Клеточный цикл

Клеточный цикл состоит их 4-х стадий: рост клеток, дупликация ДНК, разделение хромосом по дочерним клеткам, деление клетки. У прокариот дупликация ДНК идет в течение всего клеточного цикла, и удвоенная хромосома попадает в дочернюю клетку с фрагментом мембраны, к которой она прикреплена. У эукариот дупликация ДНК – отдельная стадия клеточного цикла.

Типичный пример клеточного цикла – рост клеток в культуре. Если наблюдать процесс в микроскоп, то очевидно наличие митоза и интерфазы. Клетки делятся примерно раз в сутки, и митоз продолжается около часа. Т.е., основную часть «жизни» клетки проводят в интерфазе. Во время интерфазы хромосомы деконденсированы, и ядра выглядят однородными. С молекулярной точки зрения, интерфаза – период активного протекания биохимических реакций, когда происходит рост клетки, дупликация ДНК и подготовка к делению.

М – фаза митоза

G1-период – подготовка к дупликации ДНК, период высокой метаболической активности и роста клетки

S-период – фаза синтеза, - происходит репликация ДНК.

Реплисома – комплекс белков, реплицирующих ДНК. Реплисомы работают как молекулярные моторы, катализирую полимеризацию нуклеотидов, развертывание ДНК и синтез праймеров РНК, а также сборку белков на ДНК.

G2-период – продолжение роста клетки и подготовка к митозу

Продолжительность фаз клеточного цикла очень варьирует у разных клеток. Так, в культуре быстрорастущих клеток G1-период длится около 11 часов, S-период – около 8 часов, G2-период – около 4 часов, и М – 1 час. Для дрожжей период всего цикла составляет 90 минут. Еще более короткий цикл у ранних эмбриональных клеток – около 30 минут. Правда, при таком делении нет роста клеток, идет только дупликация ДНК и митозы (стадия дробления зиготы). Одновременно с этим, во взрослом организме имеется огромное число клеток, которые метаболически активны, но делятся очень редко.

Клетки можно обработать радиоактивным тимидином в течение 15-20 минут, затем его убрать, и после соответствующей обработки, визуализировать меченые клетки – в S-фазе. Это делается либо на парафиновых срезах, либо in vitro. Метод радиоактивной метки.

Дупликация органелл - сложный процесс, который должен обеспечить удвоение как митохондрий и пластид, окруженных двумя мембранами, так и одномембранных органоидов, включая аппарат Гольджи и ЭПР.

Полагают, что митохондрии имеют цикл, аналогичный клеточному циклу. На модели плазмодия с помощью радиоактивной метки было показано, что цикл деления митохондрий аналогичен клеточному циклу, а общая продолжительность митохондриального цикла репродукции соответствовала продолжительности клеточного цикла.

Органоиды с одномембранной оболочкой не имеют ДНК, однако у них тоже есть фазы роста и «покоя», фаза разделения между дочерними клетками.

Аппарат Гольджи в клетках животных и растений делится во время митоза: разделение идет по центру от цис-стороны в сторону транс-стороны, образуется два дочерних аппарата Гольджи. Не отмечено формирования специальных структур, связанных с делением АГ. И митохондрии, и аппарат Гольджи «распределяют» сами себя по дочерним клеткам.

На срезах клеток, как правило, имеется большое число структур ЭПР, и проследить их судьбу практически невозможно современными методами витальной и электронной микроскопии. Деление ЭПР изучали у одноклеточной бурой водоросли C. Merolae, в клетках которой ЭПР формирует ядерную оболочку и не распространяется в цитоплазму. У этой водоросли – закрытый митоз, и ядро делится на два после удвоения хромосом. Оболочка ядра делится вместе с ним. Механизм деления ЭПР в клетках с открытым митозом пока не установлен.

Поиск по сайту: