21.2. Жизненный цикл клетки; пресинтетическая, синтетическая, постсинтетическая фаза; митоз, его характеристика.

Клеточный цикл – существование кл от деления до след деления или смерти. У одноклеточных особей клеточн цикл совпадает с жизнью особи. В непрерывно размножающихся кл клеточн цикл совпадает с митотическим циклом и состоит из 4х периодов (3 первых составляют интерфазу) со строгой последовательностью сменяющихся друг за другом: пресинтетический или постмитотический (G₁), синтетический (S), постсинтетический или премитотическая (G₂) и митоза (М). Различные периоды клеточн цикла отличаются др от др по общему содержанию в кл белка, ДНК, РНК и по уровню их синтеза. В G₁ - периоде происходит активный рост и функционирование кл, обусловленные возобновлением транскрипции и накоплением синтезированных белков, а также подготовка к синтезу ДНК. Должна быть достигнута критическая масса цитоплазмы. В S - периоде происходит репликация ДНК. Продолжительность зав-т от скорости репликации ДНК (0,5 – 2 мкм/мин), от числа и величины репликонов, от числа включенных репликонов. Также идет удвоение материала хромосом. Для прохождения S – периода необходим синтез РНК и белков начавшийся еще в G₁ -периоде. Параллельно синтезу ДНК идет интенсивно синтез гистонов в цитоплазме и происходит их миграция в ядро, где они связываются с ДНК. В S – периоде происходит синтез рРНК использующееся уже в G₂ – периоде для синтеза белков, необходимых для митоза. G₂ –период – осуществляется подготовка к делению, в том числе синтез белков веретена деления. Самая короткая из 3 стадий. Происходит синтез РНК и рРНК. В рез-те заключит этап клеточного цикла – митоза – редуплицированные хромосомы расходятся в дочерние кл. У покоящихся клеток выделяют G₀–период – период покоя. Интерфаза период клеточного цикла м/у 2 последовательными митозами, по времени до 90% клеточн цикла. Митоз – непрямое деление. Биологическое значение состоит в строго одинаковом распределении редуплицированных хромосом м/у дочерними кл, что обеспечивает образование генетически равноценных клеток. Выделяют неск-ко фаз, постепенно и непрерывно переходящих др. в др: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Длительность стадий различна, зав-т от типа кл, физиологического состояния организма, но наиболее продолжительны первая и последняя. Профаза – конденсация хромосом, распад ядрышек и начало формирование веретена деления, снижение активности транскрипции (к концу профазы синтез РНК прекращается). Веретено деления образуется либо с участием центриолей, образуя митотический аппарат (в кл животных), либо без них (в кл высш раст). У простейших веретено деления может образовываться в ядре (каритотека во время митоза не разрушается) – закрытый митоз. Распад кариотеки на фрагменты, начин-ся беспорядочное движение хромосом в центральной части кл. Метафаза – завершается образование веретена деления. Хромосомы перестают двигаться и выстраиваются по экватору веретена, образуя экваториальную пластинку. Синтез белка снижен на 20 – 30 % по сравнению с интерфазой. В поздней метафазе хромосомы упорядочены (“застывшие”). Если посмотреть с полюса, то хромосомы лежат так, что центромерные участки расположены к центру веретена деления, плечи – к периферии – назыв-ся – “материнская звезда” (только у животных), у растений – по экватору без особого порядка. Завершается процессы обособления сестринских хроматид. Анафаза – самая короткая стадия. Хар-ся разделением сестринских хроматид и расхождением к противоположным полюсам кл. V=0,2 – 5 мкм/мин. Хромосомы приобретают V-образную форму. У некоторых высш раст нет выраженной центромеры, и волокно веретена контактирует со многими точками на поверхности хромосом. Иногда расхождение хромосом сопровождается расхождением полюсов. Телофаза – длится с момента прекращения движения хромосом до окончания процессов, связанных с реконструкцией дочерних ядер (деспирализации и активации хромосом, образование кариотеки, формирование ядрышек). Главное – разделение кл тела, цитотомия или цитокинез. У растений – образуется внутриклеточное образование клеточной перегородки, у животных – перетяжек, впячивания плазматической мембраны внутрь кл. Митоз не всегда заканчивается разделением кл. Так в эндосперме раст некоторое время может идти деление ядер без деления цитоплазмы. Также делятся ядра у плазмодиев миксомицетов.