Клеточный цикл и его периоды.

Предмет генетики.

Генетика- раздел биологии, изучающий материальные основы наследственности и изменчивости, а также закономерности наследования и изменения признаков в ряду поколений.

Наследственность - это свойство живых организмов передавать дочернему поколению способность к определённому типу индивидуального развития, в ходе которого у потомства возникают признаки, присущие особям данного вида, а также воспроизводятся некоторые индивидуальные особенности родителей.

Наследственность (по Дарвину) - это свойство живых организмов передавать свои признаки и особенности развития следующим поколениям.

Благодаря наследственности организмы в пределах вида схожи между собой (из семян пшеницы вырастает пшеница, у человека рождается человек и т.д.).

Изменчивость- - это свойство живых организмов приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития.

Благодаря изменчивости особи в пределах вида отличаются друг от друга. Дети одних родителей при значительном сходстве могут существенно отличаться друг от друга по признакам (полу, росту, группам крови, цвету глаз и тд.).

Следовательно, наследственность и изменчивость -2 противоположных, но взаимосвязанных свойства организма. Благодаря единству этих свойств,виды с одной стороны, остаются неизменными на протяжении долгого времени, а с другой- способны изменяться, давая новые формы, виды.

2. Медицинская генетика.

Наследственность человека изучает антропогенетика. Её составной частью является медицинская генетика. Она изучает:

· Закономерности наследственности и изменчивости человека под углом зрения патологии, а именно причины возникновения наследственных болезней человека, характер наследования в семьях, распространение. Особым разделом является клиническая генетика, исследующая вопросы патогенеза, клиники. Диагностики, профилактики и лечения наследственных заболеваний.

· Виды изменчивости, в частности хромосомные, геномные, генные мутации, условия их возникновения, профилактику мутагенных факторов.

· Изучение новых медико-биологических проблем: вопросы генной инженерии, которая разрабатывает методы лечения наследственных болезней, клонирование, несовместимость матери и плода, трансплантацию органов.

Генетика расширяет и углубляет биологическое мышление специалиста. Генетические знания необходимы для понимания новых методов диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней. Наследственные заболевания занимают существенное место в работе врача и медицинской сестры, т.к. они часты и тяжелы. По разным источникам насчитывается от 5000-8000 наследственных болезней, которые поражают все органы, системы и функции организма. Около 5% детей рождается с наследственными и врождёнными болезнями. Не менее 25% больничных коек заняты пациентами, страдающими заболеваниями с наследственной предрасположенностью (гипертония, ишемия сердца, псориаз, бронхиальная астма, глаукома, рассеянный склероз).

Наследственная патология может «преследовать» человека от зарождения до старости. Следовательно, мед. помощь и психологическая поддержка должны оказываться не только больному, но и его семье. В этом велика роль медсестры. Генетика ставит задачу избавить человечество от наследственных дефектов. Сохранение наследственной информации в ряду поколений внутри каждого вида осуществляется благодаря способности клеток (из которых построено тело) к делению. Поэтому необходимо познакомиться с цитологией – наукой о клетке.

Клетка.

Клетка - элементарная единица жизни. Тело всех многоклеточных организмов на Земле: растений, животных, человека состоит из клеток.

Одноклеточные представляют собой единственную клетку.

Открыл клетку (да и сам термин «клетка» – ячейка) английский физик Роберт Гук, в 1665 году -в срезе пробки, 1680 Левенчук - животную клетку. Шлейден - ботаник и Шванн - зоолог в 1838-1839 году сформулировали клеточную теорию.

1) Клетка – элементарная единица живого. Она обладает всеми свойствами живого - осуществляет обмен веществ и энергии, размножается, растет, для неё характерна раздражимость.

2) Клетка разных животных живых органов имеет общий план строения.

3) Образование новых клеток возможно только путём деления уже существующей клетки.

4) Клетка – это функциональная единица в многоклеточном организме.

Организмы делятся на: доклеточные (вирусы) и клеточные.

По строению клеток организмы делятся на:

прокариоты- доядерные (бактерии, сине-зелёные водоросли) – нет сформированного ядра.

эукариоты - собственноядерные организмы, имеют ядро (растения, грибы, животные)

Мы будем изучать эукариотические клетки - животные клетки. Клетки имеют разнообразную форму: звездчатая (нерв.), призматическая (эпит), овальная (эритроц), веретеновидная, шаровидная (яйцеклетка) и др.

Размеры клеток так же варьируют от нескольких микрон до 100 мкр. Наиболее крупными являются яйцеклетки- птиц (желток) до 1см и более. В основном от 0,5-40 мкр.

В организме многоклеточных различают соматические клетки- клетки тела (сома- тело) и генеративные клетки (qenero- рожаю)- половые клетки (гаметы).

Строение клетки.

КЛЕТКА

 

 

ПЛАЗМОЛЕММА ЦИТОПЛАЗМА ЯДРО

гиалоплазма органеллы включ ения

 

1.троф. 1Яд. оболочка

мембранные немембранные 2.белков 2.Кариопл.

1)митохондрии 1) рибосомы 3.ядроген

2)Э.П.С. 2) микротр. 4.хроматин

3)Ком Г 3) центриоли

4)лизосом 4) миофибриллы

5)пластиды 5) ресничек

 

Содержимое клетки отделено от внешней среды или от соседних клеток плазматической мембраной (плазмолеммой). Клетка состоит из 2х основных компонентов: цитоплазмы и ядра. Органоиды так же делятся на: общего назначения (во всех клетках), специального назначения (специализируемых клетках), реснички, жгутики.

Ядро (неделящееся) содержит: хроматин, ядрышко, кариоплазму (нуклеоплазма) и ядерную оболочку. Ядро является обязательным компонентом эукариотических клеток. Выполняет особые сложные функции:

- хранение основной генетической информации, её реализация (гл. роль в передаче наследственности);

- обеспечение синтеза белка;

- является регулятором всех жизненных отправлений клетки.

Без ядра клетки, как правило, жить не могут (погибают). Например, эритроциты без- ядерные – живут 48 суток.

Форма ядра бывает различная, обычно круглая, шарообразная. Размеры очень варьируют и зависят от функции клеток. Количество ядер различно. Обычно бывают одноядерные клетки, но и 2х и даже многоядерные (в печени, поперечно-полосатых мышечных волокнах).

Хроматин. Хромосомы.

Важнейшей составной частью ядра является хроматин (хрома - цвет)- вещество, хорошо окрашивающееся специальными ядерными красителями. Окрашивание обусловлено присутствием в хроматине ДНК и белков. Хроматин представлен глыбками и гранулами, располагается в кариоплазме (ядерном соке) – наблюдается в рабочем состоянии клетки (жизнь).

В неделящейся клетке (интерфаза) хроматин представляет собой разрыхлившиеся хромосомы (потерявшие свою форму) – это их рабочее состояние, с их участием происходят процессы транскрипции и редупликации ДНК (тонкие нити – диспирализованные). Хромосомы - место хранения наследственной информации.

Во время митотического деления (покой) хроматин представляет собой – хромосомы в виде спирализованных, плотных телец, которые выполняют функцию распределения и переноса генетического материала (ДНК) в дочерние клетки. Хроматин бывает 2х видов:

- эухроматин – окрашивается в покоящемся ядре не ярко (активный);

- гетерохроматин – хорошо окрашивается в состояние покоя и при делении (не активный). Он контролирует степень спирализации хромосом.

В хромосоме участки эу - и гетерохроматина чередуется. Половой хроматин – встречается в интерф. ядре соматических клеток особей женского пола. По периферии ядра клеток располагается глыбка хроматина – тельце Бара, у мужского пола эти отличия отсутствуют.

СТРОЕНИЕ ХРОМОСОМ.

1) Во всех клетках поддерживается постоянный набор хромосом. Обычно в соматических клетках (кл. тела) хромосомы парны (гомологичны) и составляют двойной, или диплоидный набор (2п) или полный. Диплоидный набор клеток человека – 46. Число у различных животных и растений широко отличаются, и не зависит от степени организации: кошка – 38, коровы – 60, реч. рак – 116, овца – 54, шимпанзе – 48.

2) Набор хромосом в клетках организмов, принадлежащих к одному виду, характеризуется определенными размерами, формами, числом и называются – кариотипом (у всех людей 46, у всех кошек 38). В половых клетках количество хромосом вдвое меньше (п) и называется гаплоидным: яйцеклетка =23, сперматозоид = 23.

3) Все хромосомы в клетке можно разделить на 2 группы: (по функции)

- аутосомы – не половые хромосомы,

- гетерохромосомы – половые хромосомы (они определяют половые особенности организма).

Кариотип человека представлен 46 хромосомами, из них 44- аутосомы и 2 половые хромосомы: 46=44ау.+2 пол.

4) Каждая хромосома (в период деления) состоит из 2х половин – хроматид, спирально закрученных нитей (ДНК), связанных между собой центромерой (первичной перетяжкой). Хроматида – состоит из ДНК и вокруг белки. Хроматиды – состоят из хромонем (нитей). В состав хромосом входит 40% ДНК и 60% белка, так же входят РНК, липиды, углеводы. 5) Хромосомы в делящейся клетке имеют форму прямых или изогнутых палочек. Центромера делит хромосому на 2 плеча. В зависимости от места нахождения перетяжки и длины плеча хромосомы бывают нескольких типов:

МЕТАЦЕНТРИЧЕСКИЕ (равноплечие) – центромера в центре хромосомы, оба плеча равны;

СУБМЕТАЦЕНТРИЧЕСКИЕ (неравноплечие) – центромера ближе к одному из концов хромосомы. Плечи имеют разную длину: короткое (р) и длинное (q);

АКРОЦЕНТРИЧЕСКИЕ (сильно неравноплечие) – центромера занимает место на конце хромосомы. Одно плечо длинное, другое совсем маленькое.

Встречаются хромосомы со вторичной перетяжкой (участок деления), перетяжка называется спутником (сателлитом).

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ И ЕГО ПЕРИОДЫ.

Период жизни клетки от момента её рождения в результате деления материнской клетки до следующего деления или смерти называется жизненным (клеточным) циклом клетки.

Клеточный цикл способных к размножению клеток включает две стадии: - ИНТЕРФАЗУ (стадия между делениями, интеркинез); - ПЕРИОД ДЕЛЕНИЯ (митоз). В интерфазе происходит подготовка клетки к делению – синтез различных веществ, но главным является удвоение ДНК. По продолжительности она составляет большую часть жизненного цикла. Интерфаза состоит из 3–х периодов: 1) Предсинтетический – G1 (джи один) – наступает сразу после окончания деления. Клетка растет, накапливает различные вещества (богатые энергией), нуклеотиды, аминокислоты, ферменты. Готовится к синтезу ДНК. Хромосома содержит 1 молекулу ДНК (1 хроматида). 2) Синтетический – S происходит удвоение материала – репликация молекул ДНК. Усиленно синтезируется белки и РНК. Происходит удвоение числа центриолей.

3) Постсинтетический G2 – предмитотический, продолжается синтез РНК. Хромосомы содержат 2 свои копии – хроматиды, каждая из которых несет по 1-ой молекуле ДНК (двунитевидная). Клетка готова к делению хромосома сперализуется.

Далее наступает процесс деления. Описано 3 способа деления эукар. клеток:

- амитоз – прямое деление

- митоз – непрямое деление

- мейоз – редукционное деление

АМИТОЗ – встречается редко, особенно у стареющих клеток или при патологических состояниях (репарация тканей), ядро остаётся в интефазном состоянии, хромосомы не сперализуются. Ядро делится путем перетяжки. Цитоплазма может и не делится, тогда образуются двуядерные клетки.

МИТОЗ – универсальный способ деления. В жизненном цикле он составляет лишь малую часть. Цикл эпитемальных клеток кишечника кошки составляет 20 – 22 ч., митоз – 1 час. Митоз состоит из 4-х фаз.

1)ПРОФАЗА – происходит укорочение и утолщение хромосом (спирализация) они хорошо видны. Хромосомы состоят из 2-х хроматид (удвоение в периоде интерфазы). Ядрышко и ядерная оболочка распадаются, цитоплазма и кариоплазма смешиваются. Разделившиеся клеточные центры расходятся по длинной оси клетки к полюсам. Образуется веретено деления (состоящее из упругих белковых нитей).

2)МЕТОФАЗА – хромосомы располагаются в одной плоскости по экватору, образуя метафазную пластинку. Веретено деления состоит из 2-х типов нитей: одни соединяют клеточные центры, вторые – (число их = числу хромосом 46) прикреплены, одним концом к центросоме (клеточному центру), другой к центромере хромосомы. Центромера тоже начинает делиться на 2. Хромосомы (в конце) расщепляются в области центромеры.

3)АНАФАЗА – самая короткая фаза митоза. Нити веретена деления начинают укорачиваться и хроматиды каждой хромосомы удаляются друг от друга по направлению к полюсам. Каждая хромосома состоит только из 1 хроматиды.

4)ТЕЛОФАЗА – хромосомы концентрируются у соответствующих клеточных центров, деспирализуются. Формируются ядрышки, ядерная оболочка, образуется мембрана, отделяющая сестринские клетки друг от друга. Сестринские клетки расходятся.

Биологическое значение митоза состоит в том, что в результате его каждая дочерняя клетка получает точно такой же набор хромосом, а следовательно, и точно такую же генетическую информацию, какими обладала материнская клетка.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: