Воспроизведение на молекулярном и клеточном уровнях.

План 1. Клеточный цикл, его периодизация. 2. Динамика структуры и функции хромосом в клеточном цикле. 3. Регуляция митотической активности клеток и биологическое значение митоза.

Хромосомы обеспечивают: Хранение генетической информации. Хранение генетической информации. Использование этой информации для создания и поддержания клеточной организации. Использование этой информации для создания и поддержания клеточной организации. Регуляцию считывания наследственной информации. Регуляцию считывания наследственной информации. Удвоение генетического материала. Удвоение генетического материала. Передачу его от материнской клетки дочерним. Передачу его от материнской клетки дочерним.

Клеточный цикл – закономерные изменения структурно – функциональных характеристик клетки во времени. Это периоды существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Митотическая активность клеток разных тканей организма человека: 1. Постоянно делящиеся в обновляющихся тканях (клетки базального слоя покровного эпителия, в том числе эпителия ротовой полости, клетки эпителия кишечника, кроветворные клетки костного мозга, рыхлая и плотная соединительная ткани). 2. Не размножающиеся в обычных условиях, но делящиеся при процессах репаративной регенерации или в культуре (клетки печени, лейкоциты). 3. Утратившие способность делиться (нейроны, эритроциты, мышечные).

Клеточный цикл может включать периоды: Период выполнения клеткой специфических функций. Период выполнения клеткой специфических функций. Митотический цикл – процесс подготовки клетки к делению и само деление. Митотический цикл – процесс подготовки клетки к делению и само деление. Период покоя – ближайшая судьба клетки не определена,она может либо начать подготовку к митозу, либо приступить к специализации в определенном функциональном направлении. Период покоя – ближайшая судьба клетки не определена,она может либо начать подготовку к митозу, либо приступить к специализации в определенном функциональном направлении.

Изменения клетки в жизненном цикле 1. Начальный отрезок интерфазы (гетерокаталитическая интерфаза). После деления восстанавливается организация интерфазной клетки. Происходит рост клетки, клетка выполняет специфические функции. Каждая хромосома состоит из одной хроматиды. В ядре 2п2с. Пресинтетический период (G1) 2. Если клетке предстоит вступить в митотический цикл. Образуются химические предшественники ДНК, ферменты репликации, синтезируются РНК и специфические белки. В ядре – 2п2с.

Синтетический период (S). Синтетический период (S). Происходит репликация ДНК, Возможен сестринский хроматидный обмен (СХО). Каждая хромосома состоит из двух хроматид. Удваивается количество гистонов. В ядре - 2п4с. Постсинтетический период (G2). Постсинтетический период (G2). Интенсивный синтез РНК и белков (тубулинов). Хромосомы состоят из двух хроматид. В ядре – 2п4с.

Митоз Профаза. Исчезновение ядра, спирализация хромосом. 2п4с. Метафаза. Максимальная конденсация хромосом. Хромосомы расположены в экваторе клетки. 2п4с. Анафаза. Хроматиды расходятся к полюсам клетки. У каждого полюса по2п2с. В целом в клетке 4п4с. Телофаза. Восстанавливается ядро. Хромосомы деконденсируются. Цитотомия. В ядре каждой дочерней клетки 2п2с.

Продолжительность митотического цикла для большинства клеток млекопитающих: Митоз 1 – 1,5 часа G 2 2 – 5 часов S 6 – 10 часов.

Митотический цикл 0.6 ч ПрофазаМетафазаАнафазаТелофаза G 1 – пресинтетический период S – синтетический период Автокаталитическая G 2 – постсинтетический период интерфаза 2n4c

Генная регуляция митоза Протоонкогены – являются регуляторами процессов роста, дифференцировки и размножения клеток в норме. Антионкогены – подавляют активность митоза Протоонкогены – мутация – онкогены - их продукты онкобелки стимулируют пролиферацию клеток и образование опухоли.

Регуляция митоза 1. Внутриклеточная: Изменения соотношения объема ядра и цитоплазмы Изменения соотношения объема ядра и цитоплазмы Соотношение активности протоонкогенов (онкогенов) и антионкогенов (аутосома I) Соотношение активности протоонкогенов (онкогенов) и антионкогенов (аутосома I) 2. Внеклеточная: Гуморальная ( БАВ, медиаторы, гормоны и др.) Гуморальная ( БАВ, медиаторы, гормоны и др.) Нервная (симпатическая и парасимпатическая) Нервная (симпатическая и парасимпатическая)

Особенности слизистой оболочки рта 1. Высокая устойчивость к воздействию физических, термических и химических раздражителей. 2. Повышенная регенерационная способность за счет накопления в клетках гликогена и РНК. 3. Относительная устойчивость к внутренней инфекции.

Биологическое значение митоза 1. Обеспечивает преемственность хромосом в ряду клеточных поколений. 2. Обеспечивает образование клеток, равноценных по объему и содержанию наследственной информации. 3. Обеспечивает рост и регенерацию у многоклеточных организмов, размножающихся половым путем.

Нарушения митоза 1. Нарушение спирализации хромосом, их набухание и слипание. 2. Отставание одной или нескольких хромосом при анафазном перемещении к полюсам и их потеря. 3. Нарушения расхождения хроматид и образование клеток с аномальным числом хромосом. 4. Нарушение цитотомии (незавершенный митоз) и появление многоядерных клеток.

Эндомитоз – репликация ДНК не сопровождается разделением клетки на две. Эндомитоз – репликация ДНК не сопровождается разделением клетки на две. Количество генетического материала и интенсивность обмена веществ увеличиваются при сохранении постоянства числа клеток в том или ином органе. Количество генетического материала и интенсивность обмена веществ увеличиваются при сохранении постоянства числа клеток в том или ином органе. В норме свойственен печеночным клеткам. В норме свойственен печеночным клеткам.

Политения – кратное увеличение содержания ДНК в хромосомах при сохранении их диплоидного количества. Приводит к образованию полиплоидных клеток. Пропорционально увеличению числа генов растет масса клетки, что повышает ее функциональные возможности.

Амитоз – прямое деление клетки При этом ядро разделяется перетяжкой. Конденсации хромосом и их точного разделения не происходит. Цитотомия не всегда наблюдается, образуются многоядерные клетки.

Апоптоз – генетически запрограммированная гибель клеток многоклеточного организма. Роль апоптоза: необходим для нормального формирования органов в онтогенезе, является контролем числа клеток, определяет ликвидацию клеток с нарушениями структуры или функции генетического аппарата, обеспечивает самопрофилактику онкологических заболеваний.

Некроз – незапрограммированная гибель клеток многоклеточного организма Роль некроза: сопровождает ряд патологических процессов в организме, вызывает эмоционально-болевой стресс, провоцирует гибель клеток в очаге поражения и находящихся в отдалении