Редупликация (лат. redu-plicatio — удвоение) — удвоение молекул ДНК, хромосом, происходящее при делении клеток, росте и размножении организма.

G1- пресинтетический (постмитотический) период: S- синтетический период, G2- постсинтетический (премитотический) период. Митоз: П- профаза, М- метафаза, А- анафаза, Т- телофаза; n- гаплойдный набор хромосом, 2n- диплоидный набор хромосом, 4n- тетраплоидный набор хромосом; с- количество ДНК, соответствующее гаплойдному набору хромосом. Вне круга схематично показаны изменения хромосом в различные периоды жизненного цикла клетки.

Митотический цикл- период между окончанием одного деления и началом последующего. Этот период в митотическом цикле – интерфаза.

Интерфаза имеет 3 периода:

1. Пресинтетический G1. В этом периоде происходит синтез РНК, белка и рост клетки. Клетки имеют диплойдный (2n) набор хромосом и 2с генетического материала ДНК.

2. Синтетический (S). Происходит редупликация молекул ДНК и формируется вторая хромотида в хромосоме. Каждая хромосома состоит из 2-х хромотид и содержит 4c ДНК. Число хромосом не меняется (2n).

3. В постсинтетическом периоде G2 происходит синтез белков, необходимых для для формирования веретена деления. Завершается удвоение центриолей. В молекулах АТФ накапливается энергия, необходимая для деления клетки. Клетка готова к делению. Ни содержание ДНК (2с), ни число хромосом (2n) не меняется.

Клетки имеют диплойдный набор хромосом. Каждая хромосома состоит из двух хромотид.

Митоз.

Митоз- непрямое деление клетки. Метоз состоит из 4 фаз:

1. Профаза (2n4c). Хромосомы спирализуются, укорачиваются, утолщаются и становятся видны. Каждая хромосома состоит из 2-х хромотид. Они соединены центромерой. К концу профазы ядерная оболочка и ядрышки растворяются. Центриоли расходятся к полюсам клетки. Образуется веретено деления.

2. Метафаза ( 2n4c) – выстраиваются по экватору. В районе первичной перетяжки хромосомы образуют кенетохор. Кенетохор- белковая пластинка к которой прикрепляются нити веретена деления. Хорошо видны число и форма хромосом. Нити веретена деления тянутся от полюсов к центромерам.

3. Анафаза (4n4c). Центромеры делятся на хромотиды (дочерние хромосомы) расходятся к разным полюсам. Движение хромосом происходят благодоря нитям веретена, которые, сокращаясь растягивают дочерние хромосомы от экватора к полюсам.

4. Телофаза ( 2n2c). Хромосомы состоящие из одной хромотиды, находятся у полюсов клетки. Они деспирализуются и становятся не видны.

Образуется ядерная оболочка. В ядре формируется ядрышко. Происходит деление цитоплазмы. В клетках животных цитоплазма делится путем перетяжки, впячиванием мембраны от краев к центру.

В результате митоза каждая дочерняя клетка получает точно такие же хромосомы, какие имела материнская клетка. Число хромосом в обеих дочерних клетках равно числу хромосом материнской клетки.

ЗНАЧЕНИЕ МИТОЗА

Самое важное событие, происходящее во время митоза, - это равное распределение удвоившихся хромосом между двумя дочерними клетками. Митоз протекает в животных и растительных клетках почти одинаково, но имеется и ряд различий. В результате митоза получаются два ядра, содержащие каждое столько же хромосом, сколько их было в родительском ядре. Эти хромосомы происходят от родительских хромосом путем точной репликации ДНК, поэтому гены их содержат совершенно одинаковую наследственную информацию.

Дочерние клетки генетически идентичны родительской клетке, так что никаких изменений в генетическую информацию митоз внести не может. В результате митозов число клеток в организме увеличивается (процесс, известный под названием гиперплазии), что представляет собой один из главных механизмов роста. Многие виды животных и растений размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток. Кроме того, митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей (например, ног у ракообразных) и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.

Редупликация.

Редупликация (лат. redu-plicatio — удвоение) — удвоение молекул ДНК, хромосом, происходящее при делении клеток, росте и размножении организма.

Редупликация ДНК

Редупликация ДНК идет с затратой энергии и ускоряется в клетках целым комплексом белковых молекул-катализаторов — ферментов, главный из которых называется ДНК-полимеразой. После расплетения двойной спирали ДНК этот фермент последовательно наращивает на полинуклеотидных цепях исходной молекулы ДНК (их называют также матричными цепями) комплементарные им цепи.

Обратите внимание: образование двух новых комплементарных цепей идет в противоположных направлениях. Это происходит потому, что матричные цепи антипа-раллельны, а ДНК-полимераза наращивает цепь только от 5'-конца к З'-концу. То, что изображено на рисунке, называют обычно репликативной вилкой. Ее можно разглядеть в электронный микроскоп.

С ДНК-полимеразой, равно как и с принципом ком-плементарности оснований, мы еще не раз встретимся на страницах этой книги. А сейчас обратимся к вопросу о том, как реализуется содержащаяся в ДНК наследственная информация.

Репликация происходит если только она собирает делиться. Фрагменты ДНК сшиваются с помощью фермента- лигазы.

Полимераза идет в направлении 5 ---3

При репликации могут возникать ошибки. Если ДНК- полимераза вставила неправильное азотистое основание, это приводит к спонтанным случайным мутациям. Есть механизмы, исправляющие эти мутации.

Репарация- процесс исправления ошибок репликации.

От ДНК к РНК и обратно. Известно, что основу жизни представляют белки. Функции их в клетках очень многообразны. Сокращается мышца, работает мозг, борется организм с попавшими в него бактериями или вирусами, переваривается в желудке и кишечнике пища, насыщается кровь кислородом, светится светляк, бактерия разъедает камень — во всех разнообразных процессах главную роль играют белки. Одного не «умеют» молекулы белков — размножаться.

При митотическом делении имеет место равномерное распределение генетического материала родительской (материнской) клетки между двумя дочерними клетками, каждая из которых получает одну копию генных локусов всех материнских хромосом. При этом дочерняя клетка сохраняет численность диплоидного набора хромосом (2л), характерную для материнской клетки. В свою очередь, дочерняя клетка после удвоения ее хроматина (синтеза ДНК и гистоновых белков) становится способной к следующему делению, приводящему к образованию двух новых клеточных копий. Интервал между окончанием деления родительской клетки и завершением деления ее дочерней клетки принято называть митотическим (клеточным) циклом

В организме Митозконтролируются системой нейрогуморальной регуляции, которая осуществляется нервной системой, гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной и половых желёз, а также местными факторами (продукты тканевого распада, функциональная активность клеток). Взаимодействие различных регуляторных механизмов обеспечивает как общие, так и местные изменения митотической активности. Митоз опухолевых клеток выходят из-под контроля нейрогуморальной регуляции.

Выражением регуляции Митоза в связи с взаимодействием организма и среды служит суточный ритм деления клеток. В большинстве органов ночных животных максимум Митоза отмечается утром, а минимум — в ночное время. У дневных животных и человека отмечается обратная динамика суточного ритма. Суточный ритм Митоза — следствие цепной реакции, в которую вовлекаются ритмические изменения внешней среды (освещённость, температура, режим питания и др.), ритм функциональной активности клеток и изменения процессов обмена веществ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: