1. Понятие о клеточном цикле. Фазы клеточного цикла их характеристика и продолжительность
 Скачать 191.48 Kb.
|
|
1.Понятие о клеточном цикле. Фазы клеточного цикла их характеристика и продолжительность. Кле́точный цикл — период жизни клетки от деления до деления или гибели клетки.Состоит из 2-х основных периодов;интерфаза-G1-ф,G2-ф,S-ф.Митоз-профаза,метофаза,анафаза и телофаза.G1-ф,2н2с -9ч. Пресинтетическая или пост мимотический цикл. Фаза роста,именно в этот период прини-ся решение о вступлении клетки, S-ф.2н4с-10ч синтетический период в ядре клетки происходит удвоение ДНК и хромосомных белков в цитоплазме удвоение центриолей. G2-ф,2н4с-4,5ч постсинтетическая илипремитотическая фаза,где происходит синтез белков,необходимых для прохождения митоза, и в т,ч тубулина из которого формируется микротрубочки веретена деления.М-фаза 0,5ч фаза деления тетраплоиднои клетки на две диплоидные.Фазы Митоза:Профаза-2н2с.Метафаза 2н4с. Анафаза-4н4с. Телофаза-2н2с. Профаза. Исчезновение ядра, спирализация хромосом. Метафаза. Максимальная конденсация хромосом. Хромосомы расположены в экваторе клетки.. Анафаза. Хроматиды расходятся к полюсам клетки. У каждого полюса по2п2с. В целом в клетке. Телофаза. Восстанавливается ядро. Хромосомы деконденсируются. Цитотомия. В ядре каждой дочерней клетки. 2.Митотический цикл и его периодизация. Пролиферационный (митотический) цикл – комплекс взаимосвязанных и согласованных во времени событий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению и на протяжении самого деления. При размножении клеток осуществля ются механизмы, лежащие в основе наследования свойств и передачи пото ка информации также на организменном уровне. Кроме того, в жизненный цикл включается период выполнения клеткой многоклеточного организма специфических функций, а также периоды покоя.В периоды покоя клетка может либо начать подготовку к митозу, либо приступить к специализации в определенном функциональном направлении. Мито́з (др.-греч. µίτος — нить) — непрямое деление клетки. Основной способ деления эукариотических клеток, сопровождается сложной реконструкцией ядерного аппарата. Происходит в соматических клетках.Лежит в основе бесполого размножения.Одно деления. Удвоение молекул ДНК происходят в интерфазе перед делением.Нет коньюгации. В метафазе удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору отдельно. Образуются две диплоидные клетки. Митоз осуществляется в два этапа: сначала делится ядро – это кариокинез, затем происходит разделение цитоплазмы - цитокинез. Фазы Митоза:Профаза-2н2с.Метафаза 2н4с. Анафаза-4н4с. Телофаза-2н2с. В профазе видны ценгриоли - органоиды, присуствующий в делении дочерних хромосом. Центриолй делятся и расходятся к разным полюсам. От них протягиваются нити, образующие веретено деления, которое регулирует расхождение хромосом к полюсам делящейся клетки. В конце профазы ядерная оболочка распадается, исчезает ядрышко, хромосомы спирализуются и укорачиваются. Метафаза характеризуется наличием хорошо видимых хромосом, располагающихся в экваториальной плоскости клетки. Каждая хромосома состоит из двух хроматид и имеет перетяжку — центромеру, к которой прикрепляются нити веретена деления. После деления центромеры каждая хроматида становится самостоятельной дочерней хромосомой. В анафазе дочерние хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. телофазе — хромосомы вновь раскручиваются и приобретают вид длинных тонких нитей. Вокруг них возникает ядерная оболочка, в ядре формируется ядрышко. В процессе деления цитоплазмы все ее органоиды равномерно распределяются между дочерними клетками. Весь процесс митоза продолжается обычно 1—2 ч. 3. Митотический цикл. Пролиферационный (митотический) цикл – комплекс взаимосвязанных и согласованных во времени событий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению и на протяжении самого деления. При размножении клеток осуществля ются механизмы, лежащие в основе наследования свойств и передачи пото ка информации также на организменном уровне. Кроме того, в жизненный цикл включается период выполнения клеткой многоклеточного организма специфических функций, а также периоды покоя.В периоды покоя клетка может либо начать подготовку к митозу, либо приступить к специализации в определенном функциональном направлении. Нарушения митоза. При различных патологических процессах нормальное течение Митоза нарушается. Выделяют 3 основных вида патологии Митоза 1) Повреждения хромосом (набухание, склеивание, фрагментация, образование мостов, повреждения центромеров, отставание отдельных хромосом при движении. 2) Повреждения митотического аппарата 3) Нарушения цитотомии 1,Правильное течение митоза может быть нарушено различными внешними воздействиями: высокими дозами радиации, некоторыми химическими веществами. Например, под действием рентгеновских лучей ДНК хромосом может разорваться. Хромосомы в таком случае тоже разрываются. Разорванные молекулы ДНК могут быть соединены специальными ферментами репарации. При репарации разрывов может быть восстановлена прежняя структура хромосом, но могут произойти хромосомные перестройки, т. е. возникнуть хромосомы с измененной морфологией. Например, могут появиться фрагменты хромосом без центромерного района. Такие фрагменты не способны прикрепиться к микротрубочкам веретена деления и поэтому либо не включатся в дочерние ядра, либо случайно попадают только в одно ядро. Как следствие, вновь возникшие клетки будут иметь хромосомы, отличающиеся от хромосом материнской клетки. Раньше или позже они погибают. 4.Апоптоз.Понятие об апоптозе.Некроз. Апоптоз – это генетически запрограммированное саморазрушение клетки. Играет большую роль в морфогенезе и является механизмом постоянного контроля размеров органов. При снижении апоптоза происходит накопление клеток (опухолевый рост). При увеличении апоптоза наблюдается прогрессивное уменьшение количества клеток в ткани – атрофия. 1. Клетка утрачивает связь с соседними клетками и отделяется от них. 2. Происходит уплотнение ядра (гетерохроматин в виде полулуний распределяется под кариолеммой); сжатие и уплотнение цитоплазмы, что приводит ко все более компактному расположению органелл. Форма клетки изменяется. 3. Нарастает сжатие и уплотнение клетки, на ее поверхности образуются вздутия и выросты; ядро окончательно уплотняется, сморщивается (кариопикноз). 4. Клетка распадается на фрагменты, окруженные плазмолеммой (апоптотические тельца), происходит их фагоцитоз соседними клетками. Воспалительная реакция при этом не развивается. Некроз (от греч. nekros - мертвый) – это гибель клеток и тканей в живом организме под воздействием болезнетворных факторов. Гибель клеток генетически не контролируется. Причины некроза. Факторы его вызывающие: Физические (огнестрельное ранение, радиация, электричество, отморожение, ожог); Токсические (кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, ферменты, лекарственные препараты, C2H5OH); Биологические (бактерии, вирусы, простейшие); Аллергические (феномен Артюса – местная реакция организма на подкожное или внутримышечное введение лекарств; некроз при инфекционно-аллергических заболеваниях); Сосудистый (инфаркт – нарушение кровообращения в артериях. Профоневротический (пролежни, незаживающие язвы).. При некрозе происходит беспорядочная фрагментация ДНК, за которой следует её необратимый структурно-функциональный распад и выброс содержимого омертвевшей клетки наружу. Частицы мёртвых клеток вылавливаются клетками иммунной системы, и эта защитная реакция организма сопровождается острым воспалительным процессом в области некроза 5.Амитоз.Энтомитоз.Политения.Примеры. Амитоз - прямое деление ядра, впервые был описан немецким биологом Р. Ремаком (1841); термин предложен гистологом В. Флеммингом (1882). Во время амитоза клетка сохраняет свойственную ей функциональную активность. Во многих случаях амитоз и двуядерность сопутствуют компенсаторным процессам, протекающим в тканях (например, при функциональных перегрузках, голодании, после отравления или денервации). Обычно амитоз наблюдается в тканях со сниженной митотической активностью. ПОЛИПЛОИДИЯ (от греческого polyploos - многократный и eidos - вид), наследственное изменение, заключающееся в кратном увеличении числа наборов хромосо растений (большинство культурных растений - полиплоиды), среди раздельнополых животных встречаетсяредко. Может быть вызвана искусственно (например, ал созданы высокоурожайные сорта сельскохозяйственных растений (например, сахарной свеклы). Ученые предположили, что две трети цветущих растений являются полиплоидами. Большинство папоротников и трав – это полиплоиды, а также картофель, яблоки, клубника. Бананы представляют собой интересный пример. Бананы являются триплоидами, и обычно триплоидные организмы не могут воспроизводить себя, то есть они стерильны. Это означает, что вы не можете получить семена бананов, чтобы посеять больше бананов. Фермеры отрезают побеги со стороны растения, прежде чем они производят фрукты и заканчивают свой цикл, и высаживают новое поколен. Эндомито́з (от греч. ένδον — внутри и др.-греч. µίτος — нить) — процесс удвоения числа хромосом в ядрах клеток многих протистов, растений и животных [1] , за которым не следует процесс деления ядра и самой клетки. У винограда эндомитоз был обнаружен в кончиках молодых корней сорта «Фоль бланш». По своему происхождению, большинство известных полиплоидных сортов винограда возникло на основе соматических мутаций в результате спонтанного образования полиплоидных клеток путём эндомитоза. При определённых благоприятных условиях эти клетки занимают апикальное положение и, делясь в дальнейшем путём митоза, дают начало полиплоидным побегам на диплоидных кустах. 6.Бесполое размножение у одноклеточных и у многоклеточных организмов. Бесполое размножение. У одноклеточных эукариот это — деление, в основе которого лежит митоз, у прокариот — разделение нуклеоида, а у многоклеточных организмов — вегетативное (лат. vegetatio — расти) размножение, т. е. частями тела или группой соматических клеток. Бесполое размножение одноклеточных организмов. У одноклеточных растений и животных различают следующие формы бесполого размножения: деление, эндогония, множественное деление (шизогония) и почкование. Деление характерно для одноклеточных (амебы, жгутиковые, инфузории). Сначала происходит митоти-ческое деление ядра, а затем в цитоплазме возникает все углубляющаяся перетяжка. Эндогония — внутреннее почкование. При образовании двух дочерних особей — эндодиогонии — материнская дает лишь двух потомков (так происходит размножение токсоплаз-мы), но может быть множественное внутреннее почкование, что приведет к шизогонии. Шизогония, или множественное деление,— форма размножения, развившаяся из предыдущей. Она тоже встречается у одноклеточных организмов, например у возбудителя малярии — малярийного плазмодия. При шизогонии происходит многократное деление ядра без цитокинеза, а затем и вся цитоплазма разделяется на частички, обособляющиеся вокруг ядер. Из одной клетки образуется много дочерних. Эта форма размножения обычно чередуется с половой. Почкование заключается в том, что на материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро, или нуклеоид. Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от нее. Эта форма размножения наблюдается у бактерий, дрожжевых грибов, а из одноклеточных животных — у сосущих инфузорий. Спорообразование встречается у животных, относящихся к типу простейших, классу споровиков. Спора — одна из стадий жизненного цикла, Формы бесполого размножения у одноклеточных – митотическое деление клеток простейших, спорообразование; почкован… служащая для размножения, она состоит из клетки, покрытой оболочкой, защищающей от неблагоприятных условий внешней среды. Некоторые бактерии после полового процесса способны образовывать споры. Споры бактерий служат не для размножения, а для переживания неблагоприятных условий и по своему биологическому значению отличаются от спор простейших и многоклеточных растений. Вегетативное размножение многоклеточных ж-ных При вегетативном размножении у многоклеточных животных новый организм образуется из группы клеток, отделяющейся от материнского организма. Вегетативное размножение встречается лишь у наиболее примитивных из многоклеточных животных: губок, некоторых кишечнополостных, плоских и кольчатых червей. У губок и гидры за счет размножения группы клеток на теле образуются выпячивания (почки). В почку входят клетки экто- и энтодермы. У гидры почка постепенно увеличивается, на ней формируются щупальца, и, наконец, она отделяется от материнской особи. Ресничные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей; в каждой из них восстанавливаются недостающие органы. Так может образоваться цепочка особей. У некоторых кишечнополостных встречается размножение стробиляцией, заключающейся в том, что полиплоидный организм довольно интенсивно растет и по достижении известных размеров начинает поперечными перетяжками делиться на дочерние особи. В это время полип напоминает стопку тарелок. Образовавшиеся особи — медузы отрываются и начинают самостоятельную жизнь. У многих видов (например, кишечнополостных) вегетативная форма размножения чередуется с половой. Особой формой вегетативного размножения следует признать полиэмбрионию, при которой эмбрион делится на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Полиэмбриония распространена у ос (наездники), ведущих паразитический образ жизни в личиночном состоянии, из млекопитающих — у броненосца. К этой категории явлений относится образование однозиготных близнецов у человека и других млекопитающих. 7.Половое размножения у одноклеточных организмов. Половое размножение В основе полового размножения лежит половой процесс, который обычно связан с образованием большого количества специализированных клеток — гамет (половых клеток) и их последующего слияния. Копулируя, гаметы образуют зиготы. Из зигот развиваются новые организмы, объединяющие в себе наследственную информацию родительских форм. Половое размножение характерно для большинства живых организмов (кроме прокариот). Не всегда при половом размножении происходит образование и слияние гамет, но слияние генетического материала происходит обязательно.Половое размножение 1. Изогамия; 2. Гетерогамия; 3. Оогамия; 4. Конъюгация и соматогамия; 5. Хологамия – слияние одноклеточных организмов (встречается у одноклеточных водорослей) 14. Половое размножение Для полового размножения характерны следующие особенности: 1. В размножении принимает участие обычно две особи — мужская и женская; 2. Обычно осуществляется с помощью специализированных клеток — гамет; 3. В жизненном цикле обязательно присутствует мейоз; 4. Потомки генетически отличны друг от друга и от родительских особей. Как правило, яйцеклетки и сперматозоиды вырабатываются разными организмами. Такие организмы называются раздельнополыми. Если же один и тот же организм способен продуцировать и женские, и мужские гаметы, то его называют гермафродитом (ленточные черви, сосальщики). Но и в этом случае зигота образуется, чаще всего, в результате слияния гамет разных организмов (перекрестное оплодотворение).. Половое размножение Особая форма полового размножения – партеногенез – развитие из неоплодотворенной яйцеклетки (parthenos – девственница, genesis - развитие). У дафний за лето до 180 поколений, все самки, самцы появляются только осенью. Известна у тлей, пчел, кавказских ящериц, одуванчиков. 8.Гаметогенез: сперматогенез. -это процесс образования половых клеток - гамет ГАМЕТОГЕНЕЗ делиться на Сперматогенез Процесс образования мужских половых клеток и Оогенез (овогенез) Процесс образования женских половых клеток. У человека сперматогенез начинается в период полового созревания и идет непрерывно до периода утраты половой функции Сперматозоид – высоко специализированная содержащая Акросома клетка, крупное ядро и очень малое количество цитоплазмы. В головке расположена акросома, шейка содержащая ферменты, необходимые для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В шейке расположены центриоли и митохондрии. В период полового созревания сперматогонии делятся на две группы: первая — продолжает делиться и образовывать новые клетки; вторая — перемещается в зону роста. Зона роста находится ближе к центру канальца. Клетки сперматогенеза здесь растут интенсивнее, происходит это благодаря большему количеству цитоплазмы, и называются сперматоцитами I порядка 13. На стадии созревания развитие гамет проходит в таком порядке: Каждый сперматоцит I порядка образует два сперматоцита II порядка. А затем каждый сперматоцит II порядка образует по две сперматиды (небольшие овальные клетки). Периоды сперматогенеза, в которых происходит образование сперматозоида, называются стадией формирования. Сначала сперматиды перемещаются в слой, образующий просвет канальца семенника, а затем из сперматид формируются половые клетки 14. Основная задача сперматогенеза — сформировать зрелую половую клетку. Процесс формирования сперматозоидов из сперматидов в канальцах семенников происходит на протяжении 4 недель Жизнеспособность и подвижность клетки сперматогенеза во многом зависит от полноценного прохождения каждого этапа. Если в этот период организм не поддавался воздействию тяжелых медицинских препаратов, алкоголя, наркотиков, полноценно восстанавливался, сперматозоиды длительное время способны сохраняться вне организма, устойчиво переносить даже неблагоприятные воздействия среды. 9.Гаметогенез:овогенез. -это процесс образования половых клеток - гамет ГАМЕТОГЕНЕЗ делиться на Сперматогенез Процесс образования мужских половых клеток и Оогенез (овогенез) Процесс образования женских половых клеток. Оогенез начинается с первичной половой клетки – оогонии и делится на три периода: размножения, роста, созревания. Здесь, в отличие от сперматогенеза, отсутствует период формирования, так как яйцеклетка не изменяет свою форму. В периоде размножения происходит размножение первичных половых клеток оогоний обычным митозом. Но, в отличие от сперматогенеза, деление оогоний происходит в первой половине внутриутробной жизни девочки и затем деление прекращается. Накапливается большое количество оогоний. В последующем часть их рассасывается и к моменту рождения их остается в яичникеоколо 1000 штук. С наступлением половой зрелости они вступают в период роста и превращаются в ооциты I-го порядка. 9. Оотида является зрелой яйцеклеткой, способной к оплодотворению. Образовавшиеся три полоцита не жизнеспособны, погибают из-за нарушения ядерноплазменного отношения. В результате оогенеза образуется только одна яйцеклетка, которая у млекопитающих и человека несет женскую наследственность (Х-хромосому). При сравнении оогенеза со сперматогенезом видно, что сперматозоидов созревает намного больше, чем яйцеклеток. При оогенезе из одной оогонии образуется одна зрелая яйцеклетка, тогда как при сперматогенезе из одной сперматогонии образуется 4 сперматозоида. Кроме того, процесс развития женских половых клеток более длителен, чем мужских. Это связано с большей продолжительностью периода роста клеток. |