Клеточный цикл, его периодизация. Митоз, механизмы регуляции митотической активности. Проблемы клеточной пролиферации в медицине

Клеточный цикл – это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Обязательным компонентом клеточного цикла является митотический цикл – комплекс взаимосвязанных и детерминированных хронологических событий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению и на протяжении самого деления. кроме того, в жизненный цикл включается период выполнения клеткой многоклеточного организма специальных функций, а также периоды покоя. В периоды покоя ближайшая судьба клетки неопределенна: она может либо начать подготовку к митозу, либо стать на путь специализации.

В митотическом цикле выделены 4 периода – митоз (М), а также пресинтетический (G1), синтетический (S) и постсинтетический (G2) периоды интерфазы. Продолжительность митотического цикла для большинства клеток составляет от 10 до 50 ч. Длительность цикла регулируется путем изменения продолжительности всех его периодов.

Продолжительность клеточного цикла зависит от типа клетки, ее функционального состояния и условий среды. Интерфаза состоит из трех периодов, обозначаемых: G1, S, G2. Период 1(пресинтетический) начинается непосредственно после митоза. В это время увеличивается оббьем цитоплазмы и количество органелл, происходит рост клетки после деления, а также синтезируются вещества, которые ингибируют или стимулируют наступление периода S. Период S(синтетический) характеризуется удвоением генетического материала (репликация ДНК), синтезом белковых молекул, с которыми связывается ДНК, и превращением каждой хромосомы в 2 хроматиды. В периоды G2 (постсинтетический) усиливаются процессы биосинтеза, происходит деление митохондрий и хлоропластов, накапливаются энергетические запасы клетки, удваиваются центриоли и формируются компоненты нитей веретена.

Затем наступает первая фаза митоза – профаза. Хромосомы сильно спирализуются. В животных клетках, а также в клетках низших растений центриоли расходятся к полюсам клетки. К концу профазы распадается ядерная оболочка, исчезают ядрышки и формируется веретено деление.

После этого начинается метафаза. Хромосомы, состоящие из двух хроматид, прикрепляются своими центромерами к нитям веретена деления таким образом, что все они располагаются в экваториальной плоскости.

В анафазе каждая центромера делится и нити веретена растягивают отделившиеся друг от друга хроматиды, которые теперь называются дочерними хроматидами, к противоположным полюсам.

Наконец, наступает телофаза – дочерние хромосомы достигают полюсов клетки, деспирализуются, нити веретена деления разрушаются, вокруг хромосом образуется ядерная оболочка, ядрышки восстанавливаются. Два образовавшихся ядра генетически идентичны.

Регуляция кл-го цикла осуществляется окружающими клетками и гуморальными факторами. Существенную роль играют циклоны (особые белки, образующиеся под действием генетической программы), они индуцируют митоз, контролируют длительность его периодов.

Жизненный цикл – это время существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или естественной гибели. У клеток сложного организма (например, человека) жизненный цикл клетки может быть различным. Высокоспециализированные клетки (эритроциты, нервные клетки, клетки поперечнополосатой мускулатуры) не размножаются. Их жизненный цикл состоит из рождения, выполнения предназначенных функций, гибели (гетерокаталитической интерфазы).

Клеточный цикл или митотический цикл, включает следующее:

· Пролиферативный период (митотический цикл);

Гетеро-синтетический период (выполнение функции чередуется с покоем, дифференцировка и На заключительном этапе клеточного деления происходит цитокинез — деление цитоплазматической части клетки. Этот процесс заканчивается образованием в экваториальной зоне клетки перетяжки, которая разделяет делящуюся клетку на две дочерние меньших размеров.

Пролиферация – это увеличение числа клеток путём митоза приводящая к росту ткани.

Дифференцировка – это приобретение свойств зрелых клеток. Специализация – это выполнение специфических функций зрелыми клетками.

Интеграция – это объединение различных клеток в единую систему.

Некроз – это случайная гибель клеток. Апоптоз – это генетически запрограммированная гибель вследствие прекращения митозов и распада хромосом.

Биологическое значение митоза:

· Генетическая стабильность

· Главный механизм регенерации

· Лежит в основе роста и развития многоклеточных организмов

· Основной способ бесполого размножения одноклеточных

Регуляция митоза - у животных обнаружены биологически активные вещества (кейлоны), которые показывают насколько они способны ингибировать деление клеток и синтез ДНК.

· специализация).