Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

И естественная гибель клеток, и апоптоз (запрограммированная) контролируется генетическим аппаратом.



Значение апоптоза состоит в устранении возможности воспроиз­водить новое поколение вышеперечисленных клеток.

Часть жизненного цикла, в котором происходит подготовка клет­ки к делению и само деление, называется митотический цикл (МЦ).

Большую часть ЖЦ клетка выполняет присущие ей функции (пери­од G0), а при подготовке к делению проходит последовательно пери­оды G}, S, G2 (табл. 4).

Митотический (мейотический) цикл клетки
Клетки разных органов и тканей проживают различную жизнь. В одних тканях клетки делятся постоянно, в других — в особых слу­чаях некоторые клетки вступают в деление, в третьих — клетки не делятся совсем.

Подготовка к делению (интерфаза) Период Основные процессы Генетическая формула клетки
G1— пресинтети- ческий Активный синтез РНК, структурных и функциональных белков, АТФ; на­копление азотистых оснований (особенно тимидиновых) 2n 2c
S — синтетический Репликация ДНК, дупликация центрио- лей; активный синтез РНК, белков, АТФ 2n 4c
G2 постсинтетиче- ский (премитоти- ческий) Активный синтез и накопление макро- эргических молекул (АТФ), постепенное снижение уровня синтеза РНК, белка 2n 4c
Деление см. табл. 5
Таблица4

 

Не все клетки способны к делению. Различают три клеточные по­пуляции:

1. Стабильная — клетки не способны к делению, имеют наиболь­шую продолжительность жизни (нервные, кардиомиоциты).

2. Растущая — долгоживущие клетки, но способные к делению (клетки паренхиматозных органов, желез).

3. Обновляющаяся — в составе этой популяции есть клетки двух типов:

4. а) недифференцированные — стволовые (камбиальные), не обладающие специфической функцией; их активность про­является только в делении (клетки красного костного мозга, эпителий крипт ЖКТ, клетки мальпигиевого слоя кожного эпителия);

б) дифференцированные — короткоживущие, к делению не способны (клетки периферической крови, эпидермиса, слизи­стой ЖКТ).

Таким образом, в жизненном цикле клеток стабильной популя­ции и дифференцированных клеток обновляющейся популяции от­сутствует митотический цикл, т. е. ЖЦ = G0.

Жизненный цикл клеток растущей популяции может включать ми­тотический цикл, т. е. ЖЦ = G0+ Gi + S + G2+ митоз, т. е. ЖЦ = G0+ МЦ.

Жизненный цикл стволовых клеток связан только с делением, т. е. ЖЦ = МЦ.

23.КЛЕТОЧНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ

группа однородных по определ. критерию клеток. Так, по способности к обновлению выделяют 3 типа К. п.: Стабильные К. п. не способны к обновлению (напр., нейроны млекопитающих). Число клеток в таких К. п. стабилизируется в начале их дифференцировки и они утрачивают способность к делению. К концу жизни организма число клеток в стабильных К. п. несколько снижается. Растущие К. п. способны не только к обновлению, но также к росту, увеличению массы ткани за счёт увеличения числа клеток и их полиплоидизации (напр., клетки печени и нек-рых др. желёз). Обновляющиеся К. п. характеризуются закономерным обновлением клеток: сколько их гибнет, столько появляется новых за счёт делений и специализации слабодифференцированных стволовых клеток (напр., клетки кишечного эпителия или крови). Известны и др. классификации К. п., напр. функциональные К. п. гепатоцитов, кардиомиоцитов

 

24. Соматические клетки делятся митозом (рис. 44), биологиче­ский смысл которого — увеличение числа генетически идентич­ных клеток (основа роста и самообновления организма). Мито­тическое деление лежит также в основе бесполого размножения организмов.

Во время деления главное — точно поровну распределить генети­ческий материал между дочерними клетками, поэтому важно, чтобы хромосомы превратились в компактные структуры, легко перемеща­ющиеся в объеме клетки. Это достигается путем конденсации хрома­тина и спирализации хромосом; при этом наследственный материал теряет активность. В метафазе максимально спирализованные хромо­сомы располагаются в области экватора в одной плоскости, поэтому видны все сразу и именно поэтому на стадии метафазы изучается ка- риотип, который характеризуется количеством хромосом, их разме­рами и формой (рис. 45, 46).

У прокариот перед делением происходит репликация ДНК, а за­тем клетка делится надвое (рис. 48).

При половом размножении у родительских особей образуются половые клетки (гаметы). Они образуются из особых недиффе­ренцированных клеток-предшественников. Процесс образования половых клеток называется гаметогенез (сперматогенез и овоге­нез); он происходит в половых железах — гонадах (семенники и яичники) в несколько этапов (табл. 5). Сущностью одного из них (периода созревания) является особый вид репродукции клеток — мейоз.

Мейоз — сложный процесс, состоящий из двух последовательных делений, первое из которых отличается от митотического, а второе протекает как митоз (табл. 6). Результатом мейоза является гаплои-

Дизация клеток (I деление) и перекомбинирование наследственного материала (профаза I, анафаза I, анафаза II). Таким образом, мейоз является механизмом, поддерживающим постоянство кариотипа (при оплодотворении восстанавливается диплоидность), и приводит к генетическому разнообразию гамет.

В отдельных случаях наблюдается прямое деление — амитоз, при котором в клетке не происходит процессов подготовки к де­лению, ядро делится в интерфазе на две или более частей, раз­деление цитоплазмы, как правило, не происходит и образуются двуядерные (многоядерные клетки). Генетический материал рас­пределяется не равномерно, а случайно. На какой-то период эти клетки более активно выполняют свои функции или становят­ся более устойчивыми к повреждению (за счет увеличения об­щей площади контакта ядерного материала и цитоплазмы), но впоследствии они не могут делиться митозом. Различают реак­тивный, дегенеративный и генеративный виды амитоза.

25. Иногда наблюдается не репродукция клеток, а репродукция только генетического материала без увеличения числа клеток — эн­дорепродукция. Это может быть эндомитоз и политения.

Эндомитоз — это процесс образования из диплоидной материн­ской клетки не двух дочерних диплоидных клеток (2n 2с), а одной тетраплоидной (4n 4с). Причиной такого явления может быть сохра­нение ядерной оболочки материнской клетки или нерасхождение сестринских хроматид к полюсам после расщепления хромосом в анафазе из-за нарушения митотического аппарата. Таким образом, эндомитоз является механизмом полиплоидии. Сравнительная ха­рактеристика разных способов деления представлена в табл. 7.

Политения — это процесс репродукции генетического материала без вступления клеток в митоз. На каждой молекуле ДНК многократ­но происходит репликация (сотни и тысячи раз) и хромосома стано­вится гигантской (многонитчатой, политенной), оставаясь функци­онально активной. Например, хромосомы в клетках слюнных желез некоторых насекомых могут содержать 30 тысяч молекул ДНК (2n 30 000 с). Вздутия на таких хромосомах (пуфы или кольца Бальбиани) указывают на места транскрипции, что позволяет на уровне световой микроскопии определить положение отдельных генов, т. е. создавать цитологические генетические карты (рис. 49). Биологическое значе­ние политении — многократное увеличение числа одинаковых ге­нов, следствием чего является резкая интенсификация синтеза опре­деленных белков.

27. Партеногене́з (от др.-греч. παρθένος — дева, девица, девушка и γένεσις — возникновение, зарождение, у растений — апомиксис) — так называемое «девственное размножение», одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослом организме без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не предусматривает слияния мужских и женских гамет, партеногенез всё же считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник в процессе эволюциираздельнополых форм.

В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических преимуществпартеногенеза заключается в ускорении темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. Такой способ размножения встречается у некоторых животных, хотя чаще среди относительно примитивных организмов. В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых — самцы, партеногенез способствует регулированию численного соотношения полов (например, у пчёл). Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи с этим гетерозис и высокую жизнеспособность. Партеногенез следует относить к половому размножению и следует отличать отбесполого размножения, которое осуществляется при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т. п.).

Гиногене́з — частный случай партеногенеза, особая форма полового размножения, при которой после проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем развитии участвует только ядро яйцеклетки, либо не происходит оплодотворения. При этом нет объединения наследственного материала родителей посредством слияния ядер их половых клеток.

Роль сперматозоида ограничивается активацией осеменённого яйца к развитию. В природе гиногенез встречается крайне редко. Известен у нескольких видов рыб (голомянка, серебряный карась и др.), земноводных, круглых червей и растения семейства амариллисовых

28. Бесполое размножение, или агамогенез — форма размножения, при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи. Следует отличать бесполое размножение от однополого размножения (партеногенеза), который является особой формой полового размножения.