Kasama sa siklo ng buhay ng isang cell ang simula ng pagbuo nito at ang pagtatapos ng pagkakaroon nito bilang isang independiyenteng yunit. Magsimula tayo sa katotohanang lumilitaw ang isang cell sa panahon ng paghahati ng mother cell nito, at nagtatapos sa pagkakaroon nito dahil sa susunod na dibisyon o kamatayan.

Ang siklo ng buhay ng isang cell ay binubuo ng interphase at mitosis. Sa panahong ito na ang panahong isinasaalang-alang ay katumbas ng cellular.

Siklo ng buhay ng cell: interphase

Ito ang panahon sa pagitan ng dalawang mitotic cell division. Ang pagpaparami ng mga chromosome ay nagpapatuloy nang katulad sa reduplication (semi-conservative replication) ng mga molekula ng DNA. Sa interphase, ang cell nucleus ay napapalibutan ng isang espesyal na dalawang-lamad na lamad, at ang mga chromosome ay hindi nababaluktot, at hindi nakikita sa ilalim ng ordinaryong light microscopy.

Kapag ang paglamlam at pag-aayos ng mga cell, ang isang akumulasyon ng isang malakas na kulay na sangkap, chromatin, ay nangyayari. Kapansin-pansin na ang cytoplasm ay naglalaman ng lahat ng kinakailangang organelles. Tinitiyak nito ang buong pagkakaroon ng cell.

Sa siklo ng buhay ng isang cell, ang interphase ay sinamahan ng tatlong yugto. Isaalang-alang natin ang bawat isa sa kanila nang mas detalyado.

Mga yugto ng siklo ng buhay ng cell (mga interphase)

Ang una ay tinawag resynthetic. Ang resulta ng nakaraang mitosis ay isang pagtaas sa bilang ng mga cell. Dito, nagpapatuloy ang transkripsyon ng mga bagong ginawang molekula ng RNA (impormasyon), at ang mga molekula ng natitirang RNA ay na-systematize, ang mga protina ay na-synthesize sa nucleus at cytoplasm. Ang ilang mga sangkap ng cytoplasm ay unti-unting nasira sa pagbuo ng ATP, ang mga molekula nito ay pinagkalooban ng mga macroergic bond, naglilipat sila ng enerhiya sa kung saan ito ay hindi sapat. Sa kasong ito, ang cell ay tumataas, sa laki nito ay umabot sa ina. Ang panahong ito ay tumatagal ng mahabang panahon para sa mga dalubhasang selula, kung saan isinasagawa nila ang kanilang mga espesyal na tungkulin.

Ang ikalawang yugto ay kilala bilang gawa ng tao(DNA synthesis). Ang pagbara nito ay maaaring humantong sa paghinto ng buong cycle. Dito nagaganap ang pagtitiklop ng mga molekula ng DNA, gayundin ang synthesis ng mga protina na kasangkot sa pagbuo ng mga kromosom.

Ang mga molekula ng DNA ay nagsisimulang magbigkis sa mga molekula ng protina, bilang isang resulta kung saan ang mga chromosome ay lumapot. Kasabay nito, ang pagpaparami ng mga centrioles ay sinusunod, bilang isang resulta, 2 pares ng mga ito ang lilitaw. Ang bagong centriole sa lahat ng pares ay inilalagay na may kaugnayan sa luma sa isang anggulo na 90°. Kasunod nito, ang bawat pares sa susunod na mitosis ay lumalayo sa mga cell pole.

Ang sintetikong panahon ay nailalarawan sa pamamagitan ng parehong pagtaas ng synthesis ng DNA at isang matalim na pagtalon sa pagbuo ng mga molekula ng RNA, pati na rin ang mga protina sa mga selula.

Ikatlong Markahan - postsynthetic. Ito ay nailalarawan sa pagkakaroon ng paghahanda ng cell para sa kasunod na dibisyon (mitotic). Ang panahong ito ay tumatagal, bilang panuntunan, palaging mas mababa kaysa sa iba. Minsan ito ay bumagsak nang buo.

Tagal ng oras ng pagbuo

Sa madaling salita, ito ay kung gaano katagal ang ikot ng buhay ng isang cell. Ang tagal ng oras ng henerasyon, pati na rin ang mga indibidwal na panahon, ay tumatagal ng iba't ibang mga halaga para sa iba't ibang mga cell. Ito ay makikita mula sa talahanayan sa ibaba.

Panahon				Oras ng henerasyon	Uri ng populasyon ng cell
presynthetic na panahon ng interphase	panahon ng sintetikong interphase	postsynthetic na panahon ng interphase	mitosis
					epithelium ng balat
					duodenum
					maliit na bituka
					mga selula ng atay mula sa isang 3-linggong gulang na hayop

Kaya, ang pinakamaikling siklo ng buhay ng cell ay nasa cambial. Nangyayari na ang ikatlong panahon ay ganap na bumagsak - ang postsynthetic. Halimbawa, sa isang 3-linggong gulang na daga sa mga selula ng kanyang atay, bumababa ito sa kalahating oras, habang ang tagal ng oras ng henerasyon ay 21.5 na oras. Ang tagal ng panahon ng sintetikong panahon ay ang pinaka-stable.

Sa ibang mga sitwasyon, sa unang panahon (presynthetic), ang cell ay nag-iipon ng mga katangian para sa pagpapatupad ng mga tiyak na pag-andar, ito ay dahil sa ang katunayan na ang istraktura nito ay nagiging mas kumplikado. Kung ang pagdadalubhasa ay hindi pa nalalayo, maaari itong dumaan sa buong cycle ng buhay ng cell sa pagbuo ng 2 bagong mga cell sa mitosis. Sa sitwasyong ito, ang unang panahon ay maaaring tumaas nang malaki. Halimbawa, sa mga cell ng epithelium ng balat ng isang mouse, ang oras ng henerasyon, lalo na 585.6 na oras, ay nahuhulog sa unang panahon - presynthetic, at sa mga cell ng periosteum ng isang daga - 102 na oras sa 114.

Ang pangunahing bahagi ng oras na ito ay tinatawag na G0-panahon - ito ay ang pagpapatupad ng isang masinsinang partikular na function ng cell. Maraming mga selula ng atay ang nasa panahong ito, bilang isang resulta kung saan nawala ang kanilang kakayahang mag-mitosis.

Kung aalisin ang isang bahagi ng atay, ang karamihan sa mga selula nito ay magpapatuloy sa buong buhay, una sa synthetic, pagkatapos ay sa postsynthetic period, at sa pagtatapos ng mitotic process. Kaya, para sa iba't ibang uri ng mga populasyon ng cell, ang reversibility ng naturang G0-period ay napatunayan na. Sa ibang mga sitwasyon, ang antas ng pagdadalubhasa ay tumataas nang labis na sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon, ang mga cell ay hindi na mahahati nang mitotically. Paminsan-minsan, nangyayari ang endoreproduction sa kanila. Sa ilan, ito ay paulit-ulit nang higit sa isang beses, ang mga chromosome ay lumapot nang labis na maaari silang makita gamit ang isang ordinaryong light microscope.

Kaya, natutunan namin na sa siklo ng buhay ng isang cell, ang interphase ay sinamahan ng tatlong yugto: presynthetic, synthetic, at postsynthetic.

paghahati ng selula

Pinagbabatayan nito ang pagpaparami, pagbabagong-buhay, paghahatid ng namamana na impormasyon, pag-unlad. Ang cell mismo ay umiiral lamang sa intermediate period sa pagitan ng mga dibisyon.

Life cycle (cell division) - ang panahon ng pagkakaroon ng unit na pinag-uusapan (nagsisimula mula sa sandali ng paglitaw nito sa pamamagitan ng dibisyon ng mother cell), kabilang ang dibisyon mismo. Nagtatapos ito sa sarili nitong dibisyon o kamatayan.

Mga yugto ng cell cycle

Anim lang sila. Ang mga sumusunod na yugto ng siklo ng buhay ng cell ay kilala:

Ang tagal ng ikot ng buhay, pati na rin ang bilang ng mga yugto sa loob nito, ang bawat cell ay may sariling. Kaya, sa tissue ng nerbiyos, ang mga selula sa pagtatapos ng paunang panahon ng embryonic ay huminto sa paghahati, pagkatapos ay gumana lamang sa buong buhay ng organismo mismo, at pagkatapos ay mamatay. Ngunit ang mga selula ng embryo sa yugto ng pagdurog ay unang kumpletuhin ang 1 dibisyon, at pagkatapos ay kaagad, na lumampas sa natitirang mga yugto, magpatuloy sa susunod.

Mga paraan ng paghahati ng cell

Sa dalawa lang:

1. Mitosis ay hindi direktang paghahati ng cell.
2. Meiosis- ito ay katangian ng naturang yugto bilang ang pagkahinog ng mga selula ng mikrobyo, paghahati.

Ngayon ay malalaman natin ang higit pa tungkol sa kung ano ang bumubuo sa siklo ng buhay ng isang cell - mitosis.

Hindi direktang paghahati ng cell

Ang Mitosis ay ang hindi direktang paghahati ng mga somatic cells. Ito ay isang tuluy-tuloy na proseso, ang resulta kung saan ay unang pagdodoble, pagkatapos ay ang parehong pamamahagi sa pagitan ng mga cell ng anak na babae ng namamana na materyal.

Biological na kahalagahan ng hindi direktang paghahati ng cell

Ito ay ang mga sumusunod:

1. Ang resulta ng mitosis ay ang pagbuo ng dalawang cell, bawat isa ay naglalaman ng parehong bilang ng mga chromosome bilang ina. Ang kanilang mga chromosome ay nabuo sa pamamagitan ng eksaktong pagtitiklop ng DNA ng ina, bilang isang resulta kung saan ang mga gene ng mga cell ng anak na babae ay naglalaman ng magkaparehong namamana na impormasyon. Ang mga ito ay genetically identical sa parent cell. Kaya, maaari nating sabihin na tinitiyak ng mitosis ang pagkakakilanlan ng paghahatid ng namamana na impormasyon sa mga cell ng anak na babae mula sa ina.

2. Ang resulta ng mitoses ay isang tiyak na bilang ng mga selula sa kaukulang organismo - ito ay isa sa pinakamahalagang mekanismo ng paglago.

3. Ang isang malaking bilang ng mga hayop at halaman ay nagpaparami nang tumpak sa pamamagitan ng mitotic cell division, samakatuwid ang mitosis ay bumubuo ng batayan ng vegetative reproduction.

4. Ito ay mitosis na nagsisiguro sa kumpletong pagbabagong-buhay ng mga nawawalang bahagi, pati na rin ang pagpapalit ng mga selula, na nagpapatuloy sa isang tiyak na lawak sa anumang mga multicellular na organismo.

Kaya, naging kilala na ang siklo ng buhay ng isang somatic cell ay binubuo ng mitosis at interphase.

Mekanismo ng mitosis

Ang dibisyon ng cytoplasm at nucleus ay 2 independyenteng proseso na patuloy na nagpapatuloy, sunud-sunod. Ngunit para sa kaginhawaan ng pag-aaral ng mga kaganapan na nagaganap sa panahon ng paghahati, ito ay artipisyal na nakikilala sa 4 na yugto: pro-, meta-, ana-, telophase. Ang kanilang tagal ay nag-iiba depende sa uri ng tissue, panlabas na mga kadahilanan, physiological estado. Ang pinakamahaba ay ang una at huli.

Prophase

May kapansin-pansing pagtaas sa core. Bilang resulta ng spiralization, nangyayari ang compaction at pagpapaikli ng mga chromosome. Sa huling prophase, ang istraktura ng mga chromosome ay malinaw na nakikita: 2 chromatids, na konektado ng isang centromere. Ang paggalaw ng mga chromosome sa ekwador ng cell ay nagsisimula.

Mula sa cytoplasmic na materyal sa prophase (huli), nabuo ang isang division spindle, na nabuo kasama ang pakikilahok ng mga centrioles (sa mga selula ng hayop, sa isang bilang ng mga mas mababang halaman) o wala ang mga ito (mga cell ng ilang protozoa, mas mataas na mga halaman). Kasunod nito, ang 2-type na mga filament ng spindle ay nagsisimulang lumitaw mula sa mga centrioles, mas tiyak:

• suporta, na kumokonekta sa mga pole ng cell;
• chromosomal (paghila), na tumatawid sa metaphase sa chromosomal centromeres.

Sa pagtatapos ng yugtong ito, nawawala ang nuclear membrane, at ang mga chromosome ay malayang matatagpuan sa cytoplasm. Karaniwan ang core ay nawawala nang kaunti nang mas maaga.

metaphase

Ang simula nito ay ang pagkawala ng nuclear envelope. Ang mga chromosome ay unang pumila sa equatorial plane, na bumubuo ng metaphase plate. Sa kasong ito, ang mga chromosomal centromeres ay mahigpit na matatagpuan sa equatorial plane. Ang mga hibla ng spindle ay nakakabit sa mga chromosomal centromeres, at ang ilan sa mga ito ay dumadaan mula sa isang poste patungo sa isa pa nang hindi nakakabit.

Anaphase

Ang simula nito ay ang paghahati ng mga sentromer ng mga kromosom. Bilang resulta, ang mga chromatid ay nababago sa dalawang magkahiwalay na anak na kromosom. Dagdag pa, ang huli ay nagsisimulang mag-diverge patungo sa mga cell pole. Sila, bilang panuntunan, ay kumuha ng isang espesyal na V-hugis sa oras na ito. Ang divergence na ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapabilis ng mga thread ng spindle. Kasabay nito, ang mga thread ng suporta ay pinahaba, na nagreresulta sa distansya ng mga pole mula sa bawat isa.

Telofase

Dito nagtitipon ang mga chromosome sa mga cell pole, pagkatapos ay nagwawala. Susunod, ang division spindle ay nawasak. Ang nuclear envelope ng mga daughter cell ay nabuo sa paligid ng mga chromosome. Kinukumpleto nito ang karyokinesis, na sinusundan ng cytokinesis.

Mga mekanismo ng pagpasok ng virus sa cell

Dalawa lang sila:

1. Sa pamamagitan ng pagsasanib ng viral supercapsid at ng cell membrane. Bilang resulta, ang nucleocapsid ay inilabas sa cytoplasm. Kasunod nito, ang pagsasakatuparan ng mga katangian ng genome ng virus ay sinusunod.

2. Sa pamamagitan ng pinocytosis (receptor-mediated endocytosis). Dito ang virus ay nagbubuklod sa site ng bordered fossa na may mga receptor (tiyak). Ang huli ay bumubulusok sa cell, at pagkatapos ay nagbabago sa tinatawag na bordered vesicle. Ito naman, ay naglalaman ng engulfed virion, fuses na may pansamantalang intermediate vesicle na tinatawag na endosome.

Intracellular replication ng virus

Matapos makapasok sa cell, ang genome ng virus ay ganap na nagpapasakop sa buhay nito sa sarili nitong mga interes. Sa pamamagitan ng sistema ng pag-synthesize ng protina ng cell at ang mga sistema ng pagbuo ng enerhiya nito, isinasama nito ang sarili nitong pagpaparami, isinasakripisyo, bilang panuntunan, ang buhay ng cell.

Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng buhay cycle ng isang virus sa isang host cell (Semliki kagubatan - isang kinatawan ng genus Alphvirus). Ang genome nito ay kinakatawan ng single-stranded positive non-fragmented RNA. Doon, ang virion ay nilagyan ng supercapsid, na binubuo ng isang lipid bilayer. Humigit-kumulang 240 na kopya ng isang bilang ng mga glycoprotein complex ang dumadaan dito. Ang siklo ng buhay ng viral ay nagsisimula sa pagsipsip nito sa lamad ng host cell, kung saan ito ay nagbubuklod sa isang receptor ng protina. Ang pagtagos sa cell ay isinasagawa sa pamamagitan ng pinocytosis.

Konklusyon

Isinasaalang-alang ng artikulo ang siklo ng buhay ng isang cell, ang mga yugto nito ay inilarawan. Ito ay inilarawan nang detalyado tungkol sa bawat panahon ng interphase.

Ang cell cycle ay ang panahon ng pagkakaroon ng isang cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa pamamagitan ng paghahati sa mother cell sa sarili nitong dibisyon o kamatayan.

tagal ng cell cycle

Ang haba ng cell cycle ay nag-iiba mula sa cell hanggang cell. Ang mabilis na pagpaparami ng mga selula ng mga organismong nasa hustong gulang, tulad ng hematopoietic o basal na mga selula ng epidermis at maliit na bituka, ay maaaring pumasok sa siklo ng selula tuwing 12-36 na oras. Ang mga maikling cell cycle (mga 30 minuto) ay sinusunod sa panahon ng mabilis na pagkapira-piraso ng mga itlog ng echinoderms, amphibian at iba pang mga hayop. Sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kondisyon, maraming mga linya ng cell culture ang may maikling cell cycle (mga 20 h). Sa pinaka-aktibong paghahati ng mga cell, ang panahon sa pagitan ng mga mitoses ay humigit-kumulang 10-24 na oras.

Mga yugto ng cell cycle

Ang eukaryotic cell cycle ay binubuo ng dalawang panahon:

Ang panahon ng paglaki ng cell, na tinatawag na "interphase", kung saan ang DNA at mga protina ay synthesize at ang mga paghahanda ay ginawa para sa cell division.

Ang panahon ng paghahati ng cell, na tinatawag na "phase M" (mula sa salitang mitosis - mitosis).

Ang interphase ay binubuo ng ilang mga panahon:

G 1 -phase (mula sa English. gap- interval), o ang yugto ng paunang paglaki, kung saan ang mRNA, mga protina, at iba pang bahagi ng cellular ay synthesize;

S-phases (mula sa English. synthesis- synthesis), kung saan ang DNA ng cell nucleus ay ginagaya, ang pagdodoble ng mga centrioles ay nangyayari din (kung, siyempre, mayroon sila).

G 2 -phase, kung saan mayroong paghahanda para sa mitosis.

Ang magkakaibang mga cell na hindi na nahahati ay maaaring kulang sa G 1 phase sa cell cycle. Ang nasabing mga cell ay nasa resting phase G 0 .

Ang panahon ng paghahati ng cell (phase M) ay may kasamang dalawang yugto:

karyokinesis (nucleus division);

cytokinesis (dibisyon ng cytoplasm).

Sa turn, ang mitosis ay nahahati sa limang yugto.

Ang paglalarawan ng cell division ay batay sa data ng light microscopy kasama ng microfilming at sa mga resulta ng light at electron microscopy ng fixed at stained cells.

Regulasyon ng cell cycle

Ang natural na pagkakasunud-sunod ng pagbabago ng mga panahon ng cell cycle ay isinasagawa sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga protina tulad ng cyclin-dependent kinases at cyclins. Ang mga cell sa G0 phase ay maaaring pumasok sa cell cycle kapag sila ay nalantad sa mga growth factor. Ang iba't ibang growth factor, gaya ng platelet, epidermal, at nerve growth factor, sa pamamagitan ng pag-binding sa kanilang mga receptor, ay nagpapalitaw ng intracellular signaling cascade, na sa huli ay humahantong sa transkripsyon ng mga gene para sa mga cyclin at cyclin-dependent kinases. Ang mga kinase na umaasa sa cyclin ay nagiging aktibo lamang kapag nakikipag-ugnayan sa mga kaukulang cyclin. Ang nilalaman ng iba't ibang mga cyclin sa cell ay nagbabago sa buong ikot ng cell. Ang Cyclin ay isang regulatory component ng cyclin-cyclin-dependent kinase complex. Kinase ang catalytic component ng complex na ito. Ang kinase ay hindi aktibo nang walang cyclin. Ang iba't ibang mga cyclin ay na-synthesize sa iba't ibang yugto ng cell cycle. Kaya, ang nilalaman ng cyclin B sa mga oocytes ng palaka ay umabot sa maximum nito sa oras ng mitosis, kapag ang buong kaskad ng mga reaksyon ng phosphorylation na na-catalyze ng cyclin B/cyclin-dependent kinase complex ay na-trigger. Sa pagtatapos ng mitosis, ang cyclin ay mabilis na nasira ng mga protina.

Ang araling ito ay nagpapahintulot sa iyo na mag-isa na pag-aralan ang paksang "Cell Life Cycle". Dito ay pag-uusapan natin kung ano ang gumaganap ng isang pangunahing papel sa paghahati ng cell, kung ano ang nagpapadala ng genetic na impormasyon mula sa isang henerasyon patungo sa isa pa. Pag-aaralan mo rin ang buong cycle ng buhay ng isang cell, na tinatawag ding pagkakasunod-sunod ng mga kaganapan na nagaganap mula sa sandaling nabuo ang isang cell hanggang sa paghahati nito.

Paksa: Pagpaparami at indibidwal na pag-unlad ng mga organismo

Aralin: Siklo ng buhay ng isang cell

Ayon sa teorya ng cell, ang mga bagong selula ay lumitaw lamang sa pamamagitan ng paghahati ng mga nakaraang selula ng ina. , na naglalaman ng mga molekula ng DNA, ay may mahalagang papel sa mga proseso ng paghahati ng cell, dahil tinitiyak nila ang paglilipat ng genetic na impormasyon mula sa isang henerasyon patungo sa isa pa.

Samakatuwid, napakahalaga na ang mga cell ng anak na babae ay tumatanggap ng parehong halaga ng genetic na materyal, at ito ay medyo natural na bago paghahati ng selula mayroong pagdodoble ng genetic material, iyon ay, ang molekula ng DNA (Larawan 1).

Ano ang cell cycle? Siklo ng buhay ng cell- ang pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan na nagaganap mula sa sandali ng pagbuo ng isang naibigay na cell hanggang sa paghahati nito sa mga anak na selula. Ayon sa isa pang kahulugan, ang cell cycle ay ang buhay ng isang cell mula sa sandaling ito ay lumitaw bilang isang resulta ng paghahati ng mother cell sa sarili nitong dibisyon o kamatayan.

Sa panahon ng cell cycle, ang cell ay lumalaki at nagbabago sa paraang matagumpay na maisagawa ang mga function nito sa isang multicellular organism. Ang prosesong ito ay tinatawag na differentiation. Pagkatapos ang cell ay matagumpay na gumaganap ng mga function nito para sa isang tiyak na tagal ng panahon, pagkatapos nito ay nagpapatuloy sa paghahati.

Malinaw na ang lahat ng mga selula ng isang multicellular na organismo ay hindi maaaring hatiin nang walang katiyakan, kung hindi, ang lahat ng mga nilalang, kabilang ang mga tao, ay magiging imortal.

kanin. 1. Isang fragment ng isang molekula ng DNA

Hindi ito nangyayari, dahil may mga "death genes" sa DNA na isinaaktibo sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Nag-synthesize sila ng ilang mga protina-enzymes na sumisira sa istraktura ng cell, ang mga organelle nito. Bilang resulta, lumiliit at namamatay ang selula.

Ang naka-program na cell death na ito ay tinatawag na apoptosis. Ngunit sa panahon mula sa sandaling lumitaw ang cell sa apoptosis, dumaan ang cell sa maraming dibisyon.

Ang cell cycle ay binubuo ng 3 pangunahing yugto:

1. Interphase - isang panahon ng masinsinang paglaki at biosynthesis ng ilang mga sangkap.

2. Mitosis, o karyokinesis (nucleus fission).

3. Cytokinesis (dibisyon ng cytoplasm).

Tukuyin natin ang mga yugto ng cell cycle nang mas detalyado. Kaya ang una ay interphase. Ang interphase ay ang pinakamahabang yugto, isang panahon ng masinsinang synthesis at paglago. Ang cell ay nag-synthesize ng maraming mga sangkap na kinakailangan para sa paglaki nito at ang pagpapatupad ng lahat ng mga likas na pag-andar nito. Sa panahon ng interphase, nangyayari ang pagtitiklop ng DNA.

Ang mitosis ay ang proseso ng nuclear division, kung saan ang mga chromatid ay naghihiwalay sa isa't isa at muling ipinamamahagi sa anyo ng mga chromosome sa pagitan ng mga cell ng anak na babae.

Ang cytokinesis ay ang proseso ng paghahati ng cytoplasm sa pagitan ng dalawang anak na selula. Karaniwan sa ilalim ng pangalang mitosis, pinagsasama ng cytology ang mga yugto 2 at 3, iyon ay, cell division (karyokinesis), at dibisyon ng cytoplasm (cytokinesis).

Ilarawan natin ang interphase nang mas detalyado (Larawan 2). Ang interphase ay binubuo ng 3 panahon: G 1, S at G 2. Ang unang yugto, presynthetic (G 1), ay ang yugto ng masinsinang paglaki ng cell.

kanin. 2. Ang mga pangunahing yugto ng siklo ng buhay ng cell.

Dito nagaganap ang synthesis ng ilang mga sangkap, ito ang pinakamahabang yugto na sumusunod sa paghahati ng cell. Sa yugtong ito, mayroong isang akumulasyon ng mga sangkap at enerhiya na kinakailangan para sa susunod na panahon, iyon ay, para sa pagdodoble ng DNA.

Ayon sa mga modernong konsepto, sa panahon ng G 1, ang mga sangkap ay na-synthesize na pumipigil o nagpapasigla sa susunod na panahon ng cell cycle, lalo na ang synthetic period.

Ang synthetic period (S) ay karaniwang tumatagal ng 6 hanggang 10 oras, kabaligtaran sa pre-synthetic period, na maaaring tumagal ng hanggang ilang araw at may kasamang DNA duplication, gayundin ang synthesis ng mga protina, gaya ng histone protein, na maaaring mabuo. mga chromosome. Sa pagtatapos ng synthetic period, ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids na konektado sa isa't isa ng isang centromere. Sa panahong ito, doble ang mga centriole.

Ang postsynthetic period (G 2) ay nangyayari kaagad pagkatapos ng pagdodoble ng mga chromosome. Ito ay tumatagal mula 2 hanggang 5 oras.

Sa parehong panahon, ang enerhiya na kinakailangan para sa karagdagang proseso ng paghahati ng cell, iyon ay, direkta para sa mitosis, ay naipon.

Sa panahong ito, ang dibisyon ng mitochondria at chloroplast ay nangyayari, at ang mga protina ay na-synthesize, na kung saan ay bubuo ng mga microtubule. Ang mga microtubule, tulad ng alam mo, ay bumubuo sa spindle thread, at ngayon ang cell ay handa na para sa mitosis.

Bago magpatuloy sa isang paglalarawan ng mga pamamaraan ng paghahati ng cell, isaalang-alang ang proseso ng pagdoble ng DNA, na humahantong sa pagbuo ng dalawang chromatids. Ang prosesong ito ay nagaganap sa panahon ng sintetikong panahon. Ang pagdoble ng isang molekula ng DNA ay tinatawag na pagtitiklop o reduplikasyon (Larawan 3).

kanin. 3. Ang proseso ng DNA replication (reduplication) (synthetic period of interphase). Ang helicase enzyme (berde) ay nag-unwind sa DNA double helix, at ang DNA polymerases (asul at orange) ay kumukumpleto sa mga pantulong na nucleotide.

Sa panahon ng pagtitiklop, ang bahagi ng molekula ng DNA ng ina ay hindi nababalot sa dalawang hibla sa tulong ng isang espesyal na enzyme, helicase. Bukod dito, ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagsira sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga pantulong na nitrogenous base (AT at G-C). Dagdag pa, para sa bawat nucleotide ng dispersed DNA strands, inaayos ng DNA polymerase enzyme ang komplementaryong nucleotide nito.

Kaya, ang dalawang double-stranded na molekula ng DNA ay nabuo, bawat isa ay kinabibilangan ng isang strand ng magulang na molekula at isang bagong anak na babae na strand. Ang dalawang molekula ng DNA na ito ay ganap na magkapareho.

Imposibleng i-unwind ang buong malaking molekula ng DNA para sa pagtitiklop sa parehong oras. Samakatuwid, ang pagtitiklop ay nagsisimula sa magkahiwalay na mga seksyon ng molekula ng DNA, ang mga maikling fragment ay nabuo, na pagkatapos ay natahi sa isang mahabang thread gamit ang ilang mga enzyme.

Ang tagal ng cell cycle ay depende sa uri ng cell at sa panlabas na mga kadahilanan tulad ng temperatura, ang pagkakaroon ng oxygen, ang pagkakaroon ng mga nutrients. Halimbawa, ang mga bacterial cell ay nahahati tuwing 20 minuto sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon, ang mga bituka na epithelial cell tuwing 8-10 oras, at ang mga cell sa dulo ng mga ugat ng sibuyas ay nahahati tuwing 20 oras. At ang ilang mga selula ng sistema ng nerbiyos ay hindi kailanman nahati.

Ang paglitaw ng teorya ng cell

Noong ika-17 siglo, nakita ng Ingles na manggagamot na si Robert Hooke (Larawan 4), gamit ang isang homemade light microscope, na ang cork at iba pang mga tissue ng halaman ay binubuo ng maliliit na selula na pinaghihiwalay ng mga partisyon. Tinawag niya silang mga cell.

kanin. 4. Robert Hooke

Noong 1738, ang German botanist na si Matthias Schleiden (Larawan 5) ay dumating sa konklusyon na ang mga tisyu ng halaman ay binubuo ng mga selula. Eksaktong isang taon mamaya, ang zoologist na si Theodor Schwann (Larawan 5) ay dumating sa parehong konklusyon, ngunit tungkol lamang sa mga tisyu ng hayop.

kanin. 5. Matthias Schleiden (kaliwa) Theodor Schwann (kanan)

Napagpasyahan niya na ang mga tisyu ng hayop, tulad ng mga tisyu ng halaman, ay binubuo ng mga selula at ang mga selula ang batayan ng buhay. Batay sa cellular data, ang mga siyentipiko ay bumuo ng isang cellular theory.

kanin. 6. Rudolf Virchow

Pagkatapos ng 20 taon, pinalawak ni Rudolf Virchow (Larawan 6) ang teorya ng cell at dumating sa konklusyon na ang mga cell ay maaaring lumabas mula sa iba pang mga cell. Sumulat siya: “Kung saan umiiral ang isang selula, dapat na mayroong isang naunang selula, kung paanong ang mga hayop ay nagmumula lamang sa isang hayop, at ang mga halaman ay mula lamang sa isang halaman ... Lahat ng mga anyo ng buhay, maging sila ay mga organismo ng hayop o halaman, o ang kanilang mga bahagi. , ay pinangungunahan ng walang hanggang batas ng patuloy na pag-unlad.

Ang istraktura ng mga chromosome

Tulad ng alam mo, ang mga chromosome ay may mahalagang papel sa paghahati ng cell habang nagdadala sila ng genetic na impormasyon mula sa isang henerasyon hanggang sa susunod. Ang mga chromosome ay binubuo ng isang molekula ng DNA na nakagapos sa mga protina ng mga histone. Ang mga ribosome ay naglalaman din ng isang maliit na halaga ng RNA.

Sa paghahati ng mga cell, ang mga chromosome ay ipinakita sa anyo ng mahabang manipis na mga thread, pantay na ipinamamahagi sa buong dami ng nucleus.

Ang mga indibidwal na chromosome ay hindi nakikilala, ngunit ang kanilang chromosome na materyal ay nabahiran ng mga pangunahing tina at tinatawag na chromatin. Bago ang paghahati ng cell, ang mga chromosome (Larawan 7) ay lumapot at umiikli, na nagpapahintulot sa kanila na malinaw na makita sa isang light microscope.

kanin. 7. Mga Chromosome sa prophase 1 ng meiosis

Sa isang dispersed, iyon ay, stretched state, ang mga chromosome ay lumahok sa lahat ng mga proseso ng biosynthesis o kinokontrol ang mga proseso ng biosynthesis, at sa panahon ng cell division ang function na ito ay nasuspinde.

Sa lahat ng anyo ng cell division, ang DNA ng bawat chromosome ay ginagaya upang ang dalawang magkapareho, dobleng polynucleotide DNA strands ay nabuo.

kanin. 8. Ang istraktura ng chromosome

Ang mga kadena na ito ay napapaligiran ng isang coat na protina at sa simula ng paghahati ng cell ay nagmumukha silang magkaparehong mga sinulid na magkatabi. Ang bawat thread ay tinatawag na chromatid at konektado sa pangalawang thread sa pamamagitan ng isang non-staining area, na tinatawag na centromere (Fig. 8).

Takdang aralin

1. Ano ang cell cycle? Anong mga yugto ang binubuo nito?

2. Ano ang nangyayari sa cell sa panahon ng interphase? Ano ang mga yugto ng interphase?

3. Ano ang replikasyon? Ano ang biological significance nito? Kailan ito mangyayari? Anong mga sangkap ang nasasangkot dito?

4. Paano nagmula ang teorya ng cell? Pangalanan ang mga siyentipiko na lumahok sa pagbuo nito.

5. Ano ang chromosome? Ano ang papel ng mga chromosome sa cell division?

1. Teknikal at makatao na panitikan ().

2. Isang solong koleksyon ng Digital Educational Resources ().

3. Isang solong koleksyon ng Digital Educational Resources ().

4. Isang solong koleksyon ng Digital Educational Resources ().

Bibliograpiya

1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. General biology 10-11 class Bustard, 2005.

2. Biology. Baitang 10. Pangkalahatang biology. Pangunahing antas / P. V. Izhevsky, O. A. Kornilova, T. E. Loshchilina at iba pa - 2nd ed., binago. - Ventana-Graf, 2010. - 224 na pahina.

3. Belyaev D.K. Biology grade 10-11. Pangkalahatang biology. Isang pangunahing antas ng. - 11th ed., stereotype. - M.: Edukasyon, 2012. - 304 p.

4. Biology grade 11. Pangkalahatang biology. Antas ng profile / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin at iba pa - 5th ed., stereotype. - Bustard, 2010. - 388 p.

5. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biology 10-11 klase. Pangkalahatang biology. Isang pangunahing antas ng. - Ika-6 na ed., idagdag. - Bustard, 2010. - 384 p.

siklo ng cell

Ang cell cycle ay binubuo ng mitosis (M-phase) at interphase. Sa interphase, ang mga phase G 1 , S at G 2 ay sunud-sunod na nakikilala.

MGA YUGTO NG CELL CYCLE

Interphase

G 1 sumusunod sa telophase ng mitosis. Sa yugtong ito, ang cell ay nag-synthesize ng RNA at mga protina. Ang tagal ng yugto ay mula sa ilang oras hanggang ilang araw.

G 2 ang mga cell ay maaaring lumabas sa cycle at nasa phase G 0 . Sa yugto G 0 nagsisimulang magkaiba ang mga selula.

S. Sa S phase, ang synthesis ng protina ay nagpapatuloy sa cell, nangyayari ang pagtitiklop ng DNA, at ang mga centriole ay pinaghihiwalay. Sa karamihan ng mga cell, ang S phase ay tumatagal ng 8-12 oras.

G 2 . Sa yugto ng G 2, nagpapatuloy ang synthesis ng RNA at protina (halimbawa, ang synthesis ng tubulin para sa mga microtubule ng mitotic spindle). Ang mga centriole ng anak na babae ay umaabot sa laki ng mga tiyak na organelles. Ang yugtong ito ay tumatagal ng 2-4 na oras.

MITOSIS

Sa panahon ng mitosis, ang nucleus (karyokinesis) at ang cytoplasm (cytokinesis) ay nahahati. Mga yugto ng mitosis: prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase.

Prophase. Ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang kapatid na chromatids na konektado ng isang sentromere, nawawala ang nucleolus. Inayos ng mga centriole ang mitotic spindle. Ang isang pares ng centrioles ay bahagi ng mitotic center, kung saan ang mga microtubule ay umaabot sa radially. Una, ang mga mitotic center ay matatagpuan malapit sa nuclear membrane, at pagkatapos ay magkakaiba, at isang bipolar mitotic spindle ay nabuo. Ang prosesong ito ay nagsasangkot ng mga polar microtubule na nakikipag-ugnayan sa isa't isa habang sila ay nagpapahaba.

Centriole ay bahagi ng centrosome (ang centrosome ay naglalaman ng dalawang centrioles at isang pericentriole matrix) at may hugis ng isang silindro na may diameter na 15 nm at isang haba na 500 nm; ang dingding ng silindro ay binubuo ng 9 na triplets ng microtubule. Sa centrosome, ang mga centriole ay matatagpuan sa tamang mga anggulo sa bawat isa. Sa panahon ng S phase ng cell cycle, ang mga centriole ay nadoble. Sa mitosis, ang mga pares ng centrioles, na ang bawat isa ay binubuo ng orihinal at bagong nabuo, ay naghihiwalay sa mga pole ng cell at nakikilahok sa pagbuo ng mitotic spindle.

prometaphase. Ang nuclear envelope ay nahahati sa maliliit na fragment. Lumilitaw ang mga kinetochore sa rehiyon ng centromere, na gumagana bilang mga sentro para sa organisasyon ng kinetochore microtubule. Ang pag-alis ng mga kinetochores mula sa bawat chromosome sa parehong direksyon at ang kanilang pakikipag-ugnayan sa mga polar microtubule ng mitotic spindle ay ang dahilan para sa paggalaw ng mga chromosome.

metaphase. Ang mga kromosom ay matatagpuan sa ekwador ng spindle. Ang isang metaphase plate ay nabuo, kung saan ang bawat chromosome ay hawak ng isang pares ng kinetochores at mga kaugnay na kinetochore microtubule na nakadirekta sa tapat ng mga pole ng mitotic spindle.

Anaphase– paghihiwalay ng mga anak na chromosome sa mga pole ng mitotic spindle sa bilis na 1 µm/min.

Telofase. Ang mga Chromatid ay lumalapit sa mga pole, nawawala ang mga kinetochore microtubule, at ang mga pole ay patuloy na humahaba. Ang nuclear membrane ay nabuo, ang nucleolus ay lilitaw.

cytokinesis- paghahati ng cytoplasm sa dalawang magkahiwalay na bahagi. Ang proseso ay nagsisimula sa huling anaphase o telophase. Ang plasmalemma ay iginuhit sa pagitan ng dalawang anak na nuclei sa isang eroplanong patayo sa mahabang axis ng spindle. Lumalalim ang fission furrow, at nananatili ang isang tulay sa pagitan ng mga daughter cell - ang natitirang katawan. Ang karagdagang pagkasira ng istrukturang ito ay humahantong sa kumpletong paghahati ng mga cell ng anak na babae.

Mga regulator ng cell division

Ang paglaganap ng cell na nangyayari sa pamamagitan ng mitosis ay mahigpit na kinokontrol ng iba't ibang mga signal ng molekular. Tinitiyak ng pinagsama-samang aktibidad ng maraming regulator na ito ng cell cycle ang paglipat ng mga cell mula sa phase hanggang sa phase ng cell cycle at ang tumpak na pagpapatupad ng mga kaganapan ng bawat phase. Ang pangunahing dahilan para sa paglitaw ng proliferative uncontrolled na mga cell ay ang mutation ng mga gene na naka-encode sa istraktura ng mga regulator ng cell cycle. Ang mga regulator ng cell cycle at mitosis ay nahahati sa intracellular at intercellular. Ang mga signal ng intracellular molecular ay marami, bukod sa mga ito, una sa lahat, ang mga regulator ng cell cycle ay dapat na banggitin (cyclins, cyclin-dependent protein kinases, kanilang mga activator at inhibitor) at mga oncosuppressor.

MEIOSIS

Ang Meiosis ay gumagawa ng haploid gametes.

unang dibisyon ng meiosis

Ang unang dibisyon ng meiosis (prophase I, metaphase I, anaphase I at telophase I) ay reductional.

Prophaseako sunud-sunod na dumaan sa ilang yugto (leptoten, zygotene, pachytene, diploten, diakinesis).

Leptotena - chromatin condenses, ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids na konektado ng isang centromere.

Zygoten- lumalapit ang homologous paired chromosome at nagkakaroon ng pisikal na contact ( synapsis) sa anyo ng isang synaptonemal complex na nagbibigay ng conjugation ng mga chromosome. Sa yugtong ito, ang dalawang magkatabing pares ng chromosome ay bumubuo ng isang bivalent.

Pachytene Ang mga kromosom ay lumapot dahil sa spiralization. Ang mga hiwalay na seksyon ng conjugated chromosome ay nagsalubong sa isa't isa at bumubuo ng chiasmata. Dito nangyayari tumatawid- pagpapalitan ng mga site sa pagitan ng paternal at maternal homologous chromosome.

Diploten– paghihiwalay ng mga conjugated chromosome sa bawat pares bilang resulta ng longitudinal splitting ng synaptonemal complex. Ang mga kromosom ay nahahati sa buong haba ng complex, maliban sa chiasmata. Bilang bahagi ng bivalent, 4 na chromatid ay malinaw na nakikilala. Ang nasabing bivalent ay tinatawag na tetrad. Lumilitaw ang mga unwinding site sa mga chromatids, kung saan na-synthesize ang RNA.

Diakinesis. Ang mga proseso ng pagpapaikli ng mga kromosom at paghahati ng mga pares ng kromosom ay nagpapatuloy. Ang Chiasmata ay lumipat sa mga dulo ng chromosome (terminalization). Ang nuclear membrane ay nawasak, ang nucleolus ay nawawala. Lumilitaw ang mitotic spindle.

metaphaseako. Sa metaphase I, ang mga tetrad ay bumubuo ng metaphase plate. Sa pangkalahatan, ang mga chromosome ng paternal at maternal ay random na ipinamamahagi sa magkabilang panig ng ekwador ng mitotic spindle. Ang pattern na ito ng chromosome distribution ay sumasailalim sa pangalawang batas ni Mendel, na (kasama ang crossing over) ay nagbibigay ng mga genetic na pagkakaiba sa pagitan ng mga indibidwal.

Anaphaseako ay naiiba sa anaphase ng mitosis dahil sa panahon ng mitosis, ang mga kapatid na chromatids ay nag-iiba patungo sa mga pole. Sa yugtong ito ng meiosis, ang mga buo na chromosome ay lumipat sa mga pole.

Telofaseako ay hindi naiiba sa telophase ng mitosis. Ang nuclei na may 23 conjugated (dobleng) chromosome ay nabuo, nangyayari ang cytokinesis, at ang mga daughter cell ay nabuo.

Pangalawang dibisyon ng meiosis.

Ang pangalawang dibisyon ng meiosis - equational - nagpapatuloy sa parehong paraan tulad ng mitosis (prophase II, metaphase II, anaphase II at telophase), ngunit mas mabilis. Ang mga selulang anak na babae ay tumatanggap ng haploid set ng mga chromosome (22 autosome at isang sex chromosome).

siklo ng cell

Ang cell cycle ay ang panahon ng pagkakaroon ng isang cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa pamamagitan ng paghahati sa mother cell sa sarili nitong dibisyon o kamatayan.

Ang haba ng eukaryotic cell cycle

Ang haba ng cell cycle ay nag-iiba mula sa cell hanggang cell. Ang mabilis na pagpaparami ng mga selula ng mga organismong nasa hustong gulang, tulad ng hematopoietic o basal na mga selula ng epidermis at maliit na bituka, ay maaaring pumasok sa siklo ng selula tuwing 12-36 na oras. Ang mga maikling cell cycle (mga 30 minuto) ay sinusunod sa panahon ng mabilis na pagkapira-piraso ng mga itlog ng echinoderms, amphibian at iba pang mga hayop. Sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kondisyon, maraming mga linya ng cell culture ang may maikling cell cycle (mga 20 h). Sa pinaka-aktibong paghahati ng mga cell, ang panahon sa pagitan ng mga mitoses ay humigit-kumulang 10-24 na oras.

Mga yugto ng eukaryotic cell cycle

Ang eukaryotic cell cycle ay binubuo ng dalawang panahon:

Ang panahon ng paglaki ng cell, na tinatawag na "interphase", kung saan ang DNA at mga protina ay synthesize at ang mga paghahanda ay ginawa para sa cell division.

Ang panahon ng paghahati ng cell, na tinatawag na "phase M" (mula sa salitang mitosis - mitosis).

Ang interphase ay binubuo ng ilang mga panahon:

G1-phase (mula sa English gap - gap), o ang yugto ng paunang paglaki, kung saan ang mRNA, mga protina, at iba pang bahagi ng cellular ay synthesize;

S-phase (mula sa English synthesis - synthetic), kung saan ang DNA ng cell nucleus ay ginagaya, ang mga centrioles ay doble din (kung mayroon sila, siyempre).

G2-phase, kung saan mayroong paghahanda para sa mitosis.

Ang magkakaibang mga cell na hindi na nahahati ay maaaring kulang sa G1 phase sa cell cycle. Ang nasabing mga cell ay nasa resting phase G0.

Ang panahon ng paghahati ng cell (phase M) ay may kasamang dalawang yugto:

mitosis (dibisyon ng cell nucleus);

cytokinesis (dibisyon ng cytoplasm).

Sa turn, ang mitosis ay nahahati sa limang yugto, sa vivo ang anim na yugto na ito ay bumubuo ng isang dynamic na pagkakasunud-sunod.

Ang paglalarawan ng cell division ay batay sa data ng light microscopy kasama ng microfilming at sa mga resulta ng light at electron microscopy ng fixed at stained cells.

Regulasyon ng cell cycle

Ang natural na pagkakasunud-sunod ng pagbabago ng mga panahon ng cell cycle ay isinasagawa sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga protina tulad ng cyclin-dependent kinases at cyclins. Ang mga cell sa yugto ng G0 ay maaaring pumasok sa siklo ng cell kapag nalantad sa mga kadahilanan ng paglago. Ang iba't ibang growth factor, gaya ng platelet, epidermal, at nerve growth factor, sa pamamagitan ng pag-binding sa kanilang mga receptor, ay nagti-trigger ng intracellular signaling cascade, na humahantong sa transkripsyon ng mga gene para sa mga cyclin at cyclin-dependent kinases. Ang mga kinase na umaasa sa cyclin ay nagiging aktibo lamang kapag nakikipag-ugnayan sa mga kaukulang cyclin. Ang nilalaman ng iba't ibang mga cyclin sa cell ay nagbabago sa buong ikot ng cell. Ang Cyclin ay isang regulatory component ng cyclin-cyclin-dependent kinase complex. Kinase ang catalytic component ng complex na ito. Ang kinase ay hindi aktibo nang walang cyclin. Ang iba't ibang mga cyclin ay na-synthesize sa iba't ibang yugto ng cell cycle. Kaya, ang nilalaman ng cyclin B sa mga oocytes ng palaka ay umabot sa maximum nito sa oras ng mitosis, kapag ang buong kaskad ng mga reaksyon ng phosphorylation na na-catalyze ng cyclin B/cyclin-dependent kinase complex ay na-trigger. Sa pagtatapos ng mitosis, ang cyclin ay mabilis na nasira ng mga protina.

Mga checkpoint ng cell cycle

Upang matukoy ang pagkumpleto ng bawat yugto ng cell cycle, kinakailangan na magkaroon ng mga checkpoint sa loob nito. Kung ang cell ay "pumasa" sa checkpoint, pagkatapos ay patuloy itong "gumagalaw" sa pamamagitan ng cell cycle. Kung ang ilang mga pangyayari, tulad ng pagkasira ng DNA, ay pumipigil sa cell na dumaan sa isang checkpoint, na maihahambing sa isang uri ng checkpoint, kung gayon ang cell ay hihinto at ang isa pang yugto ng cell cycle ay hindi mangyayari, hindi bababa sa hanggang sa maalis ang mga hadlang. , pinipigilan ang hawla na dumaan sa checkpoint. Mayroong hindi bababa sa apat na cell cycle checkpoints: isang checkpoint sa G1 kung saan ang integridad ng DNA ay sinusuri bago pumasok sa S-phase, isang checkpoint sa S-phase kung saan ang DNA replication ay sinusuri para sa kawastuhan ng DNA replication, isang checkpoint sa G2 kung saan ang mga hindi nakuhang pinsala ay sinusuri kapag pumasa sa mga nakaraang checkpoint, o nakuha sa mga kasunod na yugto ng cell cycle. Sa yugto ng G2, ang pagkakumpleto ng pagtitiklop ng DNA ay nakita, at ang mga selula kung saan ang DNA ay kulang sa pagkopya ay hindi pumapasok sa mitosis. Sa checkpoint ng spindle assembly, sinusuri kung ang lahat ng kinetochores ay nakakabit sa microtubule.

Mga karamdaman sa cell cycle at pagbuo ng tumor

Ang pagtaas sa synthesis ng p53 protein ay humahantong sa induction ng synthesis ng p21 protein, isang cell cycle inhibitor

Ang paglabag sa normal na regulasyon ng cell cycle ay ang sanhi ng karamihan sa mga solidong tumor. Sa cell cycle, tulad ng nabanggit na, ang pagpasa ng mga checkpoint ay posible lamang kung ang mga nakaraang yugto ay nakumpleto nang normal at walang mga breakdown. Ang mga selula ng tumor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga pagbabago sa mga bahagi ng mga checkpoint ng cell cycle. Kapag ang mga checkpoint ng cell cycle ay hindi aktibo, ang dysfunction ng ilang mga tumor suppressor at proto-oncogenes, sa partikular na p53, pRb, Myc at Ras, ay sinusunod. Ang p53 na protina ay isa sa mga salik ng transkripsyon na nagpapasimula ng synthesis ng p21 na protina, na isang inhibitor ng CDK-cyclin complex, na humahantong sa pag-aresto sa cell cycle sa mga panahon ng G1 at G2. Kaya, ang isang cell na ang DNA ay nasira ay hindi pumapasok sa S phase. Kapag ang mga mutasyon ay humantong sa pagkawala ng mga p53 na mga gene ng protina, o kapag nagbago ang mga ito, ang cell cycle blockade ay hindi nangyayari, ang mga cell ay pumapasok sa mitosis, na humahantong sa paglitaw ng mga mutant cells, karamihan sa mga ito ay hindi mabubuhay, habang ang iba ay nagbibigay ng mga malignant na mga cell .

Ang mga cyclin ay isang pamilya ng mga protina na mga activator ng cyclin-dependent protein kinases (CDK) (CDK - cyclin-dependent kinases) - mga pangunahing enzyme na kasangkot sa regulasyon ng eukaryotic cell cycle. Nakuha ng mga Cyclin ang kanilang pangalan dahil sa ang katunayan na ang kanilang intracellular na konsentrasyon ay pana-panahong nagbabago habang ang mga cell ay dumadaan sa cell cycle, na umaabot sa maximum sa ilang mga yugto nito.

Ang catalytic subunit ng cyclin-dependent protein kinase ay bahagyang naisaaktibo bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa cyclin molecule, na bumubuo sa regulatory subunit ng enzyme. Ang pagbuo ng heterodimer na ito ay nagiging posible pagkatapos maabot ng cyclin ang isang kritikal na konsentrasyon. Bilang tugon sa isang pagbawas sa konsentrasyon ng cyclin, ang enzyme ay hindi aktibo. Para sa kumpletong pag-activate ng cyclin-dependent protein kinase, dapat mangyari ang tiyak na phosphorylation at dephosphorylation ng ilang mga residue ng amino acid sa polypeptide chain ng complex na ito. Ang isa sa mga enzyme na nagsasagawa ng gayong mga reaksyon ay ang CAK kinase (CAK - CDK activating kinase).

Kinase na umaasa sa cyclin

Ang Cyclin-dependent kinases (CDKs) ay isang pangkat ng mga protina na kinokontrol ng cyclin at cyclin-like molecules. Karamihan sa mga CDK ay kasangkot sa mga yugto ng cell cycle; kinokontrol din nila ang transkripsyon at pagproseso ng mRNA. Ang mga CDK ay serine/threonine kinases na nag-phosphorylate sa kaukulang mga nalalabi sa protina. Maraming mga CDK ang kilala, ang bawat isa ay isinaaktibo ng isa o higit pang mga cyclin at iba pang katulad na mga molekula pagkatapos maabot ang kanilang kritikal na konsentrasyon, at sa karamihan ng mga CDK ay homologous, pangunahing naiiba sa pagsasaayos ng cyclin binding site. Bilang tugon sa isang pagbawas sa intracellular na konsentrasyon ng isang partikular na cyclin, nangyayari ang isang reversible inactivation ng kaukulang CDK. Kung ang mga CDK ay isinaaktibo ng isang pangkat ng mga cyclin, ang bawat isa sa kanila, na parang naglilipat ng mga kinase ng protina sa isa't isa, ay nagpapanatili ng mga CDK sa isang aktibong estado sa loob ng mahabang panahon. Ang ganitong mga alon ng CDK activation ay nangyayari sa panahon ng G1 at S phase ng cell cycle.

Listahan ng mga CDK at kanilang mga regulator

CDK1; cyclin A, cyclin B

CDK2; cyclin A, cyclin E

CDK4; cyclin D1, cyclin D2, cyclin D3

CDK5; CDK5R1, CDK5R2

CDK6; cyclin D1, cyclin D2, cyclin D3

CDK7; cyclin H

CDK8; cyclin C

CDK9; cyclin T1, cyclin T2a, cyclin T2b, cyclin K

CDK11 (CDC2L2); cyclin L

Ang Amitosis (o direktang paghahati ng cell) ay nangyayari nang hindi gaanong madalas sa mga somatic eukaryotic cells kaysa sa mitosis. Ito ay unang inilarawan ng German biologist na si R. Remak noong 1841, ang termino ay iminungkahi ng isang histologist. W. Flemming mamaya - noong 1882. Sa karamihan ng mga kaso, ang amitosis ay sinusunod sa mga cell na may pinababang aktibidad ng mitotic: ang mga ito ay pagtanda o pathologically altered na mga cell, kadalasang napapahamak sa kamatayan (mga cell ng embryonic membranes ng mammals, tumor cells, atbp.). Sa panahon ng amitosis, ang interphase state ng nucleus ay morphologically napanatili, ang nucleolus at ang nuclear membrane ay malinaw na nakikita. Wala ang pagtitiklop ng DNA. Ang spiralization ng chromatin ay hindi nangyayari, ang mga chromosome ay hindi nakita. Ang cell ay nagpapanatili ng likas na aktibidad nito, na halos ganap na nawawala sa panahon ng mitosis. Sa panahon ng amitosis, ang nucleus lamang ang naghahati, at nang walang pagbuo ng isang fission spindle, samakatuwid, ang namamana na materyal ay ibinahagi nang sapalaran. Ang kawalan ng cytokinesis ay humahantong sa pagbuo ng mga binuclear cells, na sa dakong huli ay hindi makapasok sa isang normal na mitotic cycle. Sa paulit-ulit na mga amita, maaaring mabuo ang mga multinucleated na selula.

Ang konseptong ito ay lumitaw pa rin sa ilang mga aklat-aralin hanggang sa 1980s. Sa kasalukuyan, pinaniniwalaan na ang lahat ng mga phenomena na nauugnay sa amitosis ay resulta ng isang hindi tamang interpretasyon ng hindi sapat na paghahanda ng mga mikroskopikong paghahanda, o ang interpretasyon ng mga phenomena na kasama ng pagkasira ng cell o iba pang mga pathological na proseso bilang cell division. Kasabay nito, ang ilang mga variant ng eukaryotic nuclear fission ay hindi matatawag na mitosis o meiosis. Halimbawa, ang dibisyon ng macronuclei ng maraming ciliates, kung saan, nang walang pagbuo ng spindle, ang paghihiwalay ng mga maikling fragment ng chromosome ay nangyayari.