Семинар 3. Семинар (Гистология) 11. Способы репродукции соматических кл. Их морфологическая характеристика. Митоз

Скачать 321.24 Kb. Название Семинар (Гистология) 11. Способы репродукции соматических кл. Их морфологическая характеристика. Митоз Анкор Семинар 3.docx Дата 28.04.2017 Размер 321.24 Kb. Формат файла Имя файла Семинар 3.docx Тип Семинар #4735 страница 1 из 3

1   2   3 Семинар 3. (Гистология) 11. Способы репродукции соматических кл. Их морфологическая характеристика. Митоз– сложное, непрямое, полноценное деление клетки. - Профаза – хромосомы спирализуются, укорачиваются, приобретают вид нитей и ядро напоминает клубок нитей. Ядрышко начинает разрушаться. Ядерная оболочка частично лизируется. В цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой ЭПС. Резко уменьшается число полисом. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам. Между ними микротрубочки образуют веретено деления, увеличивается вязкость цитоплазмы, её тургорт и поверхностное натяжение внутренней мембраны. - Прометафаза – исчезает ядерная оболочка и ядрышко. Хромосомы в виде толстых нитей располагаются по экватору. - Метафаза – заканчивается образование веретена деления. Хроматиновые нити прикрепляются одним концом к центриолям, а другим к центромерам хромосом. Хроматиды начинают отталкиваться друг от друга. Хромосомы подразделяются на две хроматиды. Остаются сцепленными в центре. Хромосомы выстраиваются по экватору, образуя материнскую звезду. Анафаза – рвётся связь по центромере, сохраняются нити ахроматинового веретена и растягивают хроматиды к центриолям. - Телофаза – происходят процессы обратные процессам профазы. Хромосомы десрирализуются, удлиняются, становятся тонкими. Формируется ядрышко, образуется ядерная мембрана, разрушается веретено деления, происходит цитокинез. Из материнской клетки образуются две дочерние. Полиплоидия-образование кл. с повышенным содержанием ДНК. Пр-сс полиплоидизации происходит следующим образом: послеS-периода кл, обладающие 4с количеством ДНК, вступают в митотическое деление и проходят все 4-е стадии, включая телофазу, но не приступая к цитотомии. Образуется двуядерная кл.(2*2n) . Если она снова проходитS-период, то оба ядра будут содержать по 4 ДНК иnхромосом. Такая кл. вступает в митоз , на стадии метафазы происходит объединение хромосомных наборов, а затем нормальное деление, в рез-те кот-го образ-ся 2-е тетраплоидные кл.. Этот пр-сс попеременного появления двуядерных и одноядерных кл. приводит появлению ядер с 8n?, 16n, 32n, кол-вом хромосом. 12. Эндоцитоз. Экзоцитоз. Эндоцито́з— процесс захвата (интернализации) внешнего материалаклеткой, осуществляемый путём образования мембранныхвезикул. В результате эндоцитоза клетка получает для своей жизнедеятельностигидрофильныйматериал, который иначе не проникает черезлипидныйбислойклеточной мембраны. Различаютфагоцитоз,пиноцитозирецептор-опосредованный эндоцитоз. Эндоцитоз начинается с сорбции на пов-ти плазмолеммы поглощаемых в-в. Связывание их с плазмолеммой определяется наличием на её пов-сти рецепторных молекул. После сорбции в-в на пов-сти плазмолемма начинает образовывать сначала небольшие впячивания внутрь кл. Эти впячивания могут иметь вид пузырьков или представлять глубокие инвагинации, впячивания внутрь кл. Далее эти впячивания отшнуровываются от плазмолеммы и в виде пузырьков свободно располагаются под ней. Затем эндоцитозные пузырьки сливаются др. с др. Экзоцитоз-выведение в-в из кл. В этом случае внутрикл. продукты( белки, мукополисахариды, липопротеиды), заключенные в вакуоли или пузырьки подходят к плазмолемме. В местах контактов плазмолемма и мембрана вакуоли сливается и содержимое вакуоли поступает в окруж.ср. 13. Жизненный цикл кл.: его этапы, морфо-функциональная характеристика и особенности у различных видов кл. Жизненный цикл клетки– это период существования клетки от момента её образования путём деления материнской клетки до её смерти. Важнейшим компонентом является митотический цикл. Периоды: - Интерфаза – подготовка к делению клетки. - Митоз – деление клетки. Интерфаза - подготовка к делению клетки. - Пресинтетический (G1) – идёт рост образовавшейся клетки, синтез различных РНК и белков. Синтез ДНК не происходит. (12-24 часа). 2n2c (хромосом и ДНК). - Синтетический (S) – синтез ДНК и редупликация хромосом. Синтез РНК и белка. (10 часов). - Постсинтетический (G2) – синтез ДНК останавливается. Происходит синтез РНК, белков и накопление энергии. Ядро увеличивается в размере. Происходит его деление. (3-4 часа). Способы деления клеток: - Амитоз – прямое, простое деление клетки (неполноценное). - Митоз – сложное, непрямое, полноценное деление клетки. - Мейоз – сложное, непрямое, редукционное деление специализированных клеток репродуктивных органов. Способы деления клеточных структур: - Эндомитоз – увеличение числа хромосом кратное их набору. - Политения – образование многонитчатых хромосом за счёт многократной репликации хромосом. Митоз – сложное, непрямое, полноценное деление клетки. - Профаза – хромосомы спирализуются, укорачиваются, приобретают вид нитей и ядро напоминает клубок нитей. Ядрышко начинает разрушаться. Ядерная оболочка частично лизируется. В цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой ЭПС. Резко уменьшается число полисом. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам. Между ними микротрубочки образуют веретено деления, увеличивается вязкость цитоплазмы, её тургорт и поверхностное натяжение внутренней мембраны. - Прометафаза – исчезает ядерная оболочка и ядрышко. Хромосомы в виде толстых нитей располагаются по экватору. - Метафаза – заканчивается образование веретена деления. Хроматиновые нити прикрепляются одним концом к центриолям, а другим к центромерам хромосом. Хроматиды начинают отталкиваться друг от друга. Хромосомы подразделяются на две хроматиды. Остаются сцепленными в центре. Хромосомы выстраиваются по экватору, образуя материнскую звезду. Анафаза – рвётся связь по центромере, сохраняются нити ахроматинового веретена и растягивают хроматиды к центриолям. - Телофаза – происходят процессы обратные процессам профазы. Хромосомы десрирализуются, удлиняются, становятся тонкими. Формируется ядрышко, образуется ядерная мембрана, разрушается веретено деления, происходит цитокинез. Из материнской клетки образуются две дочерние. Клеточный (жизненный) цикл Клеточный (или жизненный) цикл клетки – время существования клетки от деления до следующего деления или от деления до смерти. Для разных типов клеток клеточный цикл различен. В организме млекопитающих и человека различают следующие типы клеток, локализующиеся в разных тканях и органах: 1) часто делящиеся клетки (малодифференцированные клетки эпителия кишечника, базальные клетки); 2) редко делящиеся клетки (клетки печени – гепатоциты); 3) неделящиеся клетки (нервные клетки центральной нервной системы, меланоциты и др.). Жизненный цикл у этих клеточных типов различен. Жизненный цикл у часто делящихся клеток – время их существования от начала деления до следующего деления. Жизненный цикл таких клеток нередко называют митотическим циклом. Такой клеточный цикл подразделяется на два основных периода: 1) митоз (или период деления); 2) интерфазу (промежуток жизни клетки между двумя делениями). Выделяют два основных способа размножения (репродукции) клеток. 1. Митоз (кариокенез) – непрямое деление клеток, присущее в основном соматическим клеткам. 2. Мейоз (редукционное деление) характерен только для половых клеток. Имеются описания и третьего способа деления клеток – амитоза (или прямого деления), которое осуществляется путем перетяжки ядра и цитоплазмы с образованием двух дочерних клеток или одной двухядерной. Однако в настоящее время считают, что амитоз характерен для старых и дегенерирующих клеток и является отражением патологии клетки. Указанные два способа деления клеток подразделяются на фазы или периоды. Митоз подразделяется на четыре фазы: 1) профазу; 2) метафазу; 3) анафазу; 4) телофазу. Профаза характеризуется морфологическими изменениями ядра и цитоплазмы. В ядре происходят следующие преобразования: 1) конденсация хроматина и образование хромосом, состоящих из двух хроматид; 2) исчезновение ядрышка; 3) распад кариолеммы на отдельные пузырьки. В цитоплазме происходят следующие изменения: 1) редупликация (удвоение) центриолей и расхождение их к противоположным полюсам клетки; 2) формирование из микротрубочек веретена деления; 3) редукция зернистой ЭПС и также уменьшение числа свободных и прикрепленных рибосом. В метафазе происходит следующее: 1) образование метафазной пластинки (или материнской звезды); 2) неполное обособление сестринских хроматид друг от друга. Для анафазы характерно: 1) полное расхождение хроматид и образование двух равноценных дипольных наборов хромосом; 2) расхождение хромосомных наборов к полюсам митотического веретена и расхождение самих полюсов. Для телофазы характерны: 1) деконденсация хромосом каждого хромосомного набора; 2) формирование из пузырьков ядерной оболочки; 3) цитотомия, (перетяжка двухядерной клетки на две дочерние самостоятельные клетки); 4) появление ядрышек в дочерних клетках. Интерфазу подразделяют на три периода: 1) I – J1 (или пресинтетический период); 2) II – S (или синтетический); 3) III – J2 (или постсинтетический период). В пресинтетическом периоде в клетке происходят следующие процессы: 1) усиленное формирование синтетического аппарата клетки – увеличение числа рибосом и различных видов РНК (транспортной, информационной, рибосомальной); 2) усиление синтеза белка, необходимого для роста клетки; 3) подготовка клетки к синтетическому периоду – синтез ферментов, необходимых для образования новых молекул ДНК. Для синтетического периода характерно удвоение (редупликация) ДНК, что приводит к удвоению плоидности диплоидных ядер и является обязательным условием для последующего митотического деления клетки. Постсинтетический период характеризуется усиленным синтезом информационной РНК и всех клеточных белков, особенно тубулинов, необходимых для формирования веретена деления. Клетки некоторых тканей (например, гепатоциты) по выходе из митоза вступают в так называемый J0-период, во время которого они выполняют свои многочисленные функции в течение ряда лет, при этом не вступая в синтетический период. Только при определенных обстоятельствах (при повреждении или удалении части печени) они вступают в нормальный клеточный цикл (или в синтетический период), синтезируя ДНК, а затем митотически делятся. Жизненный цикл таких редко делящихся клеток можно представить следующим образом: 1) митоз; 2) J1-период; 3) J0-период; 4) S-период; 5) J2-период. Большинство клеток нервной ткани, особенно нейроны центральной нервной системы, по выходе из митоза еще в эмбриональном периоде в дальнейшем не делятся. Жизненный цикл таких клеток состоит из следующих периодов: 1) митоза – I период; 2) роста – II период; 3) длительного функционирования – III период; 4) старения – IV период; 5) смерти – V период. На протяжении длительного жизненного цикла такие клетки постоянно регенерируют по внутриклеточному типу: белковые и липидные молекулы, входящие в состав разнообразных клеточных структур, постепенно заменяются новыми, т. е. клетки постепенно обновляются. На протяжении жизненного цикла в цитоплазме неделящихся клеток накапливаются различные, прежде всего липидные включения, в частности липофусцин, рассматриваемый в настоящее время как пигмент старения. Мейоз – способ деления клеток, при котором происходит уменьшение числа хромосом в дочерних клетках в 2 раза, характерен для половых клеток. В данном способе деления отсутствует редупликация ДНК. Кроме митоза и мейоза, выделяется также эндорепродукция, не приводящая к увеличению количества клеток, но способствующая увеличению количества работающих структур и усилению функциональной способности клетки. Для данного способа характерно, что после митоза клетки сначала вступают в J1-, а затем в S-период. Однако такие клетки после удвоения ДНК не вступают в J2-период, а затем в митоз. В результате этого количество ДНК становится увеличенным вдвое – клетка превращается в полиплоидную. Полиплоидные клетки могут вновь вступать в S-период, в результате чего они увеличивают свою плоидность. В полиплоидных клетках увеличивается размер ядра и цитоплазмы, клетки становятся гипетрофированными. Некоторые полиплоидные клетки после редупликации ДНК вступают в митоз, однако он не заканчивается цитотомией, так как такие клетки становятся двухъядерными. Таким образом, при эндорепродукции не происходит увеличения числа клеток, но увеличивается количество ДНК и органелл, следовательно, и функциональная способность полиплоидной клетки. Способностью к эндорепродукции обладают не все клетки. Наиболее характерна эндорепродукция для печеночных клеток, особенно с увеличением возраста (например, в старости 80% гепатоцитов человека являются полиплоидными), а также для ацинозных клеток поджелудочной железы и эпителия мочевого пузыря. 14. Митоз как основной способ репродукции соматических кл. Характеристика основных процессов его различных стадий. Митоз – сложное, непрямое, полноценное деление клетки. - Профаза – хромосомы спирализуются, укорачиваются, приобретают вид нитей и ядро напоминает клубок нитей. Ядрышко начинает разрушаться. Ядерная оболочка частично лизируется. В цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой ЭПС. Резко уменьшается число полисом. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам. Между ними микротрубочки образуют веретено деления, увеличивается вязкость цитоплазмы, её тургорт и поверхностное натяжение внутренней мембраны. - Прометафаза – исчезает ядерная оболочка и ядрышко. Хромосомы в виде толстых нитей располагаются по экватору. - Метафаза – заканчивается образование веретена деления. Хроматиновые нити прикрепляются одним концом к центриолям, а другим к центромерам хромосом. Хроматиды начинают отталкиваться друг от друга. Хромосомы подразделяются на две хроматиды. Остаются сцепленными в центре. Хромосомы выстраиваются по экватору, образуя материнскую звезду. Анафаза – рвётся связь по центромере, сохраняются нити ахроматинового веретена и растягивают хроматиды к центриолям. - Телофаза – происходят процессы обратные процессам профазы. Хромосомы десрирализуются, удлиняются, становятся тонкими. Формируется ядрышко, образуется ядерная мембрана, разрушается веретено деления, происходит цитокинез. Из материнской клетки образуются две дочерние. Профилактика и лечение болезни требуют знание генетики. Мейоз, его фазы, биологическое значение При половом размножении дочерний организм возникает в результате слияния двух половых клеток (гамет) и последующего развития из оплодотворенной яйцеклетки —зиготы. Половые клетки родителей обладают гаплоидным набором (n) хромосом, а в зиготе при объединении двух таких наборов число хромосом становится диплоидным (2n): каждая пара гомологичных хромосом содержит одну отцовскую и одну материнскую хромосому. Гаплоидные клетки образуются из диплоидных в результате особого клеточного деления — мейоза. Мейоз — разновидность митоза, в результате которого из диплоидных (2п) соматических клеток половых желез образуются гаплоидные гаметы (1n). При оплодотворении ядра гаметы сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом. Таким образом, мейоз обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и количества ДНК. Мейоз представляет собой непрерывный процесс, состоящий из двух последовательных делений, называемых мейозом I и мейозом II. В каждом делении различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В результате мейоза I число хромосом уменьшается вдвое (редукционное деление): при мейозе II гаплоидность клеток сохраняется (эквационное деление). Клетки, вступающие в мейоз, содержат генетическую информацию 2n2хр (рис. 1). В профазе мейоза I происходит постепенная спирализация хроматина с образованием хромосом. Гомологичные хромосомы сближаются, образуя общую структуру, состоящую из двух хромосом (бивалент) и четырех хроматид (тетрада). Соприкосновение двух гомологичных хромосом по всей длине называется конъюгацией. Затем между гомологичными хромосомами появляются силы отталкивания, и хромосомы сначала разделяются в области центромер, оставаясь соединенными в области плеч, и образуют перекресты (хиазмы). Расхождение хроматид постепенно увеличивается, и перекресты смещаются к их концам. В процессе конъюгации между некоторыми хроматидами гомологичных хромосом может происходить обмен участками — кроссинговер, приводящий к перекомбинации генетического материала. К концу профазы растворяются ядерная оболочка и ядрышки, формируется ахроматиновое веретено деления. Содержание генетического материала остается прежним (2n2хр). В метафазе мейоза I биваленты хромосом располагаются в экваториальной плоскости клетки. В этот момент спирализация их достигает максимума. Содержание генетического материала не изменяется (2п2хр). В анафазе мейоза I гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, окончательно отходят друг от друга и расходятся к полюсам клетки. Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна — число хромосом уменьшается вдвое (происходит редукция). Содержание генетического материала становится 1n2хр у каждого полюса. В телофазе происходит формирование ядер и разделение цитоплазмы — образуются две дочерние клетки. Дочерние клетки содержат гаплоидный набор хромосом, каждая хромосома — две хроматиды (1n2хр). Интеркинез — короткий промежуток между первым и вторым мейотическими делениями. В это время не происходит репликации ДНК, и две дочерние клетки быстро вступают в мейоз II, протекающий по типу митоза. Рис. 1. Схема мейоза (показана одна пара гомологичных хромосом). Мейоз I: 1, 2, 3. 4. 5 — профаза; 6 —метафаза; 7 — анафаза; 8 — телофаза; 9 — интеркинез. Мейоз II; 10 —метафаза; II —анафаза; 12 — дочерние клетки. В профазе мейоза II происходят тс же процессы, что и в профазе митоза. В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной плоскости. Изменений содержания генетического материала не происходит (1n2хр). В анафазе мейоза II хроматиды каждой хромосомы отходят к противоположным полюсам клетки, и содержание генетического метериала у каждого полюса становится lnlxp. В телофазе образуются 4 гаплоидные клетки (lnlxp). Таким образом, в результате мейоза из одной диплоидной материнской клетки образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом. Кроме того, в профазе мейоза I происходит перекомбинация генетического материала (кроссинговер), а в анафазе I и II — случайное отхождение хромосом и хроматид к одному или другому полюсу. Эти процессы являются причиной комбинативной изменчивости. Биологическое значение мейоза: 1)  является основным этапом гаметогенеза; 2)  обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении; 3)  дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой. 24. Способы репродукции клеток (митоз, мейоз, амитоз); биологическое и генетическое значение разных способов деления клеток. Различают несколько способов деления клеток: митоз, амитоз, мейоз. Митоз - универсальный способ деления клеток. Это непрямое сложное деление, характерное для соматических клеток. Биологическое значение митоза - увеличение количества генетически идентичных клеток. Амитоз - это простое, прямое деление ядра на две или более частей. Не формируется аппарат деления, способствующий строго равномерному распределению генетического материала между дочерними ядрами. Дочерние ядра могут содержать разный объём генетического материала. Таким образом, амитоз нельзя считать полноценным делением. Деление цитоплазмы часто не происходит, и тогда образуются двуядерные (многоядерные) клетки. Такие клетки теряют способность в дальнейшем вступать в полноценное митотическое деление. Различают три вида амитоза: реактивный, дегенеративный и генеративный. Мейоз - сложное деление, в результате которого образуются половые клетки (гаметы). Состоит из двух последовательных делений. Особенно сложным является первое деление мейоза (профаза I). При мейозе происходит перекомбинация генетического материала (кроссинговер, независимое расхождение целых хромосом в анафазе I и независимое расхождение хроматид в анафазе II). В результате мейоза образуются гаплоидные клетки ("nc") и возникает комбинативная изменчивость. Биологическое значение мейоза состоит в поддержании постоянства кариотипа и возникновении генетически неидентичных гамет, что определяет формирование организмов с индивидуальными особенностями. Мейоз происходит в процессе гаметогенеза (образование половых клеток) в половых железах (гонадах). 25. Эндорепродукция: эндомитоз и политения. Механизмы, значение. Эндорепродукция - явление, связанное не с увеличением количества клеток, а с увеличением (репродукцией) генетического материала в клетке. Различают два вида эндорепродукции: эндомитоз и политению. Эндомитоз происходит при нарушении нормального хода митоза (сохранение ядерной оболочки в профазе, разрушение митотического аппарата в начале анафазы) и приводит к увеличению плоидности клетки, кратное " n ". Если в эндомитоз вступила клетка, содержавшая 2n, то образуется клетка - 4 n и т. д. Таким образом, результат эндомитоза - полиплоидия. Политения - образование гигантских политенных (многонитчатых) хромосом. В периоде S одна репликация ДНК следует за другой десятки и сотни раз, поэтому образуются хромосомы, содержащие сотни молекул ДНК. Важным является то, что это - интерфазные хромосомы, на которых идут транскрипционные процессы (области пуффов), и это можно наблюдать в световой микроскоп. Сравнивая локализацию пуффов и синтез определённых белков, можно составить цитологические карты хромосом, то есть ориентировочно определить локализацию отдельных генов на хромосоме. Биологическое значение политении - увеличение числа идентичных генов, и как следствие, резкая интенсификация синтеза определённых белков.   1   2   3