Ikot ng cell. Maikling tungkol sa interphase

bahay / diborsiyo

Taas ng katawan ng tao ay sanhi ng pagtaas ng laki at bilang ng mga selula, ang huli ay sinisiguro ng proseso ng paghahati, o mitosis. Ang paglaganap ng cell ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng mga extracellular growth factor, at ang mga cell mismo ay sumasailalim sa paulit-ulit na pagkakasunod-sunod ng mga kaganapan na kilala bilang cell cycle.

Mayroong apat na pangunahing mga yugto: G1 (presynthetic), S (synthetic), G2 (postsynthetic) at M (mitotic). Sinusundan ito ng paghihiwalay ng cytoplasm at plasma membrane, na nagreresulta sa dalawang magkaparehong anak na selula. Ang mga phase Gl, S at G2 ay bahagi ng interphase. Nangyayari ang pagtitiklop ng chromosome sa panahon ng synthetic phase, o S phase.
Karamihan mga selula ay hindi napapailalim sa aktibong paghahati; ang kanilang mitotic na aktibidad ay pinigilan sa yugto ng GO, na bahagi ng yugto ng G1.

Tagal ng M-phase ay 30-60 minuto, habang ang buong cell cycle ay nagaganap sa humigit-kumulang 20 oras Depende sa edad, ang mga normal (hindi-tumor) na mga selula ng tao ay sumasailalim sa hanggang 80 mitotic cycle.

Mga proseso siklo ng cell ay kinokontrol ng sunud-sunod na paulit-ulit na activation at inactivation ng mga pangunahing enzyme na tinatawag na cyclin-dependent protein kinases (CDPKs), pati na rin ang kanilang mga cofactor, cyclins. Sa kasong ito, sa ilalim ng impluwensya ng phosphokinases at phosphatases, nangyayari ang phosphorylation at dephosphorylation ng mga espesyal na cyclin-CZK complex, na responsable para sa pagsisimula ng ilang mga yugto ng cycle.

Bilang karagdagan, sa nauugnay mga yugto na katulad ng mga protina ng CZK nagiging sanhi ng compaction ng mga chromosome, pagkalagot ng nuclear envelope at muling pagsasaayos ng cytoskeletal microtubule upang makabuo ng fission spindle (mitotic spindle).

G1 phase ng cell cycle

G1 phase- isang intermediate na yugto sa pagitan ng M at S phase, kung saan tumataas ang dami ng cytoplasm. Bilang karagdagan, sa pagtatapos ng yugto ng G1 mayroong isang unang checkpoint kung saan ang pag-aayos ng DNA at mga kondisyon sa kapaligiran ay sinusuri (kung sila ay sapat na pabor para sa paglipat sa bahagi ng S).

Kung sakaling nuclear DNA nasira, ang aktibidad ng p53 na protina ay tumataas, na nagpapasigla sa transkripsyon ng p21. Ang huli ay nagbubuklod sa isang tiyak na cyclin-CZK complex, na responsable sa paglilipat ng cell sa S-phase, at pinipigilan ang paghahati nito sa yugto ng Gl-phase. Pinapayagan nito ang mga enzyme sa pag-aayos na itama ang mga nasirang fragment ng DNA.

Kung mangyari ang mga pathology pagtitiklop ng protina ng p53 ng may sira na DNA ay nagpapatuloy, na nagpapahintulot sa paghahati ng mga selula upang makaipon ng mga mutasyon at nag-aambag sa pag-unlad ng mga proseso ng tumor. Ito ang dahilan kung bakit ang p53 na protina ay madalas na tinatawag na "tagapag-alaga ng genome."

G0 phase ng cell cycle

Ang paglaganap ng cell sa mga mammal ay posible lamang sa pakikilahok ng mga selula na itinago ng ibang mga selula. extracellular growth factor, na nagpapatupad ng kanilang epekto sa pamamagitan ng cascade signal transduction ng proto-oncogenes. Kung sa yugto ng G1 ang cell ay hindi tumatanggap ng mga naaangkop na signal, pagkatapos ay lumabas ito sa cell cycle at pumasok sa estado ng G0, kung saan maaari itong manatili sa loob ng ilang taon.

Ang G0 block ay nangyayari sa tulong ng mga protina - mga suppressor ng mitosis, isa sa mga ito protina ng retinoblastoma(Rb protein) na naka-encode ng mga normal na alleles ng retinoblastoma gene. Ang protina na ito ay nakakabit sa mga skew na regulatory protein, na humaharang sa pagpapasigla ng transkripsyon ng mga gene na kinakailangan para sa paglaganap ng cell.

Sinisira ng mga extracellular growth factor ang block sa pamamagitan ng pag-activate Gl-specific na cyclin-CZK complex, na nag-phosphorylate ng Rb protein at nagbabago ng conformation nito, bilang isang resulta kung saan ang koneksyon sa mga regulatory protein ay nasira. Kasabay nito, isinaaktibo ng huli ang transkripsyon ng mga gene na kanilang na-encode, na nagpapalitaw sa proseso ng paglaganap.

S phase ng cell cycle

Karaniwang dami DNA double helices sa bawat cell, ang kaukulang diploid na hanay ng mga single-stranded chromosome ay karaniwang itinalaga bilang 2C. Ang 2C set ay pinananatili sa buong G1 phase at doble (4C) sa panahon ng S phase, kapag ang bagong chromosomal DNA ay na-synthesize.

Simula sa dulo S-phase at hanggang sa M phase (kabilang ang G2 phase), ang bawat nakikitang chromosome ay naglalaman ng dalawang mahigpit na nakagapos na molekula ng DNA na tinatawag na sister chromatids. Kaya, sa mga selula ng tao, mula sa dulo ng S-phase hanggang sa gitna ng M-phase, mayroong 23 pares ng chromosome (46 na nakikitang yunit), ngunit 4C (92) double helices ng nuclear DNA.

Isinasagawa mitosis Ang magkaparehong set ng mga chromosome ay ipinamamahagi sa dalawang anak na selula sa paraang ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng 23 pares ng 2C DNA molecules. Dapat pansinin na ang mga yugto ng G1 at G0 ay ang tanging mga yugto ng siklo ng cell kung saan ang 46 na chromosome sa mga cell ay tumutugma sa isang 2C na hanay ng mga molekula ng DNA.

G2 phase ng cell cycle

Pangalawa check Point, kung saan sinusuri ang laki ng cell, ay nasa dulo ng yugto ng G2, na matatagpuan sa pagitan ng S phase at mitosis. Bilang karagdagan, sa yugtong ito, bago lumipat sa mitosis, ang pagkakumpleto ng pagtitiklop at integridad ng DNA ay sinusuri. Mitosis (M-phase)

1. Prophase. Ang mga chromosome, bawat isa ay binubuo ng dalawang magkatulad na chromatids, ay nagsisimulang mag-condense at makikita sa loob ng nucleus. Sa kabaligtaran ng mga poste ng cell, ang isang aparatong tulad ng spindle ay nagsisimulang bumuo sa paligid ng dalawang centrosomes mula sa mga hibla ng tubulin.

2. Prometaphase. Ang nuclear membrane ay nahahati. Nabubuo ang mga kinetochor sa paligid ng mga sentromer ng mga kromosom. Ang mga hibla ng tubulin ay tumagos sa nucleus at tumutok malapit sa mga kinetochores, na nagkokonekta sa kanila sa mga hibla na nagmumula sa mga sentrosom.

3. Metaphase. Ang pag-igting ng mga hibla ay nagiging sanhi ng pagkakahanay ng mga chromosome sa pagitan ng mga spindle pole, at sa gayon ay bumubuo ng metaphase plate.

4. Anaphase. Ang Centromere DNA, na ibinahagi sa pagitan ng mga kapatid na chromatids, ay nadoble, at ang mga chromatids ay naghihiwalay at naghihiwalay papalapit sa mga pole.

5. Telofase. Ang mga hiwalay na kapatid na chromatids (na mula sa puntong ito ay itinuturing na mga chromosome) ay umaabot sa mga pole. Lumilitaw ang isang nuclear membrane sa paligid ng bawat pangkat. Ang siksik na chromatin ay nawawala at nabuo ang nucleoli.

6. Cytokinesis. Ang cell lamad ay nagkontrata at isang cleavage furrow ay nabuo sa gitna sa pagitan ng mga pole, na sa paglipas ng panahon ay naghihiwalay sa dalawang anak na selula.

Ikot ng Centrosome

Sa G1 phase time ang paghihiwalay ng isang pares ng centrioles na naka-link sa bawat centrosome ay nangyayari. Sa mga yugto ng S at G2, isang bagong anak na babae na centriole ang nabuo sa kanan ng mga lumang centriole. Sa simula ng M phase, ang centrosome ay nahahati, at dalawang anak na babae na sentrosom ay lumipat patungo sa mga cell pole.

Ang cell cycle ay ang panahon ng pagkakaroon ng cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa pamamagitan ng paghahati sa mother cell hanggang sa sarili nitong dibisyon o kamatayan.

Ang tagal ng cell cycle

Ang haba ng cell cycle ay nag-iiba sa iba't ibang mga cell. Ang mabilis na pagpaparami ng mga selula ng mga pang-adultong organismo, tulad ng hematopoietic o basal na mga selula ng epidermis at maliit na bituka, ay maaaring pumasok sa cell cycle tuwing 12-36 na oras Ang mga maikling cell cycle (mga 30 minuto) ay sinusunod sa panahon ng mabilis na pagkapira-piraso ng mga itlog ng echinoderms. amphibian at iba pang mga hayop. Sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kundisyon, maraming linya ng cell culture ang may maikling cell cycle (mga 20 oras). Para sa karamihan ng aktibong naghahati ng mga selula, ang panahon sa pagitan ng mga mitoses ay humigit-kumulang 10-24 na oras.

Mga yugto ng cell cycle

Ang eukaryotic cell cycle ay binubuo ng dalawang panahon:

Isang panahon ng paglaki ng cell na tinatawag na "interphase," kung saan ang DNA at mga protina ay na-synthesize at nagaganap ang paghahanda para sa paghahati ng cell.

Ang panahon ng paghahati ng cell, na tinatawag na "phase M" (mula sa salitang mitosis - mitosis).

Ang interphase ay binubuo ng ilang mga panahon:

G 1-phase (mula sa English. gap- interval), o ang paunang yugto ng paglago, kung saan nangyayari ang synthesis ng mRNA, mga protina, at iba pang mga bahagi ng cellular;

S-phase (mula sa English. synthesis- synthesis), kung saan nangyayari ang pagtitiklop ng DNA ng cell nucleus, ang pagdodoble ng mga centrioles ay nangyayari din (kung mayroon sila, siyempre).

G 2 phase, kung saan nagaganap ang paghahanda para sa mitosis.

Sa magkakaibang mga cell na hindi na nahahati, maaaring walang G 1 phase sa cell cycle. Ang nasabing mga cell ay nasa resting phase G0.

Ang panahon ng paghahati ng cell (phase M) ay may kasamang dalawang yugto:

karyokinesis (dibisyon ng cell nucleus);

cytokinesis (paghahati ng cytoplasm).

Sa turn, ang mitosis ay nahahati sa limang yugto.

Ang paglalarawan ng cell division ay batay sa light microscopy data kasama ng microcine photography at sa mga resulta ng light at electron microscopy ng fixed at stained cells.

Regulasyon ng cell cycle

Ang regular na pagkakasunud-sunod ng mga pagbabago sa mga panahon ng cell cycle ay nangyayari sa pamamagitan ng interaksyon ng mga protina tulad ng cyclin-dependent kinases at cyclins. Ang mga cell sa yugto ng G0 ay maaaring pumasok sa cell cycle kapag nalantad sa mga kadahilanan ng paglago. Ang iba't ibang growth factor, gaya ng platelet-derived, epidermal, at nerve growth factor, sa pamamagitan ng pag-binding sa kanilang mga receptor, ay nagti-trigger ng intracellular signaling cascade, na humahantong sa transkripsyon ng cyclin genes at cyclin-dependent kinases. Ang mga kinase na umaasa sa cyclin ay nagiging aktibo lamang kapag nakikipag-ugnayan sa mga kaukulang cyclin. Ang nilalaman ng iba't ibang mga cyclin sa cell ay nagbabago sa buong cell cycle. Ang Cyclin ay isang regulatory component ng cyclin-cyclin-dependent kinase complex. Ang kinase ay ang catalytic component ng complex na ito. Ang kinase ay hindi aktibo nang walang cyclin. Ang iba't ibang cyclin ay na-synthesize sa iba't ibang yugto ng cell cycle. Kaya, ang nilalaman ng cyclin B sa mga oocytes ng palaka ay umabot sa isang maximum sa oras ng mitosis, kapag ang buong kaskad ng mga reaksyon ng phosphorylation na na-catalyze ng cyclin B / cyclin-dependent kinase complex ay inilunsad. Sa pagtatapos ng mitosis, ang cyclin ay mabilis na nawasak ng mga proteinase.

InterphaseG1 sumusunod sa telophase ng mitosis. Sa yugtong ito, ang cell ay nag-synthesize ng RNA at mga protina. Ang tagal ng yugto ay mula sa ilang oras hanggang ilang araw. G0. Maaaring lumabas ang mga cell sa cycle at nasa G0 phase. Sa yugto ng G0, ang mga cell ay nagsisimulang mag-iba. S. Sa yugto ng S, nagpapatuloy ang synthesis ng protina sa cell, nangyayari ang pagtitiklop ng DNA, at naghihiwalay ang mga centriole. Sa karamihan ng mga cell, ang S phase ay tumatagal ng 8-12 oras. G2. Sa yugto ng G2, nagpapatuloy ang synthesis ng RNA at protina (halimbawa, ang synthesis ng tubulin para sa mitotic spindle microtubule). Ang mga centriole ng anak na babae ay umaabot sa laki ng mga tiyak na organelles. Ang yugtong ito ay tumatagal ng 2-4 na oras. Mitosis Sa panahon ng mitosis, ang nucleus (karyokinesis) at cytoplasm (cytokinesis) ay nahahati. Mga yugto ng mitosis: prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase (Fig. 2-52). Prophase. Ang bawat kromosoma ay binubuo ng dalawang kapatid na kromatid na konektado ng isang sentromere, nawawala ang nucleolus. Inayos ng mga centriole ang mitotic spindle. Ang isang pares ng centrioles ay bahagi ng mi-

kanin. 2-51. Mga yugto ng cell cycle. Ang cell cycle ay nahahati sa mitosis, isang medyo maikling phase M, at isang mas mahabang panahon, interphase. Ang Phase M ay binubuo ng prophase, prometaphase, metaphase, anaphase at telophase; Ang interphase ay binubuo ng mga phase Gj, S at G2. Ang mga cell na umaalis sa cycle ay hindi na nahahati at nagsisimulang mag-iba. Ang mga cell sa G0 phase ay karaniwang hindi umiikot pabalik. kanin. 2-52. M phase ng cell cycle. Pagkatapos ng G2 phase, magsisimula ang M phase ng cell cycle. Ito ay binubuo ng limang yugto ng nuclear division (karyokinesis) at cytoplasmic division (cytokinesis). Ang M phase ay nagtatapos sa simula ng G1 phase ng susunod na cycle. otic center kung saan ang mga microtubule ay umaabot nang radially. Una, ang mga mitotic center ay matatagpuan malapit sa nuclear membrane, at pagkatapos ay naghihiwalay sila at nabuo ang isang bipolar mitotic spindle. Ang prosesong ito ay nagsasangkot ng mga pole microtubule, na nakikipag-ugnayan sa isa't isa habang sila ay humahaba. Centriole ay bahagi ng centrosome (ang centrosome ay naglalaman ng dalawang centrioles at isang pericentriole matrix) at may hugis ng isang silindro na may diameter na 150 nm at isang haba na 500 nm; ang cylinder wall ay binubuo ng 9 triplets ng microtubule. Sa centrosome, ang mga centriole ay matatagpuan sa tamang mga anggulo sa bawat isa. Sa panahon ng S phase ng cell cycle, ang mga centriole ay nadoble. Sa mitosis, ang mga pares ng centrioles, bawat isa ay binubuo ng isang orihinal at isang bagong nabuo, ay naghihiwalay sa mga cell pole at nakikilahok sa pagbuo ng mitotic spindle. Prometaphase. Ang nuclear envelope ay nawasak sa maliliit na fragment. Sa rehiyon ng centromeres, lumilitaw ang mga kinetochore, na gumagana bilang mga sentro para sa pag-aayos ng kinetochore microtubule. Ang pag-alis ng mga kinetochores mula sa bawat chromosome sa parehong direksyon at ang kanilang pakikipag-ugnayan sa mga polar microtubule ng mitotic spindle ay ang dahilan ng paggalaw ng mga chromosome.

Metaphase. Ang mga kromosom ay matatagpuan sa rehiyon ng ekwador ng spindle. Ang isang metaphase plate ay nabuo kung saan ang bawat chromosome ay hawak ng isang pares ng mga kinetochore at mga kaugnay na kinetochore microtubule na nakadirekta sa tapat ng mga pole ng mitotic spindle. Anaphase— divergence ng mga anak na chromosome sa mga pole ng mitotic spindle sa bilis na 1 μm/min. Telofase. Ang mga chromatids ay lumalapit sa mga pole, ang mga kinetochore microtubule ay nawawala, at ang mga pole ay patuloy na humahaba. Ang nuclear envelope ay nabuo at ang nucleolus ay lilitaw. Cytokinesis- paghahati ng cytoplasm sa dalawang magkahiwalay na bahagi. Ang proseso ay nagsisimula sa huling anaphase o telophase. Ang plasmalemma ay binawi sa pagitan ng dalawang anak na nuclei sa isang eroplanong patayo sa mahabang axis ng spindle. Lumalalim ang cleavage furrow, at nananatili ang isang tulay sa pagitan ng mga daughter cell - isang natitirang katawan. Ang karagdagang pagkasira ng istrukturang ito ay humahantong sa kumpletong paghihiwalay ng mga cell ng anak na babae. Mga regulator ng cell division Ang paglaganap ng cell, na nangyayari sa pamamagitan ng mitosis, ay mahigpit na kinokontrol ng iba't ibang mga signal ng molekular. Tinitiyak ng pinagsama-samang aktibidad ng maramihang mga regulator ng cell cycle na ito ang paglipat ng mga cell mula sa yugto hanggang sa yugto ng cell cycle at ang tumpak na pagpapatupad ng mga kaganapan ng bawat yugto. Ang pangunahing dahilan para sa paglitaw ng mga proliferatively uncontrolled na mga cell ay ang mga mutasyon sa mga gene na naka-encode sa istraktura ng mga regulator ng cell cycle. Ang mga regulator ng cell cycle at mitosis ay nahahati sa intracellular at intercellular. Ang mga signal ng intracellular molecular ay marami, kasama ng mga ito, una sa lahat, ang mga regulator ng cell cycle mismo (cyclin, cyclin-dependent protein kinases, kanilang mga activator at inhibitor) at mga tumor suppressor ay dapat na banggitin. Meiosis Sa panahon ng meiosis, ang mga haploid gametes ay nabuo (Larawan 2-53, tingnan din

kanin. 15-8). Unang meiotic division Ang unang dibisyon ng meiosis (prophase I, metaphase I, anaphase I at telophase I) ay pagbabawas. Prophase I dumadaan sa ilang yugto ng sunud-sunod (leptotene, zygotene, pachytene, diplotene, diakinesis). Leptotene- chromatin condenses, ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids na konektado ng isang centromere. kanin. 2-53. Tinitiyak ng Meiosis ang paglipat ng mga cell ng mikrobyo mula sa isang diploid na estado patungo sa isang haploid na estado. Zygotene- ang mga homologous paired chromosome ay lumalapit at nagkakaroon ng pisikal na contact (synapsis) sa anyo ng isang synaptonemal complex na nagsisiguro sa conjugation ng mga chromosome. Sa yugtong ito, ang dalawang magkatabing pares ng chromosome ay bumubuo ng isang bivalent. Pachytena- ang mga chromosome ay lumapot dahil sa spiralization. Ang mga hiwalay na seksyon ng conjugated chromosome ay nagsalubong sa isa't isa at bumubuo ng chiasmata. Nangyayari dito tumatawid- pagpapalitan ng mga seksyon sa pagitan ng paternal at maternal homologous chromosome. Diplotena- paghihiwalay ng mga conjugated chromosome sa bawat pares bilang resulta ng longitudinal cleavage ng synaptonemal complex. Ang mga chromosome ay nahahati sa buong haba ng complex, maliban sa chiasmata. Sa loob ng bivalent, 4 na chromatid ay malinaw na nakikilala. Ang nasabing bivalent ay tinatawag na tetrad. Lumalabas ang mga unwinding site sa mga chromatids kung saan na-synthesize ang RNA. Diakinesis. Ang mga proseso ng chromosome shortening at splitting ng chromosome pairs ay nagpapatuloy. Ang Chiasmata ay lumipat sa mga dulo ng chromosome (terminalization). Ang nuclear membrane ay nawasak at ang nucleolus ay nawawala. Lumilitaw ang mitotic spindle. Metaphase I. Sa metaphase I, ang mga tetrad ay bumubuo ng metaphase plate. Sa pangkalahatan, ang mga chromosome ng paternal at maternal ay random na ibinahagi sa isang panig o sa isa pa ng ekwador ng mitotic spindle. Ang pattern ng pamamahagi ng chromosome na ito ay sumasailalim sa pangalawang batas ni Mendel, na (kasama ang pagtawid) ay nagsisiguro ng mga pagkakaibang genetic sa pagitan ng mga indibidwal.

1. Ano ang cell cycle?

Ang cell cycle ay ang pagkakaroon ng isang cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa panahon ng paghahati ng mother cell hanggang sa sarili nitong dibisyon (kabilang ang dibisyong ito) o kamatayan. Ang cell cycle ay binubuo ng interphase at mitosis (cell division).

2. Ano ang tinatawag na interphase? Anong mga pangunahing kaganapan ang nangyayari sa G 1 -, S- at G 2 -panahon ng interphase?

Ang interphase ay ang bahagi ng cell cycle sa pagitan ng dalawang magkakasunod na dibisyon. Sa buong interphase, ang mga chromosome ay uncoiled at matatagpuan sa cell nucleus sa anyo ng chromatin. Bilang isang patakaran, ang interphase ay binubuo ng tatlong mga panahon:

● Presynthetic period (G 1) – ang pinakamahabang bahagi ng interphase (mula 2 – 3 oras hanggang ilang araw). Sa panahong ito, ang cell ay lumalaki, ang bilang ng mga organelles ay tumataas, ang enerhiya at mga sangkap ay naipon para sa kasunod na pagdodoble ng DNA. Sa panahon ng G 1, ang bawat chromosome ay binubuo ng isang chromatid. Ang set ng mga chromosome (n) at chromatids (c) ng isang diploid cell sa G 1 period ay 2n2c.

● Sa panahon ng sintetikong panahon (S), nangyayari ang pagdodoble (pagtitiklop) ng DNA, gayundin ang synthesis ng mga protina na kinakailangan para sa kasunod na pagbuo ng mga chromosome. Sa parehong panahon na ito, ang pagdodoble ng mga centriole ay nangyayari. Sa pagtatapos ng S period, ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang magkatulad na kapatid na chromatids na konektado sa sentromere. Ang hanay ng mga chromosome at chromatids ng isang diploid cell sa dulo ng S-period (ibig sabihin, pagkatapos ng pagtitiklop) ay 2n4c.

● Sa panahon ng postsynthetic (G 2), ang cell ay nag-iipon ng enerhiya at nag-synthesize ng mga protina para sa paparating na dibisyon (halimbawa, tubulin upang bumuo ng mga microtubule, na kasunod na bumubuo sa spindle). Sa buong panahon ng G 2, ang hanay ng mga chromosome at chromatids sa cell ay 2n4c.

Sa pagtatapos ng interphase, nagsisimula ang paghahati ng cell.

3. Aling mga cell ang nailalarawan sa panahon ng G 0? Ano ang nangyayari sa panahong ito?

Hindi tulad ng patuloy na paghahati ng mga selula (halimbawa, mga selula ng germinal layer ng epidermis ng balat, pulang buto ng utak, mauhog lamad ng gastrointestinal tract ng mga hayop, mga selula ng pang-edukasyon na tisyu ng mga halaman), karamihan sa mga selula ng isang multicellular na organismo ay kumukuha ang landas ng pagdadalubhasa at, pagkatapos dumaan sa bahagi ng G 1 na panahon, dumaan sa panahon ng pahinga (G 0 -panahon).

Ang mga cell sa panahon ng G0 ay nagsasagawa ng kanilang mga tiyak na pag-andar sa katawan na nangyayari sa kanila, ngunit ang paghahanda para sa pagtitiklop ay hindi nangyayari. Ang ganitong mga selula, bilang panuntunan, ay permanenteng nawawalan ng kakayahang hatiin. Kabilang sa mga halimbawa ang mga neuron, lens cell, at marami pang iba.

Gayunpaman, ang ilang mga cell na nasa G0 period (halimbawa, leukocytes, liver cells) ay maaaring umalis dito at magpatuloy sa cell cycle, na dumadaan sa lahat ng mga yugto ng interphase at mitosis. Kaya, ang mga selula ng atay ay maaaring muling makakuha ng kakayahang hatiin pagkatapos ng ilang buwan na nasa isang panahon ng pahinga.

4. Paano isinasagawa ang pagtitiklop ng DNA?

Ang pagtitiklop ay ang pagdodoble ng DNA, isa sa mga reaksyon ng template synthesis. Sa panahon ng pagtitiklop, pinaghihiwalay ng mga espesyal na enzyme ang dalawang hibla ng orihinal na molekula ng magulang na DNA, na sinisira ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga pantulong na nucleotide. Ang mga molekula ng DNA polymerase, ang pangunahing replication enzyme, ay nagbubuklod sa mga hiwalay na hibla. Pagkatapos ang mga molekula ng DNA polymerase ay nagsisimulang gumalaw kasama ang mga chain ng ina, gamit ang mga ito bilang mga template, at synthesize ang mga bagong chain ng anak na babae, na pumipili ng mga nucleotide para sa kanila ayon sa prinsipyo ng complementarity.

Bilang resulta ng pagtitiklop, nabuo ang dalawang magkaparehong double-stranded na molekula ng DNA. Ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng isang chain ng orihinal na molekula ng ina at isang bagong synthesize na chain ng anak na babae.

5. Pareho ba ang mga molekula ng DNA na bumubuo sa mga homologous chromosome? Sa komposisyon ng mga kapatid na chromatids? Bakit?

Ang mga molekula ng DNA sa mga kapatid na chromatid ng isang kromosom ay magkapareho (may parehong pagkakasunud-sunod ng nucleotide), dahil sila ay nabuo bilang isang resulta ng pagtitiklop ng orihinal na molekula ng DNA ng ina. Ang bawat isa sa dalawang molekula ng DNA na bumubuo sa mga sister chromatids ay naglalaman ng isang strand ng orihinal na molekula ng DNA ng ina (template) at isang bagong, na strand ng anak na babae na na-synthesize sa template na ito.

Ang mga molekula ng DNA sa mga homologous chromosome ay hindi magkapareho. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga homologous chromosome ay may iba't ibang pinagmulan. Sa bawat pares ng homologous chromosomes, ang isa ay maternal (minana mula sa ina), at ang isa ay paternal (minana mula sa ama).

6. Ano ang nekrosis? Apoptosis? Ano ang mga pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng nekrosis at apoptosis?

Ang nekrosis ay ang pagkamatay ng mga selula at tisyu sa isang buhay na organismo, sanhi ng pagkilos ng mga nakakapinsalang salik ng iba't ibang kalikasan.

Ang apoptosis ay programmed cell death na kinokontrol ng katawan (tinatawag na "cellular suicide").

Pagkakatulad:

● Ang nekrosis at apoptosis ay dalawang uri ng pagkamatay ng cell.

● Nangyayari sa lahat ng yugto ng buhay ng katawan.

Mga Pagkakaiba:

● Ang nekrosis ay random (hindi planadong) cell death, na maaaring sanhi ng pagkakalantad sa mataas at mababang temperatura, ionizing radiation, iba't ibang kemikal (kabilang ang mga toxin), mekanikal na pinsala, kapansanan sa suplay ng dugo o innervation ng mga tissue, o isang reaksiyong alerdyi. Ang apoptosis ay unang binalak ng katawan (genetically programmed) at kinokontrol nito. Sa panahon ng apoptosis, ang mga cell ay namamatay nang walang direktang pinsala, bilang isang resulta ng kanilang pagtanggap ng isang tiyak na signal ng molekular - isang "utos na sirain ang sarili."

● Bilang resulta ng apoptosis, ang mga indibidwal na partikular na cell ay namamatay (ang mga nakatanggap lamang ng "pagkakasunud-sunod"), at ang buong grupo ng mga cell ay karaniwang dumaranas ng necrotic na kamatayan.

● Sa panahon ng pagkamatay ng necrotic sa mga nasirang selula, naaabala ang pagkamatagusin ng lamad, humihinto ang synthesis ng protina, humihinto ang iba pang mga metabolic process, ang nucleus, organelles at, sa wakas, ang buong cell ay nawasak. Karaniwan, ang namamatay na mga selula ay inaatake ng mga leukocytes, at ang isang nagpapasiklab na reaksyon ay bubuo sa lugar ng nekrosis. Sa panahon ng apoptosis, ang cell ay nahahati sa magkakahiwalay na mga fragment na napapalibutan ng plasmalemma. Karaniwan, ang mga fragment ng mga patay na selula ay hinihigop ng mga puting selula ng dugo o mga kalapit na selula nang hindi nagpapalitaw ng isang nagpapasiklab na tugon.

At (o) iba pang makabuluhang tampok.

7. Ano ang kahalagahan ng programmed cell death sa buhay ng mga multicellular organism?

Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng apoptosis sa isang multicellular organism ay upang matiyak ang cellular homeostasis. Salamat sa apoptosis, ang tamang ratio ng bilang ng mga cell ng iba't ibang uri ay pinananatili, ang pag-renew ng tissue ay sinisiguro, at ang genetically defective na mga cell ay tinanggal. Ang apoptosis ay tila nakakagambala sa kawalang-hanggan ng mga dibisyon ng cell. Ang pagpapahina ng apoptosis ay kadalasang humahantong sa pag-unlad ng mga malignant na tumor at mga sakit sa autoimmune (mga proseso ng pathological kung saan ang isang immune reaksyon ay bubuo laban sa sariling mga selula at tisyu ng katawan).

8. Sa iyong palagay, bakit sa karamihan ng mga nabubuhay na organismo ang pangunahing tagapag-ingat ng namamana na impormasyon ay ang DNA, at ang RNA ay gumaganap lamang ng mga pantulong na tungkulin?

Ang double-stranded na likas na katangian ng molekula ng DNA ay sumasailalim sa mga proseso ng pagdoble nito sa sarili (pagtitiklop) at ang pag-aalis ng pinsala - pag-aayos (ang hindi napinsalang strand ay nagsisilbing isang matrix para sa pagpapanumbalik ng nasirang strand). Ang pagiging single-stranded, ang RNA ay hindi kaya ng replikasyon, at ang mga proseso ng pagkumpuni nito ay mahirap. Bilang karagdagan, ang pagkakaroon ng karagdagang hydroxyl group sa ribose (kumpara sa deoxyribose) ay ginagawang mas madaling kapitan ang RNA sa hydrolysis kaysa sa DNA.

Ano ang interphase? Ang termino ay nagmula sa salitang Latin na "inter", isinalin bilang "sa pagitan", at ang Griyegong "phasis" - panahon. Ito ang pinakamahalagang panahon kung saan ang cell ay lumalaki at nag-iipon ng mga sustansya bilang paghahanda para sa susunod na dibisyon. Sinasakop ng interphase ang isang malaking bahagi ng buong cycle ng cell hanggang sa 90% ng buong buhay ng cell ay nangyayari sa loob nito.

Ano ang interphase

Bilang isang patakaran, ang pangunahing bahagi ng mga bahagi ng cell ay lumalaki sa buong yugto, kaya medyo mahirap na makilala ang anumang mga indibidwal na yugto dito. Gayunpaman, hinati ng mga biologist ang interphase sa tatlong bahagi, na nakatuon sa oras ng pagtitiklop sa cell nucleus.

Interphase period: G(1) phase, S phase, G(2) phase. Ang presynthetic period (G1), na ang pangalan ay nagmula sa English gap, na isinalin bilang "interval," ay nagsisimula kaagad pagkatapos ng paghahati. Ito ay napakahabang panahon, na tumatagal mula sampung oras hanggang ilang araw. Ito ay sa panahong ito na ang akumulasyon ng mga sangkap ay nangyayari at ang paghahanda para sa pagdodoble ng genetic na materyal ay nangyayari: RNA synthesis ay nagsisimula at ang mga kinakailangang protina ay nabuo.

Ano ang interphase sa huling yugto nito? Sa presynthetic phase, ang bilang ng mga ribosome ay tumataas, ang ibabaw na lugar ng magaspang na endoplasmic reticulum ay tumataas, at ang mga bagong mitochondria ay lilitaw. Ang cell, na kumukonsumo ng maraming enerhiya, ay mabilis na lumalaki.

Ang mga magkakaibang selula, na hindi na makakapaghati, ay nananatili sa isang yugto ng pagpapahinga na tinatawag na G0.

Pangunahing panahon ng interphase

Anuman ang mga proseso na nagaganap sa cell sa panahon ng interphase, ang bawat isa sa mga subphase ay mahalaga para sa pangkalahatang paghahanda para sa mitosis. Gayunpaman, ang sintetikong panahon ay maaaring tawaging isang turning point, dahil ito ay sa panahon na ang mga chromosome ay nadoble at ang agarang paghahanda para sa paghahati ay nagsisimula. Ang RNA ay patuloy na na-synthesize, ngunit agad na pinagsama sa mga chromosome na protina, na nagsisimula sa pagtitiklop ng DNA.

Ang interphase ng cell sa bahaging ito ay tumatagal mula anim hanggang sampung oras. Bilang resulta, ang bawat isa sa mga chromosome ay nagdodoble at binubuo na ng isang pares ng mga kapatid na chromatids, na pagkatapos ay magkakalat sa mga pole ng spindle. Sa sintetikong yugto, doble ang mga centriole, kung, siyempre, naroroon sila sa cell. Sa panahong ito, ang mga chromosome ay makikita sa ilalim ng mikroskopyo.

Ikatlong Markahan

Sa genetically, ang mga chromatids ay ganap na magkapareho, dahil ang isa sa kanila ay maternal, at ang pangalawa ay ginagaya gamit ang messenger RNA.

Sa sandaling maganap ang kumpletong pagdoble ng lahat ng genetic na materyal, magsisimula ang post-synthetic period, bago ang paghahati. Sinusundan ito ng pagbuo ng mga microtubule, mula sa kung saan ang spindle ay kasunod na bubuo, at ang mga chromatids ay magkakaiba sa mga pole. Ang enerhiya ay nakaimbak din, dahil sa panahon ng mitosis ang synthesis ng mga sustansya ay bumababa. Ang tagal ng postsynthetic period ay maikli, kadalasan ay tumatagal lamang ng ilang oras.

Mga checkpoint

Sa panahon ng proseso, ang cell ay dapat dumaan sa ilang mga checkpoint - mahalagang "mga marker", pagkatapos nito ay pumasa sa isa pang yugto. Kung sa ilang kadahilanan ay hindi nalampasan ng cell ang checkpoint, ang buong cell cycle ay nag-freeze, at ang susunod na yugto ay hindi magsisimula hangga't hindi naitama ang mga problema na pumipigil dito na dumaan sa checkpoint.

Mayroong apat na pangunahing punto, karamihan sa mga ito ay nasa interphase lamang. Ang cell ay pumasa sa unang checkpoint sa presynthetic phase, kapag nasuri ang integridad ng DNA. Kung tama ang lahat, magsisimula ang sintetikong panahon. Sa loob nito, ang punto ng pagkakasundo ay ang pagpapatunay ng katumpakan sa pagtitiklop ng DNA. Ang checkpoint sa post-synthesis phase ay isang pagsusuri para sa pinsala o mga pagtanggal sa dalawang naunang punto. Sinusuri din ng yugtong ito kung gaano naganap ang ganap na pagtitiklop at mga cell. Ang mga hindi nakapasa sa pagsusulit na ito ay hindi pinapayagang lumahok sa mitosis.

Mga problema sa interphase

Ang pagkagambala sa normal na siklo ng cell ay maaaring humantong hindi lamang sa mga pagkabigo sa mitosis, kundi pati na rin sa pagbuo ng mga solidong tumor. Bukod dito, ito ay isa sa mga pangunahing dahilan para sa kanilang hitsura. Ang normal na kurso ng bawat yugto, gaano man ito kaikli, ay paunang tinutukoy ang matagumpay na pagkumpleto ng mga kasunod na yugto at ang kawalan ng mga problema. Ang mga selula ng tumor ay may mga pagbabago sa mga checkpoint ng cell cycle.

Halimbawa, sa isang cell na may nasirang DNA, hindi nangyayari ang sintetikong panahon ng interphase. Nagaganap ang mga mutasyon na nagreresulta sa pagkawala o pagbabago sa mga gene ng p53 na protina. Walang pagbara ng cell cycle sa mga cell, at ang mitosis ay nagsisimula nang maaga sa iskedyul. Ang resulta ng naturang mga problema ay isang malaking bilang ng mga mutant cells, karamihan sa mga ito ay hindi mabubuhay. Gayunpaman, ang mga maaaring gumana ay nagdudulot ng mga malignant na selula, na maaaring mahati nang napakabilis dahil sa isang pinaikling o kawalan ng yugto ng pagpapahinga. Ang katangian ng interphase ay nagbibigay-daan sa mga malignant na tumor na binubuo ng mga mutant cells na mahati nang napakabilis.

Tagal ng interphase

Magbigay tayo ng ilang halimbawa kung gaano karaming interphase ang tumatagal sa buhay ng isang cell kumpara sa mitosis. Sa epithelium ng maliit na bituka ng mga ordinaryong daga, ang "resting phase" ay tumatagal ng hindi bababa sa labindalawang oras, at ang mitosis mismo ay tumatagal mula 30 minuto hanggang isang oras. Ang mga cell na bumubuo sa ugat ng faba beans ay nahahati tuwing 25 oras, na ang M phase (mitosis) ay tumatagal ng halos kalahating oras.

Ano ang interphase para sa buhay ng cell? Ito ang pinakamahalagang panahon, kung wala ito hindi lamang mitosis, kundi pati na rin ang buhay ng cellular sa kabuuan ay imposible.