Д.3. Воспроизведение клеток

●Воспроизведение клеток может происходить в ходе их деления (синонимы: размножение, репродукция, пролиферация) и без деления. В последнем случае говорят о внутриклеточной регенерации или эндорепродукции.

●Для высших позвоночных и человека характерны следующие способы деления: митоз, мейоз, амитоз, дробление (вариант митоза эмбриональных клеток бластомеров).

●Период жизни клетки от одного деления до следующего деления или от деления до ее естественной смерти называется клеточным циклом.

Д.3.1. Митотический цикл –этопериод жизни клетки от одного митоза до другого.

●В среднем 10% цикла занимает собственно митоз, а 90% – интерфаза.

Рис. 14. Схема митотического цикла: обозначения в тексте.

● Чем короче интерфаза, тем выше митотическая активность. Высокой митотической активностью обладают молодые малодифференцированные клетки. В их названиях нередко фигурирует приставка пре- и окончание - бласт (например: премиобласты, преостеобласты и, преэнамелобласты и др.).

Д.3.1.1. Интерфаза состоит из пресинтетического (G1), синтетического (S) и премитотического (G2) периодов и знаменуется подготовкой клетки к функционированию, внутриклеточной регенерации или очередному митотическому делению (М). В целом ряде случаев между (G1)и(S)выделяется особый период репродукционного покоя и активного функционирования (G0 )

Д.3.1.1.1. G1 - пресинтетическийпериод (основное содержание)

● Клетка восстанавливает количество органелл и ядерно-цитоплазматическое отношение.

● Клетка синтезирует РНК и ферменты, необходимые для удвоения ДНК в S- периоде интерфазы.

● Клетка растет за счет интенсивных синтезов структурных белков, а также накопления включений и достигает размеров материнской клетки до ее деления.

● В ядре преобладает эухроматин.

● Продолжительность периода (G1) для различных клеток неодинаков – он может длиться от нескольких часов до нескольких суток.

В конце пресинтетического периода выделяют точку рестрикции (R), пройдя которую клетка обязательно войдет в синтетический период. В некоторых случаях клетка не преодолевает точку рестрикции.

● Стимуляторами перехода клетки через точку рестрикции служат триггерные белки, которые синтезируются на рибосомах кариолеммы под влиянием соматотропного гормона (СТГ). Основное количество триггеров накапливается в ночное время.

●Имеется несколько вариантов выхода клетки из G1 периода:

▬клетка переходит точку рестрикции, она вступает в S период, начинает подготовку к митозу и не подвергается апоптозу;

▬клетка не переходит точку рестрикции (мало триггеров) и вступает в G0 период (выходит из цикла);

▬клетка не переходит точку рестрикции, она остается в G1 периоде (ослабленные и дефектные клетки, клетки после действия на них естественных или медикаментозных цитостатиков) и подвергается апоптозу.

Д.3.1.1.2. G0 - период репродукционного покоя и активного функционирования (основное содержание)

●Взаканчивается дифференцировка клеток.

●Клетки приобретают статус высокодифференцированных (например: нейроны, сократительные кардиомиоциты).

●Они могут полиплоидизироваться (кратное увеличение количества ДНК и хромосом без нарушения кариолеммы).

●Клетки утрачивают способность к митозу.

●Клетки активно функционируют.

●Они восстанавливают свою структуру внутриклеточно без пролиферации, т.е. путем внутриклеточной регенерации.

●Высокодифференцированные клетки стареют и подвергается апоптозу (генетически запрограммированная физиологическая смерть).

●Некоторые клетки возвращаются в митотический цикл (например: клетки печени) и входят в синтетический период.

Д.3.1.1.3. S – синтетический период(основное содержание)

●Удвоение (редупликация) ДНК и удвоение числа хромосом, т.е. формирование в каждой хромосоме двух хроматид (сестринских хромосом).

●Удвоение центриолей (матричное комплексирование дочерних центриолей около материнских).

●Образование двухдиплосом(попарно связанных дочерней и материнской центриолей).

●Усиление синтезов и сборки «структурных» белков (в т.ч. тубулинов).

●Функциональная активность клетки снижается.

●Апоптозовне бывает.

Д.3.1.1.4. G 2 - премитотический период(основное содержание)

●Увеличение количества свободных рибосом (усиление внутриклеточных синтезов структурных белков (мембранных, тубулиновых, сократительных, гистоновых)

●Запасается АТФ на митохондриях и в гиалоплазме.

●Усиливается спирализация хроматина и формирование максимального количества гетерохроматина

●Функциональная активность клетки минимизируется

Периоды Sи G2 характеризуются последовательной подготовкой клетки к митотическому делению и снижением функциональной активности.

Д.3.1.2. Собственно митоз –универсальный способ деления всех эукариотических соматических клеток.

● Длится 30 – 60 мин.

● Образуются две дочерние клетки с равномерным распределением исходного (от материнской клетки) генетического материала.

● Количество митозов запрограммировано для каждого вида клеток.

● Во время митотического деления клетка не функционирует.

● Биологическое значение митоза заключается в постоянном обновлении состава тканей новыми диплоидными сингентными клетками, в процессе которого происходит: регенерация тканей, рост отдельных органов и организма в целом.