Лекция 3. Цитология. Ядро. Репродукция клеток

3. Репродукция клеток

4. Реакция клеток на внешнюю среду

В
организме человека содержатся только
эукариотические(ядерные) типы
клеток.Безъядерные структуры(эритроциты, тромбоциты, роговые чешуйки)
являются вторичными (постклеточными)
образованиями, так как они образуются
из ядерных клеток в результате их
специфической дифференцировки.

В
подавляющем большинстве клеток содержится
одно ядро, но встречаются двуядерные и
даже многоядерные клетки. Форма ядра в
большинстве клеток круглая (сферическая)
или овальная.

В некоторых клетках ядра
имеют вытянутую или палочковидную
форму. В зернистых лейкоцитах ядро
подразделяется на сегменты (сегментоядерные
лейкоциты).

1. Структурные элементыядра бывают
четко выражены только в определенный
период клеточного циклав интерфазе.
В период деления клетки (в периодмитоза
илимейоза) одни структурные
элементы исчезают, другие существенно
преобразуются.

Лекция 3. Цитология. Ядро. Репродукция клеток

Классификация
структурных элементов интерфазного
ядра:

  • хроматин;

  • ядрышко;

  • кариоплазма;

  • кариолемма.

Хроматинпредставляет
собой вещество, хорошо воспринимающее
краситель (хромос), откуда и произошло
его название. Хроматин состоит из
хроматиновых фибрилл, толщиной 20—25 нм,
которые могут располагаться в ядре
рыхло или компактно. На этом основанииразличают два видахроматина:

  • эухроматин
    — рыхлый или деконденсированный
    хроматин, слабо окрашивается основными
    красителями;

  • гетерохроматин
    — компактный или конденсированный
    хроматин, хорошо окрашивается этими
    же красителями.

При подготовке клетки
к делению в ядре происходит спирализация
хроматиновых фибрилл и превращение
хроматина в хромосомы. После деления
в ядрах дочерних клеток происходит
деспирализация хроматиновых фибрилл
и хромосомы снова преобразуются в
хроматин.

По химическому строению
хроматин состоитиз:

  • дезоксирибонуклеиновой
    кислоты (ДНК) 40 %;

  • белков около
    60 %;

  • рибонуклеиновой
    кислоты (РНК) 1 %.

Ядерные белки
представлены формами:

  • щелочными
    или гистоновыми белками80—85 %;

  • кислыми
    белками15—20%.

Гистоновые белкисвязаны с ДНК и образуют полимерные
цепи дезоксирибонуклеопротеида (ДНП),
которые и представляют собой хроматиновые
фибриллы, отчетливо видимые при
электронной микроскопии.

На определенных
участках хроматиновых фибрилл
осуществляется транскрипция с ДНК
различных РНК, с помощью которых
осуществляется затем синтез белковых
молекул.

Процессы транскрипции в ядре
осуществляются только на свободных
хромосомных фибриллах, то есть вэухроматине.В конденсированном
хроматине эти процессы не осуществляются
и потомугетерохроматинявляется
неактивным хроматином.

Соотношение
эухроматина и гетерохроматина в ядре
является показателем активности
синтетических процессов в данной клетке.
На хроматиновых фибриллах в S-периоде
интерфазы осуществляется также процессы
редупликации ДНК.

Ядрышко— сферическое
образование (1—5 мкм в диаметре) хорошо
воспринимающее основные красители и
располагающееся среди хроматина. В
одном ядре может содержаться от 1 до 4-х
и даже более ядрышек.

В молодых и часто
делящихся клетках размер ядрышек и их
количество увеличены. Ядрышко не является
самостоятельной структурой. Оно
формируется только в интерфазе в
определенных участках некоторых хромосом
— ядрышковых организаторах, в которых
содержатся гены, кодирующие молекулу
рибосомальной РНК.

В областиядрышкового
анализатораосуществляется транскрипция
с ДНК рибосомальной РНК. В ядрышке
происходит соединение рибосомальной
РНК с белком и образование субъединицрибосом.Микроскопически в ядрышке
различают:

  • фибриллярный
    компонент — локализуется в центральной
    части ядрышка и представляет собой
    нити рибонуклеопротеида (РНП);

  • гранулярный
    компонент — локализуется в периферической
    части ядрышка и представляет скопление
    субъединиц рибосом.

В профазе митоза,
когда происходит спирализация хроматиновых
фибрилл и образование хромосом, процессы
транскрипции РНК и синтеза субъединиц
рибосом прекращаются и ядрышко исчезает.

Кариоплазма(нуклеоплазма) или ядерный сок состоит
из воды, белков и белковых комплексов
(нуклеопротеидов, гликопротеидов),
аминокислот, нуклеотидов, сахаров.

Под
световым микроскопом кариоплазма
бесструктурна, но при электронной
микроскопии в ней определяются гранулы
(15 нм), состоящие из рибонуклеопротеидов.

Белки кариоплазмы являются в основном
белками-ферментами, в том числе ферментами
гликолиза, осуществляющих расщепление
углеводов и образование АТФ.

Негистоновые(кислые) белки образуют в ядре структурную
сеть (ядерный белковый матрикс), которая
вместе с ядерной оболочкой принимает
участие в создание внутреннего порядка,
прежде всего в определенной локализации
хроматина.

Кариолемма(нуклеолемма) — ядерная оболочка отделяет
содержимое ядра от цитоплазмы (барьерная
функция), в то же время обеспечивает
регулируемый обмен веществ между ядром
и цитоплазмой. Ядерная оболочка принимает
участие в фиксации хроматина.

Кариолемма состоит
из двух билипидных мембран — внешней
и внутренней ядерной мембраны,
разделенных перинуклеарным пространством,
шириной от 25 до 100 нм.

В кариолемме имеются
поры, диаметром 80—90 нм. В области пор
внешняя и внутренняя ядерные мембраны
переходят друг в друга, а перинуклеарное
пространство оказывается замкнутым.

Просвет поры закрыт особым структурным
образованием —комплексом поры,
который состоит из фибриллярного и
гранулярного компонента. Гранулярный
компонент представлен белковыми
гранулами диаметром 25 нм, располагающимися
по краю поры в три ряда.

От каждой гранулы
отходят фибриллы и соединяются в
центральной грануле, располагающейся
в центре поры. Комплекс поры играет роль
диафрагмы, регулирующей ее проницаемость.

Размеры пор стабильны для данного типа
клеток, но число пор может изменяться
в процессе дифференцировки клетки. В
ядрах сперматозоидов ядерные поры
отсутствуют.

На наружной ядерной мембране
могут локализоваться прикрепленные
рибосомы. Кроме того, наружная ядерная
мембрана может продолжаться в канальцы
эндоплазматической сети.

Функции ядер
соматических клеток:

  • хранение
    генетической информации, закодированной
    в молекулах ДНК;

  • репарация
    (восстановление) молекул ДНК после их
    повреждения с помощью специальныхрепаративных
    ферментов;

  • редупликация
    (удвоение) ДНК в синтетическом периоде
    интерфазы;

  • передача
    генетической информации дочерним
    клеткам во время митоза;

  • реализация
    генетической информации, закодированной
    в ДНК, для синтеза белка и небелковых
    молекул: образование аппарата белкового
    синтезаинформационной, рибосомальной
    и транспортной РНК.

Функции ядер половых
клеток:

  • хранение
    генетической информации;

  • передача
    генетической информации при слиянии
    женских и мужских половых клеток.

2.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 называютмитотическим
циклом. Такой клеточный циклподразделяется на два основных
периода:

  • митоз или
    период деления;

  • интерфаза
    — промежуток жизни клетки между двумя
    делениями.

3. Способы размножения (репродукции)
клетокРазличают два основных способа
размножения клеток:

  • митоз
    (кариокенез) — непрямое деление клеток,
    которое присуще в основном соматическим
    клеткам;

  • мейоз или
    редукционное деление — характерно
    только для половых клеток.

В литературе нередко
описывают третий способ деления клеток
— амитоз или прямое деление клеток,
которое осуществляется посредством
перетяжки ядра и цитоплазмы, с образованием
двух дочерних клеток или одной двуядерной.

Однако в настоящее время принято считать,
что прямой способ деления характерен
только для старых и дегенерирующих
клеток и является отражением патологии
клетки.

Возможен четвертый тип репродукции
клетки —эндорепродукция,
характеризуется увеличением объема
клетки, увеличением количеством ДНК в
хромосомах, увеличивается количество
функциональных органелл.

Клетка является
гипертрофированной, но к увеличению
числа клеток эндорепродукция не приводит,
а лишь повышается функциональная
активность клеток.

Отмеченные выше два
основных периода в жизненном цикле
часто делящихся клеток (митоз и интерфаза)
в свою очередь подразделяются на фазы
или периоды. Митоз подразделяетсяна 4 фазы:

  • профаза;

  • метофаза;

  • анафаза;

  • телофаза.

В каждой фазе происходят
определенные структурные преобразования.

Профазахарактеризуется
морфологическими изменениями ядра и
цитоплазмы. В ядре происходит: конденсация
хроматина и образование хромосом,
состоящих из двуххроматид,
исчезновение ядрышка, распад кариолеммы
на отдельные пузырьки.

В цитоплазме
отмечаетсяредупликация(удвоение)
центриолей и расхождение их к
противоположным полюсам клетки,
формирование из микротрубочек веретена
деления, репродукция зернистой
эндоплазматической сети, а также
уменьшение числа свободных и прикрепленных
рибосом.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector