Жизнен цикъл на клетките: фази, периоди. Жизненият цикъл на вируса в клетката гостоприемник

Жизненият цикъл на клетката включва началото на неговото формиране и края на съществуването като самостоятелна единица. Като начало, клетката се появява по време на разделянето на майчината клетка и завършва своето съществуване поради следващото разделение или смърт.

Жизненият цикъл на клетката се състои от интерфаза и митоза. Именно в този разглеждан период е еквивалентно на клетъчната.

Жизнен цикъл на клетката: интерфазна

Това е периодът между двете митотични клетъчни деления. Размножаването на хромозомите протича подобно на редупликацията (полуконсервативна репликация) ДНК молекули. В интерфазата клетъчното ядро ​​е заобиколено от специална мембрана с две мембрани, а хромозомите са разплетени и не се забелязват с обикновена светлинна микроскопия.

При оцветяване и фиксиране на клетките се натрупва високо оцветена субстанция - хроматин. Заслужава да се отбележи, че цитоплазмата съдържа всички необходими органели. Това гарантира пълното съществуване на клетката.

В жизнения цикъл на клетката интерфазата се съпровожда от три периода. Помислете за всеки от тях по-подробно.

Периоди на жизнения цикъл на клетката (междуфазова)

Първият от тях се нарича ре-синтетика . Резултатът от предишната митоза е увеличаване на броя на клетките. Тук транскрипцията на новосъздадени РНК молекули (информационни) протича, както и молекулите на останалата РНК са систематизирани, протеините се синтезират в ядрото и цитоплазмата. Някои вещества от цитоплазмата постепенно се разделят с образуването на АТР, неговите молекули са снабдени с макроергични връзки, те прехвърлят енергия там, където не е достатъчно. при тази клетка увеличава се по размер, достига до майката. Този период трае дълго време в специализирани клетки, по време на които те изпълняват своите специални функции.

Вторият период е известен като синтетичен (ДНК синтез). Неговата блокада може да спре целия цикъл. Тук се осъществява репликацията на ДНК молекули, както и синтеза на протеини, които участват в образуването на хромозоми.

ДНК молекулите започват да се свързват с протеина, което води до сгъстяване на хромозомите. В същото време се наблюдава възпроизвеждане на центриоли, в резултат на което се появяват 2 двойки. Новият центриол във всички двойки е поставен сравнително стар под ъгъл от 90 °. Впоследствие всяка двойка в периода на следващата митоза се придвижва обратно към клетъчните полюси.

Синтетичният период се характеризира както с повишен синтез на ДНК, така и с рязък скок в образуването на РНК молекули, както и с протеини в клетките.

Третият период - постсинтетичен . Характеризира се с наличието на клетъчен препарат за последващо разделяне (митотичен). Този период продължава, като правило, винаги по-малко от други. Понякога изчезва напълно.

Продължителност на времето за генериране

С други думи, това е продължителността на жизнения цикъл на клетката. Продължителността на времето за генериране, както и отделните периоди, приема различни стойности за различните клетки. Това може да се види от таблицата по-долу.

Така че най-краткият жизнен цикъл на клетката е в камбиалните. Случва се, че третият период напълно изпада - постсинтетичен. Например, при 3-седмичен плъх в клетките на черния му дроб, той намалява до половин час, продължителността на времето за генериране е 21,5 часа, а продължителността на синтетичния период е най-стабилна.

В други ситуации в първия период (пресинтетичен) клетката акумулира свойства за изпълнение на специфични функции, това се дължи на факта, че структурата му става по-сложна. Ако специализацията не е твърде далеч, тя може да премине през целия жизнен цикъл на клетката с образуването на 2 нови клетки в митозата. В тази ситуация първият период може значително да се увеличи. Например, времето за генериране в клетките на кожния епител на мишката, а именно 585.6 часа, е в първия период - пресинтетичен, а в клетките на периоста на бебето плъх - 102 часа от 114.

Основната част от това време се нарича G0-период - реализацията на интензивната специфична функция на клетката. Много чернодробни клетки остават в този период, поради което те губят способността си за митоза.

Ако част от черния дроб се отстрани, повечето от неговите клетки ще преминат към пълноценен живот, първо синтетично, след това на постсинтетичния период, а в края - митотичния процес. Така, за различни клетъчни популации, обратимостта на такъв G0-период вече е доказана. В други ситуации степента на специализация нараства толкова много, че при типични условия клетките вече не могат да се разделят митотично. Понякога в тях се осъществява преработка. При някои се повтаря повече от веднъж, хромозомите се сгъстяват толкова много, че могат да се видят в обикновен светлинен микроскоп.

Така научихме, че в жизнения цикъл на клетката интерфазата е съпроводена от три периода: пресинтетични, синтетични и постсинтетични.

Клетъчно делене

Тя е в основата на възпроизводството, регенерацията, предаването на наследствена информация, развитието. Сама по себе си клетката съществува само в междинния период между разделенията.

Жизненият цикъл (клетъчното делене) е периодът на съществуване на въпросната единица (започва от момента на появата му през разделението на клетката майка), включително самото разделение. Завършва със собствено разделение или смърт.

Фази на клетъчния цикъл

Има само шест. Известни са следните фази на жизнения цикъл на клетката:

1. Division. Тук продължава митотичното разделение.
2. Растеж. След разделяне, клетката се увеличава в обем. Той достига определен размер.
3. Rest. По това време още не е определена съдбата: клетката се подготвя или за разделение, или за специализация.
4. Диференциация . В края на фазата на растеж, клетката придобива съответните структурни, функционални характеристики.
5. Падеж. Клетката изпълнява определени функции въз основа на своята специализация.
6. Стареене. Отслабване на клетъчните жизнени функции. Освен това - или разделяне, или смърт.

Продължителността на жизнения цикъл, както и броят на фазите в нея, всяка клетка има своя собствена. Така че нервна тъкан клетки след завършване на първоначалната ембрионален период престават да се делят, след това функционират само през целия живот на самия организъм и след това умират. Но ембрионалните клетки в първия етап на раздробяване завършват 1 деление, а след това незабавно, заобикаляйки останалите фази, преминете към следващата.

Методи за клетъчно деление

Само от две:

1. Митозата е непряко разделение на клетките.
2. Мейозата е характерна за такава фаза като зреенето на зародишните клетки, разделяне.

Сега ще научим по-подробно какво представлява жизнения цикъл на клетъчната митоза.

Непряко клетъчно делене

Митозата е индиректно разделение именно соматични клетки. Това е непрекъснат процес, резултатът от който е първо удвояване, а след това същото разпределение между дъщерните клетки на наследствения материал.

Биологичната стойност на непрякото клетъчно деление

Той се състои от следното:

1. Резултатът от митозата е образуването на две клетки, всяка от които съдържа същия брой хромозоми като майката. Техните хромозоми се формират чрез точната репликация на майчината ДНК, поради което гените на дъщерните клетки включват идентична наследствена информация. Те са генетично идентични с родителската клетка. Така че, можем да кажем, че митозата осигурява идентичността на предаването на наследствена информация на дъщерните клетки от родителя.

2. Резултатът от митозата е определен брой клетки в съответния организъм - това е един от най-важните механизми за растеж.

3. Голям брой животни, растенията го размножават несексуално чрез митотично клетъчно делене, следователно митозата е в основата на вегетативната репродукция.

4. Митозата осигурява пълна регенерация на изгубени части, както и клетъчна подмяна, която се проявява до известна степен във всички многоклетъчни организми.

Така стана известно, че жизненият цикъл на соматичната клетка се състои от митоза и интерфаза.

Механизъм на митоза

Разделянето на цитоплазмата и ядрото - 2 независими процеси, които протичат непрекъснато, последователно. Но за удобство при изследване на събитията, настъпващи по време на периода на разделяне, той е изкуствено разделен на 4 етапа: про-, мета-, ана-, телофаза. Тяхната продължителност варира в зависимост от вида на тъканта, външните фактори, физиологичното състояние. Най-дългите са първите и последните.

профаза

Има забележимо увеличение в ядрото. В резултат на това се образува уплътняване, скъсяване на хромозомите. В по-късна профаза структурата на хромозомите вече е ясно видима: 2 хроматиди, които са свързани с центромер. Започва движението на хромозомите до екватора на клетката.

От цитоплазмения материал в профазата (късна) се образува вретено на деление, което се образува с участието на центриоли (в животински клетки, в редица по-ниски растения) или без тях (клетки на някои протозои, висши растения). Впоследствие, от центриолите започват да се появяват 2-тип филаменти на шпиндела, по-точно:

• опора, която свързва клетъчните полюси;
• хромозомна (дърпане), която се пресича в метафаза с хромозомни центромери.

В края на тази фаза ядрената мембрана изчезва и хромозомите се намират свободно в цитоплазмата. Обикновено ядрото изчезва малко по-рано.

метафаза

Неговото начало е изчезването на ядрената обвивка. Хромозомите се изравняват първо в екваториалната равнина, образувайки метафазна плоча. В същото време хромозомните центромери са строго разположени в екваториалната равнина. Винтовите нишки се присъединяват към хромозомните центромери, а някои от тях преминават от един полюс към друг, без да се прикрепят.

анафаза

Неговото начало се счита за разделяне на центромерите на хромозомите. В резултат на това хроматидите се трансформират в две отделни дъщерни хромозоми. Освен това, последните започват да се отклоняват към клетъчните полюси. Те, като правило, по това време вземат специална V-образна форма. Това несъответствие се постига чрез ускорение на шпинделната нишка. В същото време продължава удължаването на опорните нишки, в резултат на което се отделят полюсите един от друг.

телофазата

Тук хромозомите се събират на клетъчните полюси, след което се разглобяват. Следва разрушаването на делението на вретеното. Около хромозомите се образува ядрена мембрана на дъщерни клетки. Така кариокинезата е завършена, цитокинезата се извършва впоследствие.

Механизми на навлизане на вируса в клетката

Има само две от тях:

1. Чрез сливане на вирусни суперкапсиди и клетъчни мембрани. В резултат на това нуклеокапсидът се освобождава в цитоплазмата. Впоследствие се наблюдава прилагането на свойствата на вирусния геном.

2. Чрез пиноцитоза (рецепторно-медиирана ендоцитоза). Тук е свързано свързването на вируса в мястото на ресни с респиратори (специфични). Последният се изтегля във вътрешността на клетката и след това се трансформира в така наречения флакон с ресни. Той, от своя страна, съдържа абсорбирания вирион, слива се с временна междинна везикула, която се нарича ендозома.

Вътреклетъчно размножаване на вируса

След като влезе в клетката, геномът на вируса напълно подчинява живота си на собствените си интереси. Чрез системата за синтез на протеини на клетката и нейните системи за генериране на енергия, тя въплъщава собственото си възпроизвеждане, жертвайки, като правило, клетъчния живот.

Фигурата по-долу показва жизнения цикъл на вируса в клетката-приемник (Semliki гора е представител на рода Alphvirus). Нейният геном е представен от едноверижна, положителна, не-фрагментирана РНК. Там вирионът е снабден със суперкапсид, който се състои от липиден двуслой. Чрез него преминават около 240 копия на редица гликопротеинови комплекси. Жизненият цикъл на вируса започва с неговата абсорбция върху мембраната на клетката гостоприемник, където се свързва с протеиновия рецептор. Проникването в клетката се извършва чрез пиноцитоза.

заключение

Статията разглежда жизнения цикъл на клетката, описва нейните фази. Подробности за всеки интерфазен период.