Question

Механизм регуляции митоза

Answer 1

ВВЕДЕНИЕ Клетка является элементарной единицей всего живого. Вне клетки жизни нет. Размножение клеток происходит только путем деления исходной клетки, которому предшествует воспроизведение ее генетического материала. Активация деления клетки происходит вследствие воздействия на нее внешних или внутренних факторов. Процесс деления клетки с момента ее активации называется пролиферацией. Иными словами, пролиферация - это размножение клеток, т.е. увеличение числа клеток (в культуре или ткани), происходящее путем митотических делений. Время существования клетки как таковой, от деления до деления, обычно называют клеточным циклом Во взрослом организме человека, клетки различных тканей и органов имеют неодинаковую способность к делению. Кроме того, при старении интенсивность пролиферации клеток снижается (т.е. увеличивается интервал между митозами). Встречаются популяции клеток, полностью потерявшие свойство делиться. Это, как правило, клетки, находящиеся на терминальной стадии дифференцировки, например, зрелые нейроны, зернистые лейкоциты крови, кардиомиоциты. В этом отношении исключение составляют иммунные В- и Т- клетки памяти, которые, находясь в конечной стадии дифференцировки, при появлении в организме определенного стимула в виде ранее встречавшегося антигена способны начать пролиферировать. В организме есть постоянно обновляющиеся ткани - различные типы эпителия, кроветворные ткани. В таких тканях существуют клетки, которые постоянно делятся, заменяя отработавшие или погибающие типы клеток (например, клетки крипт кишечника, клетки базального слоя покровного эпителия, кроветворные клетки костного мозга). Также в организме существуют клетки, которые не размножаются в обычных условиях, но вновь приобретают это свойство при определенных условиях, в частности при необходимости регенерации тканей и органов. Процесс пролиферации клеток жестко регулируется как самой клеткой (регуляция клеточного цикла, прекращение или замедление синтеза аутокринных ростовых факторов и их рецепторов), так и ее микроокружением (отсутствие стимулирующих контактов с соседними клетками и матриксом, прекращение секреции и/или синтеза паракринных ростовых факторов). Нарушение регуляции пролиферации приводит к неограниченному делению клетки, что в свою очередь инициирует развитие онкологического процесса в организме. АКТИВАЦИЯ ПРОЛИФЕРАЦИИ Основную функцию, связанную с инициацией пролиферации, берет на себя плазматическая мембрана клетки. Именно на ее поверхности происходят события, которые связаны с переходом покоящихся клеток в активированное состояние, предшествующее делению. Плазматическая мембрана клеток за счет располагающихся в ней молекул-рецепторов воспринимает различные внеклеточные митогенные сигналы и обеспечивает транспорт в клетку необходимых веществ, принимающих участие в инициации пролиферативного ответа. Митогенными сигналами могут служить контакты между клетками, между клеткой и матриксом, а также взаимодействие клеток с различными соединениями, стимулирующими их вступление в клеточный цикл, которые получили название факторов роста. Клетка, получившая митогенный сигнал на пролиферацию, запускает процесс деления. КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ Весь клеточный цикл состоит из 4 этапов: пресинтетического (G1), синтетического (S), постсинтетического (G2) и собственно митоза (М). Кроме того, существует так называемый G0-период, характеризующий состояние покоя клетки. В G1-периоде клетки имеют диплоидное содержание ДНК на одно ядро. В этот период начинается рост клеток, главным образом, за счет накопления клеточных белков, что обусловлено увеличением количества РНК на клетку. Кроме того, начинается подготовка к синтезу ДНК. В следующем S-периоде происходит удвоение количества ДНК и соответственно удваивается число хромосом. Постсинтетическая G2 фаза называется также премитотической. В этой фазе происходит активный синтез мРНК (матричная РНК). Вслед за этой стадией следует собственно деление клетки надвое или митоз. Деление всех эукариотических клеток связа

Answer 2

Митоз - это процесс клеточного деления, в результате которого одна клетка разделяется на две клетки-потомка с идентичными хромосомами и генетической информацией. Регуляция митоза крайне важна для поддержания здоровья и нормального функционирования организма. Механизм регуляции митоза обусловлен последовательным прохождением различных фаз и контролем над этими фазами клеточного цикла.

Основные этапы митоза включают:

1. Интерфаза: Этот этап предшествует самому митозу и включает три фазы: G1 (первый ростовой этап), S (синтез ДНК) и G2 (второй ростовой этап). Клетка активно растет, синтезирует белки и подготавливается к делению.

2. Митоз: - Профаза: Хромосомы уплотняются, становятся видимыми под микроскопом, ядрышко и ядерная оболочка разрушаются, центриоли начинают двигаться к противоположным полюсам клетки, микротрубочки начинают формировать митотический хромосомный аппарат. - Метафаза: Хромосомы выстраиваются вдоль метафазного диска, специальной плоскости в центре клетки. - Анафаза: Хроматиды (половинки хромосом) разделяются и двигаются к противоположным полюсам клетки, образуя две набора хромосом. - Телофаза: Начинается формирование новых ядерных оболочек вокруг двух наборов хромосом. Клетка готовится к окончательному разделению.

Механизм регуляции митоза обеспечивается комплексной системой регуляции клеточного цикла, которая включает молекулярные механизмы и различные белки-регуляторы, такие как циклины и циклин-зависимые киназы (CDK).

Циклины – это белки, уровень которых меняется в течение клеточного цикла. Они связываются с циклин-зависимыми киназами, формируя комплексы, которые регулируют прохождение клеточного цикла через его различные фазы. Эти комплексы активируют или ингибируют различные молекулярные процессы, которые контролируют деление клетки.

Точка контроля (контрольная точка) является ключевой в процессе регуляции митоза. Она гарантирует, что клетка готова к переходу на следующий этап клеточного цикла. Например, Г1-контрольная точка проверяет, есть ли достаточное количество ресурсов для начала синтеза ДНК. Если все условия не выполнены, клетка может быть приостановлена или провести ремонт перед продолжением деления.

Этот строгий контроль позволяет избежать ошибок в клеточном делении, которые могут привести к мутациям, раку или другим патологиям. Механизмы регуляции митоза играют фундаментальную роль в обеспечении точного и надежного деления клеток.