удвоение количества днк в клетке происходит в какую фазу

Удвоение количества днк в клетке происходит в какую фазу

Рост тела человека обусловлен увеличением размера и количества клеток, при этом последнее обеспечивается процессом деления, или митозом. Пролиферация клеток происходит под воздействием внеклеточных факторов роста, а сами клетки проходят через повторяющуюся последовательность событий, известную как клеточный цикл.

Различают четыре основные фазы клеточного цикла: G1 (пресинтетическая), S (синтетическая), G2 (постсинтетическая) и М (митотическая). Затем следует разделение цитоплазмы и плазматической мембраны, в результате чего возникают две одинаковые дочерние клетки. Фазы Gl, S и G2 входят в состав интерфазы. Репликация хромосом происходит во время синтетической фазы, или S-фазы.
Большинство клеток не подвержено активному делению, их митотическая активность подавляется во время фазы GO, входящей в состав фазы G1.

Продолжительность М-фазы составляет 30—60 мин, в то время как весь клеточный цикл проходит примерно за 20 ч. В зависимости от возраста нормальные (не опухолевые) клетки человека претерпевают до 80 митотических циклов.

Процессы клеточного цикла контролируются последовательно повторяющимися активацией и инактивацией ключевых ферментов, называемых цик дин зависимыми протеинкиназами (ЦЗК), а также их кофакторов — циклинов. При этом под воздействием фосфокиназ и фосфатаз происходят фосфорилирование и дефосфорилирование особых циклин-ЦЗК-комплексов, ответственных за начало тех или иных фаз цикла.

Кроме того, на соответствующих стадиях подобные ЦЗК-белки вызывают уплотнение хромосом, разрыв ядерной оболочки и реорганизацию микротрубочек цитоскелета в целях формирования веретена деления (митотического веретена).

G1-фаза клеточного цикла

G1-фаза — промежуточная стадия между М- и S-фазами, во время которой происходит увеличение количества цитоплазмы. Кроме того, в конце фазы G1 расположена первая контрольная точка, на которой происходят репарация ДНК и проверка условий окружающей среды (достаточно ли они благоприятны для перехода к S-фазе).

При возникновении патологий белка р53 репликация дефективной ДНК продолжается, что позволяет делящимся клеткам накапливать мутации и способствует развитию опухолевых процессов. Именно поэтому белок р53 часто называют «стражем генома».

G0-фаза клеточного цикла

Пролиферация клеток у млекопитающих возможна только при участии секретируемых другими клетками внеклеточных факторов роста, которые оказывают своё воздействие через каскадную сигнальную трансдукцию протоонкогенов. Если во время фазы G1 клетка не получает соответствующих сигналов, то она выходит из клеточного цикла и переходит в состояние G0, в котором может находиться несколько лет.

Блок G0 происходит при помощи белков — супрессоров митоза, один из которых — ретинобластомный белок (Rb-белок), кодируемый нормальными аллелями гена ретинобластомы. Данный белок прикрепляется кособым регуляторным протеинам, блокируя стимуляцию транскрипции генов, необходимых для пролиферации клеток.

Внеклеточные факторы роста разрушают блок путём активации Gl-специфических циклин-ЦЗК-комплексов, которые фосфорилируют Rb-белок и изменяют его конформацию, в результате чего разрывается связь с регуляторными белками. При этом последние активируют транскрипцию кодируемых ими генов, которые запускают процесс пролиферации.

S фаза клеточного цикла

Стандартное количество двойных спиралей ДНК в каждой клетке, соответствующее диплоидному набору одноцепочечных хромосом, принято обозначать как 2С. Набор 2С сохраняется на протяжении фазы G1 и удваивается (4С) во время S-фазы, когда синтезируется новая хромосомная ДНК.

Начиная с конца S-фазы и до М-фазы (включая фазу G2) каждая видимая хромосома содержит две плотно связанные друг с другом молекулы ДНК, называемые сестринскими хроматидами. Таким образом, в клетках человека начиная с конца S-фазы и до середины М-фазы присутствуют 23 пары хромосом (46 видимых единиц), но 4С (92) двойные спирали ядерной ДНК.

В процессе митоза происходит распределение одинаковых наборов хромосом по двум дочерним клеткам таким образом, чтобы в каждой из них содержалось по 23 пары 2С-молекул ДНК. Следует отметить, что фазы G1 и G0 — единственные фазы клеточного цикла, во время которых в клетках 46 хромосомам соответствует 2С-набор молекул ДНК.

G2-фаза клеточного цикла

Вторая контрольная точка, на которой проверяется размер клетки, находится в конце фазы G2, расположенной между S-фазой и митозом. Кроме того, на данной стадии, прежде чем перейти к митозу, происходит проверка полноты репликации и целостности ДНК. Митоз (М-фаза)

1. Профаза. Хромосомы, каждая из которых состоит из двух одинаковых хроматид, начинают уплотняться и становятся видимыми внутри ядра. На противоположных полюсах клетки вокруг двух центросом из волокон тубулина начинает образовываться веретеноподобный аппарат.

2. Прометафаза. Происходит разделение мембраны ядра. Вокруг центромер хромосом формируются кинетохоры. Волокна тубулина проникают внутрь ядра и концентрируются вблизи кинетохор, соединяя их с волокнами, исходящими из центросом.

3. Метафаза. Натяжение волокон заставляет хромосомы выстраиваться посередине в линию между полюсами веретена, формируя тем самым метафазную пластинку.

4. Анафаза. ДНК центромер, разделённая между сестринскими хроматидами, дуплицируется, хроматиды разделяются и расходятся ближе к полюсам.

6. Цитокинез. Клеточная мембрана сокращается и посередине между полюсами образуется борозда дробления, которая со временем разделяет две дочерние клетки.

Цикл центросомы

Во время фазы G1 происходит разделение пары центриолей, сцепленных с каждой центросомой. На протяжении S- и G2-фаз справа от старых центриолей формируется новая дочерняя центриоль. В начале М-фазы центросома разделяется, две дочерние центросомы расходятся к полюсам клетки.

Медицинское значение понимания клеточного цикла

Для анализа кариотипа процесс деления клетки подавляют колхицином во время метафазы.

Таксол блокирует разборку веретена деления, его используют в качестве противоопухолевого препарата.

Видео стадии и фазы клеточного цикла клетки

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз

Содержание:

Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз – деление соматических клеток. Мейоз. Фазы митоза и мейоза

Жизненный цикл клетки

Жизненный цикл клетки – это время существованя клетки с момента первого деления до следующего деления, или до последнего деления (смерти клетки).

Клетки делятся несколькими способами:

Интерфаза

Митотический цикл состоит из двух последовательных стадий.

Непосредственно перед делением клетка проходит интерфазу, или стадию покоя, функциональное значение которой в том, что во время неё синтезируется ДНК. Длительность стадии покоя составляет 90% и более в течение всего цикла клеточного деления.

Интерфаза представлена тремя периодами:

Митоз – деление соматических клеток

Митоз – это непрерывный процесс деления клеток, который подразделяется на 4 последовательных стадий: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Мейоз

Мейоз – это процесс деления клетки, при котором число хромосом уменьшается вдвое, происходит образование гаплоидных клеток.

Данный процесс проходит в двух последовательных деления, первое из которых принято называть редукционным (мейоз I), а второе эквационным (мейоз II). Эквационное деление также можно назвать уравнительным, оно позволяет сохранить гаплоидный набор хромосом. Второе деление по механизму протекания схоже с митозом, однако здесь к полюсам расходятся сестринские хроматиды.

Так же, как и митоз, мейоз начинается после интерфазы. Количество ДНК перед первым делением составляет 2n4c, где n – хромосомы, с – молекулы ДНК. Это обозначает, что каждая хромосома состоит из двух хроматид и имеет гомологичную пару. После первого деления, перед вторым, количество ДНК в каждой дочерней клетке уменьшается до 1n2c. Результатом мейоза после второго деления является образование четырёх гаплоидных клеток. Мейоз представлен такими же четырьмя фазами, как и митоз, однако протекающие процессы в двух этих делениях существенно отличаются.

Мейоз I

Мейоз II

Перед эквационным делением интерфаза называется интеркинезом, так как удвоения наследственного материала (ДНК) не происходит.

Источник

Биология. 11 класс

§ 16. Клеточный цикл. Репликация ДНК

Период существования клетки от момента ее образования из материнской клетки до собственного деления (включая это деление) или гибели называется клеточным циклом.

Продолжительность клеточного цикла у разных организмов и различных клеток в составе одного организма варьирует. Так, у бактерий в благоприятных условиях он длится примерно 20 мин. Короткие клеточные циклы (30—60 мин) характерны для бластомеров рыб и земноводных на этапе дробления, в то время как у млекопитающих промежуток времени между делениями бластомеров может достигать 10 ч и более. У взрослых мышей клетки кишечного эпителия делятся каждые 11—22 ч, а роговицы глаза — приблизительно один раз в трое суток. Для регулярно делящихся клеток многоклеточных организмов длительность клеточного цикла обычно составляет 12—36 ч.

Пресинтетический, или G₁-пе риод (от англ. gap — промежуток), начинается с момента образования новой клетки в результате деления материнской. Обычно это самый длительный период интерфазы и клеточного цикла в целом. В течение G₁-периода молодая клетка интенсивно растет, в ней увеличивается количество органоидов и синтезируются различные соединения, необходимые для протекания процессов жизнедеятельности. В том числе образуются вещества, которые будут нужны для последующего удвоения молекул ДНК.

Вы уже знаете, что набор хромосом обозначают как n: например, 1n — гаплоидный набор, 2n — диплоидный. Набор молекул ДНК в клетках принято записывать с помощью буквы с. Из § 14 вам известно, что каждая хроматида содержит одну молекулу ДНК, т. е. количество молекул ДНК и хроматид в составе хромосом всегда совпадает. Таким образом, записи типа 1с, 2с, 4с отражают содержание в клетках не только молекул ДНК, но и соответствующих хроматид.

В пресинтетическом периоде каждая хромосома состоит из одной хроматиды. Следовательно, в G₁-периоде число хромосом (n) и хроматид (с) в клетке одинаковое. Набор хромосом и хроматид диплоидной клетки в G₁-периоде клеточного цикла можно выразить записью 2n2c.

В синтетическом, или S-периоде (от англ. synthesis — синтез), происходит удвоение молекул ДНК — репликация, а также удвоение центриолей клеточного центра (в тех клетках, где он имеется). После завершения репликации каждая хромосома состоит уже из двух идентичных сестринских хроматид, которые соединены друг с другом в области центромеры. Количество хроматид в каждой паре гомологичных хромосом становится равным четырем. Таким образом, набор хромосом и хроматид диплоидной клетки в конце S-периода (т. е. после репликации) выражается записью 2n4c.

Постсинтетический, или G₂-период, продолжается от окончания синтеза ДНК (репликации) до начала деления клетки. В это время клетка активно запасает энергию и синтезирует белки для предстоящего деления (например, белок тубулин для построения микротрубочек, образующих впоследствии веретено деления). В течение всего G₂-периода набор хромосом и хроматид в клетке остается неизменным — 2n4c.

Обобщенная информация об основных периодах клеточного цикла представлена в таблице 16.1.

Таблица 16.1. Основные периоды клеточного цикла

Период

Содержание наследственного материала в диплоидной клетке

Источник

Удвоение количества днк в клетке происходит в какую фазу

Установите соответствие между процессами, происходящими на разных стадиях жизненного цикла клетки: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) интенсивный обмен веществ

Б) спирализация хромосом

В) удвоение количества органоидов

Г) образование веретена деления

Д) расположение хромосом по экватору клетки

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

ИНТЕРФАЗА – период клеточного цикла между двумя делениями. В этот период клетка не делится, а готовится к делению.

1) пресинтетический (G1): синтез белков и всех видов РНК, образование органоидов, интенсивный метаболизм и рост клетки, хромосомы однохроматидные;

2) синтетический (S): удвоение (редупликация) ДНК, синтез белков-гистонов, хромосомы становятся двухроматидными;

3) постсинтетический (G2): синтез белка (тубулина для веретена деления), синтез АТФ, деление митохондрий, репликация центриолей.

МИТОЗ – непрямое деление клетки (сначала делится ядро (кариокинез), а затем цитоплазма (цитокинез)). В результате митоза из диплоидной материнской клетки образуется две диплоидные дочерние клетки, содержащих индентичный материнской хромосомный набор.

1) профаза: спирализация хромосом, расхождение центриолей к полюсам клетки и образование веретена деления, исчезновение ядрышка, исчезновение ядерной оболочки, диплоидный набор двухроматидных хромосом (2n4c);

2) метафаза: нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, хромосомы выстраиваются в плоскости экватора (метафазная пластинка, или материнская звезда), диплоидный набор двухроматидных хромосом (2n4c);

3) анафаза: центромеры делятся надвое, нити веретена деления растягивают хроматиды (однохроматидные хромосомы) к полюсам клетки, тетраплоидный набор однохроматидных хромосом (4n4c);

4) телофаза: образование ядерной оболочки вокруг хромосом, образование ядрышек в ядрах, деспирализация хромосом, разрушение веретена деления, в каждой дочерней клетке – диплоидный набор однохроматидных хромосом (2n2c).

(А) интенсивный обмен веществ — интерфаза;

(Б) спирализация хромосом — митоз (профаза);

(В) удвоение количества органоидов — интерфаза;

(Г) образование веретена деления — митоз (профаза);

(Д) расположение хромосом по экватору клетки — митоз (метафаза);

Источник

Удвоение количества днк в клетке происходит в какую фазу

Установите соответствие между характеристиками и стадиями клеточного цикла: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Б) образование новых органоидов

В) хромосомы выстраиваются по экватору клетки

Г) хромосомы в расплетённом состоянии

Д) нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

ИНТЕРФАЗА – период клеточного цикла между двумя делениями. В этот период клетка не делится, а готовится к делению.

1) пресинтетический (G1): синтез белков и всех видов РНК, образование органоидов, интенсивный метаболизм и рост клетки, хромосомы однохроматидные;

2) синтетический (S): удвоение (редупликация) ДНК, синтез белков-гистонов, хромосомы становятся двухроматидными;

3) постсинтетический (G2): синтез белка (тубулина для веретена деления), синтез АТФ, деление митохондрий, репликация центриолей.

МИТОЗ – непрямое деление клетки (сначала делится ядро (кариокинез), а затем цитоплазма (цитокинез)). В результате митоза из диплоидной материнской клетки образуется две диплоидные дочерние клетки, содержащих индентичный материнской хромосомный набор.

1) профаза: спирализация хромосом, расхождение центриолей к полюсам клетки и образование веретена деления, исчезновение ядрышка, исчезновение ядерной оболочки, диплоидный набор двухроматидных хромосом (2n4c);

2) метафаза: нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, хромосомы выстраиваются в плоскости экватора (мефатазная пластинка, или материнская звезда), диплоидный набор двухроматидных хромосом (2n4c);

3) анафаза: центромеры делятся надвое, нити веретена деления растягивают хроматиды (однохроматидные хромосомы) к полюсам клетки, тетраплоидный набор однохроматидных хромосом (4n4c);

4) телофаза: образование ядерной оболочки вокруг хромосом, образование ядрышек в ядрах, деспирализация хромосом, разрушение веретена деления, в каждой дочерней клетке – диплоидный набор однохроматидных хромосом (2n2c).

(А) удвоение хромосом — интерфаза;

(Б) образование новых органоидов — интерфаза;

(В) хромосомы выстраиваются по экватору клетки — метафаза митоза;

(Г)хромосомы в расплетённом состоянии — интерфаза;

(Д) нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом — метафаза митоза.

Источник

• ← Как можно проверить слово гнездо
• Shift lock release для чего эта →