Репродукция клетки Репродукция клеток. Значение. Репродукция

Репродукция клетки

Репродукция клеток. Значение. Репродукция клеток обеспечивает: 1. Размножение организмов 2. Развитие организма 3. Рост организма 4. Самообновление организма

1. Размножение организмов. В основе бесполого и полового размножения лежат процессы деления клеток. При бесполом размножении соматическая клетка (или группа клеток) делятся митозом, образуются две дочерние клетки, которые, в свою очередь, делятся и т. д. При половом размножении у родителей образуются половые клет- ки (гаметы), в процессе гаметогенеза происходит митоз (период раз- множения), увеличивается количество незрелых клеток предшествен- ников, а затем - мейоз (период созревания), что приводит к формиро- ванию зрелых гамет, способных к оплодотворению.

2. Развитие организмов зигота- одноклеточная стадия многоклеточный эмбрион сформированный зародыш 8 месяцев после рождения

3. Рост организма. Увеличение размеров тела, объема внутренних органов и тканей, их составляющих. Наиболее интенсивно процессы роста протекают на ранних этапах постэмбрионального онтогенеза; В основе роста лежит увеличение количества клеток- результат репродукции клеток.

4. Самообновление организма (физиологическая регенерация) В процессе жизнедеятельности организма происходит закономерное старение и отмирание части клеток в разных тканях и органах. На смену им приходят молодые клетки этого типа, которые дифференцируются и выполняют присущие им функции. Примеры: - слущивание ороговевших клеток эпидермиса - обновление клеточного состава крови - обновление слизистой оболочки кишечника

Клеточные популяции По отношению к делению и по продолжительности существования различают три клеточные популяции 1. Стабильная (кардиомиоциты, нервные клетки) 2. Растущая (клетки паренхиматозных органов) 3. Обновляющаяся (клетки крови, кожного эпителия, слизистых оболочек)

Клеточные популяции 1. Стабильная Клетки – высокодифференцированные - большая продолжительность жизни - практически не делятся нервные клетки миокарда

Клеточные популяции 2. Растущая Клетки – высокодифференцированные - большая продолжительности жизни - способны делиться

Клеточные популяции 3. Обновляющаяся Два типа клеток: а. высокодифференцированные б. недифференцированные (камбиальные, стволовые) Примеры тканей: эпидермис эпителий кишки кр. костный мозг

Обновляющаяся популяция а. Дифференцированные клетки - выполняют специфические функции; - короткоживущие, быстро отмирают; - неспособны делиться; Примеры скорости обновления тканей: - Слизистая 12 -п. кишки - в среднем 10 час. ; - Роговица глаза – около 3 -х суток; - Эпидермис – около 24 суток; -----> - Лейкоциты – несколько суток; - Эритроциты – 3 -4 мес. ;

Стволовые клетки б. Недифференцированные клетки по строению сходны с эмбриональными. После деления одна из дочерних клеток остается стволовой, а вторая - дифференцируется. е Такой механизм позволяет обновлять структуры и сохранять запас стволовых клеток в течение всей жизни организма.

Жизненный цикл клетки 1 - рост, дифференцировка, функционирование (выход из цикла) ЖЦ = G 0 (дифференцированные клетки стабильной И обновляющейся популяции) 2 - рост, дифференцировка, функ- ционирование (выход из цикла); возможно деление (возврат в цикл); ЖЦ=Gо + МЦ (растущая популяция ) 3 - постоянно в цикле ЖЦ = МЦ (стволовые клетки ) 2 временный)

Жизненный цикл клетки Сразу после «рождения» клетка строит свои структуры, растет, затем дифференцируется и выполняет свои функции, т. е. работает на организм. Это период - G 0 -клетки стабильной популяции - ЖЦ = G 0 -клетки растущей популяции- G 0 составляет большую часть ЖЦ -дифференцированные клетки обновляющейся популяции всю свою короткую жизнь проводят в G 0

Митотический цикл Клетки, способные делиться, в какой-то момент могут вступить в новый этап ЖЦ - подготовку к делению и в само деление. митотический цикл – МЦ Этот этап ЖЦ называется МЦ = G 1 + S + G 2 + деление - МЦ имеется в ЖЦ клеток растущей популяции; - стволовые клетки обновляющейся популяции, выходя из стадии покоя, сразу вступают в МЦ, т. е. их ЖЦ = МЦ;

Жизненный цикл клетки ЖЦ клеток разных популяций различен. стабильная - ЖЦ = G 0 растущая - ЖЦ= G 0 + G 1+ S+ G 2 + М т. е. G 0 + МЦ обновляющаяся: - дифференцированные клетки - ЖЦ = G 0 - стволовые клетки – ЖЦ = МЦ

Подготовка к делению G 1 – клетка выходит из G 0, меняет свой метаболизм, идет активный синтез белков, но, в основном, необходимых для деления; снижается дифференцировка клетки; накапливаются Т-нуклеотиды. S - главное событие – репликация ДНК; формула клетки - 2 n 4 с; продолжаются синтетические процессы; реплицируются центриоли. G 2 - снижаются синтетические процессы; накапливается энергия в виде молекул АТФ.

Репликация ДНК 1/22/2018

Полуконсервативный механизм репликации • В основе процесса репликации лежит принцип копирования материнской цепи ДНК с образованием 2 -х одинаковых дочерних молекул ДНК • Каждая дочерняя молекула ДНК содержит одну старую и одну новую полинуклеотидную цепь

Полуконсервативный механизм репликации

Синтез новых цепей ДНК катализируют ДНК- полимеразы 1/22/2018

Этапы синтеза ДНК • Инициация – образование комплекса матрица – затравка • Полимеризация – синтез новых цепей ДНК • Терминация – окончание синтеза ДНК

Варианты синтеза новой цепи ДНК

Синтез фрагментов Оказаки на отстающей цепи

Митотический цикл клетки

митоз Митоз – деление соматических клеток, результатом которого является увеличение количества генетически идентичных клеток. Митоз протекает в несколько фаз, которые определяют главное - генетический материал между дочерними клетками распределяется поровну. 2 n 2 c исходная клетка дочерние 2 n 2 c 2 п 2 с клетки

Строение хромосом 1 2 3 4

Глыбки хроматина в 1. Нить ДНК в виде хроматина. интерфазном ядре 2. Она же в виде хромосомы при делении клетки

Интерфаза Включает в себя три периода: • Пресинтетический период (G 1) – синтез РНК и белков необходимых для редупликации ДНК • Синтетический период (S) – редупликация ДНК • Постсинтетический период (G 2)– синтез РНК и белков необходимых для обеспечения процесса митоза. Подготовка к митозу

Строение хромосом в разные периоды клеточного цикла 1 2 3 4 1, 2 – предсинтетический период; 3 – синтетический и постсинтетический период; 4 – метафаза. В синтетический период происходит репликация ДНК (удвоение). С этого момента каждая хромосома состоит из двух хроматид. ХРОМАТИДА - структурный элемент хромосомы, формирующийся в интерфазе ядра клетки в результате удвоения хромосом. Наиболее хорошо различима во время метафазы митоза, когда хромосома состоит из двух хроматид; после деления центромеры хроматиды расходятся в дочерние ядра и становятся самостоятельными хромосомами.

Фазы митоза Профаза -спирализация хромосом, исчезнове- ние ядрышка, фрагментация ядерной оболочки; Метафаза-хромосомы -по экватору клетки; Построено веретено деления; Анафаза - хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам клетки; Телофаза - формируются ядра дочерних клеток, разделяется цитоплазма, образуются а) б) оболочки клеток (а)-растительная клетка; (б)-животная клетка;

ПРОФАЗА Хроматин спирализуется в двухроматидные хромосомы; ядерная оболочка и ядрышко растворяются; центриоли расходятся к полюсам; (2 n 4 c).

МЕТАФАЗА Двухроматидные хромосомы выстраиваются на экваторе клетки; центриоли образуют нити веретена, которые прикрепляются к центроме- рам хромосом; (2 n 4 c).

АНАФАЗА При сокращении нитей веретена центромеры хромосом делятся и хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам клетки; (2 n 4 c).

ТЕЛОФАЗА Однохроматидные (дочерние) хромосомы раскручиваются, форми- руется ядрышко и вокруг них образуется ядерная оболочка; на экваторе начинает формироваться перегородка; в ядрах 2 n 2 c.

ЦИТОКИНЕЗ (деление цитоплазмы) Цитокинез клетки (фото) Образование двухмембранной перегородки по экватору клетки с последующим полным отделением дочерних клеток. У растений по экватору клетки формируется клеточная стенка.