Клеточный цикл

Клеточный цикл делящихся клеток - это время существования их от начала деления до следующего деления. Такой клеточный цикл подразделяется на два основных периода: митоз и интерфазу.

В свою очередь митоз (непрямое деление клеток) подразделяется на 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Профаза характеризуется морфологическими изменениями ядра и цитоплазмы. В ядре поэтапно происходит: конденсация хроматина, образование двух хроматид, исчезновение ядрышка, распад кариолеммы. В цитоплазме происходит редупликация (удвоение) центриолей, их расхождение к противоположным полюсам клетки, формирование веретена деления, редукция гранулярной ЭПС.

В метафазе происходит образование материнской звезды, все хромосомы располагаются в экваторе клетки. Сестринские хроматиды отходят друг от друга, разделяясь щелью.

В анафазе сестринские хроматиды из которых состоят хромосомы, отделяются друг от друга и в области центромеры начинают расходиться к полюсам клетки. Сестринские хроматиды, разошедшие к полюсам клетки формируют дочерние звезды. Анафаза обычно длится несколько минут.

Телофаза характеризуется исчезновением трубочек веретена деления. Вокруг каждой группы дочерних хроматид образуется новая ядерная оболочка. Конденсированный хроматин деспирализуется, разрыхляется, появляются ядрышки. В центре клетки по периметру, образуется сократимое кольцо, образуется борозда деления, которая углубляясь, разделяет материнскую клетку на две дочерние самостоятельные клетки. Этот процесс называется цитотомией.

Интерфаза - стадия жизненного цикла клетки между двумя последовательными митотическими делениями. Обычно различают гетеросинтетическую интерфазу, когда клетка растет, дифференцируется, осуществляет свойственные ей функции, и автосинтетическую интерфазу, в течение которой происходит подготовка клетки к следующему делению. В зависимости от интенсивности синтеза дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) автосинтетическую интерфазу, в свою очередь, делят на 3 периода: G1 - предсинтетический, S - синтетический и G2 - постсинтетический. В G1-периоде осуществляются накопление необходимых для деления клетки энергетических ресурсов, синтез рибонуклеиновой кислоты (РНК), идёт подготовка к удвоению молекул (репликации) ДНК; за счёт синтезированного в этот период белка увеличивается масса клетки и образуется ряд ферментов, необходимых для синтеза ДНК в следующем периоде интерфазы. В S-периоде происходит синтез ДНК, т. е. осуществляется репликация её молекул. В G2-периоде синтез ДНК закончен, усиливается синтез РНК и белков, идущих на построение митотического аппарата.

Амитоз (прямое деление клетки) проходит путём простой перетяжки ядра и цитоплазмы без влияния хромосом и образования веретена деления. Амитоз может быть: реактивным - ответная реакция на влияние факторов; патологическим - в условиях патологии; регенераторным - при регенерации поперечнополосатой мышечной ткани; дегенеративным - в стареющих клетках.

Есть три основных вида тканевых клеток, различающихся по клеточному циклу.

1. Стволовые клетки. Эти клетки способны к постоянному делению митозом. За счет них поддерживается тканевой гомеостаз. Жизненный цикл таких клеток будет составлять время от одного деления до второго, т.е. совпадает с митотическим циклом. Эти клетки обладают неограниченной способностью к делению и дифференцировке. Примером являются клетки красного костного мозга.

2. Дифференцированные постмитотически необратимые клетки. Такие клетки делятся митозом только в эмбриональном периоде, а затем после достижения популяцией необходимого объёма полностью теряют способность к делению. Примером таких клеток являются нейроны, сердечные мышечные клетки.

3. Дифференцированные постмитотически обратимые клетки. Такие клетки (например, клетки печени) характеризуются тем, что могут выходить из митотического цикла и переходить в состояние покоя, во время которого они выполняют многочисленные функции в течение многих лет, не вступая в S- период. Однако при определенных обстоятельствах (при поражении или удалении части печени) они вступают в нормальный клеточный цикл, т.е. в S- период, синтезируют ДНК, а затем митотически делятся. Такие клетки являются резервом ткани.

Мейоз - это способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делений даёт начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом). Восстановление диплоидного числа хромосом происходит в результате оплодотворения. Мейоз — обязательное звено полового процесса и условие формирования половых клеток.

Вопросы для самоконтроля.

1. Понятие о клетке как элементарной живой системе. Клеточная теория.

2. Клеточная оболочка (плазмолемма), ее строение и значение в жизнедеятельности клетки.

3. Цитоплазма клетки: специальные органеллы, включения цитоплазмы.

4. Ядро клетки: форма, количество, функциональное значение для клетки. Структурные компоненты.

5. Цитоплазматическая сеть и рибосомы, их роль и биосинтез веществ.

6. Пластинчатый комплекс, лизосомы, центросома, их функциональное значение: электронно-микроскопическая организация.

7. Неклеточные формы живого вещества (симпласт, синцитий).

8. Кариолемма, кариоплазма, ядрышко, хроматин (гетерохроматин, эухроматин).

9. Способы деления клеток: митоз, мейоз. Понятие о митозе, митотический цикл: периоды и фазы, их морфологическая характеристика.

10. Понятие о плазматической мембране.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афанасьев Ю.И. Гистология. М.. “Медицина”, 2001 г.

2. Быков В.Л. Цитология и общая гистология. – СПб.: “Сотис”, 2000 г.

3. Быков В.Л. Частная гистология человека. – СПб.: “Сотис”, 1999 г.

4. Афанасьев Ю.И. Лабораторные занятия по курсу гистология, цитология и эмбриология. – М.: Медицина, 1999 г.

5. Волкова О.В. Гистология, цитология и эмбриология. Атлас. – М.: Медицина, 1999 г.