Регуляція клітинної загибелі

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ ДЛЯ ПОВТОРЕННЯ

Питання 1. Що таке життєвий цикл клітини?

Життєвим циклом клітини називається сукупність подій від моменту її виникнення до загибелі або подальшого поділу.

Питання 2. Дайте визначення мітотичного циклу клітини.

Мітотичний цикл - сукупність процесів, що протікають в клітині під час підготовки її до поділу і протягом мітозу. Він включає в себе інтерфазу і мітоз.

Интерфаза - період підготовки клітини до поділу, включає три етапи.

1. Пресинтетичний, або постмітотіческіх (G1). Тривалість 6-8 годин, формула клітини 2п2с. Йде активний синтез РНК, білків, необхідних для процесу редуплікації ДНК. Клітка збільшується в розмірах, зростає кількість органоїдів.

2. Синтетичний - 8-період. Тривалість - 8-12 годин. Йде редупликация ДНК; цей процес починається відразу в багатьох точках, в кожній з хромосом. До кінця періоду кількість ДНК в кожній з хромосом подвоюється. Формула клітини 2п4с.

З. постсинтетическом, або премітотіческій (G2) період. Тривалість 4-6 годин. Йде інтенсивний синтез РНК і білків, необхідних для забезпечення процесів мітозу. Завершується зростання клітини, подвоюється клітинний центр.

Мітоз - непрямий поділ клітини, складається з чотирьох фаз - профази, анафази, метафази і телофази.

Молекула ДНК повністю розкручується - деспирализо, водневі зв'язки, що з'єднують комплементарно пов'язані полінуклеотидні ланцюга, розриваються і кожна з них стає матрицею для синтезу нових ланцюгів.

У процесі синтезу ДНК бере участь ціла група ферментів. Одним з найважливіших є ДНК-полімераза. Подвоєння ДНК відбувається за принципом комплементарності і здійснюється з дуже високою точністю - нові молекули абсолютно ідентичні старої, і кожна з них складається з однієї старої і другий знову синтезованої полінуклеотидних ланцюгів. Без цього були б неможливі збереження і передача генетичної інформації у спадок, яка забезпечує розвиток властивих організму ознак. Виниклі під впливом зовнішніх факторів зміни структури молекули ДНК усуваються за допомогою спеціальних ферментів. Таким чином, сталість спадкової інформації забезпечується матричним синтезом ДНК і відновленням пошкоджених ділянок молекули за допомогою ферментів. В результаті подвоєння ДНК в ході процесів митотического циклу в кожній хромосомі виявляється вдвічі більше молекул ДНК, ніж було, а число хромосом не змінюється. Формула клітини стає 2п4с.

Питання 4. Опишіть процес мітозу.

Мітоз - непрямий поділ клітини, в результаті якого утворюються дві дочірні клітини з таким же набором хромосом, як у материнській. Мітоз складається з чотирьох фаз - профази, метафази, анафази і телофази.

1. Профаза. Формула клітини 2n4с. Йде спирализация ДНК, хромосоми стають видні як довгі тонкі нитки. Клітинний центр закінчує розподіл, і групи по дві центріолі начиняють рух до полюсів клітини, між ними формується веретено поділу. Спирализация хромосом посилюється, вони коротшають і товщають. Ядерна оболонка розпадається на фрагменти. Хромосоми вільно лежать у цитоплазмі.

2. Метафаза. Формула клітини 2n4c.

Спирализация хромосом досягає максимуму вони вкорочені і потовщені. У мікроскоп стає видно, що кожна хромосома складається з двох хроматид, з'єднаних в області центромери. Хромосоми вибудовуються по екваторі клітини. У площині екватора лежать центромери хромосом, до них прикріплюються нитки веретена поділу, які, будучи пов'язаними з хромосомами, називаються хромосомними, а не пов'язані З хромосомами - безперервними.

3. Анафаза. Центромерного ділянки ціляться, і сестринські хроматиди стають самостійними дочірніми хромосомами. Вони починають рух до різних полюсів клітини. Формула клітини: 2n2c + 2n2c = 4n4c. Рух хромосом до полюсів забезпечується: а) за рахунок ковзання хромосомної нитки по безперервної нитки як по направляючої; 6) підтягуванням хромосомної нитки ферментами клітинного центру з одночасним відщепленням від неї фрагментів.

4. Телофаза. Групи дочірніх хромосом досягають полюсів клітини і деспирализуются. Вони стають видні як довгі тонкі нитки. Навколо кожної з груп хромосом, з мембран ЕПС, утворюється ядерна оболонка. Формула кожного ядра 2n2с. На тлі завершення поділу ядра відбувається поділ цитоплазми, в результаті чого органели приблизно порівну розподіляються між дочірніми клітинами.

Питання 5. Дайте визначення мітозу і сформулюйте його біологічне значення.

Мітоз - форма клітинного поділу, яка полягає в точному і рівномірному розподілі хромосомного матеріалу між дочірніми клітинами, в результаті чого кожна з них отримує спадкову інформацію, ідентичну материнської.

Біологічне значення мітозу.

1. Лежить в основі всіх форм безстатевого розмноження.

2. Забезпечує зростання багатоклітинного організму.

3. Забезпечує фізіологічну регенерацію, тобто. Е. Заповнення клітинних втрат, що виникли природним шляхом, заміна старих клітин новими.

4. Здійснює процеси репаративної регенерації - заповнення клітинних втрат, що виникли в результаті травми.

Питання 6. У чому полягає біологічний сенс мітозу?

Біологічний сенс мітозу полягає в точному і рівномірному розподілі хромосомного матеріалу між двома дочірніми клітинами, при якому кожна з них отримує спадкову інформацію, ідентичну материнської.

Питання 7. Охарактеризуйте біологічний сенс запрограмованої клітинної загибелі - апоптозу.

Апоптоз - природний і необхідний процес для підтримання гомеостазу в тканинах і нормального розвитку багатоклітинного організму. Апоптоз, частіше званий програмованої смертю клітини, є енергетично активним, генетично контрольованим процесом, який позбавляє організм від непотрібних або пошкоджених клітин.

Апоптоз як генетично запрограмоване самогубство клітини грає ключову роль в ряді процесів розвитку організму, його нормальної життєдіяльності і регенерації тканин. Дане явище повсюдно використовується живими організмами з метою контрольованої ліквідації клітин на різних стадіях розвитку особини. Апоптоз відіграє життєво важливу роль в розвитку нервової системи. Він же, зокрема, робить можливим формування частин тіла в результаті відмирання непотрібних ділянок тканин; так, наші долоні формуються саме шляхом руйнування клітин в міжпальцевих проміжках. Як показують дослідження, апоптоз набуває ключового значення після закінчення процесів розвитку організму, забезпечуючи планомірну заміну старих клітин новими і регулюючи їх чисельність відповідно до потреб зрілого організму.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ

Питання 1 Як здійснюється рух хромосом в анафазе і що спільного у всіх рухових реакціях живого організму?

Рух хромосом в анафазе відбувається наступним чином. Центромерного ділянки ціляться, і сестринські хроматиди стають самостійними дочірніми хромосомами. Вони починають рух до різних полюсів клітини. Формула клітини: 2n2c + 2n2c = 4n4c. Рух хромосом до полюсів забезпечується: а) за рахунок ковзання хромосомної нитки по безперервної нитки як по направляючої; 6) підтягуванням хромосомної нитки ферментами клітинного центру з одночасним відщепленням від неї фрагментів.

Питання 2. У чому полягає біологічний сенс відмінностей в перебігу мітотичного циклу клітин різних тканин багатоклітинного організму?

Біологічне значення мітозу в тому, що мітоз забезпечує строго однакове розподіл хромосом між дочірніми ядрами, що забезпечує утворення генетично ідентичних дочірніх клітин і зберігає наступність у ряді клітинних поколінь спадкову передачу ознак і властивостей в ряду поколінь клітин при розвитку багатоклітинного організму. Завдяки точному і рівномірному розподілу хромосом при мітозі все клітини єдиного організму генетично однакові.

Мітотичний поділ клітин лежить в основі всіх форм безстатевого розмноження у багатоклітинних організмів.

Питання 3. Розкрийте сутність і біологічне значення розмноження клітин шляхом мітозу.

Процес мітозу забезпечує строго рівномірний розподіл хромосом між двома дочірніми ядрами, так що в багатоклітинних організмі все клітини мають абсолютно однакові (по числу і за характером) набори хромосом. Хромосоми містять генетичну інформацію, закодовану в ДНК, і тому регулярний, упорядкований митотический процес забезпечує також повну передачу всієї інформації кожному з дочірніх ядер; в результаті кожна клітина має всю генетичною інформацією, необхідною для розвитку всіх ознак організму. У зв'язку з цим стає зрозуміло, чому одна клітина, узята з повністю диференційованого дорослої рослини, може при відповідних умовах розвинутися в цілу рослину. Ми описали мітоз в диплоидной клітці, але цей процес протікає аналогічно і в гаплоїдних клітинах, наприклад у клітинах гаметофітного покоління рослин.

Тобто біологічне значення мітозу полягає в тому, що мітоз забезпечує спадкову передачу ознак і властивостей в ряду поколінь клітин при розвитку багатоклітинного організму. Завдяки точному і рівномірному розподілу хромосом при мітозі все клітини єдиного організму генетично однакові.