Животни циклус ћелија: фазе, периоди. Животни циклус вируса у ћелији домаћину

Животни циклус ћелије укључује почетак њеног формирања и крај постојања као независне јединице. За почетак, ћелија се појављује током поделе своје матичне ћелије и завршава своје постојање услед следеће поделе или смрти.

Животни циклус ћелије састоји се од интерфазе и митозе. То је у овом периоду који се разматра еквивалентно целуларном.

Животни циклус ћелија: интерфаза

Ово је период између две поделе митотских ћелија. Репродукција хромозома одвија се слично редупликацији (полу-конзервативна репликација) ДНА молекуле. У интерфази, језгро ћелије је окружено посебном мембранском мембраном, а хромозоми су нетипирани и нису приметни са обичном светлосном микроскопијом.

Приликом бојења и фиксирања ћелија долази до акумулације веома обојене супстанце - хроматина. Вреди напоменути да цитоплазма садржи све потребне органеле. Ово осигурава потпуно постојање ћелије.

У животном циклусу ћелија, интерфаза је праћена са три периода. Размотрите сваки од њих детаљније.

Периоди животног циклуса ћелија (интерфаза)

Прва од њих се назива ре-синтетика . Резултат претходне митозе је повећање броја ћелија. Овде се систематизује транскрипција новонасталих РНК молекула (информационих), као и молекули преостале РНК, протеини се синтетишу у језгру и цитоплазми. Неке супстанце цитоплазме постепено се раздвајају формирањем АТП, његови молекули су обдарени макроергијским везама, они преносе енергију тамо где то није довољно. Са Ова ћелија повећава се до мајке. Овај период дуго траје у специјализованим ћелијама, током којих обављају своје посебне функције.

Други период је познат као синтетички (синтеза ДНК). Његова блокада може зауставити читав циклус. Овде се одвија репликација молекула ДНК, као и синтеза протеина који су укључени у формирање хромозома.

Молекули ДНК почињу да се вежу за протеин, што доводи до задебљања хромозома. У исто вријеме, опажена је репродукција центриола, што резултира појавом 2 пара. Нови центриол у свим паровима је постављен релативно старо под углом од 90 °. Након тога, сваки пар у периоду следеће митозе се враћа назад на ћелијске полове.

Синтетички период карактерише повећана синтеза ДНК и оштар скок у формирању РНК молекула, као и протеина у ћелије.

Трећи период - постсинтетички . Карактерише га присуство ћелијског препарата за накнадну поделу (митотски). Овај период траје, по правилу, увек мање од других. Понекад испадне.

Трајање генерације времена

Другим речима, то је колико дуго траје животни циклус ћелија. Трајање генерационог времена, као и појединачних периода, узима различите вредности за различите ћелије. То се може видјети из доње табеле.

Дакле, најкраћи животни циклус ћелија је у камбијалним. Дешава се да трећи период потпуно испадне - постсинтетички. На пример, код пацова старих 3 недеље у ћелијама јетре, смањује се на пола сата, трајање генерације је 21,5 сати, а трајање синтетског периода је најстабилније.

У другим ситуацијама у првом периоду (пресинтетичка) ћелија акумулира својства за реализацију специфичних функција, то је због чињенице да њена структура постаје сложенија. Ако специјализација није превише далеко, она може да прође кроз цео животни циклус ћелије са формирањем 2 нове ћелије у митози. У овој ситуацији, први период се може значајно повећати. На пример, време генерисања у ћелијама кожног епитела миша, односно 585,6 сати, је у првом периоду - пресинтетичко, ау ћелијама периоста бебиног пацова - 102 сата од 114.

Главни део овог времена назива се Г0-период - имплементација интензивне специфичне функције ћелије. Многе ћелије јетре остају у овом периоду, због чега су изгубиле способност митозе.

Ако се део јетре уклони, већина његових ћелија ће се пребацити на пуни живот, прво на синтетички, затим на постсинтетски период, а на крају - на митотички процес. Дакле, за различите популације ћелија, реверзибилност таквог периода Г0 је већ доказана. У другим ситуацијама, степен специјализације се толико повећава да у типичним условима ћелије више не могу митотски да се деле. Повремено се у њима одвија ендорепродукција. Код неких се понавља више пута, хромозоми се толико згусну да се могу видети у обичном светлосном микроскопу.

Тако смо сазнали да је у животном циклусу ћелије интерфаза праћена трима периодима: пресинтетичким, синтетичким и постсинтетичким.

Подела ћелија

Она је основа репродукције, регенерације, преношења насљедних информација, развоја. Сама по себи, ћелија постоји само у међувремену између подјела.

Животни циклус (подела ћелија) је период постојања предметне јединице (почиње од тренутка појављивања кроз поделу матичне ћелије), укључујући и саму поделу. Завршава са сопственом поделом или смрћу.

Фазе ћелијског циклуса

Има их само шест. Познате су следеће фазе животног циклуса ћелија:

1. Дивизија Овде се наставља митотичка подела.
2. Раст После поделе, ћелија се повећава. Она достиже одређену величину.
3. Рест У овом тренутку још није утврђена даљња судбина: ћелија се припрема или за подјелу или за специјализацију.
4. Диференцијација . На крају фазе раста, ћелија добија одговарајуће структурне, функционалне карактеристике.
5. Зрелост Ћелија обавља одређене функције на основу своје специјализације.
6. Старење Слабљење виталних функција ћелија. Даље - или подела или смрт.

Трајање животног циклуса, као и број фаза у њему, свака ћелија има своје. Тако је нервног ткива ћелије по завршетку почетног ембрионални период престају да се деле, а онда функционишу само током целог живота самог организма, а затим умиру. Али ембрионске ћелије у фази дробљења прво заврше једну поделу, а затим одмах, заобилазећи преостале фазе, прелазе на следећу.

Методе дељења ћелија

Од само два:

1. Митоза је индиректна подела ћелија.
2. Мејоза је карактеристична за такву фазу као што је сазревање заметних ћелија, подела.

Сада ћемо детаљније сазнати шта чини животни циклус ћелијске митозе.

Индиректна деоба ћелија

Митоза је индиректна подела соматске ћелије. Ово је непрекидан процес, чији је резултат прво удвостручавање, затим иста расподела између ћелија ћерке наследног материјала.

Биолошка вредност индиректне деобе ћелија

Састоји се од следећег:

1. Резултат митозе је формирање две ћелије, од којих свака садржи исти број хромозома као и мајка. Њихови хромозоми се формирају путем тачне репликације ДНК мајке, због чега гени ћелија ћерке садрже идентичну наследну информацију. Они су генетски идентични са матичном ћелијом. Дакле, можемо рећи да митоза осигурава идентитет преноса насљедних информација на ћелије кћери од родитеља.

2. Резултат митозе је одређени број ћелија у одговарајућем организму - то је један од најважнијих механизама раста.

3. Велики број животиња, биљака га размножава асексуално путем митотске ћелијске деобе, па је митоза основа вегетативне репродукције.

4. То је митоза која обезбеђује потпуну регенерацију изгубљених делова, као и ћелијску замену, која се јавља у извесној мери у било којем вишећелијском организму.

Тако је постало познато да се животни циклус соматске ћелије састоји од митозе и интерфазе.

Механизам митозе

Подела цитоплазме и језгра - 2 независна процеса који се одвијају континуирано, секвенцијално. Али за практичност проучавања догађаја који се дешавају током периода поделе, он је вештачки ограничен на 4 фазе: про-, мета-, ана-, телофаза. Њихово трајање варира у зависности од типа ткива, спољашњих фактора, физиолошког стања. Најдужи су први и последњи.

Пропхасе

Уочљиво је повећање у језгру. Као резултат тога, долази до сабијања спирализације, скраћивања хромозома. У каснијој профази, структура хромозома је већ јасно видљива: 2 хроматида, која су повезана центромерима. Почиње кретање хромозома до екватора ћелије.

Вретено раздвајања се формира из цитоплазматског материјала у профази (касно), која се формира уз учешће центриола (у животињским ћелијама, у више доњих биљака) или без њих (ћелије неких протозоа, више биљке). Након тога, од центриола почињу да се појављују филаменти типа 2 вретена, тачније:

• ослонац који повезује ћелијске полове;
• хромозомске (повлачење) које се укрштају у метафази и хромозомским центромерима.

На крају ове фазе нуклеарна мембрана нестаје, а хромозоми се слободно налазе у цитоплазми. Обично језгро нестаје мало раније.

Метапхасе

Његов почетак је нестанак нуклеарне овојнице. Хромозоми су прво поравнати у екваторијалној равни, формирајући метафазну плочу. Истовремено, хромозомски центри су строго лоцирани у екваторијалној равни. Вретенаста влакна се спајају са центромерима хромозома, а неки од њих прелазе са једног пола на други без везивања.

Анапхаза

Његов почетак се сматра подјелом центромера кромосома. Као резултат, кроматиди се трансформишу у два одвојена кромосома кћери. Даље, потоњи почињу да се диверују према ћелијским половима. Они, у правилу, у овом тренутку имају посебан В-облик. Ово одступање се постиже убрзањем навоја вретена. Истовремено се наставља издужење потпорних навоја, што резултира раздвајањем полова једна од друге.

Телофаза

Овде се хромозоми склапају на ћелијским половима, а затим растављају. Следеће је уништење поделе вретена. Око хромозома формира се нуклеарна мембрана ћелија кћери. Дакле, кариокинеза је завршена, затим се врши цитокинеза.

Механизми уласка вируса у ћелију

Само су два:

1. Спајањем вирусних суперкапсида и ћелијских мембрана. Као резултат, нуклеокапсид се ослобађа у цитоплазму. Након тога, примећена је примена својстава генома вируса.

2. Кроз пиноцитозу (рецептор-посредована ендоцитоза). Овде је везивање вируса на месту ресице са рецептором (специфичним). Потоњи се увлачи у унутрашњост ћелије, а затим трансформише у тзв. Бочицу са ресама. Она, заузврат, садржи апсорбовани вирион, спаја се са привременом средњом везикулом, која се назива ендосом.

Интрацелуларно размножавање вируса

Након продора у ћелију, геном вируса потпуно потчињава свој живот сопственим интересима. Кроз систем за синтезу протеина ћелије и њених система за генерисање енергије, она отелотворује сопствену репродукцију, жртвујући, по правилу, живот ћелија.

На доњој слици је приказан животни циклус вируса у ћелији домаћину (Семлики шума је представник рода Алпхвирус). Његов геном је представљен једноланчаном, позитивном, не фрагментираном РНК. Тамо је вирион опремљен суперкапсидом, који се састоји од липидног двослоја. Кроз њега пролази око 240 копија низа гликопротеинских комплекса. Животни циклус вируса почиње његовом апсорпцијом на мембрани ћелије домаћина, где се веже за рецептор протеина. Продирање у ћелију се врши пиноцитозом.

Закључак

У чланку је дат преглед животног циклуса ћелије, описане су његове фазе. Детаљи о сваком интерфазном периоду.