Клеточный цикл (cyclus cellularis)

Репродукция клеток

Кариоплазма

Кариоплазма - это жидкая часть ядра, в которой располагаются ядерные структуры, она является аналогом гиалоплазмы в цитоплазматической части клетки.

Одним из наиболее важных биологических явлений, которое отражает общие закономерности и есть неотъемлемым условием существовния биологических систем в течение достаточно длительного периода времени является репродукция (воспроизведение) их клеточного состава. Размножение клеток, согласно клеточной теории, осуществляется путем деления исходной. Это положение является одним из основных в клеточной теории.

Это время жизнедеятельности клетки как таковой, от деления до деления или от образования до смерти. Клетки взрослых организмов высших животных и человека в различных органах имеют различную способность к делению и соответственно, различный клеточный цикл. Делению клетки предшествует удвоение ее хромосомного набора и соответственно количества ДНК. Такое удвоение происходит в строго определенном периоде интефазы и только после этого происходит деление клетки. Важную роль в регуляции входа клетки в митоз играет белок циклин. Уменьшение количества циклина увеличивает продолжительность интерфазы.

Клеточный цикл делят на 4 периода:

1. Собственно митоз (М).

2. Пресинтетический (G₁) период интерфазы.

3. Синтетический (S) период интерфазы.

4. Постсинтетический (G₂) период интерфазы.

Пресинтетический период (G₁ - сокр. от англ. Grow - расти). Этот период происходит сразу после деления и характеризуется усиленным ростом молодой клетки, в основном за счет накопления клеточных белков. В этом периоде начинается подготовка клеток к синтезу ДНК; происходит синтез ферментов, необходимых для образования предшественников ДНК (нуклеотидфосфокиназ), ферментов метаболизма РНК и белка. Резко возрастает активность ферментов, участвующих в энергетическом обмене.

Синтетический период (S-период, сокр. от synthesis - синтез). В этом периоде происходит удвоение количества ДНК на ядро и соответственно удваивается количество хромосом. Разные клетки, находящиеся в S-периоде, содержат различное количество ДНК - от 2с до 4с. Это связано с тем, что исследованию подвергаются клетки на разных этапах синтеза ДНК (приступившие к синтезу и завершившие его). S-период - это узловой период клеточного цикла, без прохождения его невозможно вступление клетки в митотический цикл. Уровень синтеза РНК в S-периоде возрастает, соответственно увеличивается количество ДНК, достигая своего максимума в G₂-периоде. В этот период происходит удвоение центриолей.

Постсинтетический период (G₂) - премитотический. На данном этапе происходит синтез иРНК, необходимой для прохождения митоза. Кроме этого синтезируются рРНК рибосом, определяющих деление клетки. Особое место среди синтезируемых белков занимают тубулины - белки митотического веретена.

По мере конденсации митотических хромосом в конце G₂ периода синтез РНК резко падает и прекращается полностью во время митоза. Во время митоза синтез белка также снижается, достигая максимума в G₂-периоде.

В организме имеются клетки, которые находятся как бы вне цикла. Эти клетки называют клетки G₀-периода. Они не проходят S-период, не делятся, находятся в состоянии покоя.

Существует несколько типов этих клеток:

1. Стволовые клетки - малодифференцированные клетки, сохранившие способность к делению, но на длительное время вышедшие из цикла, вступая в G₀-период.

2. Клетки, потерявшие способность к делению, но специализируются и дифференцируются. Клетки этого типа, подразделяясь на два вида:

а) клетки, которые встав на путь дифференциации навсегда теряют способность к делению (зрелые клетки крови, клетки эпидермиса);

б) клетки, которые после дифференциации не теряют способность делению и в нужный момент могут возвращаться в цикл (клетки печени)

3. Клетки высокодифференцированные, которые во взрослом организме бесповоротно теряют способность к делению и длительность их жизни соответствует жизни организма (нервные клетки).