Лекция 7 Действие ионизирующих излучений на клеточное деление

Лекция 7 Действие ионизирующих излучений на клеточное деление

Степень повреждения клетки зависит от величины поглощенной дозы и от ее распределения во времени: При хроническом (длительном) облучении с такой же дозой наносимый клетке ущерб будет меньшим, чем при одноразовом. Особенно это касается делящихся клеток. При кратковременном облучении клетки существенные изменения в ее органеллах наблюдаются при чрезвычайно высоких значениях поглощенной дозы - до 10 Грей. К числу таких изменений относятся: · нарушение проницаемости мембран, · угнетение дыхания, · необратимые изменения молекул ДНК в ядре клетки. И хроническое, и кратковременное облучение влияют на процессы, связанные с делением клеток (клеточный цикл)!

• Деление клетки необходимо для – Роста и развития – Восстановления поврежденных и воспроизведения умерших клеток

Клеточный цикл эукариот состоит из 5 основных фаз: 1. G 1 (фаза 1) 2. S (синтез) 3. G 2 (фаза 2) 4. M (митоз) 5. C (цитокинез) Интерфаза

Клеточный цикл

Интерфаза Фазы: • G 1 (отдых – клеточный рост, функционирование – длительность зависит от типа клетки, эукариоты около 12 ч) • S (репликация ДНК) • G 2 (конденсация хромосом; 4 -5 ч) • (G 0 для покоящихся клеток)

Митоз – Инициируется сигнальными молекулами (факторы роста) – 30 -60 минут Пять фаз митоза: 1. профаза 2. прометафаза 3. метафаза 4. анафаза 5. телофаза

Длительность клеточного цикла у разных клеток варьируется. Быстро размножающиеся клетки взрослых организмов, такие как кроветворные или клетки эпидермиса и тонкой кишки, могут входить в клеточный цикл каждые 12— 36 ч. Короткие клеточные циклы (около 30 мин) наблюдаются при быстром дроблении яиц земноводных и других животных. Короткий клеточный цикл (около 20 ч) имеют многие линии клеточных культур. У большинства активно делящихся клеток длительность периода между митозами составляет примерно 10— 24 ч.

Контроль клеточного цикла: Три точки контроля: 1. G 1/S контрольная точка -клетка “решает” делиться 2. G 2/M контрольная точка -клетка “ обязуется “ войти в митоз 3. контрольная точка поздней метафазы -клетка проверяет, все ли хромосомы соединены с веретеном 9

К чему приводит нарушение клеточного цикла? Нарушение нормальной регуляции клеточного цикла является причиной появления большинства твердых опухолей. В клеточном цикле прохождение контрольных пунктов возможно только в случае нормального завершения предыдущих этапов и отсутствия поломок. Для опухолевых клеток характерны изменения компонентов сверочных точек клеточного цикла. При инактивации сверочных точек клеточного цикла наблюдается дисфункция некоторых опухолевых супрессоров и протоонкогенов, что приводит к остановке клеточного цикла в G 1 и G 2 периоде. Т. е. клетка, у которой повреждена ДНК, не вступает в S-фазу. Если блокада клеточного цикла не происходит, клетки вступают в митоз, что приводит к появлению мутантных клеток, большая часть из которых нежизнеспособна, другая — дает начало злокачественным клеткам.

В целом , степень воздействия ионизирующего излучения на клетки зависит от: · дифференцированности клеток, · способности клеток к делению, · вида и энергии излучения, · продолжительности облучения, · состояния системы репарации ДНК, · активности ферментов, перерабатывающих продукты радиолиза, · интенсивности окислительновосстановительных процессов.

Таким образом, в результате облучения клетки возможны следующие варианты: - полное выживание клетки без всяких последствий - сохранение живой, но измененной клетки - гибель клетки.

Фазы клеточного цикла Клеточный цикл эукариот состоит из двух периодов: Период клеточного роста, называемый «интерфаза» , во время которого идет синтез ДНК и белков и осуществляется подготовка к делению клетки. Периода клеточного деления, называемый «фаза М» (от слова mitosis — митоз). Интерфаза состоит из нескольких периодов: G 1 -фазы (от англ. gap — промежуток), или фазы начального роста, во время которой идет синтез м. РНК, белков, других клеточных компонентов; S-фазы (от англ. synthesis — синтез), во время которой идет репликация ДНК клеточного ядра, также происходит удвоение центриолей (если они, конечно, есть). G 2 -фазы, во время которой идет подготовка к митозу. У дифференцировавшихся клеток, которые более не делятся, в клеточном цикле может отсутствовать G 1 фаза. Такие клетки находятся в фазе покоя G 0. Период клеточного деления (фаза М) включает две стадии: кариокинез (деление клеточного ядра); цитокинез (деление цитоплазмы).