4. Жизненный цикл клетки. Его периоды для клеток с разной степенью дифференцировки (гки, аки, митоз).

Жизненный цикл клетки (ЖЦК) – период существования клетки от ее образования (путем деления материнской клетки) до собственного деления или смерти.

Жизненный цикл клеток, способных к делению, складывается из гетерокаталитической интерфазы и митотического цикла. В период гетерокаталитической интерфазы клетка растет, дифференцируется и выполняет свои специфические функции.

В митотическом цикле выделяют период подготовки клетки к делению (автокаталитическая интерфаза) и само деление – митоз.

Автокаталитическая интерфаза подразделяется на периоды: G1 (пресинтетический), S (синтетический), G2 (постсинтетический).

В многоклеточном организме есть клетки, которые после своего рождения вступают в период покоя (G0), они представлены: клетками, выполняющими специфические функции в составе той или иной ткани; клетками, выходящими из митотического цикла; небольшим числом стволовых клеток (недифференцированные клетки с широкими потенциями). Все эти клетки рассеяны среди пролиферирующих клеток и практически неотличимы от них по морфологическим признакам.

Интерфаза — период между делениями, в котором происходят процессы роста и развития клетки, удвоения ДНК, синтеза белков и органических соединений.

Выделяют следующие типы деления клеток: митоз – непрямое деление; амитоз – прямое деление (встречается в основном в обреченных на гибель клетках); мейоз (лежит в основе гаметогенеза – образования половых клеток).

5. Митотический цикл. Митоз. Биологическое значение митоза. Возможная патология митоза.

Митоз (непрямое деление клетки) — процесс равномерного распределения между дочерними клетками ядерного наследственного материала.

В результате митоза из одной материнской клетки с диплоидным (двойным) набором хромосом образуются две диплоидные дочерние клетки, содержащие полную генетическую информацию в том же объёме, что и родительская. Митоз обеспечивает сохранность наследственных признаков и увеличение количества клеток или одноклеточных организмов.

Митотический цикл

Фазы и периоды			nc		Цитологическая характеристика
Подготовка к делению (автокаталитическая интерфаза)	Пресинтетический период – G1	2n2c		Хромосомы однохроматидные, деконденсированные, при световой микроскопии не выявляются. Накапливаются белки и РНК, увеличивается количество митохондрий
	Синтетический период – S	2n4c		Хромосомы однохроматидные, деконденсированные, при световой микроскопии не выявляются. Накапливаются белки и РНК, увеличивается количество митохондрий
	Постсинтетический период – G2	2n4c		Остановка синтеза ДНК, хромосомы двухроматидные, деконденсированные, при световой микроскопии не выявляяются. Накапливается энергия, синтезируется РНК и белки, формирующие нити веретена деления
Митоз (М–фаза)	Профаза	2n4c		Начало конденсации хромосом, они различимы при световой микроскопии, двухроматидные. Демонтаж ядерной оболочки, исчезновение ядрышка, деление центриолей и расхождение их к полюсам клетки, построение веретена деления
	Метафаза	2n4c		Хромосомы максимально конденсированы, двухроматидные, располагаются в плоскости экватора клетки, хорошо различимы при световой микроскопии. К центромерам прикрепляются нити веретена деления
	Анафаза	2n4c		Деление центромер, расхождение сестринских хроматид к разным полюсам клетки. Хромосомы конденсированы, однохроматидные, различимы при световой микроскопии
	Телофаза	2n2c		Хромосомы однохроматидные, деконденсированные, не выявляемые при световой микроскопии. Формирование ядрышка, цитотомия, образование двух дочерних клеток

Патологии митоза:

1. нарушение процесса конденсации хромосом в профазе ведет к набуханию и слипанию хромосом;

2. повреждение веретена деления является причиной задержки митоза в метафазе и рассеивания хромосом;

3. нарушение расхождения хроматид в анафазу митоза ведет к появлению клеток с различным количеством хромосом;

4. отсутствие цитотомии в конце телофазы и образование двуядерных и многоядерных клеток.

Амитоз — прямое деление клетки, при котором ядро делится путём перешнуровки без предшествующей перестройки:

• хромосомы не проходят цикла спирализации;

• не образуется веретено деления;

• клетка делится сразу после репликации ДНК;

• ДНК между дочерними клетками распределяется неравномерно.

Амитоз проходит быстрее, чем митоз. В результате амитоза увеличивается количество дочерних клеток, но одновременно могут появляться двух- и многоядерные клетки. Амитоз характерен для одноклеточных и некоторых клеток многоклеточных организмов (клетки при патологических состояниях).

При эндомитозе происходит удвоение числа хромосом и их конденсация внутри ядра без образования веретена деления. В конце эндомитоза ядро принимает вид интерфазного, но размер его увеличивается в соответствии с увеличением плоидности. В организме млекопитающих и человека эндомитоз с возрастом свойственен клеткам печени.

Политения сопровождается повторяющимися циклами синтеза ДНК без митоза. В результате формируются гигантские (политенные) хромосомы, которые встречаются в клетках слюнных желез личинок ряда двукрылых насекомых (дрозофил, хирономид), простейших и растений. Политенные хромосомы по длине неоднородны – после окраски состоят из чередующихся темных дисков и более светлых междисков. Диски – более конденсированные участки, междиски – менее конденсированные. В участках с рыхло упакованными фибриллами хроматина идет активный синтез РНК.

Биологическое значение митоза

Ключевой ролью митоза является копирование генетического кода и передача его последующим поколениям. Благодаря данному процессу в ядре поддерживается постоянное число хромосом, которое строго одинаково распределяется между дочерними клетками. С помощью митотического деления наращиваются клетки растительных тканей. У животных организмов митоз лежит в основе дробления оплодотворённого яйца и роста тканей.

Помимо этого, биологическим смыслом митоза является:

Развитие и рост живого организма;

Благодаря этому процессу из одноклеточной зиготы развивается и растёт многоклеточный организм. Митоз является основой эмбрионального развития.

Обновление клеток;

Некоторые участки тела в процессе жизнедеятельности требуют постоянного обновления, например, клетки кожи, эпителий кишечника, эритроциты.

Регенерация и восстановление;

С помощью митоза некоторые организмы могут восстанавливаться из одной части тела. Например, морская звезда может восстановиться всего из одного своего луча. У ящерицы может отрасти новый хвост, у человека восстанавливаются участки кожи.

Бесполое размножение;

Данный процесс лежит в основе вегетативного размножения растений. У животных с помощью митоза размножается гидра. Новая особь образуется способом почкования, которое невозможно без деления и увеличения числа клеток. Черви, которые тоже являются животными,размножаются фрагментацией, в основе которой тоже лежит митоз.