Životní cyklus buněk: fáze, období. Životní cyklus viru v hostitelské buňce

Životní cyklus buňky zahrnuje začátek jejího vzniku a konec existence jako samostatná jednotka. Za prvé, buňka se objeví během rozdělení její matky a končí její existenci v důsledku dalšího rozdělení nebo smrti.

Životní cyklus buňky se skládá z mezifáze a mitózy. To je v tomto období zvažováno je ekvivalent k buněčné.

Cyklus životnosti buněk: mezifáze

Toto je období mezi dvěma mitotickými děleními buněk. Reprodukce chromozomů probíhá podobně jako redukce (semikonzervativní replikace) Molekuly DNA. V mezifázi je buněčné jádro obklopeno speciální dvoubabránovou membránou a chromozomy jsou rozptýlené a nejsou pozorovatelné běžnou světelnou mikroskopií.

Při barvení a fixaci buněk dochází k akumulaci vysoce znečištěné látky - chromatinu. Stojí za zmínku, že cytoplazma obsahuje všechny potřebné organely. To zajišťuje plnou existenci buňky.

V životním cyklu buňky je interfáze doprovázena třemi obdobími. Zvažte každou z nich podrobněji.

Období cyklu životnosti buněk (mezifáze)

První z nich se nazývá re-synthetics . Výsledkem předchozí mitózy je zvýšení počtu buněk. Zde probíhá transkripce nově vytvořených molekul RNA (informační), stejně jako molekuly zbývající RNA, proteiny jsou syntetizovány v jádře a cytoplazmě. Některé látky cytoplazmy se postupně rozpadají s tvorbou ATP, její molekuly jsou opatřeny makroergickými vazbami, přenášejí energii tam, kde to nestačí. S tuto buňku zvyšuje velikost, kterou dosahuje matce. Toto období trvá dlouhou dobu ve specializovaných buňkách, během kterých vykonávají své speciální funkce.

Druhé období je známé jako syntetická (syntéza DNA). Jeho blokáda může zastavit celý cyklus. Zde probíhá replikace molekul DNA, stejně jako syntéza proteinů, které se podílejí na tvorbě chromozomů.

Molekuly DNA se začnou vázat na protein, což způsobí, že se chromozomy zahustí. Současně je pozorována reprodukce centriolů, takže se objevují 2 páry. Nová centriolka ve všech párech je umístěna poměrně stará pod úhlem 90 °. Následně se každý pár v období další mitózy přesune zpět do buněčných pólů.

Syntetické období je charakterizováno jak zvýšenou syntézou DNA, tak výrazným skokem při tvorbě molekul RNA, stejně jako bílkovinami do buněk.

Třetí období - postsyntéza . Je charakterizována přítomností buněčné přípravy pro následné rozdělení (mitotické). Toto období trvá zpravidla vždy méně než jiné. Někdy to vypadá úplně.

Délka generačního času

Jinými slovy, tak dlouho trvá životnost buněk. Doba generování, stejně jako jednotlivé periody, trvá na různých buňkách rozdílnými hodnotami. To lze vidět z následující tabulky.

Takže nejkratší životní cyklus buněk je v kaskádních. Stává se, že třetí období zcela vypadne - postsyntéza. Například u 3 týdnů starého potkana v buňkách jater se sníží na půl hodiny, doba trvání generace je 21,5 hodiny, doba trvání syntetické periody je nejstabilnější.

V jiných situacích v prvním období (presynthetic) buňka akumuluje vlastnosti pro implementaci specifických funkcí, což je způsobeno skutečností, že její struktura se stává složitějším. Není-li specializace příliš daleko, může projít celoživotním cyklem buňky vytvořením 2 nových buněk v mitóze. V této situaci se může výrazně zvýšit první období. Například doba tvorby v buňkách kožního epitelu myší, totiž 585,6 hodin, je v prvním období - presynthetická a v buňkách periostu krysího dítěte - 102 hodin ze 114.

Hlavní část této doby se nazývá perioda G0 - realizace intenzivní specifické funkce buňky. V tomto období zůstává mnoho jaterních buněk, což ztratilo jejich schopnost mitózy.

Pokud je část jater odstraněna, většina jejích buněk se změní na plný život, první syntetický, pak postsyntézní období a nakonec mitotický proces. Takže u různých buněčných populací byla již prokázána reverzibilita takového G0 období. V jiných situacích se stupně specializace zvětšuje natolik, že za typických podmínek se buňky již nemohou mitoticky rozdělovat. Občas se v nich vyskytuje endoreprodukce. U některých se opakuje více než jednou, chromozomy se zvětšují natolik, že jsou viditelné v běžném světelném mikroskopu.

Tak jsme se dozvěděli, že v životním cyklu buňky je mezifáze doprovázena třemi obdobími: presyntetickým, syntetickým a postsyntézním.

Buněčné dělení

Je základem pro reprodukci, regeneraci, přenos dědičných informací, vývoj. Samotná buňka existuje pouze v mezidobí mezi divizemi.

Životní cyklus (dělení buněk) je doba existence dané jednotky (začíná od okamžiku jejího vzhledu přes rozdělení mateřské buňky), včetně samotného dělení. Konec s vlastním dělením nebo smrtí.

Fáze buněčného cyklu

Z nich je jen šest. Jsou známy následující fáze cyklu životnosti buněk:

1. Divize Zde probíhá mitotická dělení.
2. Růst Po rozdělení se buňka zvětšuje. Dosáhne určité velikosti.
3. Odpočinek V tuto chvíli ještě není určen další osud: buňka se připravuje buď na rozdělení, nebo na specializaci.
4. Diferenciace . Na konci fáze růstu buňka získává odpovídající strukturální, funkční rysy.
5. Zralost Buňka vykonává určité funkce na základě její specializace.
6. Stárnutí Oslabení buněčných životních funkcí. Dále - buď rozdělení, nebo smrt.

Doba trvání životního cyklu, stejně jako počet fází v něm, má každá buňka vlastní. Takže v nervové tkáně buněk po dokončení počáteční embryonální období přestat se rozdělovat, pak fungovat pouze po celý život samotného organismu a pak zemřít. Ale embryonální buňky ve fázi rozdrcení nejprve dokončí 1 dělení a poté ihned obejdou zbývající fáze a pokračují do další.

Metody dělení buněk

Pouze ze dvou:

1. Mitóza je nepřímé rozdělení buněk.
2. Meiosis je charakteristická pro takovou fázi, jako je zrání zárodečných buněk, dělení.

Nyní se dozvíme podrobněji, co představuje životní cyklus buňky - mitóza.

Nepřímé dělení buněk

Mitoza je nepřímá divize somatických buněk. Jedná se o kontinuální proces, jehož výsledek je nejprve zdvojnásoben, potom stejným rozdělením mezi dceřiné buňky dědičného materiálu.

Biologická hodnota nepřímého dělení buněk

Skládá se z následujících:

1. Výsledkem mitózy je tvorba dvou buněk, z nichž každý obsahuje stejný počet chromozomů jako matka. Jejich chromozomy jsou tvořeny prostřednictvím přesné replikace mateřské DNA, a proto geny dceřiných buněk obsahují totožné dědičné informace. Jsou geneticky identické s mateřskou buňkou. Takže můžeme říci, že mitóza poskytuje identitu přenosu dědičných informací do dceřiných buněk od rodiče.

2. Výsledkem mitózy je určitý počet buněk v odpovídajícím organismu - to je jeden z nejdůležitějších růstových mechanismů.

3. Velké množství zvířat a rostlin ji reprodukuje asexuálně pomocí mitotického dělení buněk, proto mitóza je základem vegetativního rozmnožování.

4. Je to mitóza, která zajišťuje kompletní regeneraci ztracených částí, stejně jako náhradu buněk, která se do jisté míry vyskytuje v jakémkoliv mnohobuněném organismu.

Tak bylo známo, že životní cyklus somatické buňky se skládá z mitózy a mezifáze.

Mechanismus mitózy

Rozdělení cytoplazmy a jádra - 2 nezávislé procesy, které probíhají postupně. Ale kvůli pohodlí studia událostí, které se vyskytují během období rozdělení, je uměle rozdělena do 4 fází: pro-, meta-, ana-, telofáze. Jejich trvání se liší v závislosti na typu tkáně, vnějších faktorech, fyziologickém stavu. Nejdéle jsou první a poslední.

Prophase

Je znatelné zvýšení jádra. Výsledkem spiralizace je zhutnění, zkracování chromozomů. V pozdějších fázích je struktura chromozomů již jasně viditelná: 2 chromatidy, které jsou spojeny centromerem. Pohyb chromozomů na rovník buňky začíná.

Z cytoplazmatického materiálu v profázi (pozdní) se vytvoří vřeteno dělení, které je tvořeno za účasti centriolů (v živočišných buňkách, v řadě nižších rostlin) nebo bez nich (buněk některých prvoků, vyšších rostlin). Následně se z centriolů objevují 2-ti vlákna vřetena, konkrétněji:

• podpora, která spojuje póly buněk;
• chromozomální (tažení), které se protínají v metafázi s chromosomálními centromery.

Na konci této fáze zmizí jaderná membrána a chromozomy se volně nacházejí v cytoplazmě. Obvykle jádro zmizí o něco dříve.

Metaphase

Jeho začátkem je zmizení jaderné obálky. Chromozomy jsou nejprve vyrovnány v rovníkové rovině a tvoří metafázi. Současně jsou centromery chromozomů umístěny přísně v rovníkové rovině. Vřetenové filamenty se připojují k centromery chromozomů a některé z nich procházejí od jednoho pólu k druhému bez připojení.

Anaphaza

Její začátek je považován za rozdělení centromer chromozomů. V důsledku toho se chromatidy transformují na dva oddělené dceřiné chromozomy. Dále se tyto začínají odchylovat směrem k pólu buněk. V zásadě mají v tuto chvíli zvláštní tvar V. Tento nesoulad se dosáhne zrychlením vřetena. Současně pokračuje prodloužení opěrných nití, výsledkem čehož je oddělení pólů od sebe.

Telofáze

Zde jsou chromozomy sestaveny na pólech buněk a poté rozebrány. Další je zničení dělení vřetena. V okolí chromozomů se tvoří jaderná membrána dceřiných buněk. Karyokineze je tedy dokončena, následně je provedena cytokineze.

Mechanismy vstupu viru do buňky

Existují pouze dva z nich:

1. Vytvořením virové supercapsidové a buněčné membrány. Výsledkem je uvolnění nukleokapsidu do cytoplazmy. Následně je pozorována realizace vlastností virového genomu.

2. Přes pinocytózu (receptor-zprostředkovanou endocytózu). Zde je vazba viru v místě fringované fossy s receptory (specifickými). Ten je přitahován do vnitřku buňky a poté se přeměnil na takzvanou fringovanou lahvičku. Na druhé straně obsahuje vstřebaný virion, který se sloučí s dočasným středním vezikulem, který se nazývá endosom.

Intracelulární multiplikace viru

Po proniknutí do buňky genom viru zcela podřídí svůj život svým vlastním zájmům. Prostřednictvím systému syntézy bílkovin v buňce a jeho systémech výroby energie ztělesňuje vlastní reprodukci a zpravidla obětuje život buňky.

Následující obrázek znázorňuje životní cyklus viru v hostitelské buňce (les Semliki je zástupcem rodu Alphvirus). Jeho genom je reprezentován jednovláknovou, pozitivní, nerozloženou RNA. Tam je virion vybaven supercapsidem, který se skládá z lipidové dvojvrstvy. Prostřednictvím toho prochází okolo 240 kopií řady glykoproteinových komplexů. Virový životní cyklus začíná jeho absorpcí na membráně hostitelské buňky, kde se váže na proteinový receptor. Penetrace do buňky se provádí pomocí pinocytózy.

Závěr

Článek zkoumal životní cyklus buňky, popsal její fáze. Podrobnosti o každém období interfáze.