Клетка. Занятие 3-4. Клетка. Общая характеристика

• Название: Общая характеристика
• Анкор: Клетка
• Дата: 26.03.2021
• Размер: 1.31 Mb.
• Имя файла: Занятие 3-4. Клетка.docx
• Тип: Документы; #188272
• страница: 7 из 7

ФУНКЦИИ КЛЕТКИ

Способность клеток выполнять свои функции зависит от доступных им ресурсов. Количество и типы энергии, продукты обмена и их удаление, информация, закодированная в генах, внутренние и внешние факторы, которые контролируют их доступ к этой информации, – основные факторы, которые определяют функции клетки. Растущие клетки и клетки при регенерации используют большую часть ресурсов клетки на подготовку к митозу и последующую дифференцировку и рост. Полностью дифференцированные клетки обычно концентрируются на выполнении более специализированных функций, таких как секреция или сокращение. Поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза) даже в явно покоящихся клетках, требует расходов значительного количества энергии и других ресурсов.

1. 
   Репродукция клеток. Цикл воспроизведения клеток называется клеточным циклом. Каждый полный клеточный цикл заканчивается делением клетки (митозом), в результате которого образуется 2 дочерние клетки, которые обычно имеют размеры в два раза меньше, чем материнская клетка.
   
   1. 
      Митоз и интерфаза. Ранние сведения о клеточной репродукции фокусировались на легко выявляемых структурных изменениях в ходе митоза. По всей видимости, неактивная фаза между последующими митозами казалась тогда периодом покоя и поэтому была названа интерфазой. Даже в быстро делящихся клетках время митоза намного короче времени, которое клетка проводит в интерфазе. Сейчас мы знаем, что в интерфазе происходит множество важных событий, включая восстановление после митоза и подготовку к следующему митозу. В настоящее время и митоз, и интерфаза рассматриваются как сложные и важные компоненты клеточного цикла, и каждый подразделяется на несколько этапов для облегчения понимания событий клеточной репродукции.
      
   2. 
      Этапы клеточного деления (митоза). Митоз – это короткий непрерывный процесс, который делят на 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.
      
   3. 
      В профазу хроматин интенсивно конденсируется, образуются хромосомы. Ядрышковый организатор наматывается в соответствующую хромосому, ядрышки диспергируют и начинают исчезать. Ядерная мембрана остается интактной. 2 пары центриолей мигрируют к противоположным полюсам клетки, между ними начинается сборка веретена деления.
      
   4. 
      В ходе метафазы ядрышки и ядерная оболочка исчезает. Хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки между двумя парами центриолей, каждая хромосма расщепляется вдоль для формирования пары сестринских хроматид. Каждая хромосома имеет центромеру (кинетохор), к которой прикрепляются микротрубочки веретена деления.
      
   5. 
      В ходе анафазы сестринские хроматиды отделяются друг от друга и двигаются к противоположным полюсам вдоль веретена деления. За счет того, что первой двигается центромера, хроматида приобретает форму буквы «V».
      
   6. 
      В процессе телофазы хромосомы начинают раскручиваться. Ядрышки и ядерные оболочки появляются как компоненты двух отдельных ядер на противоположных полюсах клетки. Пучки микрофиламентов, расположенные под мембраной клетки, образуют сужение в области экватора клетки. Затягивание этого сужения постепенно делит цитоплазму и органеллы между дочерними клетками.
      
2. 
   Клеточный цикл. Модель клеточного цикла принимает во внимание важные, но менее видимые изменения, происходящие в клетке между клеточными делениями. Он включает 4 фазы митоза, но фокусируется на времени синтеза ДНК и подразделяется на 3 фазы: G1, S и G2.
   
   1. 
      Фаза G1 (gap 1) клеточного цикла следует за телофазой митоза. Это период, в котором не происходит синтез ДНК, но синтезируются РНК и белки, и каждая дочерняя клетка достигает размеров материнской клетки. Обычно это самая продолжительная фаза клеточного цикла, и самая отличающаяся по времени в зависимости от типа клетки. В быстро делящихся клетках, например, эмбриональных или опухолевых, эта фаза короткая и быстро переходит в следующую. Более высоко дифференцированные клетки могут выйти из клеточного цикла и вступить в фазу G0, в которой подготовка к митозу приостановлена, а клетка выполняет специализированные функции. Некоторые клетки, вступившие в G0, больше неспособны вернуться в клеточный цикл
      

(мышечные, нервные), это – терминально дифференцированные клетки. Другие

клетки в G0 (гепатоциты, фибробласты) могут вновь вернуться в клеточный цикл в процессе регенерации в ответ на повреждение.

2. 
   В ходе S фазы происходит репликация ДНК и удвоение центриолей.
   
3. 
   В ходе G2 фазы (gap 2) происходят окончательные приготовления к делению клетки – синтез тубулина для клеточного веретена, накопление АТФ для энергозатратного митоза. Во время митоза синтетические процессы проходят на минимальном уровне.
   
1. 
   Дифференцировка клеток. Совершенствование структуры и функции клеток происходят во время эмбрионального и фетального развития, а также после рождения. Процесс дифференцировки клеток приводит в целом к менее частым их делениям и выполнению меньшего количества функций, но более высокого качества. О функции клеток можно приблизительно судить по содержащимся в них органеллам. Так, клетки, которые специализируются на синтезе белка, имеют хорошо развитые гранулярную ЭПС и комплекс Гольджи. Дифференцировка клеток может привести к драматическим изменениям, поэтому она не происходит внезапно. Она совершается через серию шагов, часто отделенных один от другого одним или более прохождением через клеточный цикл, и включает взаимодействия между клеточным микроокружением, метаболическими сдвигами в цитоплазме и информацией в ее ДНК.
   
2. 
   Межклеточные взаимодействия. Ткани, органы и системы органов – это собрания клеток и их продуктов, которые могут действовать вместе, выполняя сложные функции. Взаимодействия между клетками разделяют на прямые и непрямые.
   
   1. 
      Прямые взаимодействия. В некоторых тканях, особенно эпителиальных, клетки имеют прямые контакты друг с другом довольно на большом протяжении их клеточной мембраны. Эти области контактов часто отмечены специальными структурами плазматической мембраны, которые называют соединительными комплексами. Некоторые компоненты таких комплексов специализируются на прикреплении (физическое взаимодействие), тогда как другие (например, щелевые контакты), обеспечивают передачу электрических или химических сигналов от клетки к клетке через специальные цитоплазматические каналы.
      
   2. 
      Непрямые взаимодействия. Сигналы от одной клетке к другой могут передаваться и в том случае, если между клетками нет физического контакта. Такие сигналы могут осуществляться на расстоянии с помощью гормонов или других сигнальных молекул. Иногда (распознавание клеток друг другом, контактное подавление клеточного деления) передача такого сигнала требует временного физического контакта.