Ciclo celular y tabla de sus periodos. ciclo de vida celular

Esta lección le permite estudiar el tema de forma independiente " Ciclo vital células." En él hablaremos de lo que está sonando. Rol principal durante la división celular, que transfiere información genética de una generación a la siguiente. También estudiarás todo el ciclo de vida de una célula, que también se llama la secuencia de eventos que ocurre desde que se forma una célula hasta que se divide.

Tema: Reproducción y desarrollo individual organismos

Lección: Ciclo de vida celular

Según la teoría celular, las nuevas células surgen sólo al dividir las células madre anteriores. , que contienen moléculas de ADN, juegan papel importante en los procesos de división celular, ya que aseguran la transferencia de información genética de una generación a otra.

Por tanto, es muy importante que las células hijas reciban la misma cantidad de material genético, y es bastante natural que antes división celular Se produce la duplicación del material genético, es decir, la molécula de ADN (Fig. 1).

¿Qué es el ciclo celular? ciclo de vida celular- la secuencia de eventos que ocurren desde el momento de la formación de una célula determinada hasta su división en células hijas. Según otra definición, el ciclo celular es la vida de una célula desde que aparece como consecuencia de la división de la célula madre hasta su propia división o muerte.

Durante ciclo celular la célula crece y cambia para realizar con éxito sus funciones en un organismo multicelular. Este proceso se llama diferenciación. Luego, la célula realiza con éxito sus funciones durante un cierto período de tiempo, después del cual comienza a dividirse.

Está claro que todas las células organismo multicelular No se puede dividir infinitamente, de lo contrario todas las criaturas, incluidos los humanos, serían inmortales.

Arroz. 1. Fragmento de una molécula de ADN.

Esto no sucede porque hay “genes de la muerte” en el ADN que se activan bajo ciertas condiciones. Sintetizan ciertas proteínas enzimáticas que destruyen las estructuras celulares y los orgánulos. Como resultado, la célula se encoge y muere.

Esta muerte celular programada se llama apoptosis. Pero en el período comprendido entre el momento en que aparece la célula y antes de la apoptosis, la célula pasa por muchas divisiones.

El ciclo celular consta de 3 etapas principales:

1. La interfase es un período de crecimiento intensivo y biosíntesis de determinadas sustancias.

2. Mitosis o cariocinesis (división nuclear).

3. Citocinesis (división citoplasmática).

Caractericemos con más detalle las etapas del ciclo celular. Entonces, la primera es la interfaz. La interfase es la fase más larga, un período de intensa síntesis y crecimiento. La célula sintetiza muchas sustancias necesarias para su crecimiento y el desempeño de todas sus funciones inherentes. Durante la interfase se produce la replicación del ADN.

La mitosis es el proceso de división nuclear en el que las cromátidas se separan entre sí y se redistribuyen como cromosomas entre células hijas.

La citocinesis es el proceso de separación del citoplasma entre dos células hijas. Habitualmente, bajo el nombre de mitosis, la citología combina las etapas 2 y 3, es decir, división celular (cariocinesis) y división citoplasmática (citocinesis).

Caractericemos la interfase con más detalle (Fig. 2). La interfase consta de 3 períodos: G 1, S y G 2. El primer período, presintético (G 1), es la fase de crecimiento celular intensivo.

Arroz. 2. Las principales etapas del ciclo de vida celular.

Aquí se produce la síntesis de determinadas sustancias; esta es la fase más larga que sigue a la división celular. En esta fase se produce la acumulación de sustancias y energía necesarias para el período posterior, es decir, para la duplicación del ADN.

Según conceptos modernos, en el período G 1 se sintetizan sustancias que inhiben o estimulan siguiente periodo ciclo celular, es decir, el período sintético.

El período sintético (S) suele durar de 6 a 10 horas, a diferencia del período presintético, que puede durar hasta varios días e implica la duplicación del ADN y la síntesis de proteínas, como las histonas, que pueden formar cromosomas. Al final del período sintético, cada cromosoma consta de dos cromátidas conectadas entre sí por un centrómero. Durante el mismo período, los centríolos se duplican.

El período postsintético (G 2) ocurre inmediatamente después de la duplicación cromosómica. Tiene una duración de 2 a 5 horas.

Durante este mismo período, se acumula la energía necesaria para el proceso posterior de división celular, es decir, directamente para la mitosis.

Durante este período se produce la división de mitocondrias y cloroplastos y se sintetizan proteínas que posteriormente formarán microtúbulos. Los microtúbulos, como saben, forman el filamento del huso y la célula ahora está lista para la mitosis.

Antes de pasar a la descripción de los métodos de división celular, consideremos el proceso de duplicación del ADN, que conduce a la formación de dos cromátidas. Este proceso ocurre en el período sintético. La duplicación de una molécula de ADN se llama replicación o reduplicación (Fig. 3).

Arroz. 3. El proceso de replicación (reduplicación) del ADN (período de interfase sintética). La enzima helicasa (verde) desenrolla la doble hélice del ADN y las ADN polimerasas (azul y naranja) completan los nucleótidos complementarios.

Durante la replicación, parte de la molécula de ADN materno se descompone en dos hebras con la ayuda de una enzima especial: la helicasa. Además, esto se consigue rompiendo los enlaces de hidrógeno entre bases nitrogenadas complementarias (A-T y G-C). A continuación, para cada nucleótido de las cadenas de ADN divergentes, la enzima ADN polimerasa le asigna un nucleótido complementario.

Esto crea dos moléculas de ADN de doble hebra, cada una de las cuales incluye una hebra de la molécula madre y una nueva hebra hija. Estas dos moléculas de ADN son absolutamente idénticas.

Es imposible desenrollar toda la molécula grande de ADN al mismo tiempo para su replicación. Por lo tanto, la replicación comienza en secciones separadas de la molécula de ADN, se forman fragmentos cortos que luego se unen en una cadena larga utilizando ciertas enzimas.

La duración del ciclo celular depende del tipo de célula y factores externos como temperatura, disponibilidad de oxígeno, presencia nutrientes. Por ejemplo, las células bacterianas en condiciones favorables se dividen cada 20 minutos, las células epiteliales intestinales cada 8 a 10 horas y las células de la punta de la raíz de la cebolla se dividen cada 20 horas. y algunas celulas sistema nervioso nunca compartir.

El surgimiento de la teoría celular.

En el siglo XVII, el médico inglés Robert Hooke (Fig. 4), utilizando un microscopio óptico casero, vio que el corcho y otros tejidos vegetales estaban formados por pequeñas células separadas por tabiques. Las llamó células.

Arroz. 4. Robert Hooke

En 1738, el botánico alemán Matthias Schleiden (Fig. 5) llegó a la conclusión de que los tejidos vegetales están formados por células. Exactamente un año después, el zoólogo Theodor Schwann (Fig. 5) llegó a la misma conclusión, pero sólo en lo que respecta a los tejidos animales.

Arroz. 5. Matthias Schleiden (izquierda) Theodor Schwann (derecha)

Concluyó que los tejidos animales, al igual que los tejidos vegetales, están compuestos de células y que las células son la base de la vida. A partir de datos celulares, los científicos formularon la teoría celular.

Arroz. 6. Rudolf Virchow

20 años más tarde, Rudolf Virchow (Fig. 6) amplió la teoría celular y llegó a la conclusión de que las células pueden surgir de otras células. Escribió: “Donde existe una célula, debe haber una célula anterior, así como los animales provienen sólo de un animal y las plantas sólo de una planta... Todas las formas vivientes, ya sean organismos animales o vegetales, o sus partes constituyentes, son dominado por la eterna ley del desarrollo continuo."

Estructura cromosómica

Como sabes, los cromosomas desempeñan un papel clave en la división celular porque pasan información genética de una generación a la siguiente. Los cromosomas consisten en una molécula de ADN unida a proteínas histonas. Los ribosomas también contienen una pequeña cantidad de ARN.

En las células en división, los cromosomas se presentan en forma de hilos largos y delgados, distribuidos uniformemente por todo el volumen del núcleo.

Los cromosomas individuales no son distinguibles, pero su material cromosómico se tiñe con tintes básicos y se llama cromatina. Antes de la división celular, los cromosomas (Fig. 7) se espesan y acortan, lo que permite verlos claramente con un microscopio óptico.

Arroz. 7. Cromosomas en la profase 1 de la meiosis

En un estado disperso, es decir, estirado, los cromosomas participan en todos los procesos biosintéticos o regulan los procesos biosintéticos, y durante la división celular esta función se suspende.

En todas las formas de división celular, el ADN de cada cromosoma se replica de modo que se forman dos hebras dobles de polinucleótidos idénticas de ADN.

Arroz. 8. Estructura cromosómica

Estas cadenas están rodeadas por una capa de proteína y al comienzo de la división celular parecen hilos idénticos uno al lado del otro. Cada hilo se llama cromátida y está conectado al segundo hilo por una región que no mancha llamada centrómero (Fig. 8).

Tarea

1. ¿Qué es el ciclo celular? ¿En qué etapas consta?

2. ¿Qué le sucede a la célula durante la interfase? ¿En qué etapas consta la interfase?

3. ¿Qué es la replicación? ¿Cuál es su significado biológico? ¿Cuando sucede? ¿Qué sustancias intervienen en él?

4. Cómo empezó teoría celular? Nombra a los científicos que participaron en su formación.

5. ¿Qué es un cromosoma? ¿Cuál es el papel de los cromosomas en la división celular?

1. Literatura técnica y humanitaria ().

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Se denomina período de vida de una célula desde el momento de su nacimiento como resultado de la división de la célula madre hasta la siguiente división o muerte. Ciclo de vida (celular) de una célula.

El ciclo celular de las células capaces de reproducirse incluye dos etapas: - INTERFASE (etapa entre divisiones, intercinesis); - PERIODO DE DIVISIÓN (mitosis). En la interfase, la célula se prepara para la división: la síntesis de diversas sustancias, pero lo principal es la duplicación del ADN. En términos de duración, constituye la mayor parte del ciclo de vida. La interfase consta de 3 períodos: 1) Presintético - G1 (ji uno) - ocurre inmediatamente después del final de la división. La célula crece, acumula diversas sustancias (ricas en energía), nucleótidos, aminoácidos, enzimas. Preparación para la síntesis de ADN. Un cromosoma contiene 1 molécula de ADN (1 cromátida). 2) Sintético: el material S se duplica: las moléculas de ADN se replican. Las proteínas y el ARN se sintetizan intensamente. El número de centríolos se duplica.

3) G2 postsintético: premitótico, la síntesis de ARN continúa. Los cromosomas contienen 2 copias de sí mismos: cromátidas, cada una de las cuales transporta 1 molécula de ADN (de doble hebra). La célula está lista para dividirse; el cromosoma está esporalizado.

Amitosis - división directa

Mitosis – división indirecta

Meiosis – división de reducción

Amitosis– ocurre raramente, especialmente en células senescentes o cuando condiciones patologicas(reparación de tejidos), el núcleo permanece en estado de intefase, los cromosomas no están esporalizados. El núcleo está dividido por constricción. Es posible que el citoplasma no se divida, entonces se forman células binucleadas.

MITOSIS- un método universal de división. En el ciclo de vida es sólo una pequeña parte. El ciclo de las células epitemales intestinales del gato es de 20 a 22 horas, la mitosis es de 1 hora. La mitosis consta de 4 fases.

1) PROFASA: se produce un acortamiento y engrosamiento de los cromosomas (espiralización); son claramente visibles. Los cromosomas constan de 2 cromátidas (se duplican durante la interfase). El nucléolo y la membrana nuclear se desintegran, el citoplasma y el carioplasma se mezclan. Los centros de las células divididas divergen a lo largo del eje longitudinal de la célula hacia los polos. Se forma un huso de fisión (que consta de filamentos elásticos de proteínas).

2) METOFASE: los cromosomas se encuentran en el mismo plano a lo largo del ecuador, formando una placa en metafase. El huso consta de 2 tipos de hilos: algunos conectan los centros celulares, los segundos (su número = número de cromosomas es 46) están unidos, un extremo al centrosoma (centro celular) y el otro al centrómero del cromosoma. El centrómero también comienza a dividirse en 2. Los cromosomas (al final) se dividen en el centrómero.

3) ANAFASE – la fase más corta de la mitosis. Las hebras del huso comienzan a acortarse y las cromátidas de cada cromosoma se alejan unas de otras hacia los polos. Cada cromosoma consta de solo 1 cromátida.

4) TELOFASE: los cromosomas se concentran en el correspondiente centros celulares, desspiralizar. Se forman los nucléolos y la membrana nuclear, y se forma una membrana que separa las células hermanas entre sí. Las células hermanas se separan.

Importancia biológica La mitosis es que, como resultado, cada célula hija recibe exactamente el mismo conjunto de cromosomas y, por tanto, exactamente la misma información genética que poseía la célula madre.

7. MEIOSIS – DIVISIÓN, MADURACIÓN DE CÉLULAS GERMINALES

La esencia de la reproducción sexual es la fusión de dos núcleos de células germinales (gametos), el esperma (esposo) y el óvulo (esposas). Durante el desarrollo, las células germinales sufren división mitótica y, durante la maduración, división meiótica. Por tanto, las células germinales maduras contienen un conjunto haploide de cromosomas (p): P + P = 2P (cigoto). Si los gametos tuvieran 2n (diploide), entonces los descendientes tendrían un número de cromosomas tetraploide (2n+2n) = 4n, etc. El número de cromosomas en padres e hijos permanece constante. El número de cromosomas se reduce a la mitad mediante la meiosis (gametogénesis). Consta de 2 divisiones consecutivas:

reductivo

Ecuacional (ecualizador)

sin interfase entre ellos.

LA PROFASE 1 ES DIFERENTE DE LA PROFASE DE MITOSIS.

1. Leptonema (filamentos delgados) en el núcleo, un conjunto diploide (2p) de cromosomas largos y delgados de 46 piezas.

2. Zygonema – cromosomas homólogos (emparejados) – 23 pares en humanos están conjugados (cremallera) “que se ajustan” de gen a gen y están conectados a lo largo de toda la longitud 2p – 23 piezas.

3.Homólogo de Pachynema (filamentos gruesos). Los cromosomas están estrechamente conectados (bivalentes). Cada cromosoma consta de 2 cromátidas, es decir. bivalente - de 4 cromátidas.

4. La conjugación diplonema (doble cadena) de los cromosomas se repelen entre sí. Hay una torsión y, a veces, un intercambio de partes rotas de los cromosomas, un cruce (entrecruzamiento), lo que aumenta drásticamente la variabilidad hereditaria y nuevas combinaciones de genes.

5. Diacinesis (movimiento en la distancia): termina la profase, los cromosomas se esperalizan, la membrana nuclear se desintegra y comienza la segunda fase: la metafase de la primera división.

Metafase 1: las bivalentes (tétradas) se encuentran a lo largo del ecuador de la célula, se forma el huso (23 pares).

Anafase 1: no solo una cromátida, sino dos cromosomas se mueven a cada polo. La conexión entre cromosomas homólogos se debilita. Los cromosomas emparejados se alejan uno del otro hacia polos diferentes. Se forma un conjunto haploide.

Telofase 1: en los polos del huso se ensambla un único conjunto haploide de cromosomas, en el que cada tipo de cromosoma no está representado por un par, sino por el primer cromosoma que consta de 2 cromátidas; el citoplasma no siempre está dividido.

Meiosis 1- la división conduce a la formación de células que llevan un conjunto haploide de cromosomas, pero los cromosomas constan de 2 cromátidas, es decir, Tienen el doble de ADN. Por tanto, las células ya están listas para la 2ª división.

Meiosis 2 división (equivalente). Todas las etapas: profase 2, metafase 2, anafase 2 y telofase 2. Procede como mitosis, pero las células haploides se dividen.

Como resultado de la división, los cromosomas bicatenarios maternos se dividen para formar cromosomas hijos monocatenarios. Cada célula (4) tendrá un conjunto haploide de cromosomas.

ESO. como resultado de 2 divisiones metóticas se produce:

La variabilidad hereditaria aumenta debido a diferentes combinaciones de cromosomas en conjuntos hijos

El número de combinaciones posibles de pares de cromosomas = 2 elevado a n (el número de cromosomas en un conjunto haploide es 23 - humanos).

El objetivo principal de la meiosis es crear células con un conjunto de cromosomas haploides; esto se logra mediante la formación de pares de cromosomas homólogos al comienzo de la primera división meiótica y la posterior divergencia de homólogos en diferentes células hijas. La formación de células germinales masculinas es la espermatogénesis y la formación de células germinales femeninas es la ovogénesis.

Ciclo celular(Cyclus Cellularis) es el período desde una división celular a otra, o el período desde la división celular hasta su muerte. El ciclo celular se divide en 4 periodos.

El primer período es mitótico;

2º - posmitótico o presintético, se designa con la letra G1;

3º - sintético, se designa con la letra S;

4º - postsintético o premitótico, se designa con la letra G 2,

y el período mitótico está representado por la letra M.

Después de la mitosis comienza el siguiente período G1. Durante este período, la masa de la célula hija es 2 veces menor que la de la célula madre. Esta célula tiene 2 veces menos proteínas, ADN y cromosomas, es decir, normalmente debería haber cromosomas 2p y ADN 2c.

¿Qué sucede en el período G1? En este momento, se produce la transcripción del ARN en la superficie del ADN, que participa en la síntesis de proteínas. Debido a las proteínas, aumenta la masa de la célula hija. En este momento se sintetizan los precursores del ADN y las enzimas implicadas en la síntesis del ADN y los precursores del ADN. Los principales procesos del período G1 son la síntesis de proteínas y receptores celulares. Luego viene el período S. Durante este período, se produce la replicación del ADN de los cromosomas. Como resultado, al final del período S el contenido de ADN es 4c. Pero habrá 2n cromosomas, aunque en realidad también habrá 4n, pero el ADN de los cromosomas durante este período está tan entrelazado que cada cromosoma hermano en el cromosoma madre aún no es visible. A medida que aumenta su número como resultado de la síntesis de ADN y aumenta la transcripción de los ARN ribosómicos, mensajeros y de transporte, la síntesis de proteínas aumenta naturalmente. En este momento, puede ocurrir la duplicación de los centriolos en las células. Por tanto, una celda del período S ingresa al período G 2. Al inicio del período G 2 continúa proceso activo transcripción de varios ARN y el proceso de síntesis de proteínas, principalmente proteínas tubulina, que son necesarias para la división del huso. Puede ocurrir duplicación de centríolos. Las mitocondrias sintetizan intensamente ATP, que es una fuente de energía, y la energía es necesaria para la división celular mitótica. Después del período G2, la célula entra en el período mitótico.

Algunas células pueden salir del ciclo celular. La salida de una célula del ciclo celular se indica con la letra G0. Una célula que entra en este período pierde su capacidad de sufrir mitosis. Además, algunas células pierden su capacidad de mitosis temporalmente, otras de forma permanente.

Si una célula pierde temporalmente la capacidad de sufrir división mitótica, sufre una diferenciación inicial. En este caso, una célula diferenciada se especializa para realizar una función específica. Después de la diferenciación inicial, esta célula es capaz de regresar al ciclo celular y entrar en el período Gj y, después de pasar por el período S y el período G2, sufrir división mitótica.

¿En qué parte del cuerpo se encuentran las células en el período G0? Estas células se encuentran en el hígado. Pero si el hígado está dañado o parte de él se extirpa quirúrgicamente, todas las células que han experimentado la diferenciación inicial regresan al ciclo celular y, debido a su división, rápida recuperación células del parénquima hepático.

Las células madre también se encuentran en el período G 0, pero cuando célula madre comienza a dividirse, pasa por todos los períodos de interfase: G1, S, G 2.

Aquellas células que finalmente pierden la capacidad de división mitótica experimentan primero una diferenciación inicial y realizan determinadas funciones, y luego una diferenciación final. En la diferenciación terminal, la célula no puede regresar al ciclo celular y finalmente muere. ¿En qué parte del cuerpo se encuentran estas células? En primer lugar, se trata de células sanguíneas. Granulocitos sanguíneos que han pasado por una función de diferenciación durante 8 días y luego mueren. Los glóbulos rojos funcionan durante 120 días y luego también mueren (en el bazo). En segundo lugar, estas son las células de la epidermis de la piel. Las células epidérmicas se someten primero a una diferenciación inicial y luego a la final, como resultado de lo cual se convierten en escamas córneas, que luego se desprenden de la superficie de la epidermis. En la epidermis de la piel, las células pueden estar en el período G0, el período G1, el período G2 y el período S.

Los tejidos con células que se dividen con frecuencia se ven más afectados que los tejidos con células que se dividen raramente, porque una serie de sustancias químicas y factores físicos Destruir los microtúbulos del huso.

MITOSIS

La mitosis es fundamentalmente diferente de la división directa o amitosis en que durante la mitosis hay una distribución uniforme del material cromosómico entre las células hijas. La mitosis se divide en 4 fases. La 1ª fase se llama profase, 2do - metafase, 3er - anafase, 4to- telofase.

Si una célula tiene la mitad de un conjunto de cromosomas (haploide), que constituyen 23 cromosomas (células sexuales), entonces este conjunto se designa con el símbolo En cromosomas y ADN 1c, si es diploide, cromosomas 2p y ADN 2c (células somáticas inmediatamente después de la división mitótica). ), un conjunto aneuploide de cromosomas, en células anormales.

Profase. La profase se divide en temprana y tardía. Durante la profase temprana, se produce una espiralización de los cromosomas y se vuelven visibles en forma de hilos finos y forman una bola densa, es decir, se forma una figura de bola densa. Con el inicio de la profase tardía, los cromosomas giran aún más en espiral, como resultado de lo cual se cierran los genes de los organizadores de los cromosomas nucleolares. Por tanto, la transcripción del ARNr y la formación de subunidades cromosómicas se detienen y el nucléolo desaparece. Al mismo tiempo, se produce la fragmentación de la membrana nuclear. Los fragmentos de la membrana nuclear se pliegan formando pequeñas vacuolas. La cantidad de EPS granular en el citoplasma disminuye. Los tanques granulares de EPS están fragmentados en estructuras más pequeñas. La cantidad de ribosomas en la superficie de las membranas del RE disminuye drásticamente. Esto conduce a una disminución de la síntesis de proteínas en un 75%. En este punto, el centro de la celda se duplica. Los 2 centros celulares resultantes comienzan a divergir hacia los polos. Cada uno de los centros celulares recién formados consta de 2 centriolos: madre e hija.

Con la participación de los centros celulares, comienza a formarse un huso de fisión, que consta de microtúbulos. Los cromosomas continúan girando en espiral, lo que da como resultado la formación de una bola suelta de cromosomas ubicada en el citoplasma. Por tanto, la profase tardía se caracteriza por una bola de cromosomas suelta.

Metafase. Durante la metafase, las cromátidas de los cromosomas maternos se hacen visibles. Los cromosomas maternos se alinean en el plano ecuatorial. Si miras estos cromosomas desde el ecuador de la célula, se perciben como placa ecuatorial(lámina ecuatorial). Si miras la misma placa desde el lado del poste, entonces se percibe como estrella madre(monastro). Durante la metafase, se completa la formación del huso. En el huso se ven dos tipos de microtúbulos. Algunos microtúbulos se forman a partir del centro celular, es decir, del centríolo, y se denominan microtúbulos centriolares(microtúbulos cenriolares). Otros microtúbulos comienzan a formarse a partir de los cinetocoros de los cromosomas. ¿Qué son los cinetocoros? En el área de las constricciones de los cromosomas primarios se encuentran los llamados cinetocoros. Estos cinetocoros tienen la capacidad de inducir el autoensamblaje de microtúbulos. Aquí comienzan los microtúbulos, que crecen hacia los centros celulares. Por tanto, los extremos de los microtúbulos cinetocoros se extienden entre los extremos de los microtúbulos centriolares.

Anafase. Durante la anafase se produce la separación simultánea de los cromosomas hijos (cromátidas), que comienzan a moverse, algunos hacia un polo y otros hacia el otro polo. En este caso aparece una estrella doble, es decir, 2 estrellas hijas (diastra). El movimiento de las estrellas se realiza gracias al huso y al hecho de que los propios polos de la célula se alejan algo entre sí.

Mecanismo, movimientos de estrellas hijas. Este movimiento está garantizado por el hecho de que los extremos de los microtúbulos del cinetocoro se deslizan a lo largo de los extremos de los microtúbulos centriolares y tiran de las cromátidas de las estrellas hijas hacia los polos.

Telofase. Durante la telofase, el movimiento de las estrellas hijas se detiene y comienzan a formarse núcleos. Los cromosomas sufren despiralización y comienza a formarse una envoltura nuclear (nucleolema) alrededor de los cromosomas. Dado que las fibrillas de ADN de los cromosomas se desspiralizan, comienza la transcripción.

ARN en genes descubiertos. Dado que se produce la desspiralización de las fibrillas del ADN cromosómico, el ARNr en forma de hilos delgados comienza a transcribirse en la región de los organizadores nucleolares, es decir, se forma el aparato fibrilar del nucléolo. Luego, las proteínas ribosómicas se transportan a las fibrillas de ARNr, que forman complejos con ARNr, lo que da como resultado la formación de subunidades ribosómicas, es decir, se forma un componente granular del nucléolo. Esto ya ocurre en la telofase tardía. citotomía, es decir, la formación de una constricción. Cuando se forma una constricción a lo largo del ecuador, el citolema se invagina. El mecanismo de invaginación es el siguiente. Los tonofilamentos, que consisten en proteínas contráctiles, se encuentran a lo largo del ecuador. Estos tonofilamentos retraen el citolema. Luego, el citolema de una célula hija se separa de otra célula hija similar. Así, como resultado de la mitosis, se forman nuevas células hijas. Las células hijas tienen 2 veces menos masa en comparación con la madre. También tienen menos ADN (corresponde a 2c) y la mitad del número de cromosomas (corresponde a 2p). Por tanto, la división mitótica finaliza el ciclo celular.

Importancia biológica de la mitosis. es que debido a la división se produce el crecimiento del cuerpo, la regeneración fisiológica y reparadora de células, tejidos y órganos.

Material de Wikipedia: la enciclopedia libre

Ciclo celular- este es el período de existencia de una célula desde el momento de su formación mediante la división de la célula madre hasta su propia división o muerte.

Duración del ciclo celular de los eucariotas.

La duración del ciclo celular varía entre las diferentes células. Células de organismos adultos que se reproducen rápidamente, como las células hematopoyéticas o basales de la epidermis y intestino delgado, puede ingresar al ciclo celular cada 12 a 36 horas. Se observan ciclos celulares cortos (aproximadamente 30 minutos) durante la rápida fragmentación de huevos de equinodermos, anfibios y otros animales. En condiciones experimentales, muchas líneas de cultivo celular tienen un ciclo celular corto (unas 20 horas). En la mayoría de las células que se dividen activamente, el período entre mitosis es de aproximadamente 10 a 24 horas.

Fases del ciclo celular eucariota.

El ciclo celular eucariota consta de dos períodos:

• Un período de crecimiento celular llamado "interfase", durante el cual se sintetizan el ADN y las proteínas y se produce la preparación para la división celular.
• El período de división celular, llamado "fase M" (de la palabra mitosis - mitosis).

La interfase consta de varios períodos:

• G monofásico (del inglés. brecha- intervalo), o la fase de crecimiento inicial, durante la cual se produce la síntesis de ARNm, proteínas y otros componentes celulares;
• Fase S (del inglés. síntesis- síntesis), durante la cual se produce la replicación del ADN del núcleo celular, también se produce la duplicación de los centriolos (si existen, por supuesto).
• Fase G 2, durante la cual se produce la preparación para la mitosis.

En las células diferenciadas que ya no se dividen, es posible que no haya una fase G 1 en el ciclo celular. Estas células se encuentran en la fase de reposo G0.

El período de división celular (fase M) incluye dos etapas:

• cariocinesis (división del núcleo celular);
• citocinesis (división del citoplasma).

A su vez, la mitosis se divide en cinco etapas.

La descripción de la división celular se basa en datos de microscopía óptica en combinación con fotografías de microcine y en los resultados de microscopía óptica y electrónica de células fijadas y teñidas.

Regulación del ciclo celular

La secuencia regular de cambios en los períodos del ciclo celular se produce mediante la interacción de proteínas como las quinasas dependientes de ciclina y las ciclinas. Las células en la fase G0 pueden ingresar al ciclo celular cuando se exponen a factores de crecimiento. Varios factores Los factores de crecimiento, como los factores de crecimiento plaquetarios, epidérmicos y nerviosos, al unirse a sus receptores, desencadenan una cascada de señalización intracelular que, en última instancia, conduce a la transcripción de genes de ciclina y quinasas dependientes de ciclina. Las quinasas dependientes de ciclinas se activan sólo cuando interactúan con las ciclinas correspondientes. El contenido de varias ciclinas en la célula cambia a lo largo del ciclo celular. La ciclina es un componente regulador del complejo quinasa ciclina-dependiente de ciclina. La quinasa es el componente catalítico de este complejo. Las quinasas no son activas sin ciclinas. En etapas diferentes Durante el ciclo celular se sintetizan diferentes ciclinas. Así, el contenido de ciclina B en los ovocitos de rana alcanza un máximo en el momento de la mitosis, cuando se inicia toda la cascada de reacciones de fosforilación catalizadas por el complejo ciclina B/quinasa dependiente de ciclina. Al final de la mitosis, las proteinasas destruyen rápidamente la ciclina.

Puntos de control del ciclo celular

Para determinar la finalización de cada fase del ciclo celular, se requiere la presencia de puntos de control. Si la célula "pasa" el punto de control, continúa "moviéndose" a lo largo del ciclo celular. Si algunas circunstancias, como un daño en el ADN, impiden que la célula pase por un punto de control, que se puede comparar con una especie de punto de control, entonces la célula se detiene y no ocurre otra fase del ciclo celular, al menos hasta que se presentan los obstáculos que impidieron el paso. que la célula pase por el puesto de control. Hay al menos cuatro puntos de control en el ciclo celular: un punto de control en G1, que verifica si hay ADN intacto antes de entrar en la fase S, un punto de control en la fase S, que verifica la replicación correcta del ADN, un punto de control en G2, que verifica si hay lesiones omitidas cuando pasando puntos de verificación anteriores, u obtenidos en etapas posteriores del ciclo celular. En la fase G2, se detecta la integridad de la replicación del ADN y las células en las que el ADN está subreplicado no entran en mitosis. En el punto de control del montaje del huso, se comprueba que todos los cinetocoros estén unidos a los microtúbulos.

Trastornos del ciclo celular y formación de tumores.

La alteración de la regulación normal del ciclo celular es la causa de la mayoría de los tumores sólidos. En el ciclo celular, como ya se mencionó, pasar los puntos de control solo es posible si las etapas anteriores se completan con normalidad y no hay averías. Para células tumorales Cambios característicos en los componentes de los puntos de control del ciclo celular. Cuando se desactivan los puntos de control del ciclo celular, se observa disfunción de varios supresores de tumores y protooncogenes, en particular p53, pRb, Myc y Ras. La proteína p53 es uno de los factores de transcripción que inicia la síntesis de la proteína p21, que es un inhibidor del complejo CDK-ciclina, que conduce a la detención del ciclo celular en los períodos G1 y G2. Por tanto, una célula cuyo ADN está dañado no entra en la fase S. Con mutaciones que conducen a la pérdida de los genes de la proteína p53, o con sus cambios, no se produce un bloqueo del ciclo celular, las células entran en mitosis, lo que conduce a la aparición de células mutantes, la mayoría de las cuales no son viables, otras dan lugar a células malignas.

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Literatura

1. Kolman, J., Rehm, K., Wirth, Y., (2000). 'Bioquímica visual',
2. Chentsov Yu.S., (2004). 'Introducción a la Biología Celular'. M.: ICC "Akademkniga"
3. Kopnin B.P., 'Mecanismos de acción de oncogenes y supresores de tumores'

Enlaces

Ciclo celular Etapas Otras fases Reguladores

Un extracto que caracteriza el ciclo celular.

“¡Residentes de Moscú!
Vuestras desgracias son crueles, pero Su Majestad el Emperador y el Rey quiere detener su curso. Ejemplos terribles os han enseñado cómo castiga la desobediencia y el crimen. Se toman medidas estrictas para detener el desorden y restablecer la seguridad de todos. La administración paterna, elegida entre vosotros, constituirá vuestro municipio o gobierno de la ciudad. Se preocupará por ti, por tus necesidades, por tu beneficio. Sus miembros se distinguen por una cinta roja, que se llevará sobre el hombro, y el jefe de la ciudad llevará un cinturón blanco encima. Pero, salvo durante el ejercicio de su cargo, sólo llevarán una cinta roja alrededor de su mano izquierda.
La policía de la ciudad se creó de acuerdo con la situación anterior y gracias a sus actividades existe un mejor orden. El gobierno nombró dos comisarios generales, o jefes de policía, y veinte comisarios, o alguaciles privados, estacionados en todas partes de la ciudad. Los reconocerás por la cinta blanca que llevarán alrededor de su brazo izquierdo. Algunas iglesias de diferentes denominaciones están abiertas y en ellas se celebran los servicios divinos sin obstáculos. Vuestros conciudadanos regresan diariamente a sus hogares, y se ha dado orden de que en ellos encuentren ayuda y protección tras la desgracia. Estos son los medios que utilizó el gobierno para restablecer el orden y aliviar su situación; pero para lograrlo es necesario que unas tus esfuerzos con él, para que olvides, si es posible, las desgracias que has padecido, te entregues a la esperanza de un destino menos cruel, estés seguro de que un inevitable y vergonzoso La muerte aguarda a aquellos que se atreven a vuestras personas y a vuestros bienes restantes, y al final no había duda de que serían preservados, porque tal es la voluntad del más grande y justo de todos los monarcas. ¡Soldados y residentes, sin importar de qué nación sean! Restablezcan la confianza pública, fuente de felicidad del Estado, vivan como hermanos, presten ayuda y protección mutuas, únanse para refutar las intenciones de las personas malvadas, obedezcan a las autoridades militares y civiles, y pronto sus lágrimas dejarán de fluir. .”
En cuanto al abastecimiento de alimentos de las tropas, Napoleón ordenó a todas las tropas que se turnaran para ir a Moscú a la maraude [saqueo] para procurarse provisiones, de modo que así el ejército pudiera estar abastecido para el futuro.
En el aspecto religioso, Napoleón ordenó ramener les popes [traer de vuelta a los sacerdotes] y reanudar los servicios en las iglesias.
En cuanto al comercio y alimentos para el ejército, se publicó por todas partes lo siguiente:
Proclamación
“Ustedes, tranquilos residentes de Moscú, artesanos y trabajadores, a quienes las desgracias han sacado de la ciudad, y ustedes, agricultores distraídos, a quienes un miedo infundado todavía retiene en los campos, ¡escuchen! El silencio vuelve a esta capital y en ella se restablece el orden. Vuestros compatriotas salen valientemente de sus refugios, viendo que son respetados. Cualquier violencia cometida contra ellos y sus bienes será inmediatamente castigada. Su Majestad el Emperador y Rey los protege y entre vosotros no considera a nadie su enemigo, excepto a los que desobedecen sus órdenes. Quiere poner fin a vuestras desgracias y devolveros a vuestras cortes y a vuestras familias. Cumple con sus intenciones caritativas y ven a nosotros sin ningún peligro. ¡Residentes! Regresen con confianza a sus hogares: ¡pronto encontrarán formas de satisfacer sus necesidades! ¡Artesanos y artesanos trabajadores! Vuelve a tus manualidades: casas, tiendas, guardias de seguridad te esperan y por tu trabajo recibirás el pago que te corresponde. Y vosotros, campesinos, salid por fin de los bosques donde os escondisteis horrorizados, volved sin miedo a vuestras chozas, con la exacta seguridad de que encontraréis protección. Se han establecido almacenes en la ciudad, donde los campesinos pueden llevar sus excedentes de suministros y plantas terrestres. El gobierno ha tomado las siguientes medidas para garantizar que venta gratis: 1) A partir de esta fecha, los campesinos, agricultores y habitantes de las cercanías de Moscú pueden, sin ningún peligro, llevar sus suministros a la ciudad, sin importar su familia, en dos áreas de almacenamiento designadas, es decir, en Mokhovaya y en Okhotny Ryad. 2) Estos alimentos se les comprarán al precio que acuerden el comprador y el vendedor; pero si el vendedor no recibe el precio justo que exige, entonces será libre de llevarlos de regreso a su pueblo, lo que nadie podrá impedirle bajo ninguna circunstancia. 3) Todos los domingos y miércoles se asignan semanalmente para grandes días de negociación; ¿Por qué se apostará un número suficiente de tropas los martes y sábados en todas las carreteras principales, a tanta distancia de la ciudad, para proteger esos carros? 4) Se tomarán las mismas medidas para que no haya obstáculos en el camino de regreso de los campesinos con sus carros y caballos. 5) Los fondos se utilizarán inmediatamente para restablecer el comercio normal. ¡Residentes de la ciudad y de los pueblos, y ustedes, trabajadores y artesanos, sin importar de qué nación sean! Estáis llamados a cumplir los propósitos paternales de Su Majestad el Emperador y del Rey y a contribuir con él al bienestar general. ¡Pon respeto y confianza a sus pies y no dudes en unirte a nosotros!
Para elevar la moral de las tropas y del pueblo, constantemente se realizaban revisiones y se entregaban premios. El emperador montó a caballo por las calles y consoló a los vecinos; y a pesar de toda la preocupación asuntos de EstadoÉl mismo visitó los teatros establecidos por orden suya.
En términos de caridad, el mejor valor del pueblo coronado, Napoleón también hizo todo lo que dependía de él. En las instituciones caritativas ordenó la inscripción Maison de ma mere [Casa de mi madre], uniendo con este acto el tierno sentimiento filial con la grandeza de la virtud del monarca. Visitó el orfanato y, dejando que los huérfanos que salvó besaran sus manos blancas, habló amablemente con Tutolmin. Luego, según el elocuente relato de Thiers, ordenó que los sueldos de sus tropas se repartieran en ruso, elaborado por él, con dinero falso. Relevante l"emploi de ces moyens par un acte digue de lui et de l"armée Francaise, il fit distribuer des secours aux incendies. Mais les vivres etant trop precieux pour etre donnes a des etrangers la plupart ennemis, Napoleón aima mieux leur fournir de l "argent afin qu"ils se fournissent au dehors, et il leur fit distribuer des rublos papiers. [Elevando el uso de estas medidas a una acción digna de él y del ejército francés, ordenó la distribución de beneficios a los quemados. Pero, dado que los suministros de alimentos eran demasiado caros para dárselos a personas de un país extranjero y en su mayor parte hostil, Napoleón consideró mejor darles dinero para que pudieran obtener alimentos para sí mismos; y ordenó que se les proporcionaran rublos de papel.]

Las fases G1, S y G2 del ciclo celular se denominan colectivamente interfase. Una célula en división pasa la mayor parte de su tiempo en interfase mientras crece en preparación para la división. La fase de mitosis implica la separación nuclear seguida de citocinesis (división del citoplasma en dos células separadas). Al final del ciclo mitótico se forman dos diferentes. Cada célula contiene material genético idéntico.

El tiempo necesario para completar la división celular depende de su tipo. Por ejemplo, las células en médula ósea, las células de la piel, el estómago y los intestinos se dividen rápida y constantemente. Otras células se dividen según sea necesario, reemplazando las células dañadas o muertas. Estos tipos de células incluyen células de los riñones, el hígado y los pulmones. Otros, incluyendo células nerviosas, deja de dividirse después de la maduración.

Periodos y fases del ciclo celular.

Esquema de las principales fases del ciclo celular.

Los dos períodos principales del ciclo celular eucariota incluyen la interfase y la mitosis:

Interfase

Durante este período, la célula se duplica y sintetiza ADN. Se estima que una célula en división pasa alrededor del 90-95% de su tiempo en interfase, que consta de las siguientes 3 fases:

• Fase G1: el período de tiempo anterior a la síntesis de ADN. Durante esta fase, la célula aumenta de tamaño y número en preparación para la división. en esta fase son diploides, lo que significa que tienen dos juegos de cromosomas.
• Fase S: Etapa del ciclo durante la cual se sintetiza el ADN. La mayoría de las células tienen una ventana de tiempo estrecha durante la cual se produce la síntesis de ADN. El contenido de cromosomas se duplica en esta fase.
• Fase G2: el período posterior a la síntesis de ADN pero antes del inicio de la mitosis. La célula sintetiza proteínas adicionales y continúa creciendo de tamaño.

Fases de la mitosis

Durante la mitosis y la citocinesis, el contenido de la célula madre se distribuye uniformemente entre las dos células hijas. La mitosis tiene cinco fases: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase.

• Profase: en esta etapa, se producen cambios tanto en el citoplasma como en la célula en división. se condensa en cromosomas discretos. Los cromosomas comienzan a migrar al centro de la célula. La envoltura nuclear se rompe y se forman fibras del huso en los polos opuestos de la célula.
• Prometafase: fase de mitosis en eucariotas células somáticas Después de la profase y antes de la metafase. En la prometafase, la membrana nuclear se descompone en numerosas “vesículas de membrana” y los cromosomas de su interior se forman. estructuras proteicas llamados cinetocoros.
• Metafase: en esta etapa, el nuclear desaparece por completo, se forma un huso y los cromosomas se ubican en la placa de metafase (un plano que está equidistante de los dos polos de la célula).
• Anafase: en esta etapa, los cromosomas emparejados () se separan y comienzan a moverse hacia los extremos opuestos (polos) de la célula. El huso de fisión, que no está conectado al huso, extiende y alarga la célula.
• Telofase: En esta etapa, los cromosomas llegan a nuevos núcleos y el contenido genético de la célula se divide equitativamente en dos partes. La citocinesis (división de células eucariotas) comienza antes del final de la mitosis y termina poco después de la telofase.

Citocinesis

La citocinesis es el proceso de separación del citoplasma en las células eucariotas que produce varias células hijas. La citocinesis ocurre al final del ciclo celular después de la mitosis o.

Durante la división celular animal, la citocinesis ocurre cuando el anillo contráctil forma un surco dividido que pellizca membrana celular a la mitad. Se construye la placa de la celda, que divide la celda en dos partes.

Una vez que la célula ha completado todas las fases del ciclo celular, regresa a la fase G1 y el ciclo completo se repite nuevamente. Las células del cuerpo también son capaces de entrar en un estado de reposo, llamado fase Gap 0 (G0), en cualquier momento de su ciclo de vida. Pueden permanecer en esta etapa durante mucho tiempo. período largo tiempo hasta que se reciben señales para avanzar a través del ciclo celular.

Células que contienen mutaciones genéticas, se colocan permanentemente en fase G0 para evitar que se repliquen. Cuando el ciclo celular sale mal, se interrumpe el crecimiento celular normal. Pueden desarrollarse que tomen el control de sus propias señales de crecimiento y continúen reproduciéndose sin control.

Ciclo celular y meiosis.

No todas las células se dividen mediante el proceso de mitosis. Los organismos que se reproducen sexualmente también sufren un tipo de división celular llamada meiosis. La meiosis ocurre y es similar al proceso de mitosis. Sin embargo, después de un ciclo celular completo, la meiosis produce cuatro células hijas. Cada célula contiene la mitad del número de cromosomas de la célula original (padre). Esto significa que las células sexuales son . Cuando las células sexuales masculinas y femeninas haploides se unen en un proceso llamado , forman uno llamado cigoto.