Митоз и клеточный цикл

Рис. 13-1. Четыре последовательные фазы клеточного цикла типичной эукариотической клетки. После фазы М, которая состоит в делении ядра (митоз) и цитоплазмы (цитокинез) дочерние клетки вступают в интерфазу нового цикла. Интерфаза начинается с фазы С1, в которой возобновляются интенсивные биосинтетические процессы, резко замедленные во время митоза. Фаза 8-это период синтеза ДНК она заканчивается, когда содержание ДНК в ядре удвоится и хромосомы полностью реплицируются (теперь каждая хромосома состоит из двух идентичных сестринских хроматид ). Затем клетка вступает в фазу Сг, которая продолжается до начала митоза, т.е. фазы М. В фазе М удвоившиеся хромосомы конденсируются и становятся хорошо видимыми в световой микроскоп. Ядерная оболочка разрушается (исключение составляют одноклеточные эукариоты, например дрожжи, - у них она остается интактной) сестринские хроматиды расходятся и формируют два новых ядра, а цитоплазма делится с образованием двух дочерних клеток, имеющих по одному ядру. Процесс цитокинеза завершает фазу М, и начинается интерфаза следующего клеточного цикла. На рисунке представлен типичный 24-часовой цикл, однако длительность клеточного цикла у высших эукариот сильно варьирует она может быть короче 8 часов, а у взрослых животных - больше года, причем различия в основном зависят от

Рис. 1.9. Клеточный цикл. Период синтеза ДНК (8) отделен от предшествовавшего и последующего митозов (М) двумя перерывами , и О -пе-риодами соответственно. Относительная продолжительность 8-, М- и О-периодов у различных организмов различна.

Что происходит во время митоза с митохондриями Они, как и хлоропласты в растительных клетках, делятся. Следовательно, на опреде- ленных стадиях клеточного цикла в этих органеллах происходит репликация ДНК- По крайней мере в ряде случаев деление митохондрий так связано с клеточным делением, что среднее число митохондрий в расчете на дочерние клетки остается строго постоянным. Аналогичное яв- ление наблюдается и в клетках низших организмов, содержащих водо- [c.39]

Клеточный цикл эукариотических клеток, подвергающихся последовательным митотическим делениям, состоит из двух основных периодов. Первая стадия, называемая интерфазой, заключается в накоплении химических соединений необходимых для деления. Обычно в интерфазе выделяется две фазы С и 8 6-фаза создает предпосылки, необходимые для последующего деления. Во время фазы 8 происходит репликация и, таким образом, все хромосомные ДНК появляются в виде двух идентичных двуцепочечных копий. За интерфазой после короткой промежуточной фазы начинается митоз. Первая фаза митоза (профаза) заключается в образовании двух четко очерченных дочерних хромосом, соединенных в их центральной части — центрамерном районе. Эти структуры называют хроматидами. Необходимо отметить, что конденсация происходит одновременно с разрушением ядерной мембраны. После образования хроматид на следующей стадии (метафазе) они движутся к середине делящейся клетки и собираются все на одной плоскости. На этой стадии хромосомы теряют все мембранное окружение. Потом все пары начинают разделяться, двигаясь к полюсам материнской клетки (анафаза). Как только хромосомы собираются у соответствующих полюсов, начинается их деконденсация. Это сопровождается сборкой новых ядерных мембран и образованием двух новых ядер (телофаза). Конечная стадия митоза заключается в разделении цитоплазмы и, соответственно, образовании двух разделенных дочерних клеток. [c.25]

Радиочувствительность клеток. Известно, что радиочувствительность различных клеточных популяций тем выше, чем короче время митотического цикла, и определяется долей клеток, находяш.ихся в момент облучения в различных по радиочувствительности периодах клеточного цикла [32]. .ели исходить из того, что в процессе клеточного цикла радиочувствительность клетки определяется различным состоянием НМС — ДНК, ТО различную радиочувствительность клетки можно объяснить следующим образом. Облучение клеток в конце митоза [c.64]

Рис. 7. Сравнение эффектов ультрафиолетовых и -лучей по нарушениям митоза при облучении в различные стадии клеточного цикла [з].

Распределение хромосом между дочерними клетками при делении соматических клеток осуществляется путем митоза (гл. 1, разд. В,3). Последовательные фазы митоза называются профазой, метафазой, анафазой и телофазой (рис. 15-26). При конденсации хромосом во время профазы можно видеть, что они действительно состоят из двух отдельных нитей, переплетенных друг с другом. Эти нити называются хрома-тидами. Каждая хроматида представляет собой одну из двух идентичных двухцепочечных молекул ДНК (или группы молекул), образованных в процессе репликации ДНК, т.е. во время фазы 5 клеточного цикла. По мере спирализации хромосом (во В1ремя профазы) ядерная оболочка полностью фрагментируется или растворяется. [c.264]

Клеточный цикл у растущего организма состоит из двух этапов. Более длинный период-интерфаза, когда клетка синтетически активна и занята воспроизведением своих компонентов. Затем следует короткий период-митоз, интерлюдия, во время которой фактически завершается процесс разделения на две дочерние клетки. Клетки, возникающие в результате ряда митотических делений и образующие целый организм, называют соматическими клетками. [c.10]

Процесс клеточного деления, называемый митозом, начинает и завершает клеточный цикл, в ходе которого делится отдельная диплоидная клетка. С биохимической точки зрения митоз представляет собой удвоение числа генетических матриц с последующим формированием из них компактных образований — хромосом. Последние распределяются поровну между двумя новыми клетками (подробно этот процесс описан в гл. 15, разд. Г.9). [c.39]

В интерфазе растущая клетка удваивает свой хромосомный материал. Однако это становится очевидным только в последующем митозе. В митозе каждая хромосома разделяется вдоль по длине, образуя две копии-сестринские хроматиды. В этот момент клетка содержит 4и хромосом, организованных в 2п пар сестринских хроматид. Иными словами, в клетке имеется по две (гомологичные) копии каждой пары сестринских хроматид. На рис. 1.5 показана последовательность процессов, обеспечивающих митотическое деление. Суть заключается в том, что сестринские хроматиды растаскиваются к противоположным полюсам клетки, так что каждая дочерняя клетка получает по одной копии каждой сестринской хроматиды. Теперь это самостоятельные хромосомы. 4п хромосомы, существовавшие в начале деления, разделились на два набора по 2п хромосом. Этот процесс повторяется в следующем клеточном цикле. Таким образом, митотическое деление гарантирует постоянство набора хромосом в соматических клетках. [c.10]

Период клеточного цикла между последним митозом и началом репликации ДНК. [c.521]

Митоз у дрожжей. (Клеточные циклы при вегетативном размножении). Сокурова Е. Н. Успехи микробиологии, вып. 11, 1976 г., стр. 8—20. [c.223]

Митоз. Клеточный цикл [c.76]

Внешний вид ядрышка заметно меняется в зависимости от фазы клеточного цикла С началом митоза ядрышко уменьшается в размерах, а затем вовсе исчезает но мере того, как происходит конденсация хромосом и прекращается синтез всех типов РНК как правило, в метафазной клетке ядрышко не обнаруживается В конце митоза (в телофазе), когда возобновляется синтез рибосомных РНК. миниатюрные ядрышки вновь возникают на участках хромосом, содержащих гены рибосомной РНК (рис. 9-95). [c.167]

КИМ и, следовательно, между S-периодом и непосредственно самим мито- зом, или между митозом и делением ядер, возможно, имеется какой-то лаг-период. Почкование клеток начинается примерно через 1 час инкубации (0,25 доле клеточного цикла), сразу после завершения синтеза ДНК. После окончательного разделения ядер, материнская и дочерняя клетки, обе содержащие оформленные ядра, продолжают оставаться связанными в течение примерно получаса, а затем отделяются. [c.5]

Период клеточного цикла после окончания репликации ДНК и до начала следующего митоза. [c.521]

Предположим, что делают одну инъекцию и через короткое время, скажем через полчаса, ткань фиксируют для радиоавтографии. В типичной клеточной популяции, где все клетки делятся быстро, но не синхронно, около 30% клеток получат радиоактивную метку. Это будут те клетки, которые синтезировали ДНК в короткий период экспозиции в присутствии Н-тимидина, и их доля в клеточной популяции отражает долю клеточного цикла, занятую S-фазой (рис 13-3). Только около 5% клеток в момент фиксации окажутся в стадии митоза (малая величина этого митотического индекса означает, что митоз занимает лишь небольшую часть клеточного цикла), но ни в одной из них не будет радиоактивной метки. Это указывает на то, что фазы М и S-обособленные части клеточного цикла. Однако, с другой стороны, если препараты фиксировать через несколько часов после введения Н-тимидина, то некоторые клетки, находящиеся в митозе, получат радиоактивную метку вероятно, эти клетки еще синтезировали ДНК в момент инъекции. Минимальный интервал между инъекцией и временем появления меченых митотических клеток будет равен длительности фазы Сг. Такого рода исследования позволяют определить длительность всех четырех фаз цикла. Пример использования этого метода приведен на рис. 13-4. [c.396]

Механизмы, лежащие в основе клеточного цикла, трудно изучать в сложных и недоступных тканях интактного животного. Легче работать с клеточными культурами. Например, с помощью цейтраферной съемки (разд. 4.1.5) можно наблюдать, как отдельная клетка претерпевает митоз, растет, затем опять входит в стадию митоза это делает воз- [c.396]

Яйцо амфибий-это сравнительно крупная клетка (около 1 мм в диаметре), одетая прозрачной капсулой-яйцевой оболочкой. Большая часть клетки ззг полнена желточными пластинками, состоящими в основном из белка и липв-дов. Желток сконцентрирован в нижней половине яйца вблизи так называемого вегетаптного полюса противоположный участок яйца называют ашмальмым полюсом. Вскоре после оплодотворения начинаются первые дeл ния дробления, и в результате повторных митозов из одной крупной яйц клетки образуется множество более мелких клеток-бластомеров, но общая масса эмбриона при этом не изменяется. Первые деления очень быстро л дуют друг за другом, и в этот период длительность клеточного цикла составляет около 30 мин такой темп дробления обеспечивают запасы РНК, белков, мембран и других материалов, накопленные во время созревания яйщ в материнском организме. Только биосинтез ДНК имеет теперь жизненно важное значение, и ее необычайно быстрая репликация становится возможно благодаря огромному числу точек, в которых начинается этот процесс (см. разд. 11.4.5). [c.54]

У эукариот перемещения разных генетич. элементов, сопряженные с незаконной Р. г., осуществляются преим. не в мейозе, когда контактируют парные хромосомы, а во время обычщ>1Х клеточных циклов (митозе). Незаконная Р. г. играет важную роль в эволюц. изменчивости, т. к. благодаря ей осуществляются самые разнообразные, нередко кардинальные, перестройки генома и, следовательно, создаются предпосьипси для качеств, изменений в эволюции данного организма. [c.230]

Решение вопроса о том, на какую стадию клеточного цикла действует гиббереллин, ответило бы и на вопрос, как происходит ингибирование деления. Гиббереллин может действовать на предсинтетический период интерфазы (01 период), либо на период синтеза ДНК и гистонов (S-период), либо на постсинтети-ческий период (Ог-шериод), либо на какую-нибудь из фаз митоза. Если действие гиббереллина приурочено к Gp или S-периоду, то оно связано с ускорением синтеза нуклеиновых кислот, которое в этом случае будет предшествовать увеличению количества клеток. При этом между обработкой растения гиббереллином и видимым эффектом на деление (увеличение митотического индекса, или количества клеток) существует определенный промежуток времени, равный продолжительности всех фаз, находящихся между фазой, стимулируемой гиббереллином, и митозом [c.49]

Время задержки деления клеток зависит от стадии клеточного цикла, в которой находятся клетки при облучении. Наиболее длительно оно в тех случаях, когда воздействию подвергаются клетки в стадии синтеза ДНК или в постсинтетической стадии, и самое короткое — при облучении в митозе, когда абсолютное большинство клеток, начав делиться, заканчивает цикл без задержки. [c.39]

Рис. 13-16. Сравнение клеточных циклов делящихся и почкующихся дрожжей. У делящихся дрожжей (вверху) типичный цикл эукариотической клетки с фазами i, S, Сги М. Дцерная оболочка, однако, не разрушается микротрубочки митотического веретена образуются внутри ядра и прикреплены к полюсным тельцам веретена на его периферии. Клетка делится надвое путем образования перегородки (называемой клеточной пластинкой). У почкующихся дрожжей цикл включает нормальные фазы Gi и S, однако состоящее из микротрубочек веретено начинает формироваться очень рано, во время фазы S, и поэтому нормальная фаза Сг отсутствует. В отличие от цикла делящихся дрожжей здесь во время митоза не происходит видимой конденсации хромосом и клетка делится путем почкования. Как и у делящихся дрожжей (но в отличие от клеток

Влияние различных мутагенов на частоту и типы нарушений хромосом в первом митозе приводится в табл. 1. ЭИ, НММ и ДАБ во всех концентрациях вызывали появ.ление хроматидных, хромосомных мостов, а также фрагментов, что позволяет предположить, что эти мутагены действовали на все стадпп клеточного цикла. НЭМ индуцировала в основ1[ом аберрации хроматидного типа. Отмечается обратная зависи.мость между выжнвае.мостью растений и процентом аберраций хромосом (табл. 2). [c.280]

Три работы касаются влияния не клеточный цикл, причем во всех трех использовали клетки HeLa и один и тот же клон S3 настолько, насколько вообще можно считать три клона в трех различных лабораториях однаковыми. В своей прежней работе Painter [2] сообщил о замедлении клеточного цикла, в особенности периода G2 этого цикла под влиянием рентгеновского облучения в дозе 500 р. В его настоящем сообщении [к] он подтвердил свои прежние наблюдения (рис. 3) и высказывает интересную мьгсль, что замедление G2 может быть результатом не специфического действия радиации именно на эту стадию, а каких-то повреждений, для восстановления которых требуется определенное время. Если клетки облучены в период G2 незадолго до наступления митоза, то замедление проявится если же клетки облучены в более ранние стадии цикла (периоды Gi или ранний этап S), то при этом может оказаться достаточно времени для восстановления повреждений, так что, когда клетки подойдут к [c.257]

Известно, что ядерные белки, например гистоны, могут регулировать синтез ДНК за счет изменения затравочной способности самой матрицы [22]. По-видимому, синтез гистонов предшествует синтезу ДНК в ходе клеточного цикла. Следствием этого является постепенное увеличение отношения гистон ДНК, что приводит к прекращению синтеза ДНК незадолго до наступления митоза. Разные по составу гистоны угнетают синтез ДНК в различной степени. Так, например, гистон, богатый аргинином, угнетает синтез примерно на 30—40%, а лизиновый гистон на 80% [22]. Интересно, что при небольших значениях соотношения гистон ДНК синтез ДНК может даже стимулироваться. При выделении ДНК и отдельных фракций ДНП из ядер регенерирующей печени крыс, облученных дозой 800 р и испытании их в качестве затравки в системе синтеза ДНК оказалось, что облучение сильно ингибирует синтез ДНК во всех случаях, когда в качестве затравки применялись различные фракции ДНП. Если затравкой служил полностью депротеинизированный образец ДНК, то включение меченого предшественника ДНК почти не отличалось от контроля [28]. При исследовании включения [c.126]

Рис. 4. Корреляция замедления митоза со та-диями клеточного цикла (часы после митоза), в которых было произведено облучение синхронизированной популяции клеток HeLa [н].

Рис. 6. Связь между числом постиррадиационных делений в синхронизированной культуре клеток HeLa и стадиями клеточного цикла, на которую пришлось облучение (О ч клетки в митозе 4 ч стадия Gi 14 ч стадия S 19 ч стадия Ог контроль несин-хронизированная клеточная популяция) [н1.

Условия культивирования и, в частности, нарушение гормонального баланса питательной среды — одна из причин возникновения генетического разнообразия культивируемых клеток вследствие нарушения клеточного цикла, в частности митоза. От соотношения фитогормонов, входящих в состав питательных сред, во многом зависит цитогенетическая структура клеточных популяций. Однако морфологическая и цитогенетическая разнокачественность клеточных популяций может возникнуть и вследствие влияния отдельных компонентов питательной среды некоторых минеральных солей, сахарозы или другого источника углеродного питания, витаминов, растительных экстрактов, а также от режима выращивания. Длительное культивирование клеток in vitro также способствует повышению генетического разнообразия сомаклонов. Причем для некоторых видов показано, что, несмотря на присутствие в культуре клеток разной плоидности, регенерировавшие растения были преимущественно диплоидными. Это явление было объяснено тем, что в процессе культивирования отбирались растения-регенеранты с более или менее нормальной морфологией, которые регенерировали, как правило, в первую очередь. [c.141]

Terasima и Tolma h [к] для изучения чувствительности к облучению в течение клеточного цикла использовали синхронную популяцию HeLa клеток. Поскольку содержание их доклада изложено в другом обзоре, я хочу показать только два рисунка, имеющих отношение к нашей дискуссии. На рис. 6 представлены кривые выживаемости после облучения клеток в период митоза (О ч), раннего периода G] (6 ч), позднего периода G] или раннего S ( 14 ч) и G2 (18 ч). Видно, что при более низких дозах выживаемость наивысшая в раннем периоде Gj и G2, ниже Вон наименьшая во время митоза. Однако при более высоких дозах наклоны кривых выживаемости становятся похожими друг на друга. На рис. 7 показано, что задержка деления была минимальной после облучения в Gj и прогрессивно нарастала до максимума после облучения в период митоза. [c.191]

Большинство хромосом чрезвычайно растянуты и спутаны, что делает их невидимыми на всех фазах клеточного цикла за исключением митоза. В этот период хромосомы спирализуются, конденсируются и приобретают четкие формы. Эта суперспирализация, уменьшающая линейные размеры ДНК с 5 см по 5 мкм, сопровождается фосфорилированием всех молекул гистона Н1, присутствующих в клетке, по пяти сериновым остаткам. В связи с тем, что гистон Ш связывает между собой нукдеосомные частицы (см. рис. 9-28). его фосфорилирование может играть ключевую роль в конденсации хромосом в процессе митоза. [c.119]

Удвоение многих компонентов клетки не требует точного контроля. Если в клетке имеется много молекул или органелл определенного типа, то достаточно того, чтобы число их приблизительно удвоилось за один цикл и они затем примерно поровну распределились между двумя дочерними клетками. Однако существует по крайней мере одно очевидное исключение в случае ДНК такое удвоение и распределение должно быть совершенно точным, а для этого нужен специальный механизм. Поэтому при рассмотрении клеточного цикла иногда удобно бывает различать хромосомный цикл и параллельный ему цитоплазматический цикл. В хромосомном цикле репликация ядерной ДНК (синтез ДНК) чередуется с митозом, в котором разделяются реплицированные копии генома В цитонлазматическом никле рост клетки, при котором удваиваются в числе другие клеточные компоненты, чередуется с цитокинезом-делением всей клетки на две. [c.394]

Мы начнем главу с обсуждения координации и регулирования этих двух взаимосвязанных циклов. Мы рассмотрим механизмы, благодаря которым в период между двумя клеточными делениями вся ядерная ДНК обязательно удваивается, причем только один раз, и увидим, как события хромосомного цикла скоординированы с событиями цитоплазматического цикла. Затем речь пойдет о регуляции клеточного деления у многоклеточных животных факторами внеклеточной среды этот вопрос сушественно прояснился в результате последних успехов в изучении проблемы рака. И наконец, мы обсудим молекулярные механизмы, ответственные за митоз и цитокинез. Для осуществления этих двух процессов необходимо, чтобы центросома (разд. 13.5.2) надежно наследовалась и точно удваивалась для формирования двух полюсов митотического веретена этот центросомныи цикл можно рассматривать как гретий компонент клеточного цикла. [c.394]

Митозом называется процесс деления ядра клетки, в результате которого из одной клетки образуются две дочерних, причем число хромосом в каждой из них совпадает с числом хромосом в родительской клетке. Хромосомы удваиваются в течение особого периода клеточного цикла, предшествующего митозу. Этот период называется S, по первой букве слова synthesis , поскольку в течение этого периода происходит синтез ДНК хромосом. S-периоду предшествует период Gj (от слова gap -перерыв), а за ним следует период Gj. В течение периодов Gi и Gj рост клеток и метаболизм продолжаются, однако репликации хромосом не происходит. Если мы обозначим митоз буквой М, то последовательность событий на протяжении клеточного цикла может быть представлена в виде Gi->S G2 M (рис. 1.9). Затем цикл повторяется снова и снова, пока продолжается процесс деления клеток (проли(Ьеоация1 [c.22]

Митотическую рекомбинацию между несестринскими хроматидами можно индуцировать путем рентгеновского облучения клеток на стадии 02 клеточного цикла (см. гл. 1). Индуцированная митотическая рекомбинация обычно происходит как обмен центромерного гетерохроматина, что в следующем митозе может привести (в половине случаев) к появлению двух дочерних клеток, гомозиготных по тем плечам хромосомы, по которым материнская клетка была гетерозиготной. Если материнская клетка гетерозиготна по ауто- [c.283]

Репродуктивный цикл типичной эукариотической клетки можно подразделить на четыре фазы, обозначаемые Gi (от конца митоза до начала синтеза ДНК), S (синтез ДНК), G2 (от конца синтеза ДНК до начала митоза) и М (митоз). Каждая S- и М-фаза инициируется растворимым цитоплазматическим фактором [активатором S-фазы и М-стимулирующим фактором (MPF ) соответственно]. Активатор S-фазы образуется на протяжении всей S-фазы и может также действовать как фактор, задерживающий подготовку к М-фазе до тех пор, пока не завершится репликация ДНК. М-стимулирующий фактор может быть обнаружен в М-фазных клетках многих организмов - от дрожжей до млекопитающих, и его активность, возможно, регулируется фосфорилированием. В яйцах, быстро подвергающихся дроблению, таких как у Хепорш, клеточный цикл укорочен и упрощен. В этом случае цикл, по-видимому, регулируется взаимосвязанными колебаниями активности MPF и концентрации циклина. [c.407]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология