Стволовые клетки сохраняются в периоде клеточного цикла

Цель работы: Получить представление о временной организации клеток и особенностях организации наследственного материала эукариот в различные периоды клеточного цикла, цитогенетических основах бесполого размножения организмов, биологическом и генетическом значении митоза.

1.Изучить по фотографиям кариотип и кариограмму человека.

2.Изучить Денверскую и Парижскую классификацию хромосом, оценить по фотографиям их достоинства и недостатки.

3.Изучить периоды клеточного и митотического цикла и их цитогенетическую характеристику.

4.Изучить на микропрепаратах и зарисовать стадии митотического цикла в клетках корешка лука.

Студент должен знать:

1.Биологическое значение хромосомного уровня организации наследственного материала.

2.Методы изучения кариотипа человека.

3.Характеристику клеточного и митотического цикла.

4.Сущность митоза как универсального способа репродукции клеток.

1.Методику получения метафазных пластинок;

2. Денверскую и Парижскую классификацию хромосом;

3. Характеристику кариотипа человека.

4. Патологии митозов и их клиническое значение.

Студент должен уметь:

1. Провести анализ кариотипа человека по фотографиям кариограммы хромосом.

2. Определить разные стадии митоза на микропрепаратах.

Задания для самостоятельной внеаудиторной работы студентов по указанной теме:

1). Ознакомиться с теоретическим материалом по теме занятия с использованием конспектов лекций и рекомендуемой учебной литературы.

2). Ответить на вопросы для самоконтроля:

1. Морфологическая и химическая структура хромосом.

2. Виды хромосом в зависимости от расположения центромеры.

3. Понятие о кариотипе и методы его исследования.

4. Классификация хромосом (Денверская, Парижская).

8. Генетический смысл митоза.

3). Проверить свои знания с использованием тестового контроля:

Выбрать один правильный ответ.

1.Удвоение хромосом происходит в периоде клеточного цикла: 1)пресинтетическом, 2)постсинтетическом, 3)синтетическом, 4)митозе.

2.Увеличение количества молекул ДНК в хромосомах обеспечивает: 1)митоз, 2)мейоз, 3)эндомитоз, 4)амитоз, 5)политения.

3.Стволовые клетки сохраняются в периоде клеточного цикла: 1)G_0, 2)G₁ ; 3)S ; 4)G_2.

4.В митозе расхождение гомологичных хромосом происходит в: 1)профазе, 2)метафазе, 3)анафазе, 4)телофазе.

5. Хромосомы располагаются в плоскости экватора в: 1)профазе, 2)метафазе, 3)анафазе, 4)телофазе, 5)интерфазе.

6.Митотический аппарат формируют: 1)центриоли, хромосомы, ядрышко; 2)центриоли, микротрубочки; 3)хромосомы, ядро, центриоли.

7.Наибольшая конденсация хромосомного материала достигается в: 1)телофазе, 2)профазе, 3)интерфазе, 4)метафазе, 5)анафазе.

8. В постсинтетический период клетка имеет генетическую характеристику: 1)2n2c, 2)4n4c, 3)2n4c , 4)1n1c.

9.В постмитотический период клетка имеет генетическую характеристику: 1)2n2c, 2)4n4c, 3)2n4c , 4)1n1c.

10. В анафазе клетка имеет генетическую характеристику: 1)2n2c, 2)4n4c, 3)2n4c , 4)1n1c.

4). Зарисовать в альбоме виды хромосом в зависимости от положения центромеры.

Рекомендуемая литература:

1.Биология (под ред. В.Н. Ярыгина). М., Высшая школа, в 2 т., 2008, т.1, разд. — 2.1, 2.2, 2.3.

2.Чебышев Н.В. Биология, М., 2005, глава 3.

3.Родина Н.Е., Косых А.А., Попова Н.Г. «Биология клетки».- Учебно-мет. пособие, КГМА, Киров, 2012.

Дополнительная:

1.А.А. Слюсарев «Биология с общей генетикой», 2011.

Ответы на тестовые задания: 1)3; 2)5; 3)1; 4)3; 5)2; 6)2; 7)4; 8)3; 9)1; 10)2.

Методические указания подготовлены: доцентом кафедры, к.б.н. Родиной Н.Е., зав.кафедрой, проф. Косых А.А. ___________________________________________

Методические указания утверждены на заседании кафедры № 10 от «02.04.2012» .

Зав. кафедрой: ________________________
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КИРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ»

Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Методические указания для студентов1 курса

Специальности лечебное дело

по самостоятельной внеаудиторной работе

Составитель: Родина Н.Е., Косых А.А.

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-29; Нарушение авторского права страницы

источник

17.Жизненный цикл клетки.Рост, дифференцировка, старение и смерть клетки. Дифферон и стволовые клетки. (подробно о митозе есть в вопросе № 10)

Клеточный, или жизненный, цикл клетки — это 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 три группы клеток, локализующиеся в разных тканях и органах: часто делящиеся клетки (малодифференцированные клетки эпителия кишечника, базальные клетки эпидермиса и другие);

редко делящиеся клетки (клетки печени — гепатоциты);

неделящиеся клетки (нервные клетки центральной нервной системы, меланоциты и другие).

Жизненный цикл у этих клеточных типов различен.

Жизненный цикл у часто делящихся клеток — это 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: митоз или период деления;

интерфаза — промежуток жизни клетки между двумя делениями.

Варианты перехода в следующие стадии клеточного цикла:

1. Клетка вступает в митотический цикл, обязательным условием которого является репликация ДНК. Начинается синтетический период интерфазы.

2. Клетка прекращает рост и переходит в фазу дифференцировки и нормальной активности. Эту стадию иногда называют стадией пролиферативного покоя (G0). Однако слово покой не означает переход клетки в состояние анабиоза. В клетке активно осуществляются метаболические процессы, начинаются процессы дифференцировки клетки.

Дифференцировка – это процесс формирования морфологических особенностей клеток, обеспечивающих выполнение специфических функций. Процессы дифференцировки клеток наблюдаются на всех этапах онтогенеза, а сам процесс обусловлен избирательной активностью определенных генов. Другими словами, характерные морфологические и функциональные особенности клеток определяются активностью только частью генов из всего генотипа.

По степени специализации клетки можно разделить на недифференцированные и дифференцированные. Но только дифференцированные клетки могут полноценно выполнять свои функции. Поэтому любое нарушение дифференцировки приводит к нарушению или не выполнению функций (опухолевые клетки эндокринных органов, появление в крови незрелых лимфоцитов).

Нормальное функционирование в составе органа – это основной период жизненного цикла клеток. Продолжительность этого периода различна для каждого типа клеток. Но неизбежным завершением ЖЦК является переход в фазу старения и гибели.

Старение и гибель клеток. После определенного периода нормального функционирования у клетки начинается период старения, который морфологически проявляется:

— уменьшением объема клетки

— увеличением содержания крупных лизосом

— накоплением пигментных и жировых включений

— появлением вакуолей в цитоплазме и ядре

Гибель клетки – завершающий этап клеточного цикла. Гибель клетки – эволюционно обоснованный (как механизм клеточного гомеостаза и условие нормальной жизнедеятельности тканей) и генетически закрепленный процесс. У соматических клеток имеется запрограммированный предел возможных делений. В последнее время активно изучается особый участок хромосом — теломера, содержащий ген «бессмертия». Как полагают ученые, активность гена определяет количество последовательных митозов, но это количество у нормальных клеток ограничено. У опухолевых клеток функция гена нарушена, и они могут делиться неограниченное число раз.

При гибели клетки можно выделить два различных механизма ее развития: некроз и апоптоз.

Некроз – возникает под действием резко выраженных повреждающих факторов (температурных, гипоксия, химические и механические воздействия, и т.д.). Другими словами, некроз – «смерть в результате несчастного случая». На начальном этапе наблюдаются изменения органоидов клетки (набухание митохондрий и уменьшение в них крист, распад цистерн платинчатого комплекса), нарушения проницаемости плазмолеммы, повреждение мембран лизосом и выделение гидролаз. Наблюдаются изменения и ядра клетки – кариопикноз, кариорексис, кариолизис. Остаточные продукты распада клеток привлекают лейкоциты и макрофаги, вокруг очага некроза возникает воспалительная реакция (признаки воспаления – отек, гиперемия, боль).

Апоптоз – активный генетически контролируемый процесс гибели клетки. Апоптоз энерноемкий процесс и регулируется различными внутренними факторами клетки. Он обычно происходит в отдельных клетках и имеет место в норме у человека как в эмбриональной периоде так и у взрослого. Особенно значима роль апоптоза в следующих процессах: — формировании органов в ходе эмбрионального развития

— удаление стареющих клеток в зрелых тканях

— реакциях тканей на действие повреждающих факторов

— в развитии инфекционных заболеваний

Сигналы, запускающие генетическую программу апоптоза:

1. Нарушение регуляторных механизмов, поддерживающих нормальную дифференцировку и функциональную активность клеток, потеря контакта с другими клетками, изменения морфологии и функций органоидов при старении клеток.

2. Возникновение неустранимых повреждений ДНК.

3. Инфекционные заболевания (вирусные).

Стадии апоптоза: — утрата клеткой контакта с соседними клетками

— сжатие цитоплазмы и ядра клетки, образование вздутий и выпячиваний мембраны, кариопикноз

— распад клетки на фрагменты и их фагоцитоз соседними клетками, в отличие от некроза воспалительная реакция отсутствует.

Дифферон (гистогенетический ряд) – совокупность клеточных форм, составляющих ту или иную линию

дифференцировки. Исходными клетками дифферона являются стволовые клетки, далее идут несколько переходных этапов — полустволовые, молодые (бластные) и созревающие клетки, и наконец зрелые или дифференцированные клетки. Различают полный дифферон — когда в ткани содержатся клетки всех этапов развития (например, эритроцитарный дифферон в красном костном мозге или эпидермальный дифферон в эпидермисе кожи) и неполный дифферон — когда в тканях содержатся только переходные и зрелые или даже только зрелые формы клеток (например, нейроциты центральной нервной системы). В диффероне последовательно различают: стволовые клетки, клетки-предшественницы, зрелые клетки, достигшие состояния окончательной (терминальной) дифференцировки.

Стволовые клетки — самоподдерживающаяся популяция клеток, способных дифференцироваться в нескольких

направлениях и формировать различные клеточные типы.

Стволовые клетки обладают высокими пролиферативными потенциями, но, как правило, делятся редко.

Клетки-предшественницы. По мере дифференцировки их пролиферативные потенции постепенно уменьшаются.

Выделяют наиболее раннюю стадию клеток- предшественниц — коммитированные, или полустволовые,

Зрелые клетки. Ими заканчивается гистогенетический ряд. Способность к пролиферации полностью исчезает.

Дифферон (гистогенетический ряд) — совокупность клеточных форм, составляющих ту или иную линию дифференцировки. В диффероне различают: стволовые клетки — клетки-предшественницы — зрелые клетки, достигшие состояния окончательной (терминальной) дифференцировки.

• Стволовые клетки — самоподдерживающаяся популяция клеток, способных дифференцироваться в нескольких направлениях и формировать различные клеточные типы. Так, стволовые эпендимные клетки ЦНС дают начало разным нейронам и глиоцитам. Стволовые клетки обладают высокими пролиферативными потенциями, но, как правило, делятся редко.

• Клетки-предшественницы. По мере дифференцировки пролиферативные потенции клеток постепенно уменьшаются. Выделяют наиболее раннюю стадию клеток-предшественниц — коммитированные, или полустволовые клетки.

• Зрелые клетки. Ими заканчивается гистогенетический ряд.

Стволовыми клетками эмбриона, плода и взрослого организма считаются клетки, которые при определённых условиях способны длительное время воспроизводить себе подобные клетки и в течение жизни давать начало специализированным клеткам, образующих ткани и органы тела. Выделяют тотипотентные и плюрипотентные стволовые клетки.

♦ Тотипотентная клетка (лат. totus — целый, полный) обладает потенциалом давать начало всем специализированным клеткам, формирующим ткани эмбриона. Например, зигота и бластомеры по всем признакам относятся к тотипотентным клеткам.

♦ Плюрипотентные клетки (лат. plures — несколько, много) дифференцируются в разные полипотентные клетки всех трёх зародышевых листков — экто-, энто- и мезодермы. Клетки внутренней клеточной массы бластоцисты относятся к плюрипотентным клеткам.

• Стволовые клетки эмбриона. У эмбриона выделяют (т.е. получают in vitro) плюрипотентные эмбриональные стволовые клетки и эмбриональные половые клетки.

• Стволовые клетки взрослого организма выделены из красного костного мозга, периферической крови, пульпы зуба, спинного и головного мозга, кровеносных сосудов, скелетной мышцы, эпителия кожи и пищеварительной системы, роговицы и сетчатки глаза, печени и поджелудочной железы. Это полипотентные клетки, потомки которых дают начало ограниченному количеству типов унипотентных клеток-предшественниц

источник

Клеточный цикл (cyclus cellularis) — это период от одного до другого деления клетки или же период от деления клетки до ее гибели. Клеточный цикл разделяется на 4 периода.

Пер­вый период — митотический;

2-й— постмитотический, или пресинтетический, он обозначается буквой G1;

3-й — синте­тический, он обозначается буквой S;

4-й — постсинтетиче­ский, или премитотический, он обозначается буквой G₂,

а митотический период — буквой М.

После митоза наступает очередной период G1. В этот период дочерняя клетка по сво­ей массе в 2 раза меньше материнской клетки. В этой клетке в 2 раза меньше белка, ДНК и хромосом, т. е. в норме хромо­сом в ней должно быть 2п и ДНК — 2с.

Что же происходит в периоде G1? В это время на поверх­ности ДНК происходит транскрипция РНК, которые прини­мают участие в синтезе белков. За счет белков увеличивает­ся масса дочерней клетки. В это время синтезируются пред­шественники ДНК и ферменты, участвующие в синтезе ДНК и предшественников ДНК. Основные процессы в пе­риоде G1 — синтез белков и рецепторов клетки. Затем наступает период S. В течение этого периода происходит репликация ДНК хромосом. В результате этого к концу пе­риода S содержание ДНК составляет 4с. Но хромосом будет 2п, хотя фактически их тоже будет 4п, но ДНК хромосом в этот период так взаимно переплетены, что каждая се­стринская хромосома в материнской хромосоме пока не видна. По мере того как в результате синтеза ДНК увеличи­вается их количество и повышается транскрипция рибосомных, информационных и транспортных РНК, естествен­но возрастает и синтез белков. В это время может происхо­дить удвоение центриолей в клетках. Таким образом, клетка из периода S вступает в период G₂. В начале периода G₂ про­должается активный процесс транскрипции различных РНК и процесс синтеза белков, главным образом белков-тубулинов, которые необходимы для веретена деления. Может про­исходить удвоение центриолей. В митохондриях интенсивно синтезируется АТФ, которая является источником энергии, а энергия необходима для митотического деления клетки. После периода G₂ клетка вступает в митотический период.

Некоторые клетки могут выходить из клеточного цикла. Выход клетки из клеточного цикла обозначается буквой G0. Клетка, вошедшая в этот период, утрачивает способность к митозу. Причем одни клетки утрачивают способность к ми­тозу временно, другие — постоянно.

В том случае, если клетка временно утрачивает способ­ность к митотическому делению, она подвергается началь­ной дифференцировке. При этом дифференцированная клет­ка специализируется для выполнения определенной функ­ции. После начальной дифференцировки эта клетка способ­на возвратиться в клеточный цикл и вступить в период Gj и после прохождения периода S и периода G₂ подвергнуться митотическому делению.

Где в организме находятся клетки в периоде G₀? Такие клетки находятся в печени. Но в случае, если печень повреж­дена или часть ее удалена оперативным путем, тогда все клетки, подвергшиеся начальной дифференцировке, возвра­щаются в клеточный цикл, и за счет их деления происходит быстрое восстановление паренхимных клеток печени.

Стволовые клетки также находятся в периоде G₀, но, ког­да стволовая клетка начинает делиться, она проходит все пе­риоды интерфазы: G1, S, G₂.

Те клетки, которые окончательно утрачивают способность к митотическому делению, подвергаются сначала начальной дифференцировке и выполняют определенные функции, а затем окончательной дифференцировке. При окончатель­ной дифференцировке клетка не может возвратиться в кле­точный цикл и в конечном итоге погибает. Где в организме находятся такие клетки? Во-первых, это клетки крови. Гранулоциты крови, подвергшиеся дифференцировке, функциони­руют в течение 8 суток, а затем погибают. Эритроциты крови функционируют в течение 120 суток, потом также погибают (в селезенке). Во-вторых, это клетки эпидермиса кожи. Клет­ки эпидермиса подвергаются сначала начальной, потом окончательной дифференцировке, в результате которой они превращаются в роговые чешуйки, которые затем слущиваются с поверхности эпидермиса. В эпидермисе кожи клетки могут находиться в периоде G₀, периоде G1, периоде G₂ и в периоде S.

Ткани с часто делящимися клетками поражаются сильнее тканей с редко делящимися клетками, потому что ряд хими­ческих и физических факторов разрушают микротубулы ве­ретена деления.

Митоз принципиально отличается от прямого деления или амитоза тем, что во время митоза происходит равномерное ра­спределение хромосомного материала между дочерними клет­ками. Митоз делится на 4 фазы. 1-я фаза называется профа­зой, 2-я — метафазой, 3-я — анафазой, 4-я — телофазой.

Если в клетке имеется половинный (гаплоидный) набор хромосом, составляющий 23 хромосомы (половые клетки), то такой набор обозначается символом In хромосом и 1с ДНК, если диплоидный — 2п хромосом и 2с ДНК (соматические клетки сразу после митотического деления), анеуплоидный набор хромосом — в аномальных клетках.

Профаза. Профаза делится на раннюю и позднюю. Во время ранней профазы происходит спирализация хромо­сом, и они становятся видны в виде тонких нитей и образуют плотный клубок, т. е. образуется фигура плотного клубка. При наступлении поздней профазы хромосомы еще больше спирализуются, в результате чего закрываются гены ядрышковых организаторов хромосом. Поэтому прекращаются транскрипция рРНК и образование субъединиц хромосом, и ядрышко исчезает. Одновременно с этим происходит фраг­ментация ядерной оболочки. Фрагменты ядерной оболочки свертываются в небольшие вакуоли. В цитоплазме уменьша­ется количество гранулярной ЭПС. Цистерны гранулярной ЭПС фрагментируются на более мелкие структуры. Количе­ство рибосом на поверхности мембран ЭПС резко уменьша­ется. Это приводит к уменьшению синтеза белков на 75 %. К этому моменту происходит удвоение клеточного центра. Образовавшиеся 2 клеточных центра начинают расходиться к полюсам. Каждый из вновь образовавшихся клеточных центров состоит из 2 центриолей: материнской и дочерней.

С участием клеточных центров начинает формироваться ве­ретено деления, которое состоит из микротубул. Хромосомы продолжают спирализоваться, и в результате образуется рыхлый клубок хромосом, расположенный в цитоплазме. Та­ким образом, поздняя профаза характеризуется рыхлым клубком хромосом.

Метафаза. Во время метафазы становятся видимыми хроматиды материнских хромосом. Материнские хромосомы выстраиваются в плоскости экватора. Если смотреть на эти хромосомы со стороны экватора клетки, то они воспринима­ются как экваториальная пластинка (lamina equatorialis). В том случае, если смотреть на эту же пластинку со стороны полюса, то она воспринимается как материнская звезда (monastr). Во время метафазы завершается формирование веретена деления. В веретене деления видны 2 разновидно­сти микротубул. Одни микротубулы формируются от клеточ­ного центра, т. е. от центриоли, и называются центриолярными микротубулами (microtubuli cenriolaris). Другие микротубулы начинают формироваться от кинетохор хромо­сом. Что такое кинетохоры? В области первичных перетяжек хромосом имеются так называемые кинетохоры. Эти кинето­хоры обладают способностью индуцировать самосборку ми­кротубул. Вот отсюда и начинаются микротубулы, которые растут в сторону клеточных центров. Таким образом, концы кинетохорных микротубул заходят между концами центрио- лярных микротубул.

Анафаза. Во время анафазы происходит одновременное отделение дочерних хромосом (хроматид), которые начинают двигаться одни к одному, другие к другому полюсу. При этом появляется двойная звезда, т. е. 2 дочерние звезды (diastr). Движение звезд осуществляется благодаря веретену деления и тому, что сами полюса клетки несколько удаляются друг от друга.

Механизм, движения дочерних звезд. Это движение обеспечивается тем, что концы кинетохорных микротубул скользят вдоль концов центриолярных микротубул и тянут хроматиды дочерних звезд в сторону полюсов.

Телофаза. Во время телофазы происходит остановка движения дочерних звезд и начинают формироваться ядра. Хромосомы подвергаются деспирализации, вокруг хромо­сом начинает формироваться ядерная оболочка (нуклеолемма). Поскольку деспирализации подвергаются фибрил­лы ДНК хромосом, постольку начинается транскрипция

РНК на открывшихся генах. Так как происходит деспирализация фибрилл ДНК хромосом, в области ядрышковых орга­низаторов начинают транскрибироваться рРНК в виде тон­ких нитей, т. е. формируется фибриллярный аппарат ядрышка. Затем к фибриллам рРНК транспортируются ри- босомные белки, которые комплексируются с рРНК, в ре­зультате чего формируются субъединицы рибосом, т. е. об­разуется гранулярный компонент ядрышка. Это происхо­дит уже в поздней телофазе. Цитотомия, т. е. образование перетяжки. При образовании перетяжки по экватору проис­ходит впячивание цитолеммы. Механизм впячивания сле­дующий. По экватору располагаются тонофиламенты, со­стоящие из сократительных белков. Вот эти тонофиламен­ты и втягивают цитолемму. Затем происходит отделение цитолеммы одной дочерней клетки от другой такой же до­черней клетки. Так, в результате митоза, формируются но­вые дочерние клетки. Дочерние клетки в 2 раза меньше по массе в сравнении с материнской. В них также меньше ко­личество ДНК — соответствует 2с, и вдвое меньше количе­ство хромосом — соответствует 2п. Так, митотическим деле­нием, заканчивается клеточный цикл.

Биологическое значение митоза заключается в том, что за счет деления происходит рост организма, физиологическая и репаративная регенерация клеток, тканей и органов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Стволовые кроветворные клетки не представляют собой быстро пролиферирующую популяцию с коротким и относительно постоянным временем генерации. Исследования с ядами, избирательно поражающими делящиеся клетки лишь в определенной стадии клеточного цикла, показали, что средства, вызывающие гибель клеток, находящихся в периоде редупликации ДНК (например, 3Н-тимидин высокой удельной активности, оксимочевина и др, почти не влияют на стволовые кроветворные клетки животных со стабильным кроветворением (Dunn, 1971) и поэтому не снижают защитных способностей кроветворных клеток, лишенных синтезирующих ДНК клеток (Haas е. а., 1972).

Отсюда следует, что при равновесном кроветворении подавляющее большинство (видимо, не менее 90%) стволовых клеток находится вне клеточного цикла (период G0) или в длительном периоде G,. Стабильное поддержание величины отдела стволовых клеток обеспечивается небольшой долей пролиферирую-щих клеток. В случае угнетения отдела в покоящихся стволовых клетках быстро индуцируется пролиферация. Так, после трансплантации в облученный организм стволовые клетки через 3—4 дня находятся в фазе экспоненциального роста. В это время величина тимидинового «самоубийства» их составляет до 50—60%.

Так как продолжительность S-периода для стволовых клеток составляет в это время до 70% от общей длительности клеточного цикла (Hodgson е. а., 1975), ясно, что в условиях гемопоэтического стресса пролиферация может индуцироваться во всей популяции сохранившихся стволовых клеток. В связи с этим время удвоения экспоненциально растущей популяции стволовых клеток оказывается очень коротким, порядка 15—20 час. Возникает вопрос, не исчерпывают ли стволовые клетки в процессе пролиферации способности к самоподдержанию.

Иными словами, это вопрос о том, имеют ли стволовые клетки возрастную структуру, равноценны ли по способности к дальнейшей пролиферации стволовые клетки, проделавшие на протяжении своей предыдущей истории различное число митотических делений.

Систематическое изучение способности к самоподдержанию стволовых клеток от животных разного возраста было осуществлено с помощью метода селезеночных колоний. Не было выявлено различий в содержании КОЕс на колонию при серийных пассажах клеток колоний, продуцированных костным мозгом молодых животных (восемь недель) по сравнению с костным мозгом старых мышей (1,5— 2,5 года); истощение в обоих случаях наступало через три пассажа. КОЕс из печени новорожденной мыши выдерживали четыре пассажа, из печени 10-дневных эмбрионов — шесть пассажей, из желточного мешка 9-дневных эмбрионов — семь пассажей.

Очень приблизительные расчеты (время генерации КОЕс в колонии принято 12 час во все время пассажей) показали, что КОЕс взрослых животных может делиться 28 раз до выявления дефекта в пролиферации, КОЕс новорожденных — 56 раз и КОЕс ранних эмбрионов — 84 раза.

Таким образом, в эмбриональном периоде, когда стволовые клетки интенсивно пролиферируют, пролиферативный потенциал их постепенно снижается. Во взрослом организме, в котором пролиферация стволовых клеток незначительна, дальнейшее снижение способности к пролиферации выявить труднее. Оно было обнаружено в исследованиях с переносом костного мозга к мышам-мутантам W/Wv, у которых дефектны стволовые клетки. Здоровые стволовые клетки при трансплантации необлученным мутантам постепенно заменяют кроветворные клетки реципиента. Это дало возможность вести серийные трансплантации (1 раз в 12—16 мес ) костного мозга от молодых и погибающих от старости мышей в организме мутантов свыше 5 лет (при продолжительности жизни мышей до 2 лет).

Снижение способности к самоподдержанию (по числу КОЕс) у костного мозга от старых мышей (в сравнении с костным мозгом от молодых животных) выявилось лишь после 4-го пассажа, через 63—70 мес от начала опыта (Harrison, 1973).

Еще более четко возможность истощения пролиферативной способности стволовых клеток была выявлена при серийных трансплантациях в облученный организм смеси костного мозга от молодых и старых доноров, несущих различные хромосомные маркеры (Ogden, Micklem, 1976). При первых двух пассажах, производимых один раз в 8—10 недель, эффективно репопулируют около 100 стволовых кроветворных клеток, тогда как при последующих пассажах, несмотря на то, что вводится всегда одно и то же число стволовых кроветворных клеток, способность к клонообразованию сохраняется лишь у двух — пяти из них.

источник

Рис. 2в. Синтез ДНК в репликационной вилке:

1 – матричные цепи ДНК; 2 – фермент хеликаза, разделяющий цепи матричной ДНК; 3 – ДСБ-белки, препятствующие воссоединению цепей ДНК; 4

– праймаза; 5 – РНК-затравка (синтезируется РНК-полимеразой – праймазой); 6 – ДНК-полимераза, синтезирующая дочерние цепи; 7 – лидирующая дочерняя цепь ДНК; 8 – лигаза, соединяющая фрагменты Оказаки отстающей цепи ДНК; 9 – фрагмент Оказаки (150-200 нуклеотидов); 10 – топоизомераза

Рис. 2г. Завершение удвоения ДНК и хромосомы Изучите схему репликации ДНК и удвоения хромосом, представленную

на рис. 2а-2г. Зарисуйте рис. 2в.

Работа 3. Митоз растительных клеток

Рассмотрите под большим увеличением микроскопа микропрепарат корешка лука. Найдите клетки, находящиеся в интерфазе и разных фазах митоза. Зарисуйте и обозначьте:

I – стадии митоза: 1 – профаза; 2 – метафаза;

II – интерфаза (неделящаяся клетка).

Работа 4. Митоз клеток человека

Рассмотрите под малым увеличением цитогенетический препарат лимфоцитов крови человека. Найдите клетку в стадии митоза. Переведите на большое увеличение, поставив иммерсионный объектив (х90). Рассмотрите на препарате метафазную пластинку. Обратите внимание на строение хромосом человека, их размеры, расположение центромеры, количество хроматид в метафазной хромосоме. Определите набор хромосом, найдите гомологичные хромосомы. Зарисуйте метафазные хромосомы с различным расположением центромер.

Работа 5. Определение митотического коэффициента

На микропрепаратах корешка лука посчитайте число делящихся и неделящихся клеток в нескольких полях зрения (около 1000 клеток). Определите

митотический коэффициент по формуле:

Число просмотренных клеток × 1000

Работа 6. Виды тканей в зависимости от уровня клеточной пролиферации

Стабильные – все клетки находятся в состоянии необратимой дифференцировки. Гибель части клеток в течение жизни организма ведёт к убыванию общего количества клеток в ткани.

Растущие – количество клеток в ткани увеличивается, так как доля клеток, идущих в митотический цикл, превышает долю клеток, идущих в дифференцировку.

Обновляющиеся – происходит размножение клеток, однако общее количество клеток остаётся постоянным, так как половина клеток переходит в необратимую дифференцировку и погибает.

Изучите и перепишите таблицу.

Усреднённые параметры пролифе-

Быстро обновляющиеся ткани:

красный костный мозг; эпителий ротовой

полости, языка, пищевода, желудка и

Усреднённые параметры пролифе-

тонкой кишки; эпидермис кожи

Медленно обновляющиеся ткани:

паренхима печени, паренхима почки

эмаль зубов, кардиомиоциты, нервная

Примечание: P c – пролиферативный пул; Т – продолжительность митотического цикла; МК – митотический коэффициент. Пролиферативный пул

– доля клеток, находящихся во всех фазах митотического цикла и в пуле G 0 , способных к размножению.

Работа 7. Стволовые клетки. Их биологическое и медицинское значение

Стволовые клетки – это клетки, сохраняющие способность к размножению в течение всей жизни организма. В эмбриональном периоде они нужны для развития органов и тканей, в постэмбриональном – для роста организма, обновления тканей, регенерации и вегетативного размножения.

С эмбриональных тотипотентных

клеток начинается развитие орга-

низма при половом размножении.

Соматические дают начало но-

вым организмам при вегетатив-

Формирование органов и тканей

Необходимы для обновления или

регенерации тканей, в которых

нет собственных стволовых кле-

ток – эритроцитов и лейкоцитов,

Источник клеток для роста, об-

новления и регенерации органов

Использование в медицине поз-

воляет выращивать органы и тка-

ни с заданными свойствами. Их

применение для репродуктивного

клонирования является источни-

Применение стволовых клеток в медицине и стоматологии

Совершенствование методов выделения стволовых клеток, изучение факторов, регулирующих их рост и дифференцировку, открывает широкие возможности для использования таких клеток в медицине. Стволовыми клетками, взятыми из пуповинной крови или из других тканей, можно заменять собственные повреждённые клетки в любых органах, не опасаясь их отторжения. Применение эмбриональных клеток, терапевтическое клонирование и использование методов генной инженерии позволят выращивать органы и ткани и получать доступный материал для трансплантации. В настоящее время у экспериментальных животных из стволовых клеток удаётся получить целые зубы или их отдельные ткани (эмаль, пульпу и другие). Так, зародыши зуба, выращенные у мышей из клеток зубного сосочка, после имплантации взрослым животным вместо удалённых резцов прижились и сформировали полноценные зубы. У человека из стволовых клеток пульпы или апикального бугорка удалённых зубов мудрости удалось вырастить корни и периодонтальные связки, на основе которых восстановили (пока – с помощью обычных методов протезирования) коронку зуба. Таким образом в дальнейшем планируется получение материала для аутотрансплантации. Использование мезенхимальных стволовых клеток и композитных материалов позволило разработать имплантаты для замещения костных дефектов в челюстно-лицевой хирургии. Необходимо отметить, что в настоящее время применение стволовых клеток находится на стадии экспериментальных исследований или клинических испытаний. Их широкое внедрение в практическую медицину – дело ближайшего будущего.

Работа 8. Различные направления дифференцировки клеток ротовой полости

Изучите и зарисуйте схему 1.

Схема 1. Направления дифференцировки клеток ротовой полости

Работа 9. Регуляция размножения клеток

В обновляющихся тканях постоянное количество клеток поддерживается

в результате саморегуляции, осуществляемой по принципу отрицательной обратной связи. При уменьшении количества клеток включаются механизмы, активирующие протоонкогены. Индукция этих генов ведёт к синтезу факторов роста, оказывающих митогенную стимуляцию на клетки, находя-

щиеся в G 0 -периоде, в том числе стволовые клетки. Происходит их усиленное размножение и увеличение количества. Избыток клеток ведёт к репрессии протоонкогенов и активации генов-супрессоров, отвечающих за синтез ингибиторов клеточной пролиферации. Периодические колебания числа делящихся клеток, проявляющиеся в суточных ритмах пролиферации, позволяют достичь состояния динамического равновесия – количество клеток поддерживается на том уровне, который необходим для данной ткани.

Изучите схему 2. Приведите примеры факторов роста и ингибиторов клеточного деления.

Схема 2. Саморегуляция клеточной пролиферации

Работа 10. Сравнительная характеристика нормальных клеток и клеток злокачественных опухолей

Спонтанно или при действии канцерогенных факторов могут происходить мутации протоонкогенов или генов супрессоров, регулирующих размножение клеток. Протоонкогены превращаются в онкогены, которые не реагируют на регуляторные факторы и образуют большое количество факторов роста. Повреждение генов-супрессоров не позволяет сдерживать избыточное размножение клеток – возникает опухоль. Для клеток опухоли характерна генетическая нестабильность – в них возникают новые мутации, которые ещё больше нарушают регуляцию клеточной пролиферации. Доброкачественная опухоль может трансформироваться в злокачественную.

источник

Жизненный цикл клетки — это весь период существова­ния клетки (от деления до деления или от деления до смерти). Клеточный цикл состоит из митотического периода (М) и интерфазы (межмитотического периода). (Рис. 2-12). Интерфаза в свою очередь состоит из пресинтетического (G1), синтетического (S) и постсинтетического (G2) периодов. В пресинтетическом (постмитотическом, G1) периоде дочерняя клетка достигает размеров и структуры материнской, для чего в ней происходит биосинтез РНК и белков цитоплазмы и ядра. Кроме того, в ней синтезируются РНК и белки, необходимые для синтеза ДНК в следующем периоде. В синтетическом (S) периоде происходит удвоение (редупликация) ДНК и, соответственно, удваивается число хромосом (их количество становится тетраплоидным, 4n). В постсинтетическом (премитотическом, G2) периоде клетка готовится к митозу, в ней происходит синтез РНК и белков (тубулинов) веретена деления, накопление энергии, необходимой для митоза. Вышеописанный жизненный цикл характерен для популяции клеток, которые непрерывно делятся.

Рис. 2-12. Схема клеточного цикла. (По Э. Г. Улумбекову).

Кроме того, в организме есть клетки, которые временно или постоянно находятся вне митотического цикла (в G0 пе­риоде). Этот период характеризуется как состояние репродуктивного покоя. Такие клетки можно разделить на три группы: 1) клетки, которые после деления длительно не меняют своих морфологических свойств и сохраняют способность к делению; это стволовые, камбиальные клетки (в эпителии, красном костном мозге); 2) клетки, которые после деления растут, дифференцируются, выполняют в органах специфические функции, но в случае необходимости (при повреждении данного органа) восстанавливают свою способность к размножению (клетки печени); 3) высокоспециализированные клетки, которые растут, дифференцируются, выполняют свои специфические функции и в таком состоянии существуют до смерти, никогда не делясь и постоянно находясь в G0 периоде (высоко специализированные клетки сердца и мозга). Продолжительность жизни этих клеток приближается к продолжительности жизни целого организма.

После появления, в результате деления молодые клетки растут и дифференцируются. Рост клетки означает увеличение размеров её цитоплазмы и ядра, увеличение числа органоидов. Дифференцировка подразумевает морфофункциональную специализацию клетки, т. е. увеличение числа определённых органелл общего назначения, или появление органоидов специального назначения, необходимых для выполнения клеткой специльных функций.

От нескольких дней до многих лет клетка выполняет свою определённую функцию в организме, а затем постепенно стареет и погибает.

Старение клеток связано с изнашиванием структур клеток в результате длительной, интенсивной работы, прежде всего, в связи с изменениями состояния генома и, как следствие, в связи со снижением интенсивности репликации ДНК, приводящем к угнетению биосинтеза белка. При этом популяция клеток может постепенно уменьшаться (нервные клетки, кардиомиоциты), или частично (клетки печени, почек, желез) или полностью (покровные эпителии) обновляться. При этом процесс обновления может идти очень быстро: полное обновление эпидермиса кожи происходит за 3-4 недели, а эпителия желудка и кишечника – за 3-5 дней. Длительность существования этих обновляющихся популяций равна продолжительности жизни организма.

При старении увеличивается объём клетки, нарушаются межклеточные контакты, уменьшается текучесть её мембран и интенсивность транспортных и обменных процессов. В результате повреждения рецепторов цитолеммы уменьшается возбудимость и реактивность клетки, дезорганизуется цитоскелет. Ядро клетки становится неровным, расширяется перинуклеарное пространство, увеличивается доля гетерохроматина. Митохондрии просветляются, в них уменьшается количество крист, наблюдается расширение цистерн эндоплазматической сети, уменьшение числа рибосом, происходит редукция комплекса Гольджи. Увеличивается число всех видов лизосом, включая остаточные тельца в которых накапливаются трудно перевариваемые вещества (например, пигмент старения липофусцин), уменьшается стабильность лизосомальных мембран, возрастает аутофагия. В результате клетка постепенно разрушается и ее остатки фагоцитируются макрофагами.

Смерть клетки. Различают две формы гибели клеток – некроз и апоптоз.

Некроз вызывается главным образом различными внешними факторами (химическими или физическими), которые нарушают проницаемость мембран и клеточную энергетику. В результате нарушается ионный состав клетки, происходит набухание мембранных органоидов, прекращается синтез АТФ, нуклеиновых кислот, белков, происходит деградация ДНК, активация лизосомных ферментов, что в итоге приводит к растворению, «самоперевариванию» клетки – лизису. Этот процесс преобладает при старении клетки (рис. 2-13А).

Апоптоз начинается с активации в ядре генов, ответственных за самоуничтожение клетки (генов запрограммированной гибели клетки). Программа такого самоуничтожения может включаться при воздействии на клетку сигнальных молекул или наоборот, прекращении действия регулирующего сигнала. Апоптоз широко распространён в эмбриогенезе, в процессе которого в организме образуется гораздо больше клеток, чем нужно для взрослого организма. Примером запрограммированной гибели клеток во взрослом организме является атрофия молочной железы после окончания лактации, гибель клеток жёлтого тела в конце менструального цикла. Процесс апоптоза значительно отличается от некроза. В начале апоптоза синтез РНК и белка не снижается, в цитоплазме клетки возрастает содержание ионов кальция, активируются эндонуклеазы, под действием которых происходит расщепление ДНК на нуклеосомные фрагменты. При этом хроматин конденсируется, образуя грубые скопления по периферии ядра. Затем ядра начинают фрагментироваться, распадаться на «микроядра», каждое из которых покрыто ядер­ной оболочкой. При этом цитоплазма также начинает фраг­ментироваться и от клетки отшнуровываются крупные фрагменты, часто содержащие «микроядра» – апоптические тельца (рис 2-13Б). При этом клетка как бы рассыпается на фрагменты, а апоптические тельца поглоща­ются фагоцитами или некротизируются и постепенно растворяются.

Рис. 2-13. Пути клеточной гибели. А. Некроз (лизис) клетки. Б. Апоптоз. (По Ю. И. Афанасьеву, Н. А. Юриной).

источник

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ КЛЕТКИ

Характеристику основных периодов жизненного цикла клетки.

Динамику структуры хромосом, функции, количества ДНК и числа хромосом в жизненном цикле клетки.

Биологическое значение митоза.

Уметь определять на микропрепаратах фазы митоза.

Ознакомиться с основными механизмами регуляции митоза и его патологией.

Внеаудиторная работа

Задание 1. Жизненный цикл клетки

Жизненный цикл клетки (ЖЦК) – период существования клетки от ее образования (путем деления материнской клетки) до собственного деления или смерти.

Жизненный цикл клеток, способных к делению, складывается из гетерокаталитической интерфазы и митотического цикла. В период гетерокаталитической интерфазы клетка растет, дифференцируется и выполняет свои специфические функции.

В митотическом цикле выделяют период подготовки клетки к делению (автокаталитическая интерфаза) и само деление – митоз. Автокаталитическая интерфаза подразделяется на периоды: G₁ (пресинтетический), S (синтетический), G₂ (постсинтетический).

В многоклеточном организме есть клетки, которые после своего рождения вступают в период покоя (G₀), они представлены: клетками, выполняющими специфические функции в составе той или иной ткани; клетками, выходящими из митотического цикла; небольшим числом стволовых клеток (недифференцированные клетки с широкими потенциями). Все эти клетки рассеяны среди пролиферирующих клеток и практически неотличимы от них по морфологическим признакам.

Какие клетки человека очень быстро обновляются? Из каких периодов складывается их жизненный цикл?

Приведите примеры высокодифференцированных клеток человека, не способных к делению. Каковы особенности их жизненного цикла?

Способны ли к делению стволовые клетки?

На какие периоды подразделяется подготовка клетки к делению? Чем характеризуется G₁-, S-, G₂-периоды?

Задание 2. Типы деления клеток

Выделяют следующие типы деления клеток: митоз – непрямое деление; амитоз – прямое деление (встречается в основном в обреченных на гибель клетках); мейоз (лежит в основе гаметогенеза – образования половых клеток).

За счет какого типа деления клеток происходит дробление оплодотворенной яйцеклетки, развитие эмбриона, рост организма, регенерация тканей и органов?

Почему дочерние клетки, образовавшиеся в ходе митоза, генетически идентичны между собой и материнской клеткой?

Задание 3. Проверка усвоенного материала

Проверьте усвоение материала занятия по тестовым заданиям с выбором одного или нескольких правильных ответов (стр. 48).

Аудиторная работа

Задание 4. Митотический цикл клеток

Изучите материал таблицы 1 «Митотический цикл». Обратите внимание, что в период S на молекулярном уровне происходит удвоение ДНК – репликация, а на хромосомном уровне – авторепродукция хромосом, в итоге каждая хромосома становится двухроматидной, но так как эти хроматиды соединены центромерой в единую структуру, в итоге в клетке 2n4c (n – число хромосом, с – число молекул ДНК в гаплоидном наборе).

В каком состоянии (конденсированном или деконденсированном) находятся хромосомы в период подготовки клетки к делению?

Одинакова ли продолжительность автокаталитической интерфазы и митоза делящихся клеток: а) у разных организмов, б) разных органов одного организма?

В какой период митотического цикла клетки происходит репликация ДНК и авторепродукция хромосом?

Как называются дочерние хроматиды в составе одной хромосомы, образовавшиеся в S-период?

Сколько хроматид (1) и молекул ДНК (2) в одной хромосоме в периоды и фазы митотического цикла: а) G₁; б) S; в) G₂; г) профазы; д) метафазы; е) анафазы; ж) телофазы.

Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека (2n2c) составляет

6 ∙ 10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде; яйцеклетке; в соматической клетке: а) перед началом ее деления (2n4c); б) после его окончания (2n2c).

Фазы и периоды	nc	Цитологическая характеристика
Подготовка к делению (автокаталитическая интерфаза)	Пресинтетичес-кий период – G1	2n2c	Хромосомы однохроматидные, деконденсированные, при световой мик-роскопии не выявляются. Накапливают-ся белки и РНК, увеличивается количе-ство митохондрий
Синтетический период – S	2n4c	Репликация ДНК, хромосомы двухро-матидные, деконденсированные, при световой микроскопии не выявляются. Продолжается синтез РНК и белков
Постсинтети- -ческий период – G2	2n4c	Остановка синтеза ДНК, хромосомы двухроматидные, деконденсированные, при световой микроскопии не выявляя-ются. Накапливается энергия, синтези-руется РНК и белки, формирующие нити веретена деления
Митоз (М – фаза)	Профаза	2n4c	Начало конденсации хромосом, они различимы при световой микроскопии, двухроматидные. Демонтаж ядерной оболочки, исчезновение ядрышка, деле-ние центриолей и расхождение их к полюсам клетки, построение веретена деления
Метафаза	2n4c	Хромосомы максимально конденси-рованы, двухроматидные, располагаются в плоскости экватора клетки, хорошо различимы при световой микроскопии. К центромерам прикрепляются нити веретена деления
Фазы и периоды	nc	Цитологическая характеристика
Митоз (М – фаза)	Анафаза	2n4c	Деление центромер, расхождение сес-тринских хроматид к разным полюсам клетки. Хромосомы конденсированы, однохроматидные, различимы при свето-вой микроскопии
Телофаза	2n2c	Хромосомы однохроматидные, декон-денсированные, не выявляемые при световой микроскопии. Формирование ядрышка, цитотомия, образование двух дочерних клеток

Задание 5. Митоз в растительной клетке

Изучите на слайдах и постоянном микропрепарате фазы митоза в клетках кончика корешка лука. Зарисуйте клетки на разных фазах митоза (профазы, метафазы, анафазы, телофазы).

Задание 6. Митоз в животной клетке

Изучите при малом и большом увеличениях объективов микроскопа фазы митоза на препарате «Дробление оплодотворенных яиц аскариды». Зарисуйте бластомеры на стадии метафазы или анафазы.

Задание 7. Ограничение на число делений («лимит Хейфлика»)

Ознакомьтесь с информацией.

Обычно клетки не преодолевают барьер из 20 – 90 делений. Для человека он составляет в среднем 50 ± 10. Срок жизни клеточных клонов зависит от длины теломерной ДНК на концах хромосом (А. М. Оловников, Л. Хейфлик). У большинства соматических клеток человека в автокаталитическую интерфазу теломерная ДНК не дореплицируется и с каждым новым делением клетки хромосомы укорачиваются на 50 – 60 нуклеотидов. При достижении теломерами минимальных размеров репликация ДНК прекращается, клетка перестает делиться, стареет и гибнет (запрограммированный апоптоз).

Клетки, часто делящиеся, быстрее исчерпывают свой потенциал к делению. Так, при ВИЧ-инфекции у человека возникает защитная реакция – лимфоциты, обеспечивающие иммунитет, ускоренно размножаются, быстрее стареют и через несколько лет перестают делиться. При наследственных болезнях преждевременного старения – прогериях – лимит Хейфлика снижен до 10 – 15 делений. Но ряд клеток человека (сперматогонии, клетки красного костного мозга, раковой опухоли) способны к неограниченному делению. В этих клетках высока активность фермента теломеразы, обеспечивающего синтез теломерной ДНК на матрице иРНК (обратная транскрипция), поэтому теломерные районы хромосом этих клеток способны восстанавливаться.

Какие клетки относят к одному клеточному клону: а) произошли от одной материнской клетки, б) произошли от нескольких клеток разных тканей?

Какой период жизненного цикла практически отсутствует у клеток раковой опухоли?

Как теоретически можно затормозить рост раковой опухоли?

Задание 8. Патология митоза

Ознакомьтесь с некоторыми нарушениями митоза:

нарушение процесса конденсации хромосом в профазе ведет к набуханию и слипанию хромосом;

повреждение веретена деления является причиной задержки митоза в метафазе и рассеивания хромосом;

нарушение расхождения хроматид в анафазу митоза ведет к появлению клеток с различным количеством хромосом;

отсутствие цитотомии в конце телофазы и образование двуядерных и многоядерных клеток.

В процессе эмбрионального развития человека на стадии двух бластомеров, при дальнейшем делении дробления одного из них, в анафазе митоза произошло нерасхождение хроматид одной из пары 21-х аутосом.

Напишите хромосомные наборы клеток, образующихся в процессе делений дробления после геномной мутации. Какой хромосомный набор будет в соматических клетках ребенка, родившегося при таких условиях эмбриогенеза, если учесть, что клетки с недостающим числом аутосом нежизнеспособны?

Задание 9. Амитоз

Амитоз – прямое деление клетки путем перетяжки ядра (без его перестройки как при митозе) и, в большинстве случаев, без последущего цитокинеза. В итоге могут образовываться двух- и многоядерные клетки, которые часто встречаются в высокодифференцированных тканях.

Рассмотрите на микропрепарате клетки, образовавшиеся в результате амитоза. Обратите внимание на то, что дочерние клетки имеют разный размер и морфологию.

Задание 10. Эндомитоз и политения

При эндомитозе происходит удвоение числа хромосом и их конденсация внутри ядра без образования веретена деления. В конце эндомитоза ядро принимает вид интерфазного, но размер его увеличивается в соответствии с увеличением плоидности. В организме млекопитающих и человека эндомитоз с возрастом свойственен клеткам печени.

Политения сопровождается повторяющимися циклами синтеза ДНК без митоза. В результате формируются гигантские (политенные) хромосомы, которые встречаются в клетках слюнных желез личинок ряда двукрылых насекомых (дрозофил, хирономид), простейших и растений. Политенные хромосомы по длине неоднородны – после окраски состоят из чередующихся темных дисков и более светлых междисков. Диски – более конденсированные участки, междиски – менее конденсированные. В участках с рыхло упакованными фибриллами хроматина идет активный синтез РНК.

Изучите на микропрепарате и микрофотографии политенные хромосомы хирономид (или дрозофил). Зарисуйте участок хромосомы, обозначьте темные диски, междиски.

Интерфазными или метафазными являются политенные хромосомы?

Какое значение имеют политенные хромосомы в цитогенетических исследованиях?

Учебно-исследовательская работа студентов (УИРС)

Задание 11. Митотическая активность клеток в ходе восстановительных процессов

Клетки печени, почек, надпочечников и ряда других органов обновляются медленно. Однако в процессе восстановления после повреждения (например, удаления части органа) происходит усиление клеточного деления.

Рассмотрите фотографии и постоянные микропрепараты среза печени крысы: а) в норме; б) через два дня после удаления 70% массы печени. Сделайте вывод о состоянии митотической активности клеток печени после частичной гепатэктомии.

В клинику обратился больной с жалобой на длительно незаживающую кожную рану. Цитологический анализ отпечатков, взятых с поврежденного участка кожи, выявил отсутствие делящихся клеток. Сделайте вывод о состоянии восстановительных процессов поврежденного участка кожи.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

источник