Цитология Клетка как структурнофункциональная единица ткани Общий план

Цитология. Клетка как структурнофункциональная единица ткани. Общий план строения ядра. Деление клеток, механизмы. Реактивные свойства и смерть клеток. Профессор Мяделец Олег Данилович, зав. кафедрой гистологии

Клеточное ядро – это важнейший структурный компонент клетки. Роберт Броун Функции: - хранение наследственной информации в хромосомах; - реализация наследственного информации; - воспроизводство и передача генетической информации при делении; - контроль и регуляция структурно -функционального состояния клетки. Ядро было открыто в 1831 г. Робертом Броуном. 50

Светомикроскопическое строение клеточного ядра 1 – плазмолемма; 2 – цитоплазма; 3 – ядро нейрона; 4 – Ядра сателлитной нейроглии 5 – кровеносный сосуд

Компоненты ядра в интерфазной клетке 51

Строение ядра клетки

Ядро интерфазной клетки в трансмиссионном микроскопе

Хроматин – это интерфазная форма существования хромосом Хроматин Эухроматин Гетерохроматин Конститутивный Факультативный 52

Ядрышко

Ядрышко – это плотный структурный компонент ядра, представляющий собой совокупность участков 10 хромосом (13, 14, 15, 21, 22 пары). Функции: - синтез рибосомальной РНК; - образование рибосом. 53

Ультраструктура ядрышка

Организация ядрышка

Ядерная оболочка (кариолемма) – 1 – кариоплазма; 2 – перенуклеарное пространство; 3 – ядерная пора; Функции: - разграничительная; - защитная; - регуляция транспорта веществ из ядра в цитоплазму и наоборот. 54

Ядерные поры

Ядерные поры (ЗАМОРАЖИВАНИЕ-СКАЛЫВАНИЕ, СКАНИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ)

Строение порового комплекса

Строение ядерной поры и порового комплекса 55

Организация ядрышка

Синдром прогерии Хатчинсона-Гилфорда

Ядерный сок (кариоплазма) Функции: - содержит микросреду для всех структур ядра, в которой может происходить быстрая диффузия метаболитов; - перемещение рибосом, м. РНК и т-РНК к ядерным порам. 56

Хромосомы видны полностью только в митозе. Основными химическими компонентами хромосом являются ДНК и белки. Дифференцируют хромосомы согласно Денверской (учитываются размеры, расположение первичных и вторичных перетяжек, наличие спутника, хромосомы разделены на 7 групп и обозначены латинскими буквами А, В, С, D, E, F, G) и Парижской (учитывается дифференциальная окраска) классификациям. 57

Строение хромосомы

Структурная организация хромосом = 2 нм 58

= 11 нм 59

= 11 нм 60

= 100 нм 61

= 700 нм 63

= 300 нм 62

= 1, 4 мкм 64

= 5 мкм 65

Способы репродукции клеток Виды деления Прямое Непрямое Амитоз Мейоз Эндомитоз Политения Полиплоидия 2 -х и многоядерные 66 клетки

Митоз – Это непрямое деление клетки, связанное с изменением ее ядра. В митозе выделяют 4 фазы: • профазу; • метафазу; • анафазу; • телофазу. 67

68

69

70

71

Эндомитоз – это вариант митоза, когда редупликация хромосом не заканчивается образованием 2 -х клеток. 1) ПОЛИТЕНИЯ – это явление, при котором в 2) 3) результате редупликации ДНК происходит увеличения размеров хромосом во много раз. ПОЛИПЛОИДИЯ – это увеличение числа хромосом, обычно кратное 2. ДВУЯДЕРНЫЕ И МНОГОЯДЕРНЫЕ КЛЕТКИ – эти клетки возникают тогда, когда ядро делится, а цитотомия не происходит. 72

Амитоз – это прямое деление клетки, без изменений со стороны хромосомного аппарата. Амитоз реактивный патологический регенераторный дегенеративный возникает как ответная реакция на внешние факторы возникает в условиях патологии возникает в при регенерации поперечнополосатой мышечной ткани возникает в стареющих клетках 73

Мейоз – 2 n набор хромосом мужчины это вариант митоза, при котором происходит деление половых клеток. При помощи мейоза образуются клетки с гаплоидным набором хромосом. 74

Схема развития половых клеток Мейоз, в отличие от митоза, состоит из 2 -х последовательных митотических делений: мейоз I и мейоз II. Еще одной характерной особенностью мейоза, является сложная профаза мейоза I, состоящая из 5 периодов: 1) лептотены; 2) зиготены; 3) пахитены; 4) диплонемы; 5) диакинеза. Дальнейшие фазы мейоза, такие же как и в обычном митозе (есть небольшие различия). 75

Митотический цикл. Жизненный цикл клетки. Митотический цикл – это время от одного до второго деления клетки. Жизненный цикл – это время от одного деления до второго или до смерти клетки. Виды клеток, различающиеся по жизненному циклу: 1. Стволовые 2. Дифференцированные а) необратимые постмитотические; б) обратимые постмитотические. Стволовые клетки из менструальной крови 76

Схема митотического цикла Активируется синтез ДНК. Рост клеток, синтез белка, РНК, белковактиваторов S-периода. Период синтеза, удвоения ДНК в ядре, удваиваются центриоли, хромосомы полностью реплицироваванны. Синтез и-РНК, р-РНК, белков-тубулинов. Созревают дочерние центриоли. Запасается энергия.

Клеточный цикл

Жизненный цикл клетки

Контроль клеточного цикла

Реакции клетки на повреждение ДНК

Типы клеточных популяций статические (нервная, сердечная мышечная ткани) растущие (паренхима печени, почек, щитовидной железы) обновляющиеся (эпителии слизистых оболочек, Кожи; кровь)

Реактивные изменения клеток. Смерть клеток. Некроз. Реактивные изменения клеток – это изменения структуры и функции клеток под воздействием внешних факторов. Изменения в клетках: 1. внешний фактор активирует деление клеток; 2. внешний фактор воздействует на клетку, которая не может делиться: а) гиперплазия; б) гипертрофия; 3. внешний фактор приводит к образованию полиплоидных и двуядерных клеток; 4. внешний фактор может вызвать усиление метаболизма и функциональной активности клеток; 5. внешние воздействия вызывают в клетках стрессорные реакции; 6. при воздействию на клетку запредельных факторов она подвергается разрушению – некрозу.

Морфология апоптоза • • Рис. 34. Апоптоз животных клеток в центре размножения лимфоидного узелка лимфатического узла. Окраска азур-II-эозином. Увел. х900. 1 - начальный этап апоптоза с образованием клетки с гипербазофильным деформированным ядром; 2 – распад апоптозной клетки на фрагменты (так называемые гипербазофильные тела). В данном случае апоптозу подвергаются Влимфобласты, не получившие позитивной информации от так называемых фолликулярных дендритных клеток. Апоптоз в данном случае предназначен для регуляции силы и правильности иммунного ответа, а также для свертывания иммунной реакции при полном уничтожении антигена.

Морфология апоптоза клетки

Ультраструктура апоптоза клетки

Генетически запрограммированная клеточная гибель Апоптоз – это физиологическая, генетически запрограммированная гибель клетки. Термин «апоптоз» в 1971 г. предложил Г. Керр. Механизм индукции апоптоза запрограммирован в гене Fas/Apo-1 (CD 95). Апоптоз является противоположностью митоза и генетически опосредован.

Механизм апоптоза Сигнал к апоптозу (лиганд) межнуклеосамная фрагментация ДНК связывание лиганда с рецептором гибель клеток передача сигнала с рецепторной молекулы в клеточное ядро регулируемая активация Са 2+ зависимых эндонуклеаз активация генов апоптоза синтез белков апоптоза

Различия апоптоза и некроза Апоптоз Некроз Гибели подвергаются единичные клетки, расположенные в ткани мозаично Отмечается массивная гибель клеток, расположенных в одном участке ткани (органа) Генетически запрограммированная физиологическая гибель Патологическая гибель клеток ( «смерть от несчастного случая» ) Энергозависимый процесс, связанный с синтезом белков апоптоза Энергонезависимы процесс, опосредуется клеточными ферментными системами ДНК расщепляется упорядоченно на Расщепление ДНК незакономерное, отдельные нуклеосомные на фрагменты различной величины фрагменты Кариопикноз и кариорексис ядра Кариопикноз, кариорексис и кариолизис ядра Воспаление вокруг погибших клеток отсутствует Имеются воспалительные изменения вокруг очага некроза

Ядро интерфазной клетки • Клетки • спинального ганглия. Нейроцит и нейроглия. Окраска гематоксилином и эозином. Увел. Х 1000. 1 - плазмолемма; 2 – цитоплазма; 3 – ядро; 4 – мантийная глия; 5 – кровеносный сосуд

Митоз растительной клетки • • • Деление растительных клеток. Корешок лука. Окраска железным гематоксилином. Увел. х400. На рисунке изображена ростковая зона корешка лука (его кончик), в котором в отличие от более удаленных зон содержится большое количество митотически делящихся клеток. 1 - интерфаза. Клетки содержат ядра, в которых отчетливо различимы их компоненты: гетерохроматин, ядрышко (ядрышки), кариолемма и кариоплазма; 2 – профаза. На препаратах в ней виден клубок хромосом, которые претерпели спирализацию. Отсутствуют кариолемма и ядрышко 3 – метафаза. Хромосомы еще более спирализовались и располагаются в экваторе; 4 - анафаза. Хроматиды под воздействием нитей веретена деления (оно отчетливо видно между двумя скоплениями хроматид) расходятся к полюсам клетки.

Митоз растительной клетки • Рис. 33. Деление • растительных клеток. Корешок лука. Окраска железным гематоксилином. Увел. х400. Продолжение рисунка 32. 1 – интерфаза; 2 – профаза; 3 – метафаза; 4 – анафаза.

Митоз растительной клетки • Митоз растительных клеток. • Корешок лука. Окраска железным гематоксилином. Увел. х1000. Продолжение рис. 32. 1 – интерфаза; 2 – начало профазы: видны частично спиральзованные хромосомы, пока сохраняются ядрышки; 3 – телофаза. Уже произошла цитотомия, видны две дочерние клетки, находящиеся в одинаковой фазе – реконструкции ядра. В клетках обнаруживаются ядрышки, но еще не завершена деспирализация хромосом, и они видны в виде удлиненных темноокрашенных палочек, более крупных, чем точно также окрашенные глыбки гетерохроматина в клетках 1.

Митоз животной клетки 1 – интерфаза; 2 – профаза; 3 – метафаза; 4 – анафаза; 5 – телофаза; 6 меланин