Biolojia ya mzunguko wa seli. Mzunguko wa seli, vipindi na awamu. Mzunguko wa maisha ya seli: interphase

Umuhimu wa kibiolojia mgawanyiko wa seli. Seli mpya huibuka kutokana na mgawanyiko wa zilizopo. Ikiwa kiumbe chenye seli moja hugawanyika, mbili mpya huundwa kutoka kwake. Kiumbe cha seli nyingi pia huanza ukuaji wake mara nyingi na seli moja. Kwa mgawanyiko wa mara kwa mara huundwa kiasi kikubwa seli zinazounda mwili. Mgawanyiko wa seli huhakikisha uzazi na maendeleo ya viumbe, na kwa hiyo kuendelea kwa maisha duniani.

Mzunguko wa seli- maisha ya seli kutoka wakati wa kuundwa kwake wakati wa mgawanyiko wa seli ya mama hadi mgawanyiko wake (pamoja na mgawanyiko huu) au kifo.

Wakati wa mzunguko huu, kila seli hukua na kukua kwa namna ya kufanya kazi zake kwa ufanisi katika mwili. Kisha seli hufanya kazi kwa muda fulani, baada ya hapo hugawanyika, kutengeneza seli za binti, au kufa.

U aina mbalimbali viumbe, mzunguko wa seli huchukua wakati tofauti: kwa mfano, saa bakteria hudumu kama dakika 20, slippers za ciliates- kutoka masaa 10 hadi 20. Seli za viumbe vya multicellular juu hatua za mwanzo maendeleo hugawanyika mara kwa mara, na kisha mizunguko ya seli hurefuka kwa kiasi kikubwa. Kwa mfano, mara tu baada ya kuzaliwa kwa mtu, seli za ubongo hugawanya idadi kubwa ya nyakati: 80% ya neurons ya ubongo huundwa katika kipindi hiki. Walakini, nyingi za seli hizi hupoteza haraka uwezo wa kugawanyika, na zingine huishi hadi kifo cha asili cha mwili bila kugawanyika hata kidogo.

Mzunguko wa seli hujumuisha interphase na mitosis (Mchoro 54).

Interphase- muda mzunguko wa seli kati ya migawanyiko miwili. Wakati wa interphase nzima, chromosomes hazina ond; ziko kwenye kiini cha seli kwa namna ya chromatin. Kama sheria, interphase ina vipindi vitatu: kabla ya synthetic, synthetic na postsynthetic.

Kipindi cha usanifu (G,)- sehemu ndefu zaidi ya interphase. Inaweza kuendelea kwa aina mbalimbali seli kutoka masaa 2-3 hadi siku kadhaa. Katika kipindi hiki, seli hukua, idadi ya organelles huongezeka, nishati na dutu hukusanywa kwa kuongezeka mara mbili kwa DNA. Katika kipindi cha Gj, kila chromosome ina chromatid moja, i.e. idadi ya chromosomes. P) na chromatidi (Pamoja na) mechi. Seti ya chromosomes na chro-

matid (molekuli za DNA) za seli ya diploidi katika kipindi cha G r cha mzunguko wa seli inaweza kuonyeshwa kwa maandishi. 2p2.

Katika kipindi cha syntetisk (S) Kurudia kwa DNA hutokea, pamoja na awali ya protini muhimu kwa ajili ya malezi ya baadaye ya chromosomes. KATIKA Katika kipindi hicho, mara mbili ya centrioles hutokea.

Rudufu ya DNA inaitwa urudufishaji. Wakati wa kurudia, vimeng'enya maalum hutenganisha nyuzi mbili za molekuli ya DNA ya mzazi, na kuvunja vifungo vya hidrojeni kati ya nyukleotidi za ziada. Molekuli za DNA polymerase, kimeng'enya kikuu cha urudufishaji, hufunga kwenye nyuzi zilizotenganishwa. Kisha molekuli za polimerasi za DNA huanza kusonga pamoja na minyororo ya mama, zikitumia kama violezo, na kuunganisha minyororo mpya ya binti, ikichagua nyukleotidi kwa ajili yao kulingana na kanuni ya ukamilishano (Mchoro 55). Kwa mfano, ikiwa sehemu ya mnyororo wa mama wa DNA ina mfuatano wa nyukleotidi A C G T G A, basi sehemu ya mnyororo wa binti itakuwa na fomu. THCACT. KATIKA Kuhusiana na hili, urudufishaji hurejelewa kama athari za usanisi wa matrix. KATIKA Kama matokeo ya urudufishaji, molekuli mbili za DNA zenye nyuzi mbili zinazofanana huundwa - KATIKA kila moja ni pamoja na mnyororo mmoja wa molekuli mama asilia na mnyororo mmoja wa binti mpya.

Kufikia mwisho wa kipindi cha S, kila kromosomu tayari ina kromatidi dada mbili zinazofanana zilizounganishwa kwenye centromere. Idadi ya chromatidi katika kila jozi ya kromosomu homologous inakuwa nne. Kwa hivyo, seti ya kromosomu na kromatidi ya seli ya diploidi mwishoni mwa kipindi cha S (yaani baada ya kurudiwa) inaonyeshwa na ingizo. 2p4s.

Kipindi cha postsynthetic (G 2) hutokea baada ya DNA kuongezeka maradufu - Kwa wakati huu, seli hukusanya nishati na kuunganisha protini kwa mgawanyiko ujao (kwa mfano, tubulini ya protini ya kujenga microtubules, ambayo baadaye huunda spindle ya mgawanyiko). Katika kipindi chote cha C 2, seti ya chromosomes na chromatidi katika seli bado haijabadilika - 2n4c.

Interphase inaisha na huanza mgawanyiko, kama matokeo ambayo seli za binti huundwa. Wakati wa mitosisi (njia kuu ya seli za yukariyoti hugawanyika), kromatidi dada za kila kromosomu hujitenga na kuishia katika seli tofauti za binti. Kwa hivyo, seli za binti zinazoingia kwenye mzunguko mpya wa seli zina seti 2p2.

Kwa hivyo, mzunguko wa seli hufunika kipindi cha muda kutoka kwa kuibuka kwa seli hadi mgawanyiko wake kamili katika seli mbili za binti na inajumuisha interphase (G r, S-, C 2 vipindi) na mitosis (tazama Mchoro 54). Mlolongo huu wa vipindi vya mzunguko wa seli ni tabia ya kugawanya seli kila wakati, kwa mfano, seli za safu ya vijidudu vya ngozi ya ngozi, nyekundu. uboho, utando wa mucous njia ya utumbo wanyama, seli za tishu za elimu za mimea. Wana uwezo wa kugawanya kila masaa 12-36.

Kinyume chake, seli nyingi za kiumbe chembe chembe nyingi huchukua njia ya utaalam na, baada ya kupitia sehemu ya kipindi cha Gj, zinaweza kuhamia kwenye kile kinachojulikana. kipindi cha mapumziko (Go-period). Seli zinazokaa katika kipindi cha G n hufanya yao kazi maalum katika mwili, michakato ya kimetaboliki na nishati hutokea ndani yao, lakini maandalizi ya kuiga haifanyiki. Seli kama hizo, kama sheria, hupoteza kabisa uwezo wao wa kugawanyika. Mifano ni pamoja na neurons, seli katika lenzi ya jicho, na wengine wengi.

Hata hivyo, baadhi ya seli ambazo ziko katika kipindi cha Gn (kwa mfano, leukocytes, seli za ini) zinaweza kuiacha na kuendelea na mzunguko wa seli, kupitia vipindi vyote vya interphase na mitosis. Kwa hivyo, seli za ini zinaweza tena kupata uwezo wa kugawanyika baada ya miezi kadhaa ya kuwa katika kipindi cha kupumzika.

Kifo cha seli. Kifo (kifo) cha seli za mtu binafsi au vikundi vyao hukutana kila mara katika viumbe vyenye seli nyingi, pamoja na kifo. viumbe vyenye seli moja. Kifo cha seli kinaweza kugawanywa katika vikundi viwili: necrosis (kutoka kwa Kigiriki. nekros- amekufa) na ap-ptosis, ambayo mara nyingi huitwa kifo cha seli iliyopangwa au hata kujiua kwa seli.

Nekrosisi- kifo cha seli na tishu katika kiumbe hai kinachosababishwa na hatua ya mambo ya kuharibu. Sababu za necrosis inaweza kuwa yatokanayo na juu na joto la chini, mionzi ya ionizing, mbalimbali vitu vya kemikali(ikiwa ni pamoja na sumu iliyotolewa na vimelea). Kifo cha seli ya Necrotic pia huzingatiwa kama matokeo ya yao uharibifu wa mitambo, matatizo ya utoaji wa damu na innervation ya tishu, na athari za mzio.

Katika seli zilizoharibiwa, upenyezaji wa membrane huvunjika, awali ya protini huacha, taratibu nyingine za kimetaboliki huacha, kiini, organelles na, hatimaye, seli nzima huharibiwa. Kipengele cha necrosis ni kwamba vikundi vyote vya seli vinakabiliwa na kifo kama hicho (kwa mfano, wakati wa infarction ya myocardial, kwa sababu ya kukomesha usambazaji wa oksijeni, sehemu ya misuli ya moyo iliyo na seli nyingi hufa). Kwa kawaida, seli zinazokufa zinashambuliwa na leukocytes, na mmenyuko wa uchochezi huendelea katika eneo la necrosis.

Apoptosis- kifo cha seli kilichopangwa, kudhibitiwa na mwili. Wakati wa maendeleo na utendaji wa mwili, baadhi ya seli zake hufa bila uharibifu wa moja kwa moja. Utaratibu huu hutokea katika hatua zote za maisha ya viumbe, hata wakati wa kipindi cha kiinitete.

Katika mwili wa watu wazima, kifo cha seli iliyopangwa pia hutokea daima. Mamilioni ya seli za damu, epidermis ya ngozi, mucosa ya utumbo, nk hufa Baada ya ovulation, baadhi ya seli za follicular za ovari hufa, na baada ya lactation, seli za tezi za mammary hufa. Katika mwili wa mtu mzima, seli bilioni 50-70 hufa kila siku kama matokeo ya apoptosis. Wakati wa apoptosis, seli hugawanyika katika vipande tofauti vilivyozungukwa na plasmalemma. Kwa kawaida, vipande vya seli zilizokufa huingizwa na leukocytes au seli za jirani bila kuchochea mmenyuko wa uchochezi. Kujazwa tena kwa seli zilizopotea kunahakikishwa na mgawanyiko.

Kwa hivyo, apoptosis inaonekana kukatiza kutokuwa na mwisho wa mgawanyiko wa seli. Kutoka "kuzaliwa" kwao hadi apoptosis, seli hupitia idadi fulani ya mizunguko ya kawaida ya seli. Baada ya kila mmoja wao, seli huendelea ama kwa mzunguko mpya wa seli au kwa apoptosis.

1. Mzunguko wa seli ni nini?

2. Ni nini kinachoitwa interphase? Ni matukio gani kuu yanayotokea katika vipindi vya G r, S- na 0 2 vya awamu ya pili?

3. Je, seli gani zina sifa ya G 0 -nepnofl? Nini kinatokea katika kipindi hiki?

4. Uigaji wa DNA unafanywaje?

5. Je, molekuli za DNA zinazofanyiza kromosomu zenye homologo ni sawa? Katika muundo wa chromatidi za dada? Kwa nini?

6. Necrosis ni nini? Apoptosis? Ni kufanana na tofauti gani kati ya necrosis na apoptosis?

7. Je, kuna umuhimu gani wa kufa kwa chembe katika maisha ya viumbe vyenye chembe nyingi?

8. Kwa nini unafikiri kwamba katika idadi kubwa ya viumbe hai mlinzi mkuu wa habari za urithi ni DNA, na RNA hufanya kazi za msaidizi tu?

Sura ya 1. Vipengele vya kemikali vya viumbe hai

§ 1. Maudhui ya vipengele vya kemikali katika mwili. Macro- na microelements
§ 2. Misombo ya kemikali katika viumbe hai. Dutu zisizo za kawaida

Sura ya 2. Kiini - kitengo cha miundo na kazi ya viumbe hai

§ 10. Historia ya ugunduzi wa seli. Uundaji wa nadharia ya seli
§ 15. Retikulamu ya endoplasmic. Golgi tata. Lysosomes

Sura ya 3. Kimetaboliki na ubadilishaji wa nishati katika mwili

§ 24. Tabia za jumla za kimetaboliki na uongofu wa nishati

Sura ya 4. Shirika la kimuundo na udhibiti wa kazi katika viumbe hai

Urefu wa mwili wa mwanadamu husababishwa na ongezeko la ukubwa na idadi ya seli, mwisho huhakikishwa na mchakato wa mgawanyiko, au mitosis. Kuenea kwa seli hutokea chini ya ushawishi wa mambo ya ukuaji nje ya seli, na seli zenyewe hupitia mfululizo wa matukio unaojulikana kama mzunguko wa seli.

Kuna nne kuu awamu: G1 (presynthetic), S (synthetic), G2 (postsynthetic) na M (mitotic). Hii inafuatwa na mgawanyiko wa cytoplasm na membrane ya plasma, na kusababisha seli mbili za binti zinazofanana. Awamu Gl, S na G2 ni sehemu ya interphase. Urudiaji wa kromosomu hutokea wakati wa awamu ya sintetiki, au awamu ya S.
Wengi seli si chini ya mgawanyiko amilifu; shughuli zao za mitotic hukandamizwa wakati wa awamu ya GO, ambayo ni sehemu ya awamu ya G1.

Muda wa awamu ya M ni dakika 30-60, wakati mzunguko mzima wa seli unafanyika katika saa 20. Kulingana na umri, seli za kawaida (zisizo za tumor) za binadamu hupitia hadi mizunguko 80 ya mitotic.

Michakato mzunguko wa seli hudhibitiwa kwa uanzishaji unaorudiwa mfululizo na uanzishaji wa vimeng'enya muhimu vinavyoitwa cyclin-dependent protein kinases (CDPKs), pamoja na cofactors zao, cyclins. Katika kesi hiyo, chini ya ushawishi wa phosphokinases na phosphatases, phosphorylation na dephosphorylation ya complexes maalum ya cyclin-CZK hutokea, ambayo ni wajibu wa mwanzo wa awamu fulani za mzunguko.

Aidha, juu ya husika hatua zinazofanana na protini za CZK kusababisha mgandamizo wa kromosomu, kupasuka kwa bahasha ya nyuklia na upangaji upya wa vijiumbe vya cytoskeletal ili kuunda fission spindle (mitotic spindle).

Awamu ya G1 ya mzunguko wa seli

Awamu ya G1- hatua ya kati kati ya awamu ya M na S, wakati ambapo kiasi cha cytoplasm huongezeka. Kwa kuongeza, mwishoni mwa awamu ya G1, kituo cha kwanza cha ukaguzi iko, ambapo ukarabati wa DNA na upimaji wa hali hutokea. mazingira(zinakubalika vya kutosha kwa mpito kwenda kwa awamu ya S).

Katika kesi ya nyuklia DNA kuharibiwa, shughuli ya protini ya p53 huongezeka, ambayo huchochea uandishi wa p21. Mwisho hufunga kwa tata maalum ya cyclin-CZK, inayohusika na kuhamisha seli kwenye awamu ya S, na inazuia mgawanyiko wake katika hatua ya Gl-awamu. Hii inaruhusu kutengeneza vimeng'enya kusahihisha vipande vya DNA vilivyoharibika.

Ikiwa patholojia hutokea p53 replication ya protini ya DNA yenye kasoro inaendelea, kuruhusu seli zinazogawanyika kukusanya mabadiliko na kukuza maendeleo michakato ya tumor. Hii ndiyo sababu protini ya p53 mara nyingi huitwa "mlinzi wa jenomu."

Awamu ya G0 ya mzunguko wa seli

Kuenea kwa seli katika mamalia kunawezekana tu kwa ushiriki wa seli zilizofichwa na seli zingine. mambo ya ukuaji wa nje ya seli, ambayo hutoa athari kupitia uwasilishaji wa mawimbi ya proto-oncogenes. Ikiwa wakati wa awamu ya G1 kiini haipati ishara zinazofaa, basi hutoka kwenye mzunguko wa seli na huingia katika hali ya G0, ambayo inaweza kubaki kwa miaka kadhaa.

Kuzuia G0 hutokea kwa msaada wa protini - wakandamizaji wa mitosis, moja ambayo ni protini ya retinoblastoma(Rb protini) iliyosimbwa na aleli za kawaida za jeni la retinoblastoma. Protini hii inashikamana na protini za udhibiti wa skew, kuzuia uhamasishaji wa uandishi wa jeni muhimu kwa kuenea kwa seli.

Sababu za ukuaji wa nje huharibu kizuizi kwa uanzishaji Mchanganyiko wa cyclin-CZK maalum wa Gl, ambayo phosphorylate protini ya Rb na kubadilisha muundo wake, kama matokeo ambayo uhusiano na protini za udhibiti huvunjika. Wakati huo huo, mwisho huo huamsha uandishi wa jeni wanazoweka, ambayo husababisha mchakato wa kuenea.

Awamu ya S ya mzunguko wa seli

Kiasi cha kawaida DNA helices mbili katika kila seli, sambamba seti ya diplodi kromosomu zenye nyuzi moja kwa kawaida huteuliwa kama 2C. Seti ya 2C hudumishwa katika awamu yote ya G1 na kuongezeka maradufu (4C) wakati wa awamu ya S, wakati DNA mpya ya kromosomu inapounganishwa.

Kuanzia mwisho Awamu ya S na hadi awamu ya M (pamoja na awamu ya G2), kila kromosomu inayoonekana ina molekuli mbili za DNA zilizofungamana sana zinazoitwa kromatidi dada. Kwa hiyo, katika seli za binadamu, kutoka mwisho wa awamu ya S hadi katikati ya M-awamu, kuna jozi 23 za chromosomes (vitengo 46 vinavyoonekana), lakini 4C (92) helis mbili za DNA ya nyuklia.

Inaendelea mitosis seti zinazofanana za kromosomu husambazwa kati ya seli mbili za binti kwa njia ambayo kila moja ina jozi 23 za molekuli za DNA za 2C. Ikumbukwe kwamba awamu za G1 na G0 ndizo awamu pekee za mzunguko wa seli wakati ambapo kromosomu 46 katika seli zinalingana na seti ya 2C ya molekuli za DNA.

Awamu ya G2 ya mzunguko wa seli

Pili kuangalia Point, ambapo ukubwa wa seli hupimwa, iko mwishoni mwa awamu ya G2, iko kati ya awamu ya S na mitosis. Kwa kuongeza, katika hatua hii, kabla ya kuhamia mitosis, ukamilifu wa replication na uadilifu wa DNA huangaliwa. Mitosis (M-awamu)

1. Prophase. Kromosomu, kila moja inayojumuisha chromatidi mbili zinazofanana, huanza kuganda na kuonekana ndani ya kiini. Kwenye nguzo zilizo kinyume za seli, kifaa-kama spindle huanza kuunda karibu na centrosomes mbili kutoka kwa nyuzi za tubulini.

2. Prometaphase. Utando wa nyuklia hugawanyika. Kinetochores huunda karibu na centromeres ya chromosomes. Fiber za Tubulini hupenya ndani ya kiini na kuzingatia karibu na kinetochores, kuunganisha na nyuzi zinazotoka kwenye centrosomes.

3. Metaphase. Mvutano wa nyuzi husababisha kromosomu kujipanga katikati kati ya miti ya kusokota, na hivyo kutengeneza bamba la metaphase.

4. Anaphase. DNA ya Centromere, iliyoshirikiwa kati ya kromatidi dada, inarudiwa, na kromatidi hutengana na kusogea kando karibu na nguzo.

5. Telophase. Kromatidi dada zilizotenganishwa (ambazo kuanzia hatua hii na kuendelea huchukuliwa kuwa kromosomu) hufika kwenye nguzo. Utando wa nyuklia huonekana karibu na kila kikundi. Chromatin iliyounganishwa hutengana na fomu ya nucleoli.

6. Cytokinesis. Mikataba ya membrane ya seli na mfereji wa kugawanyika hutengenezwa katikati kati ya miti, ambayo baada ya muda hutenganisha seli mbili za binti.

Mzunguko wa Centrosome

Katika Wakati wa awamu ya G1 jozi ya centrioles zilizounganishwa kwa kila centrosome hutengana. Wakati wa awamu ya S na G2, centriole binti mpya huundwa kwa haki ya centrioles ya zamani. Mwanzoni mwa awamu ya M, centrosome inagawanyika, na centrosomes mbili za binti huenda kuelekea miti ya seli.

Nyenzo kutoka Wikipedia - ensaiklopidia ya bure

Mzunguko wa seli- hiki ni kipindi cha kuwepo kwa seli kutoka wakati wa kuundwa kwake kupitia mgawanyiko wa seli ya mama hadi mgawanyiko wake au kifo.

Muda wa mzunguko wa seli ya eukaryotes

Muda wa mzunguko wa seli seli tofauti inatofautiana. Seli zinazozalisha kwa haraka za viumbe wazima, kama vile seli za damu au basal za epidermis na utumbo mdogo, inaweza kuingia kwenye mzunguko wa seli kila baada ya masaa 12-36. Mzunguko mfupi wa seli (kama dakika 30) huzingatiwa wakati wa kugawanyika kwa haraka kwa mayai ya echinoderms, amphibians na wanyama wengine. Chini ya hali ya majaribio, mistari mingi ina mzunguko mfupi wa seli (kama saa 20) tamaduni za seli. Kwa seli nyingi zinazogawanyika kikamilifu, muda kati ya mitosi ni takriban masaa 10-24.

Awamu za mzunguko wa seli za yukariyoti

Mzunguko wa seli ya yukariyoti una vipindi viwili:

Kipindi ukuaji wa seli, inayoitwa "interphase," wakati ambapo DNA na protini huunganishwa na maandalizi ya mgawanyiko wa seli hutokea.
Kipindi cha mgawanyiko wa seli, inayoitwa "awamu M" (kutoka kwa neno mitosis - mitosis).

Interphase ina vipindi kadhaa:

G 1-awamu (kutoka Kiingereza. pengo- muda), au awamu ya ukuaji wa awali, wakati ambapo awali ya mRNA, protini, na vipengele vingine vya seli hutokea;
Awamu ya S (kutoka Kiingereza. usanisi- awali), wakati ambapo replication ya DNA ya kiini cha seli hutokea, mara mbili ya centrioles pia hutokea (ikiwa zipo, bila shaka).
G 2 awamu, wakati ambapo maandalizi ya mitosis hutokea.

Katika seli tofauti ambazo hazigawanyi tena, kunaweza kusiwe na awamu ya G 1 katika mzunguko wa seli. Seli kama hizo ziko katika awamu ya kupumzika G0.

Kipindi cha mgawanyiko wa seli (awamu M) ni pamoja na hatua mbili:

karyokinesis (mgawanyiko kiini cha seli);
cytokinesis (mgawanyiko wa cytoplasm).

Kwa upande wake, mitosis imegawanywa katika hatua tano.

Maelezo ya mgawanyiko wa seli yanatokana na data ya hadubini nyepesi pamoja na upigaji picha wa hadubini na juu ya matokeo ya hadubini ya mwanga na elektroni ya seli zisizobadilika na zilizotiwa rangi.

Udhibiti wa mzunguko wa seli

Mlolongo wa mara kwa mara wa mabadiliko katika vipindi vya mzunguko wa seli hutokea kupitia mwingiliano wa protini kama vile kinasi na cyclin zinazotegemea cyclin. Seli katika awamu ya G0 zinaweza kuingia katika mzunguko wa seli zinapoathiriwa na mambo ya ukuaji. Sababu mbalimbali vipengele vya ukuaji, kama vile chembe za seli, ngozi ya ngozi, na ukuaji wa neva, kwa kushikamana na vipokezi vyake, husababisha mtiririko wa kuashiria ndani ya seli, hatimaye kusababisha unukuzi wa jeni za cyclin na kinasi zinazotegemea cyclin. Kinasi zinazotegemea baisikeli huwa hai wakati tu zinapoingiliana na baisikeli zinazolingana. Yaliyomo katika mizunguko mbalimbali kwenye seli hubadilika katika mzunguko wa seli. Cyclin ni sehemu ya udhibiti wa tata ya kinase inayotegemea cyclin-cyclin. Kinase ni sehemu ya kichocheo cha tata hii. Kinases haifanyi kazi bila cyclins. Washa hatua mbalimbali Wakati wa mzunguko wa seli, cyclins tofauti huunganishwa. Kwa hivyo, maudhui ya cyclin B katika oocyte za chura hufikia kiwango cha juu wakati wa mitosis, wakati mteremko mzima wa athari za fosforasi zinazochochewa na tata ya kinase inayotegemea cyclin B/cyclin inapozinduliwa. Mwisho wa mitosis, cyclin huharibiwa haraka na protini.

Vituo vya ukaguzi vya mzunguko wa seli

Kuamua kukamilika kwa kila awamu ya mzunguko wa seli, inahitaji kuwepo kwa vituo vya ukaguzi. Ikiwa kiini "kinapita" kituo cha ukaguzi, basi kinaendelea "kusonga" kupitia mzunguko wa seli. Ikiwa hali fulani, kwa mfano, uharibifu wa DNA, huzuia seli kupita kwenye kituo cha ukaguzi, ambacho kinaweza kulinganishwa na aina ya ukaguzi, basi kiini huacha na awamu nyingine ya mzunguko wa seli haifanyiki. angalau, mpaka vizuizi vilivyozuia kiini kupita kwenye kituo cha ukaguzi vinaondolewa. Kuna angalau vituo vinne vya ukaguzi katika mzunguko wa seli: kituo cha ukaguzi katika G1, ambacho hukagua DNA isiyo kamili kabla ya kuingia awamu ya S, kituo cha ukaguzi katika awamu ya S, ambacho hukagua urudufu sahihi wa DNA, kituo cha ukaguzi katika G2, ambacho hukagua vidonda vilivyokosa wakati. kupitisha pointi za awali za uthibitishaji, au zilizopatikana katika hatua zinazofuata za mzunguko wa seli. Katika awamu ya G2, ukamilifu wa uigaji wa DNA hugunduliwa, na seli ambazo DNA haijaidhinishwa haziingii mitosis. Katika ukaguzi wa mkutano wa spindle, inaangaliwa kuwa kinetochores zote zimeunganishwa na microtubules.

Matatizo ya mzunguko wa seli na malezi ya tumor

Usumbufu wa udhibiti wa kawaida wa mzunguko wa seli ndio sababu ya tumors ngumu zaidi. Katika mzunguko wa seli, kama ilivyotajwa tayari, kupita vituo vya ukaguzi kunawezekana tu ikiwa hatua za awali zimekamilika kwa kawaida na hakuna uharibifu. Seli za tumor zina sifa ya mabadiliko katika sehemu za ukaguzi wa mzunguko wa seli. Wakati vituo vya ukaguzi vya mzunguko wa seli vimezimwa, kutofanya kazi kwa vikandamizaji kadhaa vya tumor na proto-oncogenes huzingatiwa, haswa p53, pRb, Myc na Ras. Protini ya p53 ni mojawapo ya vipengele vya unukuzi vinavyoanzisha usanisi wa protini ya p21, ambayo ni kizuizi cha tata ya CDK-cyclin, ambayo husababisha kukamatwa kwa mzunguko wa seli katika muda wa G1 na G2. Kwa hivyo, seli ambayo DNA imeharibiwa haiingii awamu ya S. Pamoja na mabadiliko yanayosababisha upotezaji wa jeni za protini za p53, au kwa mabadiliko yao, hakuna kizuizi cha mzunguko wa seli, seli huingia mitosis, ambayo husababisha kuonekana kwa seli zinazobadilika. wengi wa ambayo haiwezi kutumika, nyingine hutoa seli mbaya.

Andika hakiki kuhusu kifungu "Mzunguko wa Kiini"

Fasihi

Kolman, J., Rehm, K., Wirth, Y., (2000). 'Visual biochemistry',
Chentsov Yu. S., (2004). 'Utangulizi wa Biolojia ya Kiini'. M.: ICC "Akademkniga"
Kopnin B.P., "Taratibu za hatua za onkojeni na vikandamizaji vya tumor"

Viungo

Mzunguko wa seli

Awamu





Awamu zingine

Vidhibiti

Sehemu inayoonyesha Mzunguko wa Seli

"Wakazi wa Moscow!
Masaibu yako ni ya kikatili, lakini Mtukufu Mfalme na Mfalme anataka kuacha njia yao. Mifano ya kutisha imekufundisha jinsi anavyoadhibu uasi na uhalifu. Hatua madhubuti zinachukuliwa kukomesha ugonjwa huo na kurejesha usalama wa kila mtu. Utawala wa baba, uliochaguliwa kutoka kati yako, utaunda manispaa yako au serikali ya jiji. Itakujali, kuhusu mahitaji yako, kuhusu faida yako. Wanachama wake ni tofauti Ribbon nyekundu, ambayo itavaliwa juu ya bega, na kichwa cha jiji kitakuwa na ukanda mweupe juu yake. Lakini, isipokuwa wakati wa ofisi yao, watakuwa na Ribbon nyekundu tu karibu na mkono wao wa kushoto.
Polisi wa jiji walianzishwa kulingana na hali ya awali, na kupitia shughuli zake kuna utaratibu bora zaidi. Serikali iliteua makamishna wakuu wawili, au wakuu wa polisi, na makamishna ishirini, au wadhamini wa kibinafsi, walioko katika sehemu zote za jiji. Utawatambua kwa utepe mweupe watakaouvaa karibu na mkono wao wa kushoto. Baadhi ya makanisa ya madhehebu mbalimbali yamefunguliwa, na huduma za kiungu huadhimishwa ndani yake bila kizuizi. Raia wenzako hurudi kila siku majumbani mwao, na amri zimetolewa kwamba watafute humo msaada na ulinzi kufuatia maafa. Hizi ndizo njia ambazo serikali ilizitumia kurejesha hali ya utulivu na kukupunguzia hali; lakini ili kufanikisha hili, ni muhimu kwamba uunganishe juhudi zako pamoja naye, ili usahau, ikiwezekana, ubaya wako ambao umevumilia, ujisalimishe kwa tumaini la hatima mbaya zaidi, hakikisha kuwa jambo lisiloepukika na la aibu. kifo kinawangoja wale wanaothubutu kwa nafsi zenu na mali zenu zilizosalia, na mwishowe hapakuwa na shaka kwamba watahifadhiwa, kwani hayo ndiyo mapenzi ya wafalme wakuu na wa haki kuliko wafalme wote. Askari na wakazi, haijalishi wewe ni taifa gani! Rejesha uaminifu wa umma, chanzo cha furaha ya serikali, ishi kama ndugu, toa msaada na ulinzi kwa kila mmoja, ungana kukanusha nia ya watu wenye nia mbaya, utii jeshi na mamlaka ya kiraia, na hivi karibuni machozi yako yataacha kutiririka. .”
Kuhusu ugavi wa chakula wa askari, Napoleon aliamuru askari wote kuchukua zamu kwenda Moscow la maraude [uporaji] ili kujipatia mahitaji, ili kwa njia hiyo jeshi litolewe kwa siku zijazo.
Kwa upande wa kidini, Napoleon aliamuru ramener les papa [kuwarudisha makasisi] na kuanza tena ibada makanisani.
Kwa upande wa biashara na chakula kwa jeshi, yafuatayo yalibandikwa kila mahali:
Tangazo
"Nyinyi, wakazi tulivu wa Moscow, mafundi na wafanyikazi, ambao misiba imewaondoa jijini, na ninyi, wakulima wasio na akili, ambao hofu isiyo na msingi bado inawashikilia shambani, sikiliza! Ukimya unarudi kwa mji mkuu huu, na utaratibu unarejeshwa ndani yake. Wenzako wanatoka kwa ujasiri kutoka kwenye makazi yao, wakiona kwamba wanaheshimiwa. Unyanyasaji wowote unaofanywa dhidi yao na mali zao huadhibiwa mara moja. Utukufu wake Mfalme na Mfalme anawalinda na miongoni mwenu hamchukulii yeyote kuwa ni adui zake, isipokuwa wale wanaoasi amri zake. Anataka kumaliza masaibu yako na kukurudisha kwenye mahakama zako na familia zako. Zingatia nia zake za hisani na uje kwetu bila hatari yoyote. Wakazi! Rudi kwa ujasiri nyumbani kwako: hivi karibuni utapata njia za kukidhi mahitaji yako! Mafundi na mafundi wenye bidii! Rudi kwenye kazi zako za mikono: nyumba, maduka, walinzi wanakungojea, na kwa kazi yako utapokea malipo unayostahili! Na ninyi, wakulima, hatimaye hutoka kwenye misitu ambapo ulijificha kwa hofu, rudi bila hofu kwenye vibanda vyako, kwa uhakikisho kamili kwamba utapata ulinzi. Hifadhi zimeanzishwa katika jiji, ambapo wakulima wanaweza kuleta vifaa vyao vya ziada na mimea ya ardhi. Serikali ilichukua hatua zifuatazo ili kuhakikisha uuzaji wa bure kwao: 1) Kuanzia tarehe hii, wakulima, wakulima na wale wanaoishi karibu na Moscow wanaweza, bila hatari yoyote, kuleta vifaa vyao kwa jiji, vya aina yoyote, kwa mbili. maeneo maalum ya kuhifadhi, ambayo ni, huko Mokhovaya na Okhotny Ryad. 2) Vyakula hivi vitanunuliwa kutoka kwao kwa bei ambayo mnunuzi na muuzaji watakubaliana; lakini ikiwa muuzaji hatapokea bei ya haki anayodai, basi atakuwa huru kuzirudisha kijijini kwake, ambazo hakuna mtu anayeweza kumzuia kufanya kwa hali yoyote. 3) Kila Jumapili na Jumatano zimeteuliwa kila wiki kwa siku kuu za biashara; kwa nini idadi ya kutosha ya askari itawekwa siku ya Jumanne na Jumamosi kwenye barabara kuu zote, katika umbali huo kutoka kwa jiji, kulinda mikokoteni hiyo. 4) Hatua sawa zitachukuliwa ili kusiwe na vizuizi kwenye njia ya kurudi kwa wakulima na mikokoteni na farasi zao. 5) Fedha zitatumika mara moja kurejesha biashara ya kawaida. Wakazi wa jiji na vijiji, na wewe, wafanyikazi na mafundi, haijalishi wewe ni taifa gani! Unaitwa kutimiza nia ya baba ya Mtukufu Mfalme na Mfalme na kuchangia pamoja naye kwa ustawi wa jumla. Lete heshima na uaminifu kwa miguu yake na usisite kuungana nasi!”
Ili kuongeza ari ya askari na watu, hakiki zilifanyika kila wakati na tuzo zilitolewa. Kaizari alipanda farasi kupitia barabarani na kuwafariji wakazi; na, licha ya kujishughulisha na mambo ya serikali, yeye mwenyewe alitembelea sinema zilizoanzishwa kwa maagizo yake.
Kwa upande wa hisani, shujaa bora wa watu wenye taji, Napoleon pia alifanya kila kitu kilichomtegemea. Kwenye taasisi za usaidizi aliamuru uandishi Maison de ma mere [Nyumba ya Mama Yangu], akiunganisha kwa tendo hili hisia nyororo ya kimwana na ukuu wa fadhila ya mfalme. Alitembelea Kituo cha watoto yatima na, akiwaacha yatima aliowaokoa wabusu mikono yake meupe, akazungumza kwa neema na Tutolmin. Kisha, kulingana na akaunti ya Thiers fasaha, aliamuru kwamba mishahara ya askari wake isambazwe kwa Kirusi, iliyofanywa na yeye, na pesa bandia. l"emploi de ces moyens par un acte digue de lui et de l"armee Francaise, il fit distribuer des secours aux incendies. Mais les vivres etant trop precieux pour etre donnes a des etrangers la plupart ennemis, Napoleon aima mieux leur fournir de l "argent afin qu"ils se fournisent au dehors, et il leur fit distribuer des rubles papiers. [Akiinua matumizi ya hatua hizi kwa hatua inayostahiki yeye na jeshi la Ufaransa, aliamuru usambazaji wa faida kwa walioteketezwa. Lakini, kwa kuwa ugavi wa chakula ulikuwa wa bei ghali sana kuweza kuwapa watu wa nchi ya kigeni na kwa sehemu kubwa ya uadui, Napoleon aliona ni bora kuwapa pesa ili waweze kujipatia chakula kwa upande wao; na akaamuru wapewe rubles za karatasi.]

Uzazi na ukuzaji wa viumbe, usambazaji wa habari za urithi, na kuzaliwa upya hutegemea mgawanyiko wa seli. Seli kama hiyo inapatikana tu katika muda kati ya mgawanyiko.

Kipindi cha kuwepo kwa seli kutoka wakati wa kuundwa kwake kwa kugawanya seli mama (yaani mgawanyiko wenyewe pia umejumuishwa katika kipindi hiki) hadi wakati wa mgawanyiko wake au kifo huitwa. muhimu au mzunguko wa seli.

Mzunguko wa maisha seli imegawanywa katika awamu kadhaa:

awamu ya mgawanyiko (awamu hii wakati mgawanyiko wa mitotic hutokea);
awamu ya ukuaji (mara baada ya mgawanyiko, ukuaji wa seli huanza, huongezeka kwa kiasi na kufikia ukubwa fulani);
awamu ya kupumzika (katika awamu hii, hatima ya kiini katika siku zijazo bado haijatambuliwa: kiini kinaweza kuanza maandalizi ya mgawanyiko, au kufuata njia ya utaalam);
awamu ya utofautishaji (utaalamu). (hutokea mwishoni mwa awamu ya ukuaji - kwa wakati huu kiini hupokea vipengele fulani vya kimuundo na kazi);
awamu ya ukomavu (kipindi cha utendaji wa seli, utendaji wa kazi fulani kulingana na utaalam);
awamu ya kuzeeka (kipindi cha kudhoofika kazi muhimu seli, ambayo huisha na mgawanyiko au kifo chake).

Muda wa mzunguko wa seli na idadi ya awamu zilizojumuishwa ndani yake ni tofauti kwa seli. Kwa mfano, baada ya mwisho wa kipindi cha embryonic, seli za tishu za neva huacha kugawanyika na kufanya kazi katika maisha yote ya viumbe, na kisha kufa. Mfano mwingine ni seli za kiinitete. Katika hatua ya kusagwa, baada ya kumaliza mgawanyiko mmoja, mara moja huhamia ijayo, kupita awamu zingine zote.

Zipo mbinu zifuatazo mgawanyiko wa seli:

mitosis au karyokinesis - mgawanyiko usio wa moja kwa moja;
meiosis au mgawanyiko wa kupunguza - mgawanyiko, ambayo ni tabia ya awamu ya kukomaa ya seli za vijidudu au malezi ya spore katika mimea ya juu ya spore.

Mitosis ni mchakato unaoendelea, kama matokeo ambayo mara mbili hutokea kwanza, na kisha nyenzo za urithi zinasambazwa sawasawa kati ya seli za binti. Kama matokeo ya mitosis, seli mbili zinaonekana, kila moja ikiwa na idadi sawa ya chromosomes zilizomo kwenye seli ya mama. Kwa sababu Kromosomu za seli za binti zinatokana na kromosomu za mama kupitia uigaji sahihi wa DNA, na jeni zao zina taarifa sawa ya urithi. Seli za binti zinafanana kijeni na seli ya mzazi.
Kwa hiyo, wakati wa mitosis, uhamisho halisi wa habari za urithi kutoka kwa seli za mzazi hadi binti hutokea. Idadi ya seli katika mwili huongezeka kama matokeo ya mitosis, ambayo ni moja ya njia kuu za ukuaji. Ikumbukwe kwamba seli zilizo na seti tofauti za kromosomu zinaweza kugawanyika kwa mitosis - sio diploid pekee. seli za somatic wanyama wengi), lakini pia haploid (mwani mwingi, gametophytes ya mimea ya juu), triploid (endosperm ya angiosperms) au polyploid.

Kuna aina nyingi za mimea na wanyama ambao huzaa bila kujamiiana kwa kutumia mgawanyiko wa seli moja tu ya mitotiki, i.e. mitosis ndio msingi uzazi usio na jinsia. Shukrani kwa mitosis, uingizwaji wa seli na kuzaliwa upya kwa sehemu za mwili zilizopotea hutokea, ambayo daima iko kwa kiwango kimoja au nyingine katika viumbe vyote vya multicellular. Mgawanyiko wa seli za Mitotic hutokea chini ya udhibiti kamili wa maumbile. Mitosis ni tukio kuu la mzunguko wa mitotiki wa seli.

Mzunguko wa Mitotic - Mchanganyiko wa matukio yaliyounganishwa na yaliyoamuliwa kwa mpangilio ambayo hufanyika wakati wa utayarishaji wa seli kwa mgawanyiko na wakati wa mgawanyiko wa seli yenyewe. U viumbe mbalimbali Urefu wa mzunguko wa mitotic unaweza kutofautiana sana. Mzunguko mfupi zaidi wa mitotic hupatikana katika mayai ya kugawanyika kwa wanyama wengine (kwa mfano, katika samaki wa dhahabu, mgawanyiko wa kwanza wa cleavage hutokea kila baada ya dakika 20). Muda wa kawaida wa mzunguko wa mitotic ni masaa 18-20. Pia kuna mizunguko inayodumu kwa siku kadhaa. Hata katika viungo tofauti na tishu za viumbe sawa, muda wa mzunguko wa mitotic unaweza kuwa tofauti. Kwa mfano, katika seli za panya tishu za epithelial duodenum imegawanywa kila masaa 11, jejunum - kila masaa 19, na kwenye koni ya jicho - kila siku 3.

Wanasayansi hawajui ni mambo gani hasa hushawishi seli kufanyiwa mitosis. Kuna dhana kwamba jukumu kuu Uwiano wa nyuklia-cytoplasmic (uwiano wa kiasi cha kiini na cytoplasm) hucheza hapa. Pia kuna ushahidi kwamba seli zinazokufa huzalisha vitu vinavyoweza kuchochea mgawanyiko wa seli.

Kuna matukio mawili kuu katika mzunguko wa mitotic: interphase na kwa kweli yenyewe mgawanyiko .

Seli mpya huundwa kupitia michakato miwili mfululizo:

mitosis, na kusababisha kurudia kwa nyuklia;
cytokinesis - mgawanyiko wa cytoplasm, wakati ambapo seli mbili za binti zinaonekana, kila moja ina kiini cha binti mmoja.

Mgawanyiko wa seli yenyewe kawaida huchukua masaa 1-3, kwa hivyo sehemu kuu ya maisha ya seli hutumiwa kwa awamu. Interphase ni kipindi cha muda kati ya mgawanyiko wa seli mbili. Muda wa interphase kawaida huchukua hadi 90% ya mzunguko mzima wa seli. Interphase ina vipindi vitatu: ya awali au G1, sintetiki au S, na postsynthetic au G2.

Presynthetic kipindi ni muda mrefu zaidi wa interphase, muda wake ni kati ya masaa 10 hadi siku kadhaa. Mara tu baada ya mgawanyiko, vipengele vya shirika vya seli ya interphase hurejeshwa: malezi ya nucleolus imekamilika, awali ya protini hutokea kwenye cytoplasm, na kusababisha ongezeko la molekuli ya seli, ugavi wa watangulizi wa DNA, enzymes zinazochochea replication ya DNA. mmenyuko, nk hutengenezwa. Wale. katika kipindi cha presynthetic, michakato ya maandalizi kipindi kijacho interphase - synthetic.

Muda sintetiki Kipindi kinaweza kutofautiana: katika bakteria ni dakika chache, katika seli za mamalia inaweza kuwa hadi saa 6-12. Katika kipindi cha synthetic, mara mbili ya molekuli za DNA hutokea - tukio kuu la interphase. Katika kesi hii, kila chromosome inakuwa bichromatid, na idadi yao haibadilika. Wakati huo huo na replication ya DNA katika cytoplasm, mchakato mkubwa wa awali wa protini zinazounda chromosomes hutokea.

Licha ya ukweli kwamba kipindi cha G 2 kinaitwa postsynthetic , michakato ya awali inaendelea katika hatua hii ya interphase. Inaitwa post-synthetic tu kwa sababu huanza baada ya mwisho wa mchakato wa awali wa DNA (replication). Ikiwa katika kipindi cha presynthetic ukuaji na maandalizi ya awali ya DNA hufanyika, basi katika kipindi cha postsynthetic kiini kinatayarishwa kwa mgawanyiko, ambayo pia ina sifa ya michakato ya awali ya kina. Katika kipindi hiki, mchakato wa awali wa protini zinazounda chromosomes unaendelea; vitu vya nishati na enzymes ambazo ni muhimu ili kuhakikisha mchakato wa mgawanyiko wa seli huunganishwa; spiralization ya chromosomes huanza, protini muhimu kwa ajili ya ujenzi wa vifaa vya mitotic ya seli (division spindle) ni synthesized; kuna ongezeko la wingi wa cytoplasm na kiasi cha kiini huongezeka sana. Mwishoni mwa kipindi cha postsynthetic, kiini huanza kugawanyika.

Mzunguko wa seli ni kipindi cha kuwepo kwa seli kutoka wakati wa kuundwa kwake kwa kugawanya seli mama hadi mgawanyiko wake au kifo.

Muda wa mzunguko wa seli

Urefu wa mzunguko wa seli hutofautiana kati ya seli tofauti. Seli zinazozaliana kwa haraka za viumbe wazima, kama vile seli za damu au basal za epidermis na utumbo mdogo, zinaweza kuingia kwenye mzunguko wa seli kila baada ya saa 12-36. Mizunguko mifupi ya seli (kama dakika 30) huzingatiwa wakati wa kugawanyika kwa haraka kwa mayai ya echinoderms, amfibia. na wanyama wengine. Chini ya hali ya majaribio, mistari mingi ya utamaduni wa seli ina mzunguko mfupi wa seli (kama masaa 20). Kwa seli nyingi zinazogawanyika kikamilifu, muda kati ya mitosi ni takriban masaa 10-24.

Awamu za mzunguko wa seli

Mzunguko wa seli ya yukariyoti una vipindi viwili:

Kipindi cha ukuaji wa seli kinachoitwa "interphase," wakati ambapo DNA na protini huunganishwa na maandalizi ya mgawanyiko wa seli hutokea.

Kipindi cha mgawanyiko wa seli, inayoitwa "awamu M" (kutoka kwa neno mitosis - mitosis).

Interphase ina vipindi kadhaa:

G 1-awamu (kutoka Kiingereza. pengo- muda), au awamu ya ukuaji wa awali, wakati ambapo awali ya mRNA, protini, na vipengele vingine vya seli hutokea;

Awamu ya S (kutoka Kiingereza. usanisi- awali), wakati ambapo replication ya DNA ya kiini cha seli hutokea, mara mbili ya centrioles pia hutokea (ikiwa zipo, bila shaka).

G 2 awamu, wakati ambapo maandalizi ya mitosis hutokea.

Katika seli tofauti ambazo hazigawanyi tena, kunaweza kusiwe na awamu ya G 1 katika mzunguko wa seli. Seli kama hizo ziko katika awamu ya kupumzika G0.

Kipindi cha mgawanyiko wa seli (awamu M) ni pamoja na hatua mbili:

karyokinesis (mgawanyiko wa kiini cha seli);

cytokinesis (mgawanyiko wa cytoplasm).

Kwa upande wake, mitosis imegawanywa katika hatua tano.

Udhibiti wa mzunguko wa seli

Mlolongo wa mara kwa mara wa mabadiliko katika vipindi vya mzunguko wa seli hutokea kupitia mwingiliano wa protini kama vile kinasi na cyclin zinazotegemea cyclin. Seli katika awamu ya G0 zinaweza kuingia katika mzunguko wa seli zinapoathiriwa na mambo ya ukuaji. Sababu mbalimbali za ukuaji, kama vile vipengele vinavyotokana na chembe chembe za damu, ngozi ya ngozi, na ukuaji wa neva, kwa kushikamana na vipokezi vyake, husababisha mtiririko wa kuashiria ndani ya seli, hatimaye kusababisha unukuzi wa jeni za cyclin na kinasi zinazotegemea cyclin. Kinasi zinazotegemea baisikeli huwa hai wakati tu zinapoingiliana na baisikeli zinazolingana. Yaliyomo katika mizunguko mbalimbali kwenye seli hubadilika katika mzunguko wa seli. Cyclin ni sehemu ya udhibiti wa tata ya kinase inayotegemea cyclin-cyclin. Kinase ni sehemu ya kichocheo cha tata hii. Kinases haifanyi kazi bila cyclins. Saini tofauti huunganishwa katika hatua tofauti za mzunguko wa seli. Kwa hivyo, maudhui ya cyclin B katika oocyte za chura hufikia kiwango cha juu wakati wa mitosis, wakati mteremko mzima wa athari za fosforasi zinazochochewa na tata ya kinase inayotegemea cyclin B/cyclin inapozinduliwa. Mwisho wa mitosis, cyclin huharibiwa haraka na protini.