Cykl życia komórki: fazy, okresy. Cykl życia wirusa w komórce gospodarza

Cykl życia komórki obejmuje początek jej formacji i koniec istnienia jako niezależną jednostkę. Na początku komórka pojawia się podczas podziału swojej komórki macierzystej i kończy się jej istnieniem z powodu następnej podziałów lub śmierci.

Cykl życia komórki składa się z międzyfazowej i mitozy. Jest w tym okresie brany pod uwagę jest równoważny z komórkowym.

Cykl życia komórki: interfaza

Jest to okres pomiędzy dwoma podziałami komórek mitotycznych. Powielanie chromosomów przebiega podobnie do reduplikacji (replikacja semi-konserwatywna) Cząsteczki DNA. W interfazie jądro komórkowe otoczone jest specjalną membraną dwukomorową, a chromosomy są nieskręcane i nie są zauważalne w zwykłej mikroskopii świetlnej.

Podczas barwienia i utrwalania komórek dochodzi do nagromadzenia wysoce zabarwionej substancji - chromatyny. Warto zauważyć, że cytoplazma zawiera wszystkie wymagane organelle. Zapewnia to pełne istnienie komórki.

W cyklu życia komórki interfazie towarzyszą trzy okresy. Przyjrzyj się każdemu z nich bardziej szczegółowo.

Okresy cyklu życia komórki (interphase)

Pierwszy z nich nazywa się re-synthetics . Rezultatem poprzedniej mitozy jest wzrost liczby komórek. Tutaj następuje transkrypcja nowo wytworzonych cząsteczek RNA (informacja), a także cząsteczki pozostałego RNA są usystematyzowane, białka są syntetyzowane w jądrze i cytoplazmie. Niektóre substancje z cytoplazmy są stopniowo rozdzielane z utworzeniem ATP, jego cząsteczki są obdarzone wiązaniami makroergicznymi, przenoszą energię tam, gdzie jej nie ma. Dzięki ta komórka zwiększa się rozmiar dociera do matki. Ten okres trwa bardzo długo w wyspecjalizowanych komórkach, podczas których pełnią one swoje specjalne funkcje.

Drugi okres jest znany jako syntetyczny (synteza DNA). Jego blokada może zatrzymać cały cykl. Tutaj następuje replikacja cząsteczek DNA, a także synteza białek zaangażowanych w tworzenie chromosomów.

Cząsteczki DNA zaczynają wiązać się z białkiem, powodując gęstnienie chromosomów. Jednocześnie obserwuje się reprodukcję centrioli, w wyniku czego pojawiają się 2 pary. Nowa centriola we wszystkich parach jest umieszczona stosunkowo stara pod kątem 90 °. Następnie każda para w okresie następnej mitozy powraca do biegunów komórkowych.

Syntetyczny okres charakteryzuje się zarówno zwiększoną syntezą DNA, jak i gwałtownym skokiem w tworzeniu cząsteczek RNA, a także białek w komórkach.

Trzeci okres - postsyntetyczny . Charakteryzuje się obecnością preparatu komórek do późniejszego podziału (mitotycznego). Okres ten trwa z reguły zawsze krócej niż inne. Czasami wypada zupełnie.

Czas trwania czasu generowania

Innymi słowy, tak trwa cykl życia komórki. Czas trwania czasu generowania, jak również poszczególne okresy, przyjmuje różne wartości dla różnych komórek. Widać to z poniższej tabeli.

Tak więc najkrótszy cykl życia komórki jest w kambialnym. Zdarza się, że trzeci okres całkowicie wypada - postsyntetycznie. Na przykład u 3-tygodniowego szczura w komórkach wątroby zmniejsza się do pół godziny, czas trwania pokolenia wynosi 21,5 h. Czas trwania okresu syntezy jest najbardziej stabilny.

W innych sytuacjach w pierwszym okresie (presyntetyka) komórka gromadzi właściwości do realizacji określonych funkcji, jest to spowodowane tym, że jej struktura staje się bardziej złożona. Jeśli specjalizacja nie jest zbyt daleko, może przejść przez pełny cykl życia komórki z utworzeniem 2 nowych komórek w mitozie. W tej sytuacji pierwszy okres może znacznie wzrosnąć. Na przykład czas generowania w komórkach nabłonka skóry myszy, a mianowicie 585,6 godziny, jest w pierwszym okresie - presyntetyczny, aw komórkach okostnej małego szczura - 102 godziny na 114.

Główną część tego czasu nazywa się okresem G0 - realizacją intensywnej specyficznej funkcji komórki. Wiele komórek wątroby pozostaje w tym okresie, dlatego utraciły zdolność do mitozy.

Jeśli część wątroby zostanie usunięta, większość jej komórek przestawi się na pełny okres życia, najpierw syntetyczny, potem na postsyntetyczny, a na koniec na proces mitotyczny. Tak więc, dla różnych populacji komórek, dowiedziono już odwracalności takiego okresu G0. W innych sytuacjach stopień specjalizacji wzrasta tak bardzo, że w typowych warunkach komórki nie mogą już dzielić mitotycznie. Od czasu do czasu występuje w nich endoreprodukcja. W niektórych przypadkach powtarzają się one więcej niż raz, chromosomy zagęszczają się tak bardzo, że można je zobaczyć w zwykłym mikroskopie świetlnym.

W ten sposób dowiedzieliśmy się, że w cyklu życiowym komórki interfazie towarzyszą trzy okresy: presyntetyczne, syntetyczne i postsyntetyczne.

Podział komórki

Jest to podstawa reprodukcji, regeneracji, przekazywania informacji dziedzicznych, rozwoju. Sam w sobie komórka istnieje tylko w okresie pośrednim między podziałami.

Cykl życia (podział komórki) to okres istnienia danej jednostki (zaczyna się ona od momentu jej pojawienia się poprzez podział komórki macierzystej), w tym sam podział. Kończy się z podziałem lub śmiercią.

Fazy ​​cyklu komórkowego

Jest ich tylko sześć. Znane są następujące fazy cyklu życia komórki:

1. Podział Tutaj następuje podział mitotyczny.
2. Wzrost Po podziale komórka zwiększa objętość. Osiąga określony rozmiar.
3. Odpoczynek W tej chwili dalsze losy nie są jeszcze określone: ​​komórka przygotowuje się do podziału lub do specjalizacji.
4. Różnicowanie . Pod koniec fazy wzrostu komórka nabywa odpowiednie strukturalne, funkcjonalne cechy.
5. Dojrzałość Komórka wykonuje określone funkcje w oparciu o jej specjalizację.
6. Starzenie się Osłabienie funkcji życiowych komórek. Dalej - podział lub śmierć.

Czas trwania cyklu życia, jak również liczba faz w nim, każda komórka ma swoją. Więc w tkankę nerwową komórki po zakończeniu początkowego okres embrionalny przestańcie się dzielić, a potem funkcjonujcie tylko przez całe życie organizmu, a potem umrzyjcie. Ale komórki zarodkowe na etapie kruszenia najpierw ukończ 1 podział, a następnie natychmiast pomijając pozostałe fazy, przejdź do następnego.

Metody podziału komórki

Z tylko dwóch:

1. Mitoza to pośredni podział komórek.
2. Mejoza charakteryzuje się taką fazą jak dojrzewanie komórek płciowych, podział.

Teraz dowiemy się bardziej szczegółowo, co stanowi cykl życia komórki - mitozy.

Pośredni podział komórki

Mitoza to podział pośredni, mianowicie komórki somatyczne. Jest to proces ciągły, którego wynikiem jest najpierw podwojenie, a następnie ten sam rozkład między komórkami potomnymi materiału dziedzicznego.

Wartość biologiczna pośredniego podziału komórek

Składa się z następujących elementów:

1. Rezultatem mitozy jest utworzenie dwóch komórek, z których każda zawiera tę samą liczbę chromosomów co matka. Ich chromosomy są tworzone poprzez dokładną replikację DNA matki, dlatego geny komórek potomnych zawierają identyczne informacje dziedziczne. Są genetycznie identyczne z komórką macierzystą. Można więc powiedzieć, że mitoza zapewnia tożsamość przekazywania informacji dziedzicznych do komórek potomnych od rodzica.

2. Wynikiem mitozy jest pewna liczba komórek w odpowiednim organizmie - jest to jeden z najważniejszych mechanizmów wzrostu.

3. Duża liczba zwierząt, rośliny rozmnażają się bezpłciowo za pomocą podziału komórek mitotycznych, dlatego mitoza jest podstawą rozmnażania wegetatywnego.

4. Mitoza zapewnia całkowitą regenerację utraconych części, a także wymianę komórek, która zachodzi w pewnym stopniu w organizmach wielokomórkowych.

W ten sposób okazało się, że cykl życiowy komórki somatycznej składa się z mitozy i interfazy.

Mechanizm mitotyczny

Podział cytoplazmy i jądra - 2 niezależne procesy zachodzące w sposób ciągły, sekwencyjnie. Ale dla wygody studiowania wydarzeń zachodzących w okresie podziału, jest on sztucznie podzielony na 4 etapy: pro-, meta-, ana-, telofaza. Czas ich trwania zależy od rodzaju tkanki, czynników zewnętrznych, stanu fizjologicznego. Najdłuższe są pierwsze i ostatnie.

Prophase

Występuje zauważalny wzrost jądra. W wyniku spiralizacji dochodzi do zagęszczenia, skracając chromosomy. W późniejszej profazie struktura chromosomów jest już wyraźnie widoczna: 2 chromatydy, które są połączone przez centromer. Zaczyna się ruch chromosomów do równika komórki.

Wrzeciono podziału powstaje z materiału cytoplazmatycznego w profazie (późnej), który powstaje przy udziale centrioli (w komórkach zwierzęcych, w wielu niższych roślinach) lub bez nich (komórki niektórych pierwotniaków, wyższych roślin). Następnie z centrioli zaczynają pojawiać się 2-typowe włókna wrzeciona, a dokładniej:

• wsparcie, które łączy bieguny komórki;
• chromosomalny (ciągnący), który przecina się w metafazie do centromerów chromosomalnych.

Pod koniec tej fazy błona jądrowa znika, a chromosomy znajdują się swobodnie w cytoplazmie. Zwykle rdzeń znika trochę wcześniej.

Metafaza

Jego początkiem jest zniknięcie koperty jądrowej. Chromosomy są najpierw wyrównane w płaszczyźnie równikowej, tworząc płytkę metafazową. W tym samym czasie centromery chromosomu są ściśle zlokalizowane w płaszczyźnie równikowej. Włókna wrzeciona łączą się z centromerami chromosomu, a niektóre z nich przechodzą z jednego bieguna do drugiego bez mocowania.

Anaphaza

Jego początkiem jest podział centromerów chromosomów. W rezultacie chromatydy są przekształcane w dwa oddzielne chromosomy potomne. Co więcej, te ostatnie zaczynają się rozchodzić w kierunku biegunów komórkowych. Z reguły w tym czasie przyjmują specjalny kształt litery V. Ta rozbieżność osiąga się przez przyspieszenie gwintu wrzeciona. W tym samym czasie następuje wydłużenie nici podtrzymujących, czego wynikiem jest oddzielenie biegunów od siebie.

Telofaza

Tutaj chromosomy są składane na biegunach komórkowych, a następnie zdemontowane. Dalej jest zniszczenie podziału wrzeciona. Wokół chromosomów powstaje błona jądrowa komórek potomnych. Karykineza jest więc zakończona, następnie wykonuje się cytokinezy.

Mechanizmy wejścia wirusa do komórki

Są tylko dwa z nich:

1. Poprzez połączenie wirusowego superkapsydu i błon komórkowych. W rezultacie nukleokapsyd jest uwalniany do cytoplazmy. Następnie obserwuje się implementację właściwości genomu wirusa.

2. Poprzez pinocytozę (endocytoza za pośrednictwem receptora). Oto wiązanie wirusa w miejscu fringed fossa z receptorami (specyficznymi). Ten ostatni wciąga się do wnętrza komórki, a następnie przekształca się w tak zwaną frędzelkową fiolkę. To z kolei zawiera zaabsorbowany wirion, łączy się z tymczasowym pęcherzykiem pośrednim, który nazywa się endosomem.

Wewnątrzkomórkowe namnażanie wirusa

Po przeniknięciu do komórki genom wirusa całkowicie podporządkowuje swoje życie własnym interesom. Poprzez system syntezy białka w komórce i jej systemy generowania energii, ucieleśnia ona własną reprodukcję, rezygnując z reguły z życia komórki.

Poniższy rysunek przedstawia cykl życiowy wirusa w komórce gospodarza (las Semliki jest przedstawicielem rodzaju Alphvirus). Jego genom jest reprezentowany przez jednoniciowe, dodatnie, niefragmentowane RNA. Tam wirion jest wyposażony w superkapsyd, który składa się z dwuwarstwy lipidowej. Przez nią przechodzi około 240 kopii wielu kompleksów glikoproteinowych. Cykl życia wirusa rozpoczyna się od jego absorpcji na błonie komórki gospodarza, gdzie wiąże się z receptorem białkowym. Przenikanie do komórki odbywa się przez pinocytozę.

Wniosek

W artykule dokonano przeglądu cyklu życia komórki, opisano jej fazy. Szczegóły dotyczące każdego okresu międzyfazowego.