Что называют митотическим циклом
Митотический цикл
Смотреть что такое «Митотический цикл» в других словарях:
митотический цикл — Совокупность периодически повторяющихся процессов, протекающих в клетке при подготовке и осуществлении митоза. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических терминов 1995 407с.] Тематики генетика EN mitotic cycle … Справочник технического переводчика
Митотический цикл — Клеточный цикл (или митотический цикл) согласованная однонаправленная последовательность событий, в ходе которой клетка последовательно проходит его разные периоды без их пропуска или возврата к предыдущим стадиям. Клеточный цикл заканчивается… … Википедия
митотический цикл — ląstelės ciklas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Procesų eiga, dalijantis ląstelei. Šį ciklą sudaro mitozė ir interfazė. atitikmenys: angl. cell cycle; mitotic cycle rus. митотический цикл; цикл клетки ryšiai: sinonimas – mitozės… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas
митотический цикл — Синонимы: клеточный цикл жизнь клетки от ее возникновения до деления … Анатомия и морфология растений
митотический цикл — ЭМБРИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ см. клеточный цикл … Общая эмбриология: Терминологический словарь
митотический цикл — совокупность периодически повторяющихся процессов, протекающих в клетке при подготовке и осуществлении митоза … Большой медицинский словарь
МИТОТИЧЕСКИЙ ЦИКЛ — комплекс процессов, вследствие которых в конечном счете из одной клетки образуются две новые клетки … Словарь ботанических терминов
цикл клетки — ląstelės ciklas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Procesų eiga, dalijantis ląstelei. Šį ciklą sudaro mitozė ir interfazė. atitikmenys: angl. cell cycle; mitotic cycle rus. митотический цикл; цикл клетки ryšiai: sinonimas – mitozės… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas
Митотический индекс — Содержание 1 Значение 2 Формула[1] 3 Источники инфор … Википедия
Что называют митотическим циклом
Существует два типа деления клеток — митоз и мейоз. Митоз — обычное деление соматических клеток, благодаря которому организм растет, развивается и регенерирует ткани. Митотическое деление в норме заканчивается появлением двух дочерних клеток, каждая из которых содержит набор хромосом и генов, идентичных родительской клетке. В течение жизни соматических клеток возможны десятки и даже сотни последовательных митозов.
В отличие от этого, мейоз происходит только в половых клетках. Мейоз заканчивается образованием половых клеток или гамет, которые имеют только 23 хромосомы — по одной из каждой пары аутосом и Х- или Y-хромосому. Таким образом, соматические клетки имеют диплоидный (diploos, двойное количество) или 2п-набор хромосом (т.е. 46 хромосом), а гаметы имеют гаплоидный (haploos, единственный) или n-набор хромосом (т.е. 23 хромосомы). Клинически значимые аномалии числа или структуры хромосом могут возникать в ходе деления как в соматических, так и в половых клетках.
Клеточный цикл
Человек начинает свое существование как оплодотворенная яйцеклетка (зигота) — диплоидная клетка, из которой происходят все клетки организма (приблизительно около 100 трлн в течение жизни), полученные в ходе десятков и сотен последовательных митозов. Очевидно, что митоз критически важен для роста и дифференцировки, но он занимает только небольшую часть жизненного цикла клетки. Период между двумя последующими митозами называют интерфазой, это состояние, в котором проходит основная часть жизни клетки.
Сразу же после митоза клетка входит в фазу G1, в которой не происходит синтез ДНК. Некоторые клетки проходят этот этап в течение нескольких часов; другие тратят на него гораздо больше: дни и даже годы. Фактически некоторые типы клеток, например эритроциты и нейроны, вообще не делятся после завершения дифференцировки. Таким образом они навсегда остаются в фазе G1, называемой в этом случае G0. Другие клетки, например печеночные, могут входить в стадию G0, но в случае повреждения органа возвращаются в фазу G1 и продолжают клеточный цикл.
Хотя молекулярные механизмы, управляющие клеточным циклом, понятны не до конца, ясно, что существует целая серия контрольных точек, которые определяют время каждой стадии митоза. Кроме того, эти контрольные точки управляют точностью синтеза ДНК, а также формированием и прикреплением сложной сети микротрубочек, обеспечивающих расхождение хромосом. Если обнаружен дефект генома на контрольных точках, клеточный цикл останавливается до восстановления повреждения, а в случае, если это невозможно, запускается программа смерти клетки (процесс, называемый апоптозом).
В течение фазы G1 каждая клетка содержит одну диплоидную копию генома. Вслед за фазой G1 наступает фаза S, стадия синтеза ДНК, при котором каждая хромосома, представленная в G1 единственной молекулой ДНК, удваивается и становится двойной хромосомой, состоящей из двух сестринских хроматид, каждая из которых содержит идентичную копию исходной двойной спирали линейной ДНК. Концы хромосомы (или хроматиды) представлены теломерами, состоящими из специализированных повторяющихся последовательностей ДНК, которые сохраняют целостность хромосомы в течение деления.
Для корректного создания и поддержки теломеров существует специальный фермент — теломераза, необходимый для того чтобы процесс синтеза ДНК захватил концы каждой хромосомы. В отсутствие теломеразы концы хромосом становятся все короче и короче, в конечном счете приводя к гибели клетки. Две сестринские хроматиды физически соприкасаются в центромере — участке ДНК, ассоциированном со множеством специфических белков, и формируют кинетохор. Эта сложная структура служит для прикрепления каждой хромосомы к микротрубочкам (нитям) митотического веретена и управляет перемещением хромосом в ходе митоза. Синтез ДНК в течение S фазы несинхронный во всех хромосомах и даже в пределах одной хромосомы; более того, в каждой хромосоме он начинается в сотнях и даже тысячах мест, называемых точками начала репликации ДНК.
Индивидуальные хромосомные сегменты имеют собственное характерное время копирования в течение 6-8-часовой фазы S.
К концу S фазы содержание ДНК в клетке удваивается, и каждая клетка теперь содержит две копии диплоидного генома. После фазы S клетка входит в короткую фазу G2. В ходе всего клеточного цикла происходит продукция рибонуклеиновых кислот и белков, клетка постепенно увеличивается, в конечном счете практически удваивая общий объем перед следующим митозом, которым и заканчивается фаза G2. Митоз наступает, когда отдельные хромосомы начинают конденсироваться и становятся видимыми под микроскопом как тонкие нити, что детально описано далее.
Фазы G1, S и G2 составляют интерфазу. В типичных делящих клетках человека эти три фазы занимают в общей сложности от 16 до 24 ч, в то время как митоз продолжается только 1-2 ч. Тем не менее существует значительная вариабельность в продолжительности клеточного цикла, от нескольких часов у быстро делящихся клеток, например эпидермиса кожи или слизистой оболочки кишечника, до многих месяцев у других типов клеток.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Митотический цикл
Клеточный цикл (или митотический цикл) — согласованная однонаправленная последовательность событий, в ходе которой клетка последовательно проходит его разные периоды без их пропуска или возврата к предыдущим стадиям. Клеточный цикл заканчивается делением исходной клетки на две дочерние клетки.
Содержание
Длительность клеточного цикла эукариот
Длительность клеточного цикла у разных клеток варьирует. У быстро размножающихся клеток взрослых организмов таких как кроветворные или базальные клетки эпидермиса и тонкой кишки могут входить в клеточный цикл каждые 12-36 ч. Короткие клеточные циклы около 30 мин наблюдаются при быстром дроблении яиц иглокожих и земноводных. В экспериментальных условиях короткий клеточный цикл 20ч имеют многие линии клеточных культур. У большинства клеток длительность периода между митозами составляет примерно 10-24 ч.
Фазы клеточного цикла эукариот
Клеточный цикл эукариот состоит из интерфазы, во время которой идет синтез ДНК и белков и осуществляется подготовка к делению клетки и собственно само деление клетки, митоз. Интерфаза состоит из нескольких периодов: G1-фазы начального роста, во время которой идет синтез мРНК, белков, других клеточных компонентов, S-фазы (синтетической фазы), во время которой идет удвоение † ДНК и G2-фазы во время которой идет подготовка к митозу. У дифференцировавшихся клеток, которые более не делятся в жизненном цикле может отсутствовать G1 фаза. Такие клетки находятся в фазе покоя G0.
Регуляция клеточного цикла
Закономерная последовательность смены периодов клеточного цикла осуществляется при взаимодействии таких белков, как циклин-зависимые киназы и циклины. Клетки, находящиеся в G0 фазе могут вступать в клеточный цикл при действии на них гормонов роста. Разные факторы роста, такие как тромбоцитарный, эпидермальный, фактор роста нервов связываясь со своими рецепторами запускают внутриклеточный сигнальный каскад, приводящий в итоге к транскрипции генов циклинов и циклин-зависимых киназ. Циклин-зависимые киназы становятся активными лишь при взаимодействии с соответствующими циклинами. Содержание различных циклинов в клетке меняется на протяжении всего клеточного цикла. Циклин является регуляторной компонентой комплекса циклин-циклин-зависимая киназа. Киназа же является каталитическим компонентом этого комплекса. Киназы не активны без циклинов. На разных стадиях клеточного цикла синтезируются разные циклины. Так содержание циклина B в ооцитах лягушки достигает максимума к моменту митоза, когда запускается весь каскад реакций фосфорилирования запускаемый комплексом циклин-В/циклин-зависимая киназа. К окончанию митоза циклин быстро разрушается протеиназами.
Контрольные точки клеточного цикла
Для определения завершения каждой фазы клеточного цикла необходимо наличие в нем контрольных точек. Если клетка «проходит» контрольную точку то она продолжается «двигаться» по клеточному циклу. Если же какие-либо обстоятельства, например повреждение ДНК, мешают клетке пройти через контрольную точку, которую можно сравнить со своего рода контрольным пунктом, то клетка останавливается и другой фазы клеточного цикла не наступает по крайней мере до тех пор, пока не будут устранены препятствия, не позволявшие клетке пройти через контрольный пункт. Существует как минимум четыре контрольных точки клеточного цикла: точка в G1 где проверяется интактность ДНК, перед вхождением в S-фазу, сверочная точка в S-фазе, в которой проверяется правильность репликации ДНК, сверочная точка в G2, в которой проверяются повреждения, пропущенные при прохождении предыдущих сверочных точек, либо полученные на последующих стадиях клеточного цикла. В G2 фазе детектируется полнота репликации ДНК и клетки, в которых ДНК недореплицирована не входят в митоз. В контрольной точке сборки веретена деления проверяется, все ли кинетохоры прикреплены к микротрубочкам.
Нарушения клеточного цикла и образование опухолей
Нарушение нормальной регуляции клеточного цикла является причиной появления большинства солидных опухолей. В клеточном цикле, как уже говорилось, прохождение контрольных пунктов его возможно только в случае нормального завершения предыдущих этапов и отсутствия поломок. Для опухолевых клеток характерны изменения компонентов сверочных точек клеточного цикла. При инактивации сверочных точек клеточного цикла наблюдается дисфункция некоторых опухолевых супрессоров и протоонкогенов, в частности p53, pRb, Myc и Ras. Белок p53 является одним из факторов транскрипции, который инициирует синтез белка p21, являющегося ингибитором комплекса CDK-циклин что приводит к остановке клеточного цикла в G1 и G2 периоде. Таким образом клетка у которой повреждено ДНК не вступает в S-фазу. При мутациях, приводящих к потере генов белка p53, или при их изменениях, блокады клеточного цикла не происходит, клетки вступают в митоз, что приводит к появлению мутантных клеток, большая часть из которых нежизнеспособна, другая — дает начало злокачественным клеткам.
Жизненный и митотический цикл клетки. Фазы митотического цикла, их характеристика и значение. Проблема клеточной пролиферации в медицине.
Жизненный цикл – период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.
Митоз –тип деления клетки, при котором образуются дочерние клетки с таким же набором хромосом, как и у материнской клетки.
Биологическое значение митоза:
1. В результате митоза образуются две клетки, каждая из которых содержит столько же хромосом, сколько их было в материнской.
2. Дочерние клетки генетически идентичны родительской.
3. Число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста.
4. Многие виды растений и животных размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножения.
5. Митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.
Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза. Длительность митотического цикла у
разных организмов сильно варьирует. Непосредственно на деление клетки уходит обычно 1– 3 ч, то есть основную часть жизни клетка находится в интерфазе.
Интерфазой называют промежуток между двумя клеточными делениями.
Продолжительность интерфазы, как правило, составляет до 90% всего клеточного цикла.
Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетический, или G1; синтетический, или S;
постсинтетический, или G2.
1. Начальный отрезок интерфазы – пресинтетический период (2n2с, где n – количество хромосом, с – количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза.
2. Синтетический период по продолжительности очень различен: от нескольких минут у бактерий до 6–12 ч в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы – удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4с).
3. Постсинтетический период. Обеспечивает подготовку клетки к делению и также характеризуется интенсивными процессами синтеза белков, входящих в состав хромосом; синтезируются ферменты и энергетические вещества, необходимые для обеспечения процесса деления клетки.
2. Метафаза (2n4с). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку. Центромеры хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, некоторые нити проходят от полюса к полюсу клетки, не прикрепляясь к хромосомам.
3. Анафаза (4n4с). Начинается с деления центромер всех хромосом, в результате чего хроматиды превращаются в две совершенно обособленные, самостоятельные дочерние хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.
4. Телофаза (2n2с). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки (или цитокинез).
С начала 60-х гг. появились новые взгляды на значение для старения и продолжительности жизни закономерностей клеточной пролиферации. На основании подсчета числа делений фибробластов, высеваемых в культуру ткани от эмбриона человека и от людей в возрасте 20 лет и выше, было сделано заключение о пределе клеточных делений (лимит Хейфлика), которому соответствует видовая длительность жизни. Показано, что фибробласты мыши способны удваивать свою численность 14—28 раз, цыпленка —15—35, человека—40—60, черепахи—72—114 раз. Проверка результатов, о которых идет речь, выявила, что представление об ограниченности числа клеточных делений в индивидуальном развитии является неточным.
Что называют митотическим циклом
Рост тела человека обусловлен увеличением размера и количества клеток, при этом последнее обеспечивается процессом деления, или митозом. Пролиферация клеток происходит под воздействием внеклеточных факторов роста, а сами клетки проходят через повторяющуюся последовательность событий, известную как клеточный цикл.
Различают четыре основные фазы клеточного цикла: G1 (пресинтетическая), S (синтетическая), G2 (постсинтетическая) и М (митотическая). Затем следует разделение цитоплазмы и плазматической мембраны, в результате чего возникают две одинаковые дочерние клетки. Фазы Gl, S и G2 входят в состав интерфазы. Репликация хромосом происходит во время синтетической фазы, или S-фазы.
Большинство клеток не подвержено активному делению, их митотическая активность подавляется во время фазы GO, входящей в состав фазы G1.
Продолжительность М-фазы составляет 30—60 мин, в то время как весь клеточный цикл проходит примерно за 20 ч. В зависимости от возраста нормальные (не опухолевые) клетки человека претерпевают до 80 митотических циклов.
Процессы клеточного цикла контролируются последовательно повторяющимися активацией и инактивацией ключевых ферментов, называемых цик дин зависимыми протеинкиназами (ЦЗК), а также их кофакторов — циклинов. При этом под воздействием фосфокиназ и фосфатаз происходят фосфорилирование и дефосфорилирование особых циклин-ЦЗК-комплексов, ответственных за начало тех или иных фаз цикла.
Кроме того, на соответствующих стадиях подобные ЦЗК-белки вызывают уплотнение хромосом, разрыв ядерной оболочки и реорганизацию микротрубочек цитоскелета в целях формирования веретена деления (митотического веретена).
G1-фаза клеточного цикла
G1-фаза — промежуточная стадия между М- и S-фазами, во время которой происходит увеличение количества цитоплазмы. Кроме того, в конце фазы G1 расположена первая контрольная точка, на которой происходят репарация ДНК и проверка условий окружающей среды (достаточно ли они благоприятны для перехода к S-фазе).
При возникновении патологий белка р53 репликация дефективной ДНК продолжается, что позволяет делящимся клеткам накапливать мутации и способствует развитию опухолевых процессов. Именно поэтому белок р53 часто называют «стражем генома».
G0-фаза клеточного цикла
Пролиферация клеток у млекопитающих возможна только при участии секретируемых другими клетками внеклеточных факторов роста, которые оказывают своё воздействие через каскадную сигнальную трансдукцию протоонкогенов. Если во время фазы G1 клетка не получает соответствующих сигналов, то она выходит из клеточного цикла и переходит в состояние G0, в котором может находиться несколько лет.
Блок G0 происходит при помощи белков — супрессоров митоза, один из которых — ретинобластомный белок (Rb-белок), кодируемый нормальными аллелями гена ретинобластомы. Данный белок прикрепляется кособым регуляторным протеинам, блокируя стимуляцию транскрипции генов, необходимых для пролиферации клеток.
Внеклеточные факторы роста разрушают блок путём активации Gl-специфических циклин-ЦЗК-комплексов, которые фосфорилируют Rb-белок и изменяют его конформацию, в результате чего разрывается связь с регуляторными белками. При этом последние активируют транскрипцию кодируемых ими генов, которые запускают процесс пролиферации.
S фаза клеточного цикла
Стандартное количество двойных спиралей ДНК в каждой клетке, соответствующее диплоидному набору одноцепочечных хромосом, принято обозначать как 2С. Набор 2С сохраняется на протяжении фазы G1 и удваивается (4С) во время S-фазы, когда синтезируется новая хромосомная ДНК.
Начиная с конца S-фазы и до М-фазы (включая фазу G2) каждая видимая хромосома содержит две плотно связанные друг с другом молекулы ДНК, называемые сестринскими хроматидами. Таким образом, в клетках человека начиная с конца S-фазы и до середины М-фазы присутствуют 23 пары хромосом (46 видимых единиц), но 4С (92) двойные спирали ядерной ДНК.
В процессе митоза происходит распределение одинаковых наборов хромосом по двум дочерним клеткам таким образом, чтобы в каждой из них содержалось по 23 пары 2С-молекул ДНК. Следует отметить, что фазы G1 и G0 — единственные фазы клеточного цикла, во время которых в клетках 46 хромосомам соответствует 2С-набор молекул ДНК.
G2-фаза клеточного цикла
Вторая контрольная точка, на которой проверяется размер клетки, находится в конце фазы G2, расположенной между S-фазой и митозом. Кроме того, на данной стадии, прежде чем перейти к митозу, происходит проверка полноты репликации и целостности ДНК. Митоз (М-фаза)
1. Профаза. Хромосомы, каждая из которых состоит из двух одинаковых хроматид, начинают уплотняться и становятся видимыми внутри ядра. На противоположных полюсах клетки вокруг двух центросом из волокон тубулина начинает образовываться веретеноподобный аппарат.
2. Прометафаза. Происходит разделение мембраны ядра. Вокруг центромер хромосом формируются кинетохоры. Волокна тубулина проникают внутрь ядра и концентрируются вблизи кинетохор, соединяя их с волокнами, исходящими из центросом.
3. Метафаза. Натяжение волокон заставляет хромосомы выстраиваться посередине в линию между полюсами веретена, формируя тем самым метафазную пластинку.
4. Анафаза. ДНК центромер, разделённая между сестринскими хроматидами, дуплицируется, хроматиды разделяются и расходятся ближе к полюсам.
6. Цитокинез. Клеточная мембрана сокращается и посередине между полюсами образуется борозда дробления, которая со временем разделяет две дочерние клетки.
Цикл центросомы
Во время фазы G1 происходит разделение пары центриолей, сцепленных с каждой центросомой. На протяжении S- и G2-фаз справа от старых центриолей формируется новая дочерняя центриоль. В начале М-фазы центросома разделяется, две дочерние центросомы расходятся к полюсам клетки.
Медицинское значение понимания клеточного цикла
Для анализа кариотипа процесс деления клетки подавляют колхицином во время метафазы.
Таксол блокирует разборку веретена деления, его используют в качестве противоопухолевого препарата.
Видео стадии и фазы клеточного цикла клетки
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021