بيولوجيا دورة الخلية. دورة الخلية والفترات والمراحل. دورة حياة الخلية: الطور البيني

الأهمية البيولوجية لانقسام الخلايا.تنشأ خلايا جديدة نتيجة انقسام الخلايا الموجودة. إذا انقسام كائن وحيد الخلية ، فسيتم تكوين كائنين جديدين منه. يبدأ الكائن متعدد الخلايا أيضًا في تطوره في أغلب الأحيان من خلية واحدة. من خلال الانقسامات المتعددة ، يتم تكوين عدد كبير من الخلايا التي يتكون منها الجسم. يضمن الانقسام الخلوي تكاثر الكائنات الحية وتطورها ، مما يعني استمرار الحياة على الأرض.

دورة الخلية- حياة الخلية من لحظة تكوينها في عملية انقسام الخلية الأم إلى انقسامها (بما في ذلك هذا الانقسام) أو الموت.

خلال هذه الدورة ، تنمو كل خلية وتتطور بطريقة تؤدي وظائفها بنجاح في الجسم. ثم تعمل الخلية لفترة معينة ، وبعد ذلك إما تنقسم ، وتشكل خلايا ابنة ، أو تموت.

في أنواع مختلفة من الكائنات الحية ، تستغرق دورة الخلية وقتًا مختلفًا: على سبيل المثال ، في بكتيرياتدوم حوالي 20 دقيقة ، أحذية ciliates- من 10 إلى 20 ساعة غالبًا ما تنقسم خلايا الكائنات متعددة الخلايا في المراحل المبكرة من التطور ، ثم تطول دورات الخلية بشكل كبير. على سبيل المثال ، بعد ولادة الشخص مباشرة ، تنقسم خلايا الدماغ عددًا كبيرًا من المرات: تتشكل 80٪ من الخلايا العصبية في الدماغ خلال هذه الفترة. ومع ذلك ، فإن معظم هذه الخلايا سرعان ما تفقد قدرتها على الانقسام ، وبعضها يبقى على قيد الحياة حتى الموت الطبيعي للجسم ، ولا ينقسم على الإطلاق.

تتكون دورة الخلية من الطور البيني والانقسام (الشكل 54).

الطور البيني- الفاصل الزمني لدورة الخلية بين قسمين. خلال الطور البيني بأكمله ، تكون الكروموسومات غير حلزونية ؛ فهي في نواة الخلية على شكل كروماتين. كقاعدة عامة ، يتكون الطور البيني من ثلاث فترات: ما قبل الاصطناعية ، والتركيبية ، وما بعد الاصطناعية.

فترة ما قبل التصنيع (G ،)- أطول جزء من الطور البيني. يمكن أن يستمر في أنواع مختلفة من الخلايا من 2 - 3 ساعات إلى عدة أيام. خلال هذه الفترة ، تنمو الخلية ، ويزداد عدد العضيات ، وتتراكم الطاقة والمواد من أجل مضاعفة الحمض النووي لاحقًا - خلال فترة Gj ، يتكون كل كروموسوم من كروماتيد واحد ، أي عدد الكروموسومات ( NS)والكروماتيدات (مع)اعواد الكبريت. مجموعة من الكروموسومات والكروموسومات

يمكن التعبير عن matid (جزيئات DNA) لخلية ثنائية الصبغيات في فترة G r من دورة الخلية عن طريق الكتابة 2p2s.

في الفترة التركيبية (S)يحدث تكرار الحمض النووي ، وكذلك تخليق البروتينات اللازمة للتكوين اللاحق للكروموسومات. الخامسفي نفس الفترة ، هناك مضاعفة المريكزات.

يسمى مضاعفة الحمض النووي تكرار.أثناء النسخ المتماثل ، تقوم إنزيمات خاصة بقطع شريطين من جزيء الحمض النووي الأصلي ، مما يؤدي إلى كسر الروابط الهيدروجينية بين النيوكليوتيدات التكميلية. ترتبط جزيئات بوليميراز الدنا ، الإنزيم الرئيسي للتكاثر ، بالسلاسل المنفصلة. ثم تبدأ جزيئات بوليميراز الدنا في التحرك على طول السلاسل الأصلية ، باستخدامها كقوالب ، وتصنيع سلاسل ابنة جديدة ، واختيار نيوكليوتيدات لها وفقًا لمبدأ التكامل (الشكل 55). على سبيل المثال ، إذا كان جزء من سلسلة الحمض النووي الأصل يحتوي على تسلسل نيوكليوتيد A C G T G A ، فسيكون لجزء من السلسلة الوليدة الشكل THCATsT. الخامسلذلك ، تتم الإشارة إلى النسخ المتماثل باسم تفاعلات تركيب المصفوفة. الخامسنتيجة للتكرار ، يتم تكوين جزيئين متطابقين من الحمض النووي مزدوج الشريطة الخامسيتضمن تكوين كل منها سلسلة واحدة من الجزيء الأصلي وسلسلة ابنة واحدة تم تصنيعها حديثًا.

بحلول نهاية الفترة S ، يتكون كل كروموسوم بالفعل من كروماتيدات شقيقة متطابقة ، متصلة ببعضها البعض في منطقة السنترومير. يصبح عدد الكروماتيدات في كل زوج من الكروموسومات المتماثلة مساوياً لأربعة. وبالتالي ، يتم التعبير عن مجموعة الكروموسومات والكروماتيدات لخلية ثنائية الصبغيات في نهاية الفترة S (أي بعد النسخ المتماثل) بالتدوين 2p4s.

فترة ما بعد التخليق (G 2)يحدث بعد تكرار الحمض النووي - في هذا الوقت ، تتراكم الخلية الطاقة وتوليف البروتينات من أجل الانقسام القادم (على سبيل المثال ، بروتين توبولين لبناء الأنابيب الدقيقة ، والتي تشكل لاحقًا مغزلًا انقسامًا). خلال فترة C 2 بأكملها ، تظل مجموعة الكروموسومات والكروماتيدات في الخلية دون تغيير - 2n4s.

ينتهي الطور البيني ويبدأ قطاع،ونتيجة لذلك تتشكل الخلايا الوليدة. أثناء الانقسام الفتيلي (الطريقة الرئيسية لانقسام الخلايا حقيقية النواة) ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة لكل كروموسوم عن بعضها البعض وتصل إلى خلايا ابنة مختلفة. وبالتالي ، فإن الخلايا الوليدة التي تدخل دورة خلوية جديدة لها مجموعة 2p2s.

وهكذا ، تغطي دورة الخلية الفاصل الزمني من ظهور الخلية إلى انقسامها الكامل إلى خليتين ابنتيتين وتشمل الطور البيني (فترات G r ، S- ، C 2) والانقسام (انظر الشكل 54). هذا التسلسل من فترات دورة الخلية هو سمة من سمات تقسيم الخلايا باستمرار ، على سبيل المثال ، لخلايا طبقة نمو البشرة ونخاع العظام الأحمر والغشاء المخاطي للجهاز الهضمي للحيوانات وخلايا من الأنسجة التعليمية للنباتات. يمكنهم المشاركة كل 12 إلى 36 ساعة.

على النقيض من ذلك ، فإن معظم خلايا الكائن متعدد الخلايا تأخذ مسار التخصص ، وبعد اجتياز جزء من فترة Gj ، يمكن أن تنتقل إلى ما يسمى فترة الراحة (Go-period).تؤدي الخلايا في فترة G n وظائفها المحددة في الجسم ، وتتم عمليات التمثيل الغذائي والطاقة فيها ، ولكن لا يوجد تحضير للتكرار. هذه الخلايا ، كقاعدة عامة ، تفقد قدرتها على الانقسام بشكل دائم. تشمل الأمثلة الخلايا العصبية وخلايا العدسة وغيرها الكثير.

ومع ذلك ، فإن بعض الخلايا في فترة Gn (على سبيل المثال ، الكريات البيض وخلايا الكبد) يمكن أن تتركها وتستمر في دورة الخلية ، مروراً بجميع فترات الطور البيني والانقسام. لذلك ، يمكن لخلايا الكبد أن تكتسب مرة أخرى القدرة على الانقسام بعد بضعة أشهر في فترة خمول.

موت الخلية.تتم مواجهة موت (موت) الخلايا الفردية أو مجموعاتها باستمرار في الكائنات متعددة الخلايا ، وكذلك موت الكائنات أحادية الخلية. يمكن تقسيم موت الخلية إلى فئتين: نخر (من اليونانية. نخر- ميت) وموت الخلايا المبرمج ، والذي يطلق عليه غالبًا موت الخلايا المبرمج أو حتى انتحار الخلايا.

التنخر- موت الخلايا والأنسجة في الكائن الحي الناجم عن تأثير العوامل الضارة. يمكن أن تكون أسباب النخر هي التعرض لدرجات حرارة عالية ومنخفضة ، والإشعاع المؤين ، والمواد الكيميائية المختلفة (بما في ذلك السموم التي تطلقها مسببات الأمراض). لوحظ موت الخلايا الميتة أيضًا نتيجة تلفها الميكانيكي ، وتعطل إمدادات الدم وتعصيب الأنسجة ، في حالة ردود الفعل التحسسية.

في الخلايا التالفة ، تتعطل نفاذية الغشاء ، ويتوقف تخليق البروتين ، وتتوقف عمليات التمثيل الغذائي الأخرى ، ويحدث تدمير للنواة ، والعضيات ، وأخيراً ، تحدث الخلية بأكملها. تتمثل إحدى سمات النخر في أن مجموعات كاملة من الخلايا تتعرض لمثل هذا الموت (على سبيل المثال ، في احتشاء عضلة القلب ، يموت جزء من عضلة القلب يحتوي على العديد من الخلايا بسبب توقف إمداد الأكسجين). عادة ، يتم مهاجمة الخلايا المحتضرة بواسطة الكريات البيض ، ويتطور تفاعل التهابي في منطقة النخر.

موت الخلايا المبرمج- موت الخلايا المبرمج الذي ينظمه الجسم. أثناء نمو وعمل الكائن الحي ، تموت بعض خلاياه دون ضرر مباشر. تحدث هذه العملية في جميع مراحل حياة الكائن الحي ، حتى خلال الفترة الجنينية.

يحدث أيضًا موت الخلايا المخطط له في الكائن البالغ. الملايين من الوفيات هي خلايا الدم والبشرة والأغشية المخاطية في الجهاز الهضمي ، وما إلى ذلك. بعد الإباضة ، يموت جزء من خلايا جريبات المبيض ، بعد الرضاعة - خلايا الغدة الثديية. في جسم شخص بالغ ، تموت 50-70 مليار خلية كل يوم نتيجة موت الخلايا المبرمج. أثناء موت الخلايا المبرمج ، تتفكك الخلية إلى أجزاء منفصلة محاطة بالبلازما. عادة ، يتم امتصاص أجزاء من الخلايا الميتة بواسطة الكريات البيض أو الخلايا المجاورة دون إثارة استجابة التهابية. يتم توفير تجديد الخلايا المفقودة عن طريق الانقسام.

وهكذا ، فإن موت الخلايا المبرمج يقطع اللانهاية من انقسامات الخلايا. من "ولادتها" إلى موت الخلايا المبرمج ، تخضع الخلايا لعدد معين من دورات الخلية الطبيعية. بعد كل منها ، تنتقل الخلية إما إلى دورة خلوية جديدة أو إلى موت الخلايا المبرمج.

1. ما هي دورة الخلية؟

2. ما يسمى الطور البيني؟ ما الأحداث الرئيسية التي تحدث في فترات G r و S و O 2 من الطور البيني؟

3. ما هي الخلايا التي تتميز G 0 -nepnofl؟ ماذا يحدث خلال هذه الفترة؟

4. كيف يتم إجراء استنساخ الحمض النووي؟

5. هل جزيئات الحمض النووي التي تشكل الكروموسومات المتماثلة هي نفسها؟ تكوين الكروماتيدات الشقيقة؟ لماذا ا؟

6. ما هو النخر؟ موت الخلايا المبرمج؟ ما هي أوجه التشابه والاختلاف بين النخر والاستماتة؟

7. ما هي أهمية موت الخلايا المبرمج في حياة الكائنات متعددة الخلايا؟

8. لماذا تعتقد أن الحمض النووي هو الحارس الرئيسي للمعلومات الوراثية في الغالبية العظمى من الكائنات الحية ، وأن الحمض النووي الريبي يؤدي وظائف مساعدة فقط؟

الفصل 1. المكونات الكيميائية للكائنات الحية

§ 1. محتوى العناصر الكيميائية في الجسم. الماكرو والعناصر الدقيقة
§ 2. المركبات الكيميائية في الكائنات الحية. مواد غير عضوية

الفصل 2. الخلية - الوحدة الهيكلية والوظيفية للكائنات الحية

§ 10. تاريخ اكتشاف الخلية. إنشاء نظرية الخلية
§ 15. الشبكة الإندوبلازمية. مجمع جولجي. الجسيمات المحللة

الفصل 3. التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة في الجسم

§ 24. الخصائص العامة لعملية التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة

الفصل 4. التنظيم الهيكلي وتنظيم الوظائف في الكائنات الحية

نمو جسم الإنسانبسبب زيادة حجم وعدد الخلايا ، بينما يتم توفير هذا الأخير من خلال عملية الانقسام أو الانقسام. يحدث تكاثر الخلايا تحت تأثير عوامل النمو خارج الخلية ، والخلايا نفسها تمر عبر سلسلة متكررة من الأحداث المعروفة باسم دورة الخلية.

هناك أربعة رئيسية مرحلة: G1 (اصطناعي) ، S (اصطناعي) ، G2 (بعد اصطناعي) و M (انقسامي). يتبع ذلك فصل السيتوبلازم عن غشاء البلازما ، مما ينتج عنه خليتان ابنتيتان متطابقتان. تعد المراحل Gl و S و G2 جزءًا من الطور البيني. يحدث تكاثر الكروموسوم خلال المرحلة الاصطناعية ، أو المرحلة S.
غالبية الخلايالا يخضع للانقسام النشط ، يتم قمع نشاطهم الانقسامي أثناء مرحلة GO ، والتي تعد جزءًا من المرحلة G1.

مدة المرحلة M.من 30 إلى 60 دقيقة ، بينما تستغرق الدورة الخلوية بأكملها حوالي 20 ساعة. اعتمادًا على العمر ، تخضع الخلايا البشرية الطبيعية (غير الورمية) لما يصل إلى 80 دورة انقسامية.

العمليات دورة الخليةيتم التحكم فيها عن طريق التنشيط المتكرر المتسلسل وتعطيل الإنزيمات الرئيسية المسماة كينازات البروتين المعتمدة على السيدين (CPK) ، بالإضافة إلى عواملها المساعدة ، الأعاصير. في هذه الحالة ، تحت تأثير الفوسفوكينازات والفوسفاتازات ، تحدث الفسفرة ونزع الفسفرة لمجمعات cyclin-CZK الخاصة المسؤولة عن بداية مراحل معينة من الدورة.

بالإضافة إلى ذلك ، في المقابل مراحل مشابهة لبروتينات CGKتسبب ضغط الكروموسومات ، وتمزق الغلاف النووي وإعادة تنظيم الأنابيب الدقيقة للهيكل الخلوي من أجل تكوين مغزل انقسام (المغزل الانقسامي).

G1- المرحلة من دورة الخلية

G1- المرحلة- مرحلة وسيطة بين المرحلتين M و S ، حيث تحدث زيادة في كمية السيتوبلازم. بالإضافة إلى ذلك ، في نهاية المرحلة G1 ، توجد نقطة التفتيش الأولى ، حيث يتم إصلاح الحمض النووي ويتم فحص الظروف البيئية (ما إذا كانت مواتية بدرجة كافية للانتقال إلى المرحلة S).

في حاله النووي الحمض النوويالتالف ، يزداد نشاط البروتين p53 ، مما يحفز نسخ p21. يرتبط الأخير بمركب cyclin-CZK محدد ، وهو المسؤول عن نقل الخلية إلى المرحلة S ، ويمنع انقسامها في مرحلة Gl-phase. هذا يسمح للإنزيمات الإصلاحية لإصلاح أجزاء الحمض النووي التالفة.

عندما تحدث الأمراض تكرار البروتين p53 للحمض النووي المعيبيستمر ، مما يسمح للخلايا المنقسمة بتراكم الطفرات ويساهم في تطوير عمليات الورم. هذا هو السبب في أن p53 يُطلق عليه غالبًا "حارس الجينوم".

G0- طور دورة الخلية

لا يمكن تكاثر الخلايا في الثدييات إلا بمشاركة تلك التي تفرزها الخلايا الأخرى عوامل النمو خارج الخلية، والتي تمارس تأثيرها من خلال نقل الإشارات المتسلسلة للجينات البروتونية. إذا لم تستقبل الخلية خلال المرحلة G1 الإشارات المقابلة ، فإنها تترك دورة الخلية وتنتقل إلى حالة G0 ، والتي يمكن أن تكون لعدة سنوات.

تحدث كتلة G0 بمساعدة البروتينات المثبطة للانقسام ، أحدها بروتين الورم الأرومي الشبكي(بروتين Rb) المشفر بواسطة الأليلات الطبيعية لجين الورم الأرومي الشبكي. يرتبط هذا البروتين بالبروتينات التنظيمية المائلة ، مما يمنع تحفيز نسخ الجينات اللازمة لتكاثر الخلايا.

عوامل النمو خارج الخلية تدمر الكتلة عن طريق التنشيط مجمعات cyclin-CZK الخاصة بـ Gl، والتي تؤدي إلى فسفرة بروتين Rb وتغيير شكله ، مما يؤدي إلى كسر الرابطة مع البروتينات المنظمة. في هذه الحالة ، يقوم الأخير بتنشيط نسخ الجينات المشفرة بواسطتها ، مما يؤدي إلى عملية التكاثر.

المرحلة S من دورة الخلية

الكمية القياسية مزدوج DNA تقطعت بهم السبلفي كل خلية ، عادةً ما يتم تعيين المجموعة ثنائية الصبغية المقابلة للكروموسومات أحادية السلسلة على أنها 2C. تستمر مجموعة 2C خلال المرحلة G1 وتتضاعف (4C) خلال المرحلة S ، عندما يتم تصنيع الحمض النووي الصبغي الجديد.

ابتداء من النهاية مراحل S.وحتى المرحلة M (بما في ذلك المرحلة G2) ، يحتوي كل كروموسوم مرئي على جزيئين من الحمض النووي المرتبطين بإحكام يسمى الكروماتيدات الشقيقة. وهكذا ، في الخلايا البشرية ، من نهاية المرحلة S إلى منتصف الطور M ، يوجد 23 زوجًا من الكروموسومات (46 وحدة مرئية) ، ولكن 4C (92) حلزون مزدوج من الحمض النووي.

خلال الانقسام المتساويهناك توزيع لنفس مجموعات الكروموسومات على خليتين ابنتيتين بحيث تحتوي كل واحدة منهما على 23 زوجًا من جزيئات 2C-DNA. تجدر الإشارة إلى أن المرحلتين G1 و G0 هما المرحلتان الوحيدتان في دورة الخلية ، حيث تتوافق مجموعة 2C من جزيئات الحمض النووي مع 46 كروموسومًا في الخلايا.

G2- المرحلة من دورة الخلية

الثاني نقطة فحص، التي يتم فيها فحص حجم الخلية ، في نهاية المرحلة G2 ، وتقع بين المرحلة S والانقسام. بالإضافة إلى ذلك ، في هذه المرحلة ، قبل الشروع في الانقسام ، يتم التحقق من اكتمال النسخ المتماثل وسلامة الحمض النووي. الانقسام (M- المرحلة)

1. الطور الأول... تبدأ الكروموسومات ، التي يتكون كل منها من كروماتيدات متطابقة ، في التكاثف وتصبح مرئية داخل النواة. في القطبين المعاكسين للخلية ، يبدأ جهاز يشبه المغزل في التكوين من ألياف التوبولين حول اثنين من الجسيمات المركزية.

2. بروميثافيز... يحدث فصل الغشاء النووي. تتشكل Kinetochores حول السنتروميرات الكروموسومية. تخترق ألياف التوبولين النواة وتتركز بالقرب من الحركية ، وتربطها بالألياف المنبثقة من الجسيم المركزي.

3. الطورية... يجبر التوتر على الألياف الكروموسومات على الاصطفاف في منتصف الطريق بين أقطاب المغزل ، وبالتالي تشكيل لوحة الطور.

4. طور... يتم تكرار الحمض النووي المركزي المنقسم بين الكروماتيدات الشقيقة ، وتنفصل الكروماتيدات وتتباعد بالقرب من القطبين.

5. Telophase... تصل الكروماتيدات الشقيقة المنفصلة (والتي تعتبر من الآن فصاعدًا كروموسومات) إلى القطبين. يظهر غشاء نووي حول كل مجموعة. يتبدد الكروماتين المكثف وتتشكل النوى.

6. يظهر... يتقلص غشاء الخلية ويتشكل أخدود انقسام في المنتصف بين القطبين ، والذي يفصل في النهاية الخليتين الوليدين.

دورة الجسيم المركزي

في وقت المرحلة G1يوجد فصل بين زوج من المريكزات مرتبط بكل جسيم مركزي. خلال مرحلتي S و G2 ، يتم تشكيل مريكز ابنة جديدة على يمين المريكزات القديمة. في بداية المرحلة M ، ينقسم الجسيم المركزي ، يتباعد اثنان من الأبراج المركزية إلى أقطاب الخلية.

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

دورة الخلية- هذه هي فترة وجود الخلية من لحظة تكوينها عن طريق انقسام الخلية الأم إلى انقسامها أو موتها.

مدة دورة الخلية حقيقية النواة

يختلف طول دورة الخلية من خلية إلى أخرى. يمكن لخلايا التكاثر السريع للكائنات البالغة ، مثل الخلايا المكونة للدم أو الخلايا القاعدية للبشرة والأمعاء الدقيقة ، أن تدخل دورة الخلية كل 12 إلى 36 ساعة. ويلاحظ وجود دورات خلوية قصيرة (حوالي 30 دقيقة) أثناء الانقسام السريع لبيض شوكيات الجلد والبرمائيات والحيوانات الأخرى. في ظل الظروف التجريبية ، يكون للعديد من خطوط زراعة الخلايا دورة خلية قصيرة (حوالي 20 ساعة). في معظم الخلايا التي تنقسم بنشاط ، تكون الفترة الزمنية بين الخلايا المخففة حوالي 10-24 ساعة.

مراحل دورة الخلية حقيقية النواة

تتكون دورة الخلية حقيقية النواة من فترتين:

فترة نمو الخلية ، تسمى "الطور البيني" ، يتم خلالها تصنيع الحمض النووي والبروتينات والتحضير لانقسام الخلية.
فترة انقسام الخلايا ، تسمى "المرحلة M" (من كلمة الانقسام - الانقسام).

يتكون الطور البيني من عدة فترات:

G 1 -phase (من اللغة الإنجليزية. الفارق- الفاصل الزمني) ، أو مرحلة النمو الأولي ، والتي يتم خلالها توليف mRNA والبروتينات والمكونات الخلوية الأخرى ؛
مراحل S (من اللغة الإنجليزية. نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة- التوليف) ، حيث يتم تكرار الحمض النووي لنواة الخلية ، كما يحدث مضاعفة المريكزات (إذا كانت موجودة بالطبع).
المرحلة G 2 ، والتي يتم خلالها التحضير للانقسام.

قد تفتقر الخلايا المتمايزة التي لم تعد تنقسم إلى مرحلة G 1 في دورة الخلية. هذه الخلايا في مرحلة الراحة G 0.

تتضمن فترة انقسام الخلية (المرحلة M) مرحلتين:

karyokinesis (انقسام نواة الخلية) ؛
الحركية الخلوية (تقسيم السيتوبلازم).

في المقابل ، ينقسم الانقسام إلى خمس مراحل.

يعتمد وصف انقسام الخلية على بيانات الفحص المجهري الضوئي بالاشتراك مع ميكروسينما وعلى نتائج الفحص المجهري الضوئي والإلكتروني للخلايا الثابتة والملطخة.

تنظيم دورة الخلية

يتم تنفيذ التسلسل المنتظم للتغييرات في فترات دورة الخلية أثناء تفاعل البروتينات مثل الكينازات والأعاصير المعتمدة على السيكلن. يمكن أن تدخل الخلايا في مرحلة G 0 دورة الخلية عند تعرضها لعوامل النمو. ترتبط عوامل النمو المختلفة ، مثل عوامل نمو الصفائح الدموية والبشرة والأعصاب ، بمستقبلاتها وتؤدي إلى سلسلة إشارات داخل الخلايا ، مما يؤدي في النهاية إلى نسخ الجينات للأعاصير والكينازات المعتمدة على السيكلين. تصبح الكينازات المعتمدة على Cyclin نشطة فقط عند التفاعل مع الأعاصير المقابلة. يتغير محتوى الأعاصير المختلفة في الخلية طوال دورة الخلية بأكملها. Cyclin هو مكون تنظيمي لمركب كيناز المعتمد على cyclin-cyclin. كيناز هو المكون الحفاز لهذا المركب. كينازات غير نشطة بدون الأعاصير. يتم تصنيع الأعاصير المختلفة في مراحل مختلفة من دورة الخلية. وهكذا ، يصل محتوى cyclin B في بويضات الضفادع إلى الحد الأقصى بحلول وقت الانقسام ، عندما يتم بدء السلسلة الكاملة من تفاعلات الفسفرة المحفزة بواسطة مركب كيناز المعتمد على cyclin-B / cyclin. بحلول نهاية الانقسام ، يتحلل السيكلين بسرعة بواسطة البروتينات.

نقاط تفتيش دورة الخلية

لتحديد نهاية كل مرحلة من مراحل دورة الخلية ، من الضروري وجود نقاط تفتيش فيها. إذا "تجاوزت" الخلية نقطة التفتيش ، فإنها تستمر في "التحرك" على طول دورة الخلية. إذا كانت بعض الظروف ، على سبيل المثال ، تلف الحمض النووي ، تمنع الخلية من المرور عبر نقطة التفتيش ، والتي يمكن مقارنتها بنوع من نقاط التفتيش ، عندها تتوقف الخلية ولا تحدث مرحلة أخرى من دورة الخلية ، على الأقل حتى يتم التخلص من العوائق التي منع القفص من المرور عبر الحاجز. هناك ما لا يقل عن أربع نقاط تفتيش لدورة الخلية: نقطة في G1 حيث يتم فحص الحمض النووي للتأكد من سلامة الحمض النووي قبل الدخول إلى المرحلة S ، ونقطة تفتيش في المرحلة S ، حيث يتم فحص النسخ المتماثل الصحيح للحمض النووي ، ونقطة تفتيش في G2 ، حيث يتم فقدان الآفات. تم التحقق منه عند اجتياز نقاط التفتيش السابقة ، أو الحصول عليه في مراحل لاحقة من دورة الخلية. في المرحلة G2 ، يتم الكشف عن اكتمال تكرار الحمض النووي ، ولا تدخل الخلايا التي يكون الحمض النووي فيها أقل من النسخ المتماثل في الانقسام. عند نقطة التحكم في مجموعة مغزل الانشطار ، يتم التحقق مما إذا كانت جميع الحركات الحركية متصلة بالأنابيب الدقيقة.

اضطرابات الدورة الخلوية وتشكيل الورم

يعد اضطراب التنظيم الطبيعي لدورة الخلية سبب ظهور معظم الأورام الصلبة. في دورة الخلية ، كما ذكرنا سابقًا ، لا يمكن عبور نقاط التفتيش إلا في حالة الإكمال الطبيعي للمراحل السابقة وغياب الأعطال. تتميز الخلايا السرطانية بالتغيرات في مكونات نقاط التفتيش لدورة الخلية. لوحظ خلل في بعض مثبطات الأورام والجينات البروتونية ، ولا سيما p53 و pRb و Myc و Ras ، عند تعطيل نقاط فحص دورة الخلية. يعد البروتين p53 أحد عوامل النسخ التي تبدأ في تكوين بروتين p21 ، وهو مثبط لمركب CDK-cyclin ، مما يؤدي إلى إيقاف دورة الخلية في الفترتين G1 و G2. وبالتالي ، فإن الخلية ذات الحمض النووي التالف لا تدخل المرحلة S. مع الطفرات التي تؤدي إلى فقدان جينات البروتين p53 ، أو تغيرها ، لا يحدث حصار لدورة الخلية ، تدخل الخلايا الانقسام ، مما يؤدي إلى ظهور الخلايا الطافرة ، ومعظمها غير قابل للحياة ، والأخرى تعطي ترتفع إلى الخلايا الخبيثة.

اكتب مراجعة عن مقال "دورة الخلية"

المؤلفات

، Kolman Y. ، Rem K. ، Wirth Y. ، (2000). "الكيمياء الحيوية المرئية" ،
شينتسوف يوس ، (2004). "مقدمة في بيولوجيا الخلية". م: ICC "Akademkniga"
Kopnin B.P. ، "آليات عمل الجينات المسرطنة ومثبطات الأورام"

الروابط

دورة الخلية

المراحل





مراحل أخرى

المنظمين

مقتطف من دورة الخلية

”سكان موسكو!
مصائبك قاسية ، لكن جلالة الإمبراطور والملك يريدان إيقافها. علمتك الأمثلة المخيفة كيف يعاقب العصيان والجريمة. وقد تم اتخاذ إجراءات صارمة لإنهاء الفوضى واستعادة الأمن العام. الإدارة الأبوية ، المختارة من بينكم ، ستكون بلديتك أو حكومة مدينتك. سيهتم بك وباحتياجاتك ومصلحتك. يتميز أعضاء هذا بشريط أحمر يتم ارتداؤه فوق الكتف ، وسيكون على رأس المدينة حزام أبيض فوقه. لكن ، باستثناء وقت مكتبهم ، سيكون لديهم شريط أحمر فقط حول ذراعهم اليسرى.
تم إنشاء شرطة المدينة على أساس الموقف السابق ، ومن خلال نشاطها يوجد نظام أفضل. عينت الحكومة مفوضين عامين ، أو رؤساء شرطة ، وعشرين مفوضًا ، أو محضرين خاصين ، تم تعيينهم في جميع أنحاء المدينة. سوف تتعرف عليهم من خلال الشريط الأبيض الذي سيرتديه حول ذراعهم اليسرى. بعض الكنائس من طوائف مختلفة مفتوحة ، وتؤدى فيها الخدمات الإلهية بحرية. يعود إخوانك المواطنون يوميًا إلى ديارهم ، وصدرت أوامر بالعثور على المساعدة والحماية في نفوسهم ، تليها المصائب. هذه هي الوسائل التي استخدمتها الحكومة لاستعادة النظام وتخفيف وضعك ؛ ولكن من أجل تحقيق ذلك ، عليك أن تتضافر جهودك معه ، حتى تنسى ، إن أمكن ، مصائبك التي تحملتها ، واستسلمت للأمل في مصير ليس بهذه القسوة ، كنت واثقًا من أن موتك المخزي الذي لا مفر منه. ينتظر أولئك الذين يجرؤون على أشخاصك وممتلكاتك المتبقية ، وفي النهاية لم يشكوا في الحفاظ عليها ، فهذه هي إرادة أعظم الملوك وأكثرهم إنصافًا. جنود وسكان ، مهما كانت أمة أنتم! استعدوا ثقة الجمهور ، مصدر سعادة الدولة ، عشوا كالأخوة ، قدموا المساعدة والرعاية لبعضكم البعض ، اتحدوا لدحض نوايا الشرير ، طاعة السلطات العسكرية والمدنية ، وقريباً ستتوقف دموعكم عن التدفق ".
فيما يتعلق بالغذاء للقوات ، أمر نابليون جميع القوات بالتناوب للذهاب إلى موسكو a la maraude [نهب] لشراء الطعام لأنفسهم ، بحيث يتم توفير الجيش بهذه الطريقة في المستقبل.
دينيا ، أمر نابليون رامينير ليه بابيس [بإعادة الكهنة] واستئناف الخدمة في الكنائس.
من الناحية التجارية وطعام الجيش ، تم تعليق ما يلي في كل مكان:
إعلان
"أنتم ، تهدئوا سكان موسكو ، والحرفيين والعمال ، الذين أخرجتهم المحن من المدينة ، وأنتم المزارعون المشتتون ، الذين لا يزالون يتراجعون في الحقول بسبب الخوف الذي لا أساس له! يعود الصمت إلى هذه العاصمة بالذات ، ويعاد النظام فيها. يخرج أبناء وطنك بجرأة من ملاجئهم ، ويرون أنهم محترمون. يعاقب على الفور أي عنف يرتكب ضدهم وضد ممتلكاتهم. جلالة الإمبراطور والملك يحميهم ومن بينكم لا يحترم أعداءه إلا من يعصي أوامره. يريد أن ينهي مصائبك ويعيدك إلى محاكمك وعائلتك. تطابق نواياه الخيرية وتعال إلينا دون أي خطر. سكان! عد إلى منازلك بثقة: ستجد قريبًا طرقًا لتلبية احتياجاتك! الحرفيين والحرفيين المجتهدين! عد إلى الحرف اليدوية الخاصة بك: المنازل والمتاجر وحراس الأمن في انتظارك ، وستحصل على المبلغ الذي تستحقه مقابل عملك! وأخيرًا ، أيها الفلاحون ، تغادر الغابة ، حيث تختبئ من الرعب ، وتعود دون خوف إلى أكواخك ، مع التأكيد الدقيق أنك ستجد الحماية. تم إنشاء المخازن في المدينة ، حيث يمكن للفلاحين جلب مخزونهم الفائض ونباتات الأرض. اتخذت الحكومة الإجراءات التالية لضمان بيعها مجانًا: 1) اعتبارًا من هذا التاريخ ، يمكن للفلاحين والمزارعين ومن يعيشون بالقرب من موسكو إحضار إمداداتهم بأمان إلى المدينة ، من أي نوع ، في سقيفتين مخصصتين للتخزين ، أي في موخوفايا وأخوتني رياض. 2) يتم شراء هذه المواد الغذائية منهم بالسعر الذي يتفق عليه البائع والمشتري. أما إذا لم يحصل البائع على السعر العادل الذي طلبه ، فسيكون له الحرية في إعادته إلى قريته ، حيث لا يمكن لأحد أن يعرقله تحت أي ذريعة. 3) يتم جدولة يومي الأحد والأربعاء أسبوعيًا في أيام التداول الكبيرة ؛ لماذا سيتم نشر عدد كافٍ من القوات يومي الثلاثاء والسبت على جميع الطرق الرئيسية ، ما يكفي خارج المدينة للدفاع عن تلك العربات. 4) سيتم اتخاذ مثل هذه الإجراءات حتى لا يواجه الفلاحون بعرباتهم وخيولهم عقبات في طريق العودة. 5) على الفور سيتم استخدام الأموال لاستعادة التداول العادي. يا أبناء المدن والقرى وأنتم أيها العمال والحرفيون أيا كانت أمة أنتم! أنت مدعو لتحقيق النوايا الأبوية لصاحب الجلالة الإمبراطور والملك والمساهمة معه في الرفاهية العامة. اجلب الاحترام والثقة عند قدميه ولا تتردد في الانضمام إلينا! "
فيما يتعلق برفع روح الجيش والشعب ، كانت المراجعات مستمرة ، وتم توزيع الجوائز. كان الإمبراطور يمتطي صهوة الجياد في الشوارع ويواسي السكان ؛ وعلى الرغم من كل الانشغال بشؤون الدولة ، فقد قام بنفسه بزيارة المسارح المنشأة بأمره.
فيما يتعلق بالصدقة ، أفضل شجاعة للرؤساء المتوجين ، فعل نابليون أيضًا كل ما يعتمد عليه. في المؤسسات الخيرية ، أمر بتدوين Maison de ma mere [بيت أمي] ، الذي يجمع بهذا الفعل شعور الأبناء الرقيق مع عظمة فضيلة الملك. زار دار الأيتام ، وأعطى الأيتام الذين أنقذهم لتقبيل يديه البيضاء ، وتحدث بلطف مع توتولمين. ثم ، وفقًا للعرض البليغ الذي قدمه تيير ، أمر بتوزيع رواتب قواته مع الروس ، التي حصل عليها من قبله ، بأموال مزورة. ذات الصلة بالموضوع "emploi de ces moyens par un acte digue de lui et de l" armee Francaise، il fit الموزع des secours aux incendies. يمكنك الاستمتاع بالحياة والأجواء الجاهزة من أجل الحصول على أحدث المنتجات ، مثل نابليون يهدف إلى الحصول على أربعة أقنعة من الورق المقوى بالروبل. [رفع استخدام هذه الإجراءات في عمل يليق به وبالجيش الفرنسي ، وأمر بتوزيع الفوائد على المنهكين. ولكن نظرًا لأن الإمدادات الغذائية كانت باهظة الثمن للغاية بحيث لا يمكن تقديمها لشعب أرض أجنبية ومعادية في معظمها ، فقد اعتقد نابليون أنه من الأفضل منحهم المال حتى يتمكنوا من الحصول على طعامهم على الجانب ؛ وأمرهم بالحصول على روبل ورقي.]

يعتمد تكاثر الكائنات الحية وتطورها ، ونقل المعلومات الوراثية ، والتجديد على انقسام الخلايا. الخلية على هذا النحو موجودة فقط في الفاصل الزمني بين الأقسام.

فترة وجود الخلية من لحظة تكوينها عن طريق انقسام الخلية الأم (أي ، يتم تضمين الانقسام نفسه أيضًا في هذه الفترة) حتى تسمى لحظة انقسامها أو موتها مهم للغايةأو دورة الخلية.

تنقسم دورة حياة الخلية إلى عدة مراحل:

مرحلة الانقسام (هذه المرحلة عندما يحدث الانقسام الانقسامي) ؛
مرحلة النمو (مباشرة بعد الانقسام ، يبدأ نمو الخلايا ، ويزداد حجمها ويصل إلى حجم معين) ؛
مرحلة الراحة (في هذه المرحلة ، لم يتم تحديد مصير الخلية في المستقبل بعد: يمكن للخلية أن تبدأ في الاستعداد للانقسام ، أو تتبع مسار التخصص) ؛
مرحلة التفاضل (التخصص) (يحدث في نهاية مرحلة النمو - في هذا الوقت تتلقى الخلية بعض الميزات الهيكلية والوظيفية) ؛
مرحلة النضج (فترة عمل الخلية ، أداء وظائف معينة ، حسب التخصص) ؛
مرحلة الشيخوخة (فترة إضعاف الوظائف الحيوية للخلية والتي تنتهي بانقسامها أو موتها).

تختلف مدة دورة الخلية وعدد المراحل المضمنة فيها في الخلايا. على سبيل المثال ، خلايا النسيج العصبي بعد نهاية الفترة الجنينية تتوقف عن الانقسام وتعمل طوال حياة الكائن الحي ، ثم تموت. مثال آخر هو خلايا الجنين. في مرحلة التكسير ، بعد الانتهاء من تقسيم واحد ، ينتقلون على الفور إلى المرحلة التالية ، متجاوزين في نفس الوقت جميع المراحل الأخرى.

هناك الطرق التالية لتقسيم الخلايا:

الانقسام أو الحركة الحركية - التقسيم غير المباشر
الانقسام الاختزالي أو قسم الاختزال - الانقسام ، وهو ما يميز مرحلة نضوج الخلايا الجرثومية أو تكوين الأبواغ في نباتات البوغ الأعلى.

الانقسام المتساوي هو عملية مستمرة ، ونتيجة لذلك ، يوجد أولاً مضاعفة ، ثم توزيع متساوٍ للمواد الوراثية بين الخلايا الوليدة. نتيجة للانقسام الفتيلي ، تظهر خليتان ، تحتوي كل منهما على العديد من الكروموسومات التي كانت موجودة في الخلية الأم. لأن تنشأ كروموسومات الخلايا الوليدة من كروموسومات الأم باستخدام تكرار دقيق للحمض النووي ، تمتلك جيناتها نفس المعلومات الوراثية تمامًا. خلايا الابنة متطابقة وراثيا مع الخلية الأم.
وبالتالي ، أثناء الانقسام الفتيلي ، يحدث نقل دقيق للمعلومات الوراثية من الخلايا الأبوية إلى الخلايا البنت. يزداد عدد الخلايا في الجسم نتيجة الانقسام الفتيلي ، وهو أحد آليات النمو الرئيسية. يجب أن نتذكر أن الخلايا ذات الكروموسومات المختلفة يمكن أن تنقسم عن طريق الانقسام - ليس فقط ثنائي الصبغيات (الخلايا الجسدية لمعظم الحيوانات) ، ولكن أيضًا أحادي الصيغة الصبغية (العديد من الطحالب والنباتات المشيمية للنباتات العليا) أو ثلاثي الصبغيات (كاسيات البذور السويداء) أو متعدد الصبغيات.

هناك العديد من أنواع النباتات والحيوانات التي تتكاثر لاجنسيًا من خلال انقسام خلية انقسامية واحدة فقط ، أي الانقسام يكمن وراء التكاثر اللاجنسي. بفضل الانقسام ، يتم استبدال الخلايا وتجديد الأجزاء المفقودة من الجسم ، والتي تكون دائمًا موجودة بدرجة أو بأخرى في جميع الكائنات متعددة الخلايا. يستمر انقسام الخلايا الانقسامية تحت سيطرة وراثية كاملة. الانقسام الخيطي هو حدث مركزي في دورة الخلية الانقسامية.

دورة الانقسام - مجموعة من الأحداث المترابطة والمحددة زمنياً والتي تحدث أثناء تحضير الخلية للانقسام وأثناء انقسام الخلية نفسها. في الكائنات الحية المختلفة ، يمكن أن تختلف مدة الدورة الانقسامية بشكل كبير. تم العثور على أقصر الدورات الانقسامية في شق بيض بعض الحيوانات (على سبيل المثال ، في سمكة ذهبية ، تحدث الانقسامات الأولى كل 20 دقيقة). المدة الأكثر شيوعًا للدورات الانقسامية هي 18-20 ساعة. هناك أيضًا دورات تستمر عدة أيام. حتى في الأعضاء والأنسجة المختلفة لكائن حي واحد ، يمكن أن تكون مدة الدورة الانقسامية مختلفة. على سبيل المثال ، في الفئران ، تنقسم خلايا النسيج الظهاري للاثني عشر كل 11 ساعة ، وتنقسم الصائم كل 19 ساعة ، وفي قرنية العين كل 3 أيام.

ما هي العوامل التي تحفز الخلية على الانقسام الفتيلي غير معروفة للعلماء. هناك افتراض بأن الدور الرئيسي هنا تلعبه النسبة النووية السيتوبلازمية (نسبة أحجام النواة والسيتوبلازم). هناك أيضًا أدلة على أن الخلايا المحتضرة تنتج مواد يمكن أن تحفز انقسام الخلايا.

في الدورة الانقسامية ، هناك حدثان رئيسيان مميزان: الطور البيني ونفسها قطاع .

تتشكل الخلايا الجديدة في عمليتين متتاليتين:

الانقسام ، مما يؤدي إلى مضاعفة النواة ؛
الحركية الخلوية - انقسام السيتوبلازم ، حيث تظهر خليتان ابنتان ، تحتوي كل منهما على نواة ابنة واحدة.

يستغرق الانقسام الخلوي نفسه عادة من 1-3 ساعات ، لذلك فإن الجزء الرئيسي من حياة الخلية يحدث في الطور البيني. الطور البيني يسمى الفاصل الزمني بين قسمين من الخلايا.عادة ما تصل مدة الطور البيني إلى 90٪ من دورة الخلية بأكملها. يتكون الطور البيني من ثلاث فترات: اصطناعي أو G 1 ، اصطناعي أو S و بوستنثيتيك أو G 2.

ما قبل التصنيع الفترة هي أطول فترة بين الطور ، وتتراوح مدتها من 10 ساعات إلى عدة أيام. مباشرة بعد الانقسام ، تتم استعادة ميزات تنظيم الخلية البينية: اكتمال تكوين النواة ، يحدث تخليق مكثف للبروتينات في السيتوبلازم ، مما يؤدي إلى زيادة كتلة الخلايا ، مخزون من سلائف الحمض النووي هو تشكلت ، الإنزيمات التي تحفز تفاعل تكرار الحمض النووي ، إلخ. أولئك. في فترة ما قبل التصنيع ، هناك عمليات تحضير للفترة التالية من الطور البيني - المرحلة الاصطناعية.

مدة اصطناعي قد تختلف الفترة: في البكتيريا هي عدة دقائق ، في خلايا الثدييات يمكن أن تصل إلى 6-12 ساعة. في الفترة التركيبية ، تحدث مضاعفة جزيئات الحمض النووي - الحدث الرئيسي في الطور البيني. في هذه الحالة ، يصبح كل كروموسوم ثنائي كروماتيد ، ولا يتغير عددهم. بالتزامن مع تكرار الحمض النووي في السيتوبلازم ، تحدث عملية مكثفة لتخليق البروتينات التي تشكل الكروموسومات.

على الرغم من حقيقة أن الفترة G 2 تسمى بوستنثيتيك ، تستمر عمليات التوليف في هذه المرحلة من الطور البيني. يطلق عليه ما بعد التخليق فقط لأنه يبدأ بعد نهاية عملية تخليق الحمض النووي (النسخ المتماثل). إذا تم تنفيذ النمو والتحضير لتخليق الحمض النووي في فترة ما قبل التصنيع ، فسيتم تحضير الخلية في فترة ما بعد التصنيع للانقسام ، والتي تتميز أيضًا بعمليات تخليق مكثفة. خلال هذه الفترة ، تستمر عملية تخليق البروتينات التي تتكون منها الكروموسومات ؛ يتم تصنيع المواد النشطة والإنزيمات اللازمة لضمان عملية انقسام الخلايا ؛ يبدأ تصاعد الكروموسومات ، ويتم تصنيع البروتينات ، وهي ضرورية لبناء الجهاز الانقسامي للخلية (مغزل الانقسام) ؛ هناك زيادة في كتلة السيتوبلازم ويزداد حجم النواة بشكل كبير. في نهاية فترة ما بعد التركيب ، تبدأ الخلية في الانقسام.

دورة الخلية هي فترة وجود الخلية من لحظة تكوينها عن طريق انقسام الخلية الأم إلى انقسامها أو موتها.

مدة دورة الخلية

مراحل دورة الخلية

تتكون دورة الخلية حقيقية النواة من فترتين:

فترة نمو الخلية ، تسمى "الطور البيني" ، يتم خلالها تصنيع الحمض النووي والبروتينات والتحضير لانقسام الخلية.

فترة انقسام الخلايا ، تسمى "المرحلة M" (من كلمة الانقسام - الانقسام).

يتكون الطور البيني من عدة فترات:

G 1 -phase (من اللغة الإنجليزية. الفارق- الفاصل الزمني) ، أو مرحلة النمو الأولي ، والتي يتم خلالها توليف mRNA والبروتينات والمكونات الخلوية الأخرى ؛

مراحل S (من اللغة الإنجليزية. نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة- التوليف) ، حيث يوجد تكرار للحمض النووي لنواة الخلية ، يحدث أيضًا مضاعفة المريكزات (إذا كانت موجودة بالطبع).

المرحلة G 2 ، والتي يتم خلالها التحضير للانقسام.

قد تفتقر الخلايا المتمايزة التي لم تعد تنقسم إلى مرحلة G 1 في دورة الخلية. هذه الخلايا في مرحلة الراحة G 0.

تتضمن فترة انقسام الخلية (المرحلة M) مرحلتين:

karyokinesis (انقسام نواة الخلية) ؛

الحركية الخلوية (تقسيم السيتوبلازم).

في المقابل ، ينقسم الانقسام إلى خمس مراحل.

تنظيم دورة الخلية

يتم تنفيذ التسلسل المنتظم للتغييرات في فترات دورة الخلية أثناء تفاعل البروتينات مثل الكينازات والأعاصير المعتمدة على السيكلن. يمكن أن تدخل الخلايا في مرحلة G 0 دورة الخلية عند تعرضها لعوامل النمو. تؤدي عوامل النمو المختلفة ، مثل عوامل نمو الصفائح الدموية والبشرة والأعصاب ، من خلال الارتباط بمستقبلاتها ، إلى إطلاق سلسلة إشارات داخل الخلايا ، مما يؤدي في النهاية إلى نسخ جينات السيكلين للكينازات المعتمدة على الأيسيكلين. تصبح الكينازات المعتمدة على Cyclin نشطة فقط عند التفاعل مع الأعاصير المقابلة. يتغير محتوى الأعاصير المختلفة في الخلية طوال دورة الخلية بأكملها. Cyclin هو مكون تنظيمي لمركب كيناز المعتمد على cyclin-cyclin. كيناز هو المكون الحفاز لهذا المركب. كينازات غير نشطة بدون الأعاصير. يتم تصنيع الأعاصير المختلفة في مراحل مختلفة من دورة الخلية. وهكذا ، يصل محتوى cyclin B في بويضات الضفادع إلى الحد الأقصى بحلول وقت الانقسام ، عندما يتم بدء السلسلة الكاملة من تفاعلات الفسفرة المحفزة بواسطة مركب كيناز المعتمد على cyclin-B / cyclin. بحلول نهاية الانقسام ، يتحلل السيكلين بسرعة بواسطة البروتينات.