Редупликация ДНК, её механизмы.

Репликация происходит полуконсервативным способом, т.е. обе цепи ДНК разделяются, и на каждой синтезируется комплементарная ей цепь. Репликация осуществляется под контролем ряда ферментов и протекает в несколько этапов.

Процесс начинается с раскручивания двойной спирали молекулы ДНК ферментом геликазой, затем цепи ДНК связываются с дестабилизирующими белками или  SSB белками, которые растягивают цепи с разные стороны и удерживают их в виде вилки, она имеет название репликационной вилки. Перед репликационной вилкой возникает супернапряжение, которое снимается ферментом тополимеразой, она разрывает одну из цепей и эта цепь начинает своободно вращаться вокруг другой, после этого в дело вступает еще один фенмент - ДНК-полимераза, который осуществяет синтез цепи. Причем ДНК-полимераза работает только в одном направлении 5’--> 3’. Поскольку две цепи молекулы ДНК антипараллельны то есть направление 5’--> 3’ у них противоположно, то ДНК-полимераза может непрерывно синтезировать только одну из двух цепей, которая называется лидирующей, отстающая же цепь синтезируется отдельными фрагментами РНК-полимеразы, которые называются фрагменты Оказакисинтез наотстающей цепи осуществяется по типу шитья "назад иголкой " затем эти фрагменты сшиваются ферментом лигаза и конечным итогом процесса репликации явялется образование двух, идентичных материнской, молекул ДНК.  

Периодизация митоза и характеристика его фаз.

Этапы митоза		Процессы, происходящие в клетках	Динамика количества хромосом(п) и ДНК(с), п и с -гаплоид­ное количе­ство хромо­сом и ДНК
Интерфаза	постмитотический (пресинтетиче- ский) период (G1)	Завершение формирования ядрышка, синтез белка, РНК, увеличение массы клетки; обра­зование предшественников ДНК, ферментов, катализирующих реакцию редупликации.	2п2с
	синтетический период(S)	Редупликация ДНК полуконсервативным спо­собом; образование РНК и белка.	2п4с
	предмитотиче- ский (постсинте- тический) период (G2)	Интенсивный синтез РНК и белка, деление митохондрий и хлоропластов, накопление энергии; завершение удвоения массы цито­плазмы, происходит удвоение центриолей.	2п4с
Собственно митоз	Профаза	Разрушение ядерной оболочки, исчезновение ядрышка. Хроматиды укорачиваются и утол­щаются в результате их спирализации и кон­денсации. Формирование веретена деления и полюсов деления клетки.	2п4с
	Метафаза	Завершение формирования ахроматинового веретена, прикрепление ахроматиновых нитей к хромосомам. Хромосомы располагаются по экватору.	2п4с
	Анафаза	Снижение вязкости цитоплазмы; сокращение нитей веретена деления. Расхождение хрома- тид (сестринских хромосом) к полюсам клет­ки. Анафазное движение связано с удлинени­ем центральных нитей веретена, раздвигаю­щего митотические полюсы, и с укорочением хромосомальных микротрубочек митотиче­ского аппарата.	4п4с
	Телофаза	Образование двух дочерних ядер, деление ци­топлазмы (цитотомия, цитокинез) - образова­ние двух диплоидных клеток и окончательное разрушении митотического аппарата. Рекон­струкция дочерних ядер связана с деспирали- зацией хромосом, восстановлением ядрышка и ядерной оболочки. Цитокинез осуществля­ется путём образования клеточной пластинки (в растительной клетке) или путём образова­ния перетяжки (в животной клетке).	2п2с

Динамика количества хромосом и ДНК в митотическом цикле.

 Динамика количества хромосом в митотическом цикле:

а) репродуктивная фаза (интерфаза):

 - пресинтетический (G1) период – 2n2c;

 - синтетический (S) период – 2n4c (после удвоения);

 - постсинтетический (G3) период – 2n4c;

б) разделительная фаза (митоз):

 - профаза – 2n4c;

 - метафаза – 2n4c;

 - анафаза – 4n4c (по 2n2c у каждого полюса клетки);

 - телофаза – 2n2c.

Биологическое значение митоза.

 Биологическое значение митоза состоит в том, что митоз обеспечивает наследственную передачу признаков и свойств в ряду поколений клеток при развитии многоклеточного организма. Благодаря точному и равномерному распределению хромосом при митозе все клетки единого организма генетически одинаковы.

Митотическое деление клеток лежит в основе всех форм бесполого размножения как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Митоз обусловливает важнейшие явления жизнедеятельности: рост, развитие и восстановление тканей и органов и бесполое размножение организмов.

Понятия об эндомитозе и политении.

 Эндомитоз - кратное увеличение числа хромосом без дальнейшего разделения клетки. Встречается в клетках печени животных характеризующихся повышенной функциональной деятельностью, а также в клетках слюнных желез некоторых насекомых.

Политения - кратное увеличение содержания ДНК в отдельных хро­мосомах при сохранении их диплоидного количества. И эндомитоз, и политения приводят к образованию полиплоидных клеток, отличающихся кратным увеличением объема наследственного материала.

Регуляция митотической активности клеток в организме.

Многие гормоны играют в механизме регулирования митотической активности клеток организма существенную роль. Например, концентрация адреналина уменьшается во время сна, тогда как количество митозов в этот период возрастает. Секреция гормона роста, напротив, увеличивается в ночные часы, причем существует «ночной пик» его концентрации в крови. Возможно, увеличение концентрации гормона роста в ночные часы имеет отношение к механизму стимуляции митозов.

Большая группа гормонов — ФСГ, АКТГ, меланотропин, пролактин, тиреотропин, эстрогены, андрогены, эритропоэтин — обладает способностью стимулировать митозы в специализированных тканях-мишенях.

Существуют также данные и о других факторах, определяющих митотическую активность, причем гормоны, как видно, участвуют в механизмах регуляции и этих систем поддержания размеров нормальной клеточной популяции.

Изменения клеточной пролиферации в онтогенезе.

Об интенсивности пролиферации судят по количеству митозов, приходящихся на 1000 подсчитанных клеток. Если учесть, что сам митоз в среднем длится около 1 ч, а весь митотаческий цикл в соматических клетках в среднем протекает 22—24 ч, то становится ясно, что для определения интенсивности обновления клеточного состава тканей необходимо подсчитать количество митозов в течение одних или нескольких суток. Оказалось, что количество делящихся клеток не одинаково в разные часы суток. Так был открыт суточный ритм клеточных делений.

Суточный ритм количества митозов обнаружен не только в нормальных, но и в опухолевых тканях. Он является отражением более общей закономерности, а именно ритмичности всех функций организма. Одна из современных областей биологии — хронобиология — изучает, в частности, механизмы регуляции суточных ритмов митотической активности, что имеет весьма важное значение для медицины. Существование самой суточной периодичности количества митозов указывает на регулируемость физиологической регенерации организмом. Кроме суточных существуют лунные и годичные циклы обновления тканей и органов.