G1 s g2 stanični ciklus. Stanični ciklus i njegova razdoblja. Biološki značaj neizravne stanične diobe

staničnog ciklusa (cyclus cellularis) je razdoblje od jedne stanične diobe do druge, odnosno razdoblje od stanične diobe do njezine smrti. Stanični ciklus je podijeljen u 4 razdoblja.

Prvo razdoblje je mitotičko;

2. - postmitotski ili presintetski, označen je slovom G1;

3. - sintetički, označen je slovom S;

4. - postsintetski ili premitotski, označava se slovom G 2,

i mitotičko razdoblje - slovo M.

Nakon mitoze počinje sljedeće razdoblje G1. Tijekom tog razdoblja, stanica kćer je 2 puta manja u masi od stanice majke. U ovoj stanici ima 2 puta manje proteina, DNA i kromosoma, tj. normalno bi trebala imati 2n kromosoma, a DNA - 2s.

Što se događa u razdoblju G1? U to vrijeme na površini DNK dolazi do transkripcije RNK, koja sudjeluje u sintezi proteina. Zbog proteina se povećava masa stanice kćeri. U to vrijeme se sintetiziraju prekursori DNA i enzimi uključeni u sintezu DNA i prekursora DNA. Glavni procesi u G1 razdoblju su sinteza proteina i staničnih receptora. Zatim dolazi razdoblje S. Tijekom tog razdoblja dolazi do replikacije DNA kromosoma. Kao rezultat toga, do kraja perioda S, sadržaj DNK je 4c. Ali bit će 2p kromosoma, iako će zapravo biti i 4p, ali DNK kromosoma u tom razdoblju je toliko međusobno isprepletena da svaki sestrinski kromosom u majčinskom kromosomu još nije vidljiv. Kako se njihov broj povećava kao rezultat sinteze DNA i povećava se transkripcija ribosomske, glasničke i transportne RNA, prirodno se povećava i sinteza proteina. U to vrijeme može doći do udvostručenja centriola u stanicama. Dakle, ćelija iz perioda S ulazi u period G 2 . Početkom G 2 razdoblja nastavlja se aktivan proces transkripcije različitih RNA i proces sinteze proteina, uglavnom tubulinskih proteina, koji su neophodni za diobeno vreteno. Može doći do udvostručenja centriola. U mitohondrijima se intenzivno sintetizira ATP koji je izvor energije, a energija je neophodna za mitotičku diobu stanica. Nakon G2 razdoblja stanica ulazi u mitotičko razdoblje.

Neke stanice mogu izaći iz staničnog ciklusa. Izlazak stanice iz staničnog ciklusa označava se slovom G0. Stanica koja ulazi u ovo razdoblje gubi sposobnost mitoze. Štoviše, neke stanice gube sposobnost mitoze privremeno, druge trajno.

U slučaju da stanica privremeno izgubi sposobnost mitotske diobe, dolazi do početne diferencijacije. U ovom slučaju, diferencirana stanica se specijalizira za obavljanje određene funkcije. Nakon početne diferencijacije, ova se stanica može vratiti u stanični ciklus i ući u Gj razdoblje te, nakon prolaska kroz S razdoblje i G 2 razdoblje, podvrgnuti se mitotskoj diobi.

Gdje se u tijelu nalaze stanice u periodu G 0 ? Te se stanice nalaze u jetri. No, ako je jetra oštećena ili se njezin dio kirurški odstrani, tada se sve stanice koje su prošle početnu diferencijaciju vraćaju u stanični ciklus, a zbog njihove diobe, brz oporavak parenhimske stanice jetre.

Matične stanice su također u G 0 periodu, ali kada se matična stanica počne dijeliti prolazi sve interfazne periode: G1, S, G 2 .

One stanice koje konačno izgube sposobnost mitotičke diobe prvo prolaze kroz početnu diferencijaciju i obavljaju određene funkcije, a zatim konačnu diferencijaciju. S konačnom diferencijacijom, stanica se ne može vratiti u stanični ciklus i na kraju umire. Gdje se te stanice nalaze u tijelu? Prvo, to su krvne stanice. Krvni granulociti koji su prošli diferencijaciju funkcioniraju 8 dana, a zatim umiru. Krvni eritrociti funkcioniraju 120 dana, zatim i oni umiru (u slezeni). Drugo, to su stanice epidermisa kože. Epidermalne stanice prolaze prvo početnu, a potom i konačnu diferencijaciju, zbog čega se pretvaraju u rožnate ljuske, koje se zatim skidaju s površine epidermisa. U epidermisu kože stanice mogu biti u G 0 periodu, G1 periodu, G 2 periodu i S periodu.

Tkiva sa stanicama koje se često dijele su više pogođena nego tkiva sa stanicama koje se rijetko dijele, jer niz kemijskih i fizički faktori uništiti mikrotubule vretena.

MITOZA

Mitoza se bitno razlikuje od izravne diobe ili amitoze po tome što tijekom mitoze postoji jednolika raspodjela kromosomskog materijala između stanica kćeri. Mitoza je podijeljena u 4 faze. 1. faza se zove profaza 2. - metafaza 3. - anafaza, 4. - telofaza.

Ako stanica ima polovični (haploidni) set kromosoma, koji se sastoji od 23 kromosoma (spolne stanice), tada je takav skup označen simbolom In kromosoma i 1c DNA, ako je diploidan - 2n kromosoma i 2c DNA (somatske stanice odmah nakon mitoze dioba), aneuploidna garnitura kromosoma – u abnormalnim stanicama.

Profaza. Profaza se dijeli na ranu i kasnu. Tijekom rane profaze dolazi do spiralizacije kromosoma, te postaju vidljivi u obliku tankih niti i formiraju gustu kuglu, tj. nastaje gusta lopta. S početkom kasne profaze kromosomi se još više spiraliziraju, uslijed čega dolazi do zatvaranja gena nukleolarnih kromosomskih organizatora. Zbog toga prestaje transkripcija rRNA i stvaranje podjedinica kromosoma, a jezgrica nestaje. Istodobno dolazi do fragmentacije jezgrene ovojnice. Fragmenti jezgrine ovojnice smotaju se u male vakuole. U citoplazmi se smanjuje količina granularnog ER. Cisterne zrnatog ER-a fragmentirane su u manje strukture. Broj ribosoma na površini ER membrana naglo se smanjuje. To dovodi do smanjenja sinteze proteina za 75%. Do tog vremena dolazi do udvostručavanja staničnog centra. Rezultirajuća 2 stanična centra počinju divergirati prema polovima. Svaki od novonastalih staničnih centara sastoji se od 2 centriola: majčinskog i kćerinskog.

Uz sudjelovanje staničnih centara, počinje se formirati diobeno vreteno, koje se sastoji od mikrotubula. Kromosomi se nastavljaju spiralno vrtjeti, a kao rezultat toga nastaje labavi splet kromosoma koji se nalazi u citoplazmi. Dakle, kasnu profazu karakterizira labavi splet kromosoma.

Metafaza. Tijekom metafaze, kromatide majčinih kromosoma postaju vidljive. Kromosomi majke poredani su u ravnini ekvatora. Ako ove kromosome promatrate sa strane stančnog ekvatora, onda se oni percipiraju kao ekvatorska ploča(lamina equatorialis). U slučaju da istu ploču gledate sa strane stupa, tada se to percipira kao majka zvijezda(samostan). Tijekom metafaze dovršava se formiranje fisijskog vretena. U vretenu diobe vidljive su 2 vrste mikrotubula. Neki mikrotubuli nastaju iz staničnog središta, tj. iz centriola, a nazivaju se centriolarne mikrotubule(microtubuli cenriolaris). Druge mikrotubule počinju se formirati iz kromosoma kinetohora. Što su kinetohore? U području primarnih suženja kromosoma nalaze se takozvani kinetohori. Ove kinetohore imaju sposobnost potaknuti samosastavljanje mikrotubula. Tu počinju mikrotubule koje rastu prema staničnim središtima. Dakle, krajevi mikrotubula kinetohora pružaju se između krajeva centriolarnih mikrotubula.

Anafaza. Tijekom anafaze dolazi do istovremenog odvajanja kromosoma kćeri (kromatida), koji se počinju pomicati jedan na jedan, drugi na drugi pol. U ovom slučaju pojavljuje se dvostruka zvijezda, tj. 2 dječje zvijezde (diastr). Kretanje zvijezda provodi se zahvaljujući vretenu diobe i činjenici da su sami polovi stanice donekle udaljeni jedan od drugog.

Mehanizam, kretanje zvijezda kćeri. To kretanje osigurava činjenica da krajevi mikrotubula kinetohora klize duž krajeva centriolarnih mikrotubula i povlače kromatide zvijezda kćeri prema polovima.

Telofaza. Tijekom telofaze prestaje kretanje zvijezda kćeri i počinju se formirati jezgre. Kromosomi se despiraliziraju, oko kromosoma se počinje stvarati jezgrina ovojnica (nukleolema). Budući da se DNA fibrile kromosoma podvrgavaju despiralizaciji, počinje transkripcija

RNA na otkrivenim genima. Budući da su DNA fibrile kromosoma despiralizirane, rRNA se počinje prepisivati ​​u obliku tankih niti u području nukleolarnih organizatora, tj. nastaje fibrilarni aparat nukleolusa. Zatim se ribosomski proteini transportiraju do rRNA fibrila, koje se kompleksiraju s rRNA, što rezultira stvaranjem podjedinica ribosoma, tj. formira se granularna komponenta jezgrice. To se događa već u kasnoj telofazi. citotomija, tj. nastanak suženja. Stvaranjem suženja duž ekvatora dolazi do invaginacije citoleme. Mehanizam invaginacije je sljedeći. Duž ekvatora su tonofilamenti, koji se sastoje od kontraktilnih proteina. To su ti tonofilamenti koji uvlače citolemu. Tada dolazi do odvajanja citoleme jedne stanice kćeri od druge takve stanice kćeri. Dakle, kao rezultat mitoze, nastaju nove stanice kćeri. Stanice kćeri imaju 2 puta manje mase u usporedbi s roditeljskim. Također imaju manje DNA - odgovara 2c, i polovicu broja kromosoma - odgovara 2p. Dakle, mitotičkom diobom završava stanični ciklus.

biološki značaj mitoza je da zbog diobe, tijelo raste, fiziološka i reparativna regeneracija stanica, tkiva i organa.

Životni ciklus stanice uključuje početak njezina formiranja i kraj njezina postojanja kao samostalne jedinice. Počnimo s činjenicom da se stanica pojavljuje tijekom diobe svoje stanice majke, a završava svoje postojanje uslijed sljedeće diobe ili smrti.

Životni ciklus stanice sastoji se od interfaze i mitoze. Upravo je u tom razdoblju razmatrano razdoblje ekvivalentno staničnom.

Životni ciklus stanice: interfaza

To je razdoblje između dviju mitotičkih staničnih dioba. Razmnožavanje kromosoma odvija se slično kao i reduplikacija (polukonzervativna replikacija) molekula DNA. U interfazi je stanična jezgra okružena posebnom dvomembranskom membranom, a kromosomi su neuvijeni i nevidljivi pod običnom svjetlosnom mikroskopom.

Kod bojenja i fiksiranja stanica dolazi do nakupljanja jako obojene tvari, kromatina. Važno je napomenuti da citoplazma sadrži sve potrebne organele. Time se osigurava potpuno postojanje stanice.

U životnom ciklusu stanice interfazu prate tri razdoblja. Razmotrimo svaki od njih detaljnije.

Razdoblja životnog ciklusa stanice (interfaze)

Prvi se zove resintetski. Rezultat prethodne mitoze je povećanje broja stanica. Ovdje se nastavlja transkripcija novostvorenih RNA (informacijskih) molekula, a molekule preostale RNA se sistematiziraju, proteini se sintetiziraju u jezgri i citoplazmi. Neke tvari citoplazme postupno se razgrađuju uz stvaranje ATP-a, njegove molekule su obdarene makroergičkim vezama, prenose energiju tamo gdje je nema dovoljno. U ovom slučaju, stanica se povećava, u veličini doseže majku. To razdoblje za specijalizirane stanice traje dugo, tijekom kojeg one obavljaju svoje posebne funkcije.

Drugo razdoblje je poznato kao sintetički(sinteza DNA). Njegova blokada može dovesti do zaustavljanja cijelog ciklusa. Tu se odvija replikacija molekula DNA, ali i sinteza proteina koji sudjeluju u stvaranju kromosoma.

Molekule DNA počinju se vezati za molekule proteina, uslijed čega dolazi do zadebljanja kromosoma. Istodobno se opaža reprodukcija centriola, kao rezultat toga, pojavljuju se 2 para. Novi centriol u svim parovima postavljen je u odnosu na stari pod kutom od 90°. Zatim se svaki par tijekom sljedeće mitoze udaljava do polova stanice.

Sintetsko razdoblje karakterizira i povećana sinteza DNA i nagli skok u formiranju molekula RNA, kao i proteina u stanicama.

Treće razdoblje - postsintetski. Karakterizira ga prisutnost stanične pripreme za naknadnu diobu (mitotičku). Ovo razdoblje traje, u pravilu, uvijek manje od ostalih. Ponekad potpuno ispadne.

Trajanje vremena generiranja

Drugim riječima, toliko traje životni ciklus stanice. Trajanje generacijskog vremena, kao i pojedinih perioda, traje različita značenja u raznim stanicama. To se može vidjeti iz donje tablice.

Razdoblje				Vrijeme generiranja	Tip stanične populacije
predsintetsko razdoblje interfaze	sintetičko interfazno razdoblje	postsintetsko razdoblje interfaze	mitoza
					kožni epitel
					duodenum
					tanko crijevo
					stanice jetre životinje stare 3 tjedna

Dakle, najkraći životni ciklus stanice je u kambijalu. Događa se da potpuno ispadne treće razdoblje - postsintetsko. Na primjer, kod štakora starog 3 tjedna u stanicama njegove jetre smanjuje se na pola sata, dok je trajanje vremena generacije 21,5 sati.Trajanje sintetskog razdoblja je najstabilnije.

U drugim situacijama, u prvom razdoblju (presintetičkom), stanica nakuplja svojstva za provedbu određenih funkcija, to je zbog činjenice da njezina struktura postaje složenija. Ako specijalizacija nije otišla predaleko, može proći cijeli životni ciklus stanice uz stvaranje 2 nove stanice u mitozi. U ovoj situaciji, prvo razdoblje može se značajno povećati. Na primjer, u stanicama epitela kože miša, vrijeme generacije, točnije 585,6 sati, pada na prvo razdoblje - presintetičko, au stanicama periosta mladunčeta štakora - 102 sata od 114.

Glavni dio tog vremena naziva se G0-razdoblje - to je provedba intenzivne specifične stanične funkcije. Mnoge jetrene stanice su u ovom razdoblju, zbog čega su izgubile sposobnost mitoze.

Ukloni li se dio jetre, većina njezinih stanica nastavit će puni život, najprije sintetskog, zatim postsintetskog razdoblja i na kraju mitotičkog procesa. Dakle, za razne vrste staničnih populacija, reverzibilnost takvog G0-perioda je već dokazana. U drugim situacijama, stupanj specijalizacije raste toliko da se u tipičnim uvjetima stanice više ne mogu dijeliti mitotički. Povremeno u njima dolazi do endoreprodukcije. Kod nekih se, ponavlja se više puta, kromosomi toliko zadebljaju da se mogu vidjeti običnim svjetlosnim mikroskopom.

Tako smo naučili da u životnom ciklusu stanice interfazu prate tri razdoblja: predsintetsko, sintetsko i postsintetsko.

dijeljenje stanica

U osnovi je reprodukcije, regeneracije, prijenosa nasljednih informacija, razvoja. Sama stanica postoji samo u međurazdoblju između dioba.

Životni ciklus (dioba stanice) - razdoblje postojanja dotične jedinke (počinje od trenutka njezine pojave diobom matične stanice), uključujući i samu diobu. Završava vlastitom diobom ili smrću.

Faze staničnog ciklusa

Ima ih samo šest. Poznate su sljedeće faze životni ciklus Stanice:

Trajanje životnog ciklusa, kao i broj faza u njemu, svaka stanica ima svoje. Dakle, u živčanom tkivu stanice na kraju početnog embrionalnog razdoblja prestaju se dijeliti, zatim samo funkcioniraju tijekom cijelog života samog organizma, a zatim umiru. Ali stanice embrija u fazi drobljenja prvo dovrše 1 diobu, a zatim odmah, zaobilazeći preostale faze, prelaze na sljedeću.

Metode stanične diobe

Od samo dva:

1. Mitoza je neizravna dioba stanica.
2. Mejoza- to je karakteristično za takvu fazu kao što je sazrijevanje zametnih stanica, podjela.

Sada ćemo naučiti više o tome što čini životni ciklus stanice - mitozu.

Neizravna dioba stanica

Mitoza je neizravna dioba somatskih stanica. Ovaj kontinuirani proces, čiji je rezultat najprije udvostručenje, zatim ista raspodjela nasljednog materijala između stanica kćeri.

Biološki značaj neizravne stanične diobe

To je kako slijedi:

1. Rezultat mitoze je stvaranje dviju stanica, od kojih svaka sadrži isti broj kromosoma kao i matična stanica. Njihovi kromosomi nastaju egzaktnom replikacijom majčine DNK, uslijed čega geni stanica kćeri sadrže identičnu nasljednu informaciju. Oni su genetski identični matičnoj stanici. Dakle, možemo reći da mitoza osigurava identitet prijenosa nasljednih informacija na stanice kćeri od majke.

2. Rezultat mitoze je određeni broj stanica u odgovarajućem organizmu – to je jedan od najvažnijih mehanizama rasta.

3. Velik broj životinja i biljaka razmnožava se upravo nespolno mitotičkom diobom stanica, stoga mitoza čini osnovu vegetativnog razmnožavanja.

4. Mitoza je ta koja osigurava potpunu regeneraciju izgubljenih dijelova, kao i zamjenu stanica, koja se u određenoj mjeri odvija u svim višestaničnim organizmima.

Tako je postalo poznato da se životni ciklus somatske stanice sastoji od mitoze i interfaze.

Mehanizam mitoze

Podjela citoplazme i jezgre su 2 neovisna procesa koji se odvijaju kontinuirano, uzastopno. Ali radi praktičnosti proučavanja događaja koji se događaju tijekom razdoblja podjele, umjetno se razlikuje u 4 faze: pro-, meta-, ana-, telofaza. Njihovo trajanje varira ovisno o vrsti tkiva, vanjskim čimbenicima, fiziološkom stanju. Najduži su prvi i zadnji.

Profaza

Primjetno je povećanje jezgre. Kao posljedica spiralizacije dolazi do zbijanja i skraćivanja kromosoma. U kasnijoj profazi već je jasno vidljiva struktura kromosoma: 2 kromatide, koje su povezane centromerom. Počinje kretanje kromosoma prema ekvatoru stanice.

Iz citoplazmatskog materijala u profazi (kasnoj) nastaje diobeno vreteno koje nastaje uz sudjelovanje centriola (kod životinjskih stanica, kod niza nižih biljaka) ili bez njih (stanice nekih protozoa, viših biljaka). Nakon toga se iz centriola počinju pojavljivati ​​vretenasta vlakna 2 tipa, točnije:

• nosač, koji spaja polove stanica;
• kromosomske (vučne), koje u metafazi prelaze u kromosomske centromere.

Na kraju ove faze nuklearna membrana nestaje, a kromosomi se slobodno nalaze u citoplazmi. Obično jezgra nestane nešto ranije.

metafaza

Njegov početak je nestanak jezgrenog omotača. Kromosomi se prvo poredaju u ekvatorijalnoj ravnini, tvoreći metafaznu ploču. U ovom slučaju, kromosomski centromeri su strogo smješteni u ekvatorijalnoj ravnini. Vlakna vretena pričvršćuju se na kromosomske centromere, a neka od njih prelaze s jednog pola na drugi bez da se pričvrste.

Anafaza

Njegov početak je dioba centromera kromosoma. Kao rezultat toga, kromatide se transformiraju u dva odvojena kromosoma kćeri. Nadalje, potonji počinju divergirati prema polovima stanica. Oni, u pravilu, u ovom trenutku imaju poseban V-oblik. Ova divergencija se izvodi ubrzavanjem niti vretena. Istodobno, potporne niti su izdužene, što rezultira udaljenošću polova jedan od drugog.

Telofaza

Ovdje se kromosomi okupljaju na polovima stanice, a zatim disspiraliziraju. Zatim se uništava diobeno vreteno. Jezgrina ovojnica stanica kćeri formira se oko kromosoma. Ovo dovršava kariokinezu, nakon koje slijedi citokineza.

Mehanizmi ulaska virusa u stanicu

Postoje samo dva od njih:

1. Spajanjem virusne superkapside i stanične membrane. Kao rezultat toga, nukleokapsid se oslobađa u citoplazmu. Nakon toga se promatra realizacija svojstava genoma virusa.

2. Putem pinocitoze (endocitoza posredovana receptorima). Ovdje se virus veže na mjesto obrubljene jame s receptorima (specifičnim). Potonji se izboči u stanicu, a zatim se transformira u takozvani obrubljeni mjehurić. Ovo pak sadrži zahvaćeni virion, koji se stapa s privremenom srednjom vezikulom koja se naziva endosom.

Intracelularna replikacija virusa

Nakon ulaska u stanicu, genom virusa svoj život potpuno podređuje vlastitim interesima. Kroz stanični sustav za sintezu proteina i njegove sustave za stvaranje energije, ona utjelovljuje vlastitu reprodukciju, žrtvujući, u pravilu, život stanice.

Na donjoj slici prikazan je životni ciklus virusa u stanici domaćina (šume Semliki – predstavnik roda Alphvirus). Njegov genom predstavlja jednolančana pozitivna nefragmentirana RNA. Tamo je virion opremljen superkapsidom koji se sastoji od lipidnog dvosloja. Kroz njega prolazi oko 240 kopija niza glikoproteinskih kompleksa. Virusni životni ciklus počinje njegovom apsorpcijom na membrani stanice domaćina, gdje se veže na proteinski receptor. Prodor u stanicu ostvaruje se pinocitozom.

Zaključak

U članku je razmatran životni ciklus stanice, opisane su njegove faze. Detaljno je opisano pojedino razdoblje međufaze.

Faze G1, S i G2 staničnog ciklusa zajedno se nazivaju interfaza. Stanica koja se dijeli većinu svog vremena provodi u interfazi, dok raste pripremajući se za diobu. Faza mitoze povezana je s diobom jezgre nakon koje slijedi citokineza (odvajanje citoplazme u dvije odvojene stanice). Na kraju mitotskog ciklusa nastaju dva različita. Svaka stanica sadrži identičan genetski materijal.

Vrijeme potrebno da stanica završi diobu ovisi o njezinoj vrsti. Na primjer, ćelije u koštana srž, stanice kože, stanice želuca i crijeva, dijele se brzo i neprestano. Druge se stanice dijele prema potrebi, zamjenjujući oštećene ili mrtve stanice. Ove vrste stanica uključuju stanice bubrega, jetre i pluća. Ostali uključujući nervne ćelije, prestaju se dijeliti nakon sazrijevanja.

Razdoblja i faze staničnog ciklusa

Shema glavnih faza staničnog ciklusa

Dva glavna razdoblja eukariotskog staničnog ciklusa uključuju interfazu i mitozu:

Interfaza

U tom razdoblju stanica udvostručuje vlastitu i sintetizira DNA. Procjenjuje se da stanica koja se dijeli provodi oko 90-95% svog vremena u interfazi, koja se sastoji od sljedeće 3 faze:

• Faza G1: vremenski interval prije sinteze DNA. U ovoj fazi stanica povećava svoju veličinu i količinu, pripremajući se za diobu. u ovoj fazi su diploidni, što znači da imaju dva seta kromosoma.
• S-faza: korak u ciklusu tijekom kojeg se sintetizira DNA. Većina stanica ima uzak vremenski prozor tijekom kojeg se odvija sinteza DNA. Sadržaj kromosoma u ovoj se fazi udvostručuje.
• Faza G2: razdoblje nakon sinteze DNA, ali prije mitoze. Stanica sintetizira dodatne proteine ​​i nastavlja rasti u veličini.

Faze mitoze

Tijekom mitoze i citokineze, sadržaj stanice majke ravnomjerno se raspoređuje između dviju stanica kćeri. Mitoza ima pet faza: profazu, prometafazu, metafazu, anafazu i telofazu.

• Profaza: u ovoj fazi dolazi do promjena i u citoplazmi i u stanici koja se dijeli. kondenzira u diskretne kromosome. Kromosomi počinju migrirati prema središtu stanice. Jezgrina ovojnica puca i vretenasta vlakna nastaju na suprotnim polovima stanice.
• Prometafaza: faza mitoze u eukariotskim somatskim stanicama nakon profaze i prethodne metafaze. U prometafazi, nuklearna membrana se raspada u brojne "membranske vezikule", a kromosomi unutar nje tvore proteinske strukture koje se nazivaju kinetohore.
• Metafaza: u ovoj fazi jezgra potpuno nestaje, formira se vretenasta dioba, a kromosomi se nalaze na metafaznoj ploči (ravnina koja je jednako udaljena od dvaju polova stanice).
• Anafaza: u ovoj fazi, upareni kromosomi () se odvajaju i počinju se kretati prema suprotnim krajevima (polovima) stanice. Vreteno diobe, koje nije povezano s njim, produžuje se i izdužuje stanicu.
• Telofaza: u ovoj fazi kromosomi dospijevaju u nove jezgre, a genetski sadržaj stanice jednako se dijeli na dva dijela. Citokineza (dioba eukariotske stanice) počinje prije kraja mitoze i završava ubrzo nakon telofaze.

citokineza

Citokineza je proces diobe citoplazme u eukariotskim stanicama, koje proizvode različite stanice kćeri. Citokineza se javlja na kraju staničnog ciklusa nakon mitoze odn.

U diobi životinjskih stanica, citokineza se događa kada kontraktilni prsten formira razdvojeni žlijeb koji zatvara stanična membrana pola. Izgrađena je stanična ploča, koja stanicu dijeli na dva dijela.

Čim stanica završi sve faze staničnog ciklusa, vraća se u G1 fazu i cijeli se ciklus ponovno ponavlja. Tjelesne stanice su također sposobne biti u stanju mirovanja, što se naziva faza Gap 0 (G0) u bilo kojem trenutku njihovog životnog ciklusa. Oni mogu ostati u ovoj fazi jako dugo. dugo razdoblje vremena do prijema signala za prolazak kroz stanični ciklus.

Stanice koje sadrže genetske mutacije trajno se stavljaju u G0 fazu kako bi se spriječilo njihovo repliciranje. Kada stanični ciklus pođe po zlu, normalan rast stanica je poremećen. Mogu se razviti tako da preuzmu kontrolu nad vlastitim signalima rasta i nastave se nesmetano razmnožavati.

Stanični ciklus i mejoza

Ne dijele se sve stanice kroz proces mitoze. Organizmi koji se spolno razmnožavaju također prolaze kroz vrstu stanične diobe koja se naziva mejoza. Mejoza se javlja i slična je procesu mitoze. Međutim, nakon potpunog staničnog ciklusa, u mejozi nastaju četiri stanice kćeri. Svaka stanica sadrži polovicu broja kromosoma od izvorne (roditeljske) stanice. To znači da su spolne stanice. Kada se haploidne muške i ženske zametne stanice spoje u procesu koji se naziva , formiraju jedan koji se zove zigota.

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije

Stanični ciklus- to je razdoblje postojanja stanice od trenutka njenog nastanka diobom matične stanice do vlastite diobe ili smrti.

Duljina eukariotskog staničnog ciklusa

Duljina staničnog ciklusa varira od stanice do stanice. Brzo množeće stanice odraslih organizama, kao što su hematopoetske ili bazalne stanice epidermisa i tankog crijeva, mogu ući u stanični ciklus svakih 12-36 sati.Kratki stanični ciklusi (oko 30 minuta) uočavaju se tijekom brzog drobljenja jaja bodljokožaca, vodozemaca i drugih životinja. U eksperimentalnim uvjetima mnoge linije imaju kratak stanični ciklus (oko 20 h). stanične kulture. U većini stanica koje se aktivno dijele, razdoblje između mitoza je otprilike 10-24 sata.

Faze eukariotskog staničnog ciklusa

Ciklus eukariotske stanice sastoji se od dva razdoblja:

• Razdoblje rasta stanica, nazvano "interfaza", tijekom kojeg se sintetiziraju DNA i proteini i vrše pripreme za diobu stanice.
• Razdoblje diobe stanica, nazvano "faza M" (od riječi mitoza - mitoza).

Interfaza se sastoji od nekoliko perioda:

• G 1 -faza (od engleskog. praznina- gap), ili faza početnog rasta, tijekom koje se sintetiziraju mRNA, proteini i druge stanične komponente;
• S-faze (od engleskog. sinteza- sinteza), tijekom koje se replicira DNA stanične jezgre, centrioli se također udvostruče (ako postoje, naravno).
• G 2 -faza, tijekom koje postoji priprema za mitozu.

Diferenciranim stanicama koje se više ne dijele može nedostajati G 1 faza u staničnom ciklusu. Takve su stanice u fazi mirovanja G 0 .

Razdoblje stanične diobe (faza M) uključuje dvije faze:

• kariokineza (podjela jezgre);
• citokineza (dioba citoplazme).

Zauzvrat, mitoza je podijeljena u pet faza.

Opis stanične diobe temelji se na podacima svjetlosne mikroskopije u kombinaciji s mikrofilmovanjem te na rezultatima svjetlosne i elektronske mikroskopije fiksiranih i obojenih stanica.

Regulacija staničnog ciklusa

Redoviti slijed promjena razdoblja staničnog ciklusa provodi se tijekom interakcije proteina kao što su kinaze ovisne o ciklinu i ciklini. Stanice u G0 fazi mogu ući u stanični ciklus kada su izložene faktorima rasta. Razni čimbenici faktori rasta, kao što su trombocitni, epidermalni, živčani faktor rasta, vezanjem na svoje receptore pokreću unutarstaničnu signalnu kaskadu, što rezultira transkripcijom gena za cikline i kinaze ovisne o ciklinu. Kinaze ovisne o ciklinu postaju aktivne samo u interakciji s odgovarajućim ciklinima. Sadržaj različitih ciklina u stanici mijenja se tijekom cijelog staničnog ciklusa. Ciklin je regulatorna komponenta kompleksa ciklin-ciklin-ovisne kinaze. Kinaza je katalitička komponenta ovog kompleksa. Kinaze nisu aktivne bez ciklina. Različiti ciklini se sintetiziraju u različitim fazama staničnog ciklusa. Dakle, sadržaj ciklina B u oocitima žabe doseže svoj maksimum u vrijeme mitoze, kada se pokreće čitava kaskada reakcija fosforilacije katalizirana kompleksom ciklin B/ciklin-ovisna kinaza. Do kraja mitoze, ciklin se brzo razgrađuje proteinazama.

Kontrolne točke staničnog ciklusa

Za određivanje završetka svake faze staničnog ciklusa potrebno je u njoj imati kontrolne točke. Ako stanica "prođe" kontrolnu točku, tada se nastavlja "kretati" kroz stanični ciklus. Ako neke okolnosti, poput oštećenja DNK, spriječe stanicu da prođe kroz kontrolnu točku, koju možemo usporediti sa svojevrsnom kontrolnom točkom, tada stanica staje i ne nastupa druga faza staničnog ciklusa, barem dok se ne uklone prepreke koje su spriječile kavez za prolaz kroz kontrolnu točku je uklonjen. Postoje najmanje četiri kontrolne točke staničnog ciklusa: kontrolna točka u G1 gdje se provjerava integritet DNK prije ulaska u S-fazu, kontrolna točka u S-fazi gdje se provjerava ispravnost replikacije DNK, kontrolna točka u G2 gdje se provjeravaju propuštena oštećenja prilikom prolaska prethodnih kontrolnih točaka ili dobivenih u sljedećim fazama staničnog ciklusa. U G2 fazi detektira se potpunost replikacije DNA, a stanice u kojima je DNA nedovoljno replicirana ne ulaze u mitozu. Na kontrolnoj točki sklopa vretena provjerava se jesu li sve kinetohore pričvršćene na mikrotubule.

Poremećaji staničnog ciklusa i stvaranje tumora

Kršenje normalne regulacije staničnog ciklusa uzrok je većine solidnih tumora. U staničnom ciklusu, kao što je već spomenuto, prolazak kontrolnih točaka moguć je samo ako su prethodne faze normalno završene i nema kvarova. Tumorske stanice karakteriziraju promjene u komponentama kontrolnih točaka staničnog ciklusa. Kada su kontrolne točke staničnog ciklusa inaktivirane, opaža se disfunkcija nekoliko tumorskih supresora i protoonkogena, posebno p53, pRb, Myc i Ras. Protein p53 jedan je od transkripcijskih faktora koji inicira sintezu proteina p21, koji je inhibitor kompleksa CDK-ciklin, što dovodi do zaustavljanja staničnog ciklusa u G1 i G2 razdoblju. Dakle, stanica čija je DNA oštećena ne ulazi u S fazu. Kada mutacije dovedu do gubitka gena proteina p53, ili kada se oni promijene, ne dolazi do blokade staničnog ciklusa, stanice ulaze u mitozu, što dovodi do pojave mutiranih stanica, od kojih većina nije održiva, dok druge daju maligne stanice .

Napišite recenziju na članak "Stanični ciklus"

Književnost

1. Kolman J., Rem K., Wirth Y., (2000). "Vizualna biokemija",
2. Chentsov Yu.S., (2004). 'Uvod u stanična biologija'. M.: ICC "Akademkniga"
3. Kopnin B. P., "Mehanizmi djelovanja onkogena i supresora tumora"

Linkovi

staničnog ciklusa Faze Ostale faze Regulatori

Izvadak koji opisuje stanični ciklus

“Građani Moskve!
Vaše su nesreće okrutne, ali njegovo veličanstvo, car i kralj, želi ih zaustaviti. Strašni primjeri su vas naučili kako on kažnjava neposluh i zločin. Poduzimaju se stroge mjere kako bi se zaustavila zbrka i uspostavila opća sigurnost. Očinska uprava, izabrana između vas, bit će vaša općina ili gradsko poglavarstvo. Brinut će se o vama, o vašim potrebama, o vašoj dobrobiti. Njegovi članovi odlikuju se crvenom trakom, koja će se nositi preko ramena, a gradski pročelnik preko nje će imati bijeli pojas. No, ne računajući vrijeme njihova ureda, imat će samo crvenu vrpcu oko lijeve ruke.
Gradsko redarstvo je osnovano u skladu s prijašnjim stanjem, a kroz njegovo djelovanje postoji bolji red. Vlada je imenovala dva generalna komesara, odnosno načelnika policije, i dvadeset komesara, odnosno privatnih ovršitelja, postavljenih u svim dijelovima grada. Prepoznat ćete ih po bijeloj vrpci koju će nositi oko lijeve ruke. Neke crkve različitih denominacija su otvorene, a bogoslužja se obavljaju nesmetano. Vaši sugrađani svakodnevno se vraćaju u svoje domove, a naređeno je da u njima pronađu pomoć i zaštitu, nakon nesreće. Ovo su sredstva koja je vlada koristila da uspostavi red i ublaži vašu situaciju; ali da bi to postigao, potrebno je da ujediniš svoje napore s njim, tako da zaboraviš, ako je moguće, svoje nesreće koje si prošao, prepusti se nadi u ne tako okrutnu sudbinu, budi siguran da neizbježna i sramotna smrt čeka one koji se usude na vaše osobe i vašu preostalu imovinu, a na kraju nisu sumnjali da će biti sačuvani, jer takva je volja najvećeg i najpravednijeg od svih monarha. Vojnici i stanovnici, koje god nacije bili! Vratite javno povjerenje, izvor sreće države, živite kao braća, međusobno se pomažite i štitite, ujedinite se da pobijete namjere zlonamjernih ljudi, pokoravajte se vojnim i civilnim vlastima i uskoro će vaše suze prestati teče.
Što se tiče prehrane trupa, Napoleon je naredio da sve trupe redom idu u Moskvu a la maraude [plijen] kako bi nabavile namirnice za sebe, kako bi se na taj način vojska osigurala za budućnost.
S vjerske strane, Napoleon je naredio ramener les popes [da se vrate svećenici] i da se nastavi služba u crkvama.
U pogledu trgovine i hrane za vojsku posvuda je bilo izvješeno:
Proglašenje
„Vi mirni Moskovljani, zanatlije i radnici, koje je nesreća udaljila iz grada, i vi raspršeni zemljoradnici, koje bezrazložni strah još sputava na poljima, čujte! U ovu se prijestolnicu vraća tišina i u njoj se uspostavlja red. Vaši zemljaci hrabro izlaze iz svojih skrovišta, videći da ih poštuju. Svako nasilje počinjeno nad njima i njihovom imovinom odmah se kažnjava. Njegovo Veličanstvo Car i Kralj ih štiti i nikoga među vama ne smatra svojim neprijateljem, osim onih koji se oglušuju o njegove zapovijedi. On želi okončati vaše nesreće i vratiti vas u vaše dvorove i vaše obitelji. Slijedite njegove dobrotvorne nakane i dođite k nama bez ikakve opasnosti. Stanovnici! Vratite se s povjerenjem u svoje domove: uskoro ćete pronaći načine da zadovoljite svoje potrebe! Zanatlije i vrijedne zanatlije! Vrati se svom rukotvorstvu: čekaju te kuće, dućani, stražari, a ti ćeš za svoj rad dobiti dužnu platu! I vi, konačno, seljaci, napustite šume u kojima ste se skrivali od užasa, vratite se bez straha u svoje kolibe, u točnoj sigurnosti da ćete naći zaštitu. U gradu se postavljaju šupe, gdje seljaci mogu donijeti svoje višak zaliha i zasaditi zemlju. Vlada je poduzela ove mjere da osigura njihovu slobodnu prodaju: 1) Računajući od ovog broja, seljaci, zemljoradnici i oni koji žive u okolici Moskve mogu svoje zalihe, bez obzira kakve vrste, bez ikakve opasnosti donijeti u grad za dva sata. određena skladišta, to jest na Mokhovaya i Okhotny Ryad. 2) Ove će se živežne namirnice kod njih kupovati po takvoj cijeni, za koju se kupac i prodavač međusobno dogovore; ali ako prodavač ne dobije poštenu cijenu koju traži, moći će ih slobodno odvesti natrag u svoje selo, u koje mu se nitko ne može miješati ni pod kakvom izlikom. 3) Svake nedjelje i srijede tjedno su zakazane za velike dane trgovanja; zašto će se utorkom i subotom na svim većim cestama, na tolikoj udaljenosti od grada, postaviti dovoljan broj vojske za zaštitu tih kola. 4) Takve će se mjere poduzeti da seljaci sa svojim kolima i konjima ne budu spriječeni u povratku. 5) Sredstva će se odmah koristiti za ponovno uspostavljanje normalnog trgovanja. Stanovnici grada i sela, a vi, radnici i obrtnici, koje god nacije bili! Vi ste pozvani ispuniti očinske nakane Njegovog Veličanstva Cara i Kralja, te zajedno s njim pridonijeti općem blagostanju. Nosi do njegovih nogu poštovanje i povjerenje i ne oklijevaj ujediniti se s nama!”
U pogledu podizanja duha postrojbi i naroda stalno su se vršile smotre, dijelile su se nagrade. Car je jahao na konju ulicama i tješio stanovnike; te je uza svu svoju zaokupljenost državnim poslovima i sam posjećivao kazališta ustanovljena po njegovu nalogu.
Što se tiče milosrđa, najveće hrabrosti okrunjenih, Napoleon je također učinio sve što je od njega ovisilo. Na dobrotvornim ustanovama, naredio je da se upiše Maison de ma mere [Kuća moje majke], ovim činom spajajući nježni sinovski osjećaj s veličinom monarhove vrline. Posjetio je Sirotište i izljubivši svoje bijele ruke siročadima koje je spasio, ljubazno se razgovarao s Tutolminom. Zatim je, prema elokventnom Thiersovom prikazu, naredio da se plaće njegovih trupa dijele Rusima, što je on napravio, krivotvoreni novac. Relevant l "emploi de ces moyens par un acte digue de lui et de l" armee Francaise, il fit distribuer des secours aux incendies. Mais les vivres etant trop precieux pour etre donnes a des etrangers la plupart ennemis, Napoleon aima mieux leur fournir de l "argent afin qu" ils se fournissent au dehors, et il leur fit distribuer des rubles papiers. [Uzdizanje upotrebe ovih mjera djelovanjem dostojnim toga i francuska vojska, naredio je da se izgorjelima podijele beneficije. No, budući da su zalihe hrane bile preskupe da bi ih davali ljudima iz strane zemlje i većinom neprijateljski nastrojenim, Napoleon je smatrao da je bolje dati im novac kako bi se sami mogli hraniti sa strane; i naredio je da ih se obuče u papirnate rublje.]

Stanični ciklus uključuje strogo deterministički niz sekvencijalnih procesa, prema stavu Hartwella, 1995. Stanica mora udvostručiti sve svoje komponente i svoju masu između dvije uzastopne diobe. Dakle, stanični ciklus sastoji se od dva razdoblja:

1) razdoblje rasta stanica koje se naziva "interfaza", i

2) razdoblje diobe stanica, nazvano "faza M" (od riječi mitoza). S druge strane, u svakom razdoblju postoji nekoliko faza.

Tipično, interfaza traje najmanje 90% vremena cijelog staničnog ciklusa. Na primjer, u stanicama viših eukariota koje se brzo dijele, uzastopne diobe se događaju jednom svaka 16-24 sata, a svaka M faza traje 1-2 sata. Većina komponente stanice se sintetiziraju kroz cijelu interfazu, što otežava razlikovanje pojedinih stadija u njoj, prema Pardee, 1989. U interfazi su izolirane G1 faza, S faza i G2 faza. Razdoblje interfaze, kada dolazi do replikacije DNA stanične jezgre, nazvano je "faza S" (od riječi sinteza). Period između M faze i početka S faze označava se kao G1 faza (od riječi gap - praznina), a period između kraja S faze i naredne M faze označava se kao G2 faza. Razdoblje stanične diobe (faza M) uključuje dvije faze: mitozu (dioba stanične jezgre) i citokinezu (dioba citoplazme). Zauzvrat, mitoza je podijeljena u pet faza.In vivo, tih šest faza čini dinamički niz. Opis stanične diobe temelji se na podacima svjetlosne mikroskopije u kombinaciji s mikrofilmovanjem te na rezultatima svjetlosne i elektronske mikroskopije fiksiranih i obojenih stanica.

Ponavljajući niz događaja koji osiguravaju diobu eukariotskih stanica naziva se stanični ciklus. Trajanje staničnog ciklusa ovisi o vrsti stanica koje se dijele. Neke stanice, na primjer, ljudski neuroni, nakon što dostignu stupanj terminalne diferencijacije, potpuno se prestaju dijeliti. Stanice pluća, bubrega ili jetre u odraslom organizmu počinju se dijeliti samo kao odgovor na oštećenje odgovarajućih organa. Stanice crijevnog epitela dijele se tijekom života osobe. Čak i kod stanica koje se brzo razmnožavaju priprema za diobu traje oko 24 sata.Stanični ciklus se dijeli na faze: Mitoza – M-faza, dioba stanične jezgre. G1-faza je razdoblje prije sinteze DNA. S-faza – razdoblje sinteze (replikacije DNA). G2-faza - razdoblje između sinteze DNA i mitoze. Interfaza - razdoblje koje uključuje G1 -, S- i G2-faze. Citokineza je dioba citoplazme. Restrikcijska točka, R-točka - vrijeme u staničnom ciklusu kada napredak stanice do diobe postaje nepovratan. G0 faza - stanje stanica koje su dosegle monosloj ili im je nedostajao faktor rasta u ranoj G1 fazi.

Staničnoj diobi (mitozi ili mejozi) prethodi udvostručenje kromosoma, koje se događa u razdoblju S staničnog ciklusa (slika 1). Razdoblje je označeno prvim slovom riječi sinteza - sinteza DNK. Od kraja S razdoblja do kraja metafaze jezgra sadrži četiri puta više DNK nego jezgra spermija ili jajne stanice, a svaki se kromosom sastoji od dvije identične sestrinske kromatide. Tijekom mitoze kromosomi se kondenziraju i na kraju profaze ili na početku metafaze postaju vidljivi pod optičkim mikroskopom. Za citogenetsku analizu obično se koriste preparati metafaznih kromosoma.

Na početku anafaze centromeri homolognih kromosoma se odvajaju, a kromatide divergiraju na suprotne polove mitotskog vretena. Nakon što se potpuni skupovi kromatida (od sada se nazivaju kromosomi) pomaknu prema polovima, oko svakog od njih formira se nuklearna membrana, tvoreći jezgre dviju stanica kćeri (uništenje nuklearne membrane matične stanice dogodilo se na kraju profaze). Stanice kćeri ulaze u period G1, a tek u pripremi za sljedeću diobu ulaze u period S i u njima dolazi do replikacije DNK.

Stanice sa specijaliziranim funkcijama, Dugo vrijeme oni koji ne ulaze u mitozu ili koji su uopće izgubili sposobnost diobe nalaze se u stanju koje se naziva G0 razdoblje. Većina stanica u tijelu su diploidne – odnosno imaju dvije haploidne garniture kromosoma (haploidna garnitura je broj kromosoma u spolnim stanicama, kod čovjeka je to 23 kromosoma, a diploidna garnitura kromosoma je 46). U gonadama, progenitori zametnih stanica najprije prolaze niz mitotičke diobe, a zatim ulaze u mejozu - proces stvaranja gameta, koji se sastoji od dvije uzastopne podjele. U mejozi dolazi do sparivanja homolognih kromosoma (očev 1. kromosom s majčinim 1. kromosomom itd.), nakon čega, tijekom tzv. crossing overa, dolazi do rekombinacije, odnosno izmjene dijelova između očevog i majčinog kromosoma. Kao rezultat toga, genetski sastav svakog od kromosoma kvalitativno se mijenja.

U prvoj diobi mejoze razilaze se homologni kromosomi (a ne sestrinske kromatide, kao u mitozi), uslijed čega nastaju stanice s haploidnim skupom kromosoma, od kojih svaki sadrži 22 udvostručena autosoma i jedan udvostručeni spolni kromosom. Između prve i druge diobe mejoze nema razdoblja S (slika 2, desno), a sestrinske kromatide divergiraju u stanice kćeri u drugoj diobi. Kao rezultat toga nastaju stanice s haploidnim skupom kromosoma, u kojima je dvostruko manje DNA nego u diploidnim somatskim stanicama u G1 razdoblju, a 4 puta manje nego u somatskim stanicama na kraju S razdoblja.

Tijekom oplodnje broj kromosoma i sadržaj DNA u zigoti postaje isti kao u somatskoj stanici u G1 razdoblju. Period S u zigoti otvara put pravilnoj diobi, karakterističnoj za somatske stanice.

Faze

Ciklus eukariotske stanice podijeljen je u četiri faze. U stadiju izravne stanične diobe (mitoza) kromosomi kondenzirane metafaze ravnomjerno su raspoređeni između stanica kćeri (M-faza staničnog ciklusa – mitoza). Mitoza je prva identificirana faza staničnog ciklusa, a svi ostali događaji koji se događaju u stanici između dvije mitoze nazivaju se interfazom. Razvoj istraživanja na molekularnoj razini omogućio je izdvajanje faze sinteze DNA u međufazi, koja je nazvana S-faza (sinteza). Ove dvije ključne faze staničnog ciklusa ne teku izravno jedna u drugu. Nakon završetka mitoze, prije početka sinteze DNA, dolazi G1-faza staničnog ciklusa (gap), prividna pauza u staničnoj aktivnosti, tijekom koje unutarstanični sintetski procesi pripremaju replikaciju genetskog materijala.

Drugi prekid vidljive aktivnosti (faza G2) događa se nakon završetka sinteze DNA prije početka mitoze. U G2 fazi stanica kontrolira točnost replikacije DNK koja se dogodila i ispravlja otkrivene kvarove. U nekim slučajevima razlikuje se peta faza staničnog ciklusa (G0), kada nakon završetka diobe stanica ne ulazi u sljedeći stanični ciklus i ostaje dugo u stanju mirovanja. Iz tog stanja može se izvesti vanjskim poticajnim (mitogenim) utjecajima. Faze staničnog ciklusa nemaju jasne vremenske i funkcionalne granice, međutim, tijekom prijelaza iz jedne faze u drugu dolazi do uređenog prebacivanja sintetskih procesa, što omogućuje razlikovanje tih unutarstaničnih događaja na molekularnoj razini.