Временная организация клетки. Клеточный и митотический цикл. Строение хромосом и динамика её структур в клеточном цикле. Гетеро- и эухроматин.

Клеточный цикл — это период существования клетки от момента её образования путем деления материнской клетки до собственного деления. 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:

G1-фазы (от англ. gap — промежуток), или фазы начального роста, во время которой идет синтез мРНК, 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). G2-фазы, во время которой идет подготовка к митозу.

У дифференцировавшихся клеток, которые более не делятся, в клеточном цикле может отсутствовать G1 фаза. Такие клетки находятся в фазе покоя G0.

Период клеточного деления (фаза М) включает две стадии:кариокинез (деление клеточного ядра);

цитокинез (деление цитоплазмы).

В митотическом цикле различают четыре периода (рис. 4.13):

G1 — посшитотический (или пресинтетический),

S — синтетический,

G2 — премитотический (или постсинтетический),

М — митоз.

Митоз – непрямое деление эукариотической клетки, в результате которого образуются клетки идентичные по кариотипу и генотипу.

Кариотип – набор хромосом клетки. Диплоидная клетка образует в норме диплоидные клетки. Но, если материнская клетка содержит измененный набор хромосом (например, 47, + 21), то она даст жизнь клеткам с таким же набором хромосом.

Генотип – совокупность генов диплоидной клетки. Репликация ДНК и последующее распределение ее во время анафазы митоза являются механизмами, приводящими к возникновению двух генетически идентичных клеток. Вывод: все соматические клетки одного организма содержат полный объем всей наследственной информации о развитии этого организма, который изначально был заложен в зиготе. А это является теоретической основой клонирования организмов.

Старение и гибель клеток. После определенного периода нормального функционирования у клетки начинается период старения, который морфологически проявляется:

- уменьшением объема клетки

- увеличением содержания крупных лизосом

- накоплением пигментных и жировых включений

- появлением вакуолей в цитоплазме и ядре

Гибель клетки – завершающий этап клеточного цикла. Гибель клетки – эволюционно обоснованный (как механизм клеточного гомеостаза и условие нормальной жизнедеятельности тканей) и генетически закрепленный процесс. У соматических клеток имеется запрограммированный предел возможных делений. В последнее время активно изучается особый участок хромосом - теломера, содержащий ген «бессмертия». Как полагают ученые, активность гена определяет количество последовательных митозов, но это количество у нормальных

клеток ограничено. У опухолевых клеток функция гена нарушена, и они могут делиться неограниченное число раз.

Хромосомы — структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре.Строение хромосомы лучше всего видно в метафазе митоза. Хромосома представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид, которые удерживаются центромерой в области первичной перетяжки.

Генетическая информация в ядре находится в 2ух состояниях:

Эухроматин - неконденсированный хроматин, с которого происходит синтез белка.

Гетерохроматин - конденсированный хроматин, с которого белок не синтезируется.