна оболонка, ядерце, швидко формуються мембранні структури майбутніх сестринських клітин. На поверхні клітини, по її екватору, борозна поділу поглиблюється, клітина розділяється на дві сестринські клітини.

Завдяки мітотичному поділу сестринські клітини одержують диплоїдний набір хромосом, ідентичний материнському. Мітоз забезпечує генетичну стабільність, збільшення числа клітин, тобто ріст організму, а також процеси регенерації.

Мейоз (від грецького meiosis - зменшення) - своєрідна форма клітинної репродукції в клітинах-попередницях статевих клітин. У мейозі відбуваються два послідовні мітотичні поділи, між якими відсутня інтерфаза. У результаті поділу цих клітин утворюються нові клітини з одинарним (гаплоїдним) набором хромосом, що важливо для передачі генетичної інформації. При злитті однієї жіночої і чоловічої статевих клітин у процесі запліднення утворюється одноклітинний організм - зигота, яка має подвійний (диплоїдний) набір хромосом. В утвореній диплоїдній (двоядерній) зиготі є два набори однакових (гомологічних) хромосом. Одна пара гомологічних хромосом клітини одержана з ядра яйцеклітини, друга - з ядра сперматозоїда.

У результаті мейозу статевих клітин у зрілому організмі в кожну дочірню клітину потрапляє тільки по одній з усіх пар гомологічних хромосом вихідних клітин. Це стає можливим тільки тому, що при мейозі відбувається лише реплікація ДНК і два послідовних поділи ядер. У результаті з однієї диплоїдної клітини утворюється дві гаплоїдні клітини. У кожній з таких дочірніх клітин міститься вдвічі менше хромосом (23), ніж у ядрі материнської клітини (46). У результаті мейозу гаплоїдні статеві клітини мають не тільки зменшене вдвічі число хромосом, але й інше розташування жіночих і чоловічих (батьківських і материнських) генів у хромосомах. У зв'язку з цим у новому організмі є не тільки певні ознаки своїх батьків, але і власні індивідуальні риси.

Размещено на Allbest.ru