Клеточный цикл

Деление клеток (репродукция) включает репликацию клеточных органелл, в том числе и ядра. Основным результатом этого процесса является удвоение наследственной основы клеток и появление двух дочерних клеток. Репродукция клеток включает интерфазу, в течение которой осуществляется синтез (редупликация) ДНК и образуется двойной набор хромосом, а также процесс митоза, когда происходит равномерное распределение хромосом между дочерними клетками. Процесс деления растительных клеток зависит от соотношения ауксинов и цитокининов в ткани.

Во время деления клетки происходит репликация различных органелл, включая пластиды и митохондрии. Однако распределение пластид материнской клетки между дочерними идет, по-видимому, случайным образом. Каждая дочерняя клетка, образовавшаяся в результате деления, вдвое меньше родительской. Поэтому эти клетки начинают расти и увеличиваться в размерах путем новообразования элементов цитоплазмы и материала клеточных стенок, но не за счет вакуолизации.

В типичном клеточном цикле выделяют четыре последовательно сменяющих друг друга этапа: митоз, интерфаза, включающая в себя пресинтетический период (G1 -фаза), синтез ДНК (S-фаза), постсинтетический период (G2 -фаза) и снова митоз.

В интерфазе иногда выделяют период G0 (период покоя), когда клетка после митоза не вступает в клеточный цикл, а переходит в состояние покоя на неопределенно евремя (пока пролиферация не будет индуцирована внешним стимулом). В состоянии G0 у клеток увеличивается устойчивость к температурным и некоторым другим стрессовым воздействиям, и они могут выживать при неблагоприятных условиях внешней среды.

В диплоидных соматических клетках семян ядра содержат 2С набор ДНК (символом "С" обозначают количество ДНК в генеративном ядре). В конце синтетической(S) фазы и на протяжении G2 -фазы ядра содержат удвоенный (4С) набор ДНК. Митоз состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Во время митоза на стадиях профазы и метафазы происходят следующие события: разрушается ядерная мембрана, за счет конденсирования хроматина становятся заметными хромосомы, формируется митотическое веретено, с которым хромосомы связываются. На этапе от метафазы до анафазы хроматиды, связанные кинетохорами, разделяются на дочерние хромосомы, которые с участием митотического веретена перемещаются к противоположным полюсам клетки. После разделения ядерного материала, в случае типичного митоза, происходит деление цитоплазмы — цитотомия (цитокинез).

Ключевыми ферментами, регулирующими вхождение клетки в клеточный цикл,а также переходы от одной фазы клеточного цикла к другой (G1 → S → G2→митоз) являются циклинзависимые протеинкиназы. У растений подобные переходы могут регулироваться цитокининами и ауксинами, которые контролируют разные этапы клеточного цикла путем регуляции активности циклинзависимых киназ.В частности цитокинины (в присутствии ауксинов) индуцируют деление клеток, регулируя переходы G1 → S и G2 → митоз. Ключевой точкой в фазе G1 и соответственно началом клеточного цикла является процесс инициации синтеза ДНК. Как только клетка проходит эту точку, процессы удвоения ДНК, а также митоза и цитокинеза становятся необратимыми. Инициация следующего клеточного цикла или переход клетки к дифференцировке возможны лишь после полного завершения митоза, т. е. судьба клетки будет зависеть от того, вступила она в фазу G1 или нет.

Дата добавления: 2017-02-01