Парисеев Николай СДП-16 Реферат КСЕ Жизненный цикл клетки


\s
Оглавление
Введение………………………………………………………………………..3
Глава 1. Клеточный цикл……………………………………………………4
Клеточный цикл и его период.............................................................................4
Глава 2. Митоз
2.1 Митоз и его фазы…………………………………………………………..6
2.2 Значение митоза..............................................................................................8
Глава 3. Мейоз
3.1 Мейоз и его фазы……………………………………………………….....9
3.2 Значение мейоза………………………………………………………….11
Заключение…………………………………………………………………..12
Список использованной литературы…………………………………....13
Введение
Сущность клеточного цикла стала ясной в следствии исследования мутантных клеток, вырастающих и делящихся при низких температурах. У подобных стойких мутированных клеток как правило существует единственный модифицированный белок, который действует только лишь при низкой температуре. И у многих подобных мутантов развитие нарушается немного спустя уже после увеличения температуры. Но некоторые мутанты прекращают расти только в таком случае, если клетка доходит до определенного периода цикла, к примеру, начала синтеза ДНК, деления ядра или же цитокинеза. Мутированные клетки по клеточному циклу лучше всего изучены у пекарских дрожжей у них выделяются мутанты по более чем 35 различным генам цикла клеточного деления. По ним изучали взаимосвязь между функциями определённых белков и клеточным циклом среди функциями конкретных белков и клеточным циклом. Клеточный цикл- период существования клетки от момента её образования путём деления материнской клетки до собственного деления или гибели.
В сегодняшние дни, не смотря на множество открытий в области биологии, эта наука по-прежнему развивается. Я считаю, что эта тема актуальна на сегодняшний день, ведь всё живое состоит из клеток.


1 Клеточный цикл и его периоды
Клеточный цикл включает в себя строго определённый ряд поочередных процессов. Клетка должна между двумя поочередными делениями раздвоить все свои составляющие а так же массу. Таким образом клеточный цикл состоит из 2-ух периодов:
1) Клеточный рост (интерфаза)
2) Клеточное деление (" фаза М " (от слова mitosis)). Так же, в каждом периоде выделяют несколько фаз (рис.3).
Как правило, интерфаза занимает не менее 90% времени у всего клеточного цикла. К примеру, у быстро делящихся клеток высших эукариот поочередные деления происходят раз в 16-24 часа, и каждая фаза Мпродолжается1-2 часа. Большинство компонентов клетки синтезируется на протяжении всей интерфазы, но это затрудняет выделение в ней отдельных стадий. В интерфазе выделяют фазу G1, а так же фазу S и фазу G2.Во время периода интерфазы, происходит репликация ДНК клеточного ядра, этот период был назван " фаза S " (от слова synthesis). Период между фазой М и началом фазы S обозначен как фаза G1 (от слова gap -промежуток), а период между концом фазы S исследующей фазой М - как фаза G2. Период клеточного деления(фаза М)состоит из 2-ухстадий: 1)митоз(деление клеточного ядра) а так же 2)цитокинез (деление цитоплазмы).Митоз делится на пять стадий ,они же и образуют динамическую последовательность. Исследование клеточного деления основывается на данных полученных путём световой микроскопии в сочетании с микрокиносъемкой а так же на результатах полученных с помощью световой и электронной микроскопии, фиксированных и окрашенных клеток.
Повторяющаяся совокупность событий, обеспечивающих деление эукариотических клеток, получило такое название как клеточный цикл. Длительность клеточного цикла так же зависит от типа делящихся клеток. К примеру, нейроны человека, после стадии терминальной дифференцировки перестают делиться. Лёгочные клетки, а так же клетки почек и и печени у взрослого человека начинают делиться только в том случае, когда эти органы повреждены. Клетки эпителия кишечного тракта размножаются на протяжении всей жизни человека. В том числе и у быстро пролиферирующих клеток подготовка к делению занимает в районе24 ч. Клеточный цикл делят на стадии:1) Митоз- М-фаза, деление клеточного ядра. G1 -фаза это период перед синтезом ДНК. S-фаза - период синтеза (репликации ДНК). G2-фаза – период между синтезом ДНК и митозом. 2) Интерфаза - период, состоящий из G1 -, S- и G2-фазы. 3) Цитокинез –деление цитоплазмы. Точка рестрикции, R-point - время в клеточном цикле, в случае если продвижение клетки к делению становится необратимым. G0 фаза –состояние клеток, достигших монослоя либо лишенных фактора роста на ранней G1 фазе.
Митозу а так же мейозу (делению) предшествует дублирование хромосом, которое протекает в периоде S клеточного цикла.Данный период обозначают буквой S (от слова synthesis - синтез ДНК). После завершения периода S до окончания метафазы ядро содержит в четыре раза больше ДНК, нежели ядро сперматозоида либо яйцеклетки, а каждая хромосома состоит из двух идентичных сестринских хроматид. На протяжении митоза хромосомы конденсируются, а под конец профазы либо вначале метафазы становятся различимыми при оптической микроскопии. Для цитогенетического анализа как правило используют препараты метафазных хромосом.
В начале анафазы центромеры гомологичных хромосом разъединяются, и хроматиды начинают расходиться по противоположным полюсам митотического веретена. После того как к полюсам придут полные наборы хроматид (их называют хромосомами),вокруг каждого из них появляется ядерная оболочка, начинают формироваться ядра двух дочерних клеток. Дочерние клетки вступают в период G1, и только при подготовке к следующему делению они переходят в период S и у них начинается репликация ДНК.
Клетки выполняющие определённые функции, которые на протяжении долгого времени не вступают в митоз или полностью утратившие способность к делению, находятся в состоянии G0. Большая часть клеток всего организма диплоидные – что означает, то что они имеют двойной гаплоидный набор хромосом. В ходе мейоза гомологичные хромосомы спариваются (отцовская с материнской хромосомой и т. д.), затем в ходе кроссинговера происходит рекомбинация, отцовская а так же материнская хромосомы обмениваются участками. В результате чего существенным изменениям подвергается генетический состав хромосом. При первом же делении мейоза гомологичные хромосомы начинают своё расхождение, в дальнейшем образуются клетки имеющие гаплоидный набор хромосом. Период S между первым и вторым делением отсутствует, а дочерние клетки во втором делении расходятся сестринские хроматиды. В конце образуются клетки с гаплоидным набором хромосом, в которых вдвое меньше ДНК, чем в диплоидных соматических клетках в периоде G1, и в 4 раза меньше - чем в соматических клетках по окончании периода S.
В момент оплодотворения количество хромосом а так же содержание ДНК у зиготы приравнивается так, как в соматической клетке в периоде G1. В свою очередь в период S в зиготе позволяет открыть путь к регулярному делению, что свойственно лишь соматическим клеткам.



2 Митоз

2.1 Митоз и его фазы
Митоз – это особый вид  деления клеток, в ходе которого хромосомы распределяются поровну между дочерними клетками. Начало происходит с деления ядра и цитоплазмы на две дочерних. Митотический цикл- процессы которые происходят от одного деления к другому. В нём выделяют две стадии :1.Интерфаза, или же стадия покоя.
2.Митоз,или же стадия деления.
В процессе интерфазы, у клетки образуется ДНК. В свою очередь,в интерфазе выделяют три периода:
Первый период, его длительность составляет от 12 и до 24 часов. В ходе данного периода скапливается РНК, а так же белки.
Второй период, его так же называют синтетическим. Во время второго периода происходит образование ДНК, его количество начинает удваиваться.
Третий период, или же постсинтетический. В ходе третьего периода начинает копиться энергия, после чего из стадии интерфазы, клетка переходит в стадию митоза.
Митоз состоит из четырёх последовательных фаз:
Профаза, в которой хромосомы начинают уплотняться и скручиваться, обретая форму спирали. После этого они становятся доступными для изучения под микроскопом. Мембрана ядра расщепляется от ферментов, ядрышко уничтожается. К полюсам начинают расходиться центриоли. Веретено деления клетки - это структура состоящая из рибонуклеиновой кислоты и белка, она образуется между полюсами.В конце профазы хромосомы. В конце профазы, хромосомы удваиваются, при этом они удерживаются рядом.
Метафаза. Во время метафазы, хромосомы начинают располагаться по экватору клетки. В свою очередь, хроматиды прикреплённые к нитям веретена, начинают отсоединяться.
Анафаза, в во время неё все хроматиды получают свою собственную центромеру, они удлиняются и становятся дочерней хромосомой. Нити веретена, которые прикреплены к центромерам, распределяют «молодые» хромосомы по полюсам клетки.
Телофаза. В ходе телофазы дочерние хромосомы достигают полюсов, их спирали начинают раскручиваться и удлинятся, после чего, их становится тяжело увидеть в микроскопе. Начинает образовываться ядерная оболочка, ядрышко появляется снова. В результате чего, клетка получает двойное количество клеточных структру, а так же общую цитоплазму. В конце митоза, клетка начинает делиться. В экваториальной зоне, у клетки образуется перетяжка, которая разделяет её на две дочерние клетки.
У разных клеток, длительность митотического цикла различная, она может составлять как от нескольких часов, так и до нескольких дней. На этот показатель влияет множество факторов, к примру: температура,физиологическое состояние организма и др.Различные ткани обладают разной митотической активностью. В стабильных (мышцы, нервная система) деление клеток попросту не происходит, они всего лишь подвергаются возрастным изменениям, иными словами- они стареют. Растущие ткани состоят из клеток, которые не обладают митотической активностью, и клеток, которые делятся с помощью митоза. В результате, органы, которые состоят из этих тканей, способны расти. Постоянно обновляющиеся ткани (кожи, кишечника, а так же костного мозга) состоят из клеток, которые постоянно делятся в процессе всей жизни.

2.2 Значение митоза
Все дочерние клетки имёют одинаковый набор хромосом, а так же одни и те же гены. Из этого следует, что митоз – это один из способов деления клетки, суть которого заключается в точном распределении генетического материала между двумя дочерними клетками, они получают диплоидный набор хромомсом. Значение митоза огромно. Функционирование тканей и органов у сложных, многоклеточных организмов являлось бы не возможным, если бы не сохранялись бесчисленные наборы генетического материала в клеточных поколениях. Обеспечение важнейших процессов жизнедеятельности, например эмбриональное развитие, рост, поддержание структурной целостности тканей при её утрате, а так же восстановление целостности органов и тканей, после их повреждения, происходит с помощью митоза.
При помощи бесполого размножения, значительно увеличивается численность особей. Бесполое размножение не сопровождается повышением наследственной изменчивости потомков: абсолютно все потомки имеют генетическую схожесть с материнской особью, так как они развиваются из клеток, которые в свою очередь делятся с помощью митоза.
Митоз является важнейшим средством для поддерживания постоянства генетического набора. В результате митоза осуществляется идентичное воспроизведение клетки. Следовательно, ключевая роль митоза — копирование генетической информации.



3 Мейоз
3.1 Мейоз и его фазы
Мейоз- тип деления клеток, при котором происходит образование новых половых клеток. Если сравнивать его с митозом, при мейозе вдвое уменьшается число хромосом в дочерних клетках. Таким образом, мейоз обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и количества ДНК. Мейоз состоит из двух непрерывных делений, называемых мейозом I и мейозом II. В свою очередь в каждом из этих делений выделяют профазу, метафазу, а так же анафазу и телофазу. В ходе мейоза I количество хромосом сокращается вдвое, а при мейозе II гаплоидность у клеток остаётся прежней. Клетки, которые вступают в мейоз, содержат генетическую информацию.
В профазе мейоза I постепенно спирализируется хроматин, при этом образуются хромосомы. Происходит сближение гомологичных хромосом, появляется новая общая структура, которая в свою очередь состоит из двух хромосом, их называют бивалент, а так же четырёх хроматид, их же называют тетрада. Процесс, при котором соприкасаются две гомологичные хромосомы по всей длине, носит название – коньюгация. Далее между этими гомологичными хромосомами появляются силы отталкивания, после этого хромосомы вначале разделяются в области центромер, при этом остаются соединёнными в области плеч, в итоге образуя так называемые «перекресты» или же хиазмы. Постепенно увеличивается расхождение хроматид и перекрёсты начинают своё смещение к концам. В процессе коньюгации может начаться обмен участками между хроматидами гомологичных хромосом – кроссинговер , который приводит к генетический материал к перекомбинации. В конце профазы, ядерная оболочка, а так же ядрышки начинают растворяться, при этом образуется веретено деления. Содержание генетического материала, по-прежнему остаётся.
В метафазе мейоза I биваленты хромосом располагаются в экваториальной плоскости клетки. Спирализация достигает максимума. Генетический материал остаётся прежним.
В анафазе мейоза I гомологичные хромосомы, в состав которых входят две хроматиды, окончательно расходятся, а так же расходятся к полюсам клетки. В итоге из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна — число хромосом уменьшается вдвое (происходит редукция). Содержание генетического материала вновь меняется у каждого полюса.
В телофазе происходит образование ядер а так же разделение цитоплазмы, при этом образуются две дочерние клетки. Дочерние клетки содержат гаплоидный набор хромосом, причём каждая хромосома содержит две хроматиды
Интеркинез — малый промежуток между первым и вторым мейотическими делениями. Репликация ДНК не происходит, а две дочерние клетки быстро вступают в мейоз II, который протекает по типу митоза II.
В итоге, в результате мейоза образуются четыре гаплоидных клетки,из одной диплоидной материнской клетки. Так же, в профазе мейоза I происходит перекомбинация генетического материала (кроссинговер), а в анафазе I и II — происходит расхождение хромосом а так же хроматид к одному или другому полюсу. Все эти процессы являются причиной комбинативной изменчивости.

3.2 Значение мейоза
В ходе последующего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получает диплоидный набор хромосом, а значит, сохраняет присущий данному виду организмов кариотип. Следовательно, мейоз препятствует увеличению числа хромосом при половом размножении. Без такого механизма деления хромосомные наборы удваивались бы с каждым следующим поколением.
Половые клетки родителей, которые образовались с помощью мейоза,  имеют гаплоидным набором хромосом. А в зиготе при объединении двух таких наборов количество хромосом удваивается, что делает их диплоидными. Путём митотических делений зиготы, формируется новый организм, а каждая его клетка содержит диплоидный набор хромосом. Пары с гомологичным набором хромосом содержат хромосомы родителей, одну отцовскую и одну материнскую хромосому. В ходе последующего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получает диплоидный набор хромосом, а значит, сохраняет присущий данному виду организмов кариотип. Исходя из этого:
Основой комбинативной изменчивости, благодаря кроссинговеру(профаза I) , а так же независимому расхождению гомологичных хромосом( анафаза I и II).
Постоянный диплоидный набор хромосом поддерживается, благодаря уменьшению количества хромосом в гаметах у новых организмов.

Заключение
Клетки как взрослых,  многоклетончых организмов,живтоных,так и растенй,обладают различной способностью к делению.Одни ткани,например нервная ,мышечная, там клетки вообще не делятся.
Другие же ткани наоборот, постоянно обновляются. В этом случае существуют группы клеток, которые постоянно делятся, а их потомки перестают делиться, некоторое время функционируют и отмирают. Так происходит с клетками крови, кожи, кишечника, в проводящей системе
Целью моей работы являлось изучение клеточного цикла, и его значение. Я рассмотрел периоды клеточного цикла,а так же клеточное деление путём мейоза и митоза.Я выяснил,что клеточный цикл – это согласованная последовательность событие, при которой клетка последовательно проходит его различные периоды, не пропуская,и не возращаясь к предыдущим стадия. Клеточный цикл заканчивается делением одной исходной клетки на две дочерние.Клеточный цикл это важнейший этап в жизни каждого живого организма на планете.

Список использованной литературы
1. Н. С. Курбатова, Е. А. Козлова «Конспект лекций по общей биологии».
2. Р.Г. Заяц «Биология для абитуриентов».
3. «Variation and evolution of meiosis» — Ю. Ф. Богданов.
4. Краснодембский Е. Г «Общая биология» . 5. Биологический энциклопедический словарь Гиляров М. С. 6.Бабынин Э. В. «Молекулярный механизм гомологичной рекомбинации в мейозе: происхождение и биологическое значение».

Приложенные файлы

  • docx 582742
    Размер файла: 58 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий