Mitosis

Page 1

Клетъчни основи на живота Клетъчна репродукция Ралица Живкова, PhD Главен асистент в катедра Биология


Основни компоненти на прокариотната клетка

M.Markova

70S рибозоми

© 2002 by Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter.

Тилакоиди при фотосинтезиращи прокариоти


Основни компонети на еукариотната клетка •Ядро (нуклеоплазма) •Цитоплазма: цитозол включения oрганели:

цитоплазмен

Универсални / специфични

Мембранно ограничени: едномембранни (ЕПР, АГ, лизозоми, пероксизоми) двумембранни (митохондрии, пластиди) Немембранни (рибозоми, цитоскелет, цитоцентър)


Компартменти плазмалема мембрани на ядрената обвивка ендомембрани (ЕПР, АГ, митохондриални и пластидни мембрани, пероксизомни и вакуолни мембрани)

Екстрацелуларен матрикс матриксни макромолекули фибриларни и адхезивни молекули протеогликани хиалуронова киселина


Клетъчни рецептори

Белтъчна молекула или гликопротеин, вгладен в клетъчната мембрана или в цитоплазмата Лиганд, свързващ се с рецептора: – – – – –

Пептид Невротрансмитер Хормон Лекарства Токсини

Свързването на рецептор и лиганд предизвиква конформационни промени на рецепторната молекула

Отговор в клетката: лиганд-агонист или лиганд-антагонист


Мембранни рецептори

(повърхностни или трансмембранни) Мембранни рецептори, свързани с йонен канал Свързани с G протеин мембранни рецептори (индиректно влияние чрез контрол върху йонните канали) Ензим-свързани мембранни рецептори

Вътреклетъчни рецептори за стероидни и тироидни хормони

Болести, свързане с дефекти на клетъчните рецептори Паркинсонова болест – антитела срещу допаминови рецептори Myastenia gravis – антитела срещу ацетилхолинови рецептори


G-protein свързва ГТФ в клетките

The Lingerman Research Group

Проникване на HIV вирус в Т-лимфоцит чрез закотвени в мембраната рецептори

Сигнална трансдукция

By D. Secko, The Science Creative Quaterly, 2009


Произход и еволюция на клетките Мутации

вариабилност в генетичната информация, предавана в потомството

Селекция (отбор)

оцеляване и размножаване на определени генетични варианти

Семейство РНК молекули,

катализиращи собствената си репликация

ДНК – стабилна молекула за

съхраняване и предаване на генетичната информация в клетъчните поколения

Хипотези за произхода на еукариотите Автогенна Общ предшественик за прокариоти и еукариоти

Симбионтна Внедряване на цели прокалиотне клетки


Клетъчна репродукция Клетъчен цикъл

M.Markova


интерфаза

Точка на обвързване точка на рестрикция, старт в края на G 1 циклини циклин- зависими кинази

Репликация Вход в митоза MPF от края на G 2 (до края на метафаза) © 2002 by Bruce Alberts et al.

G1 S G2

Изход от митоза настъпване на анафаза циклозома хромозомни центромерни белтъци - кохезини


М-фаза

© 2002 by Bruce Alberts et al.


Š 2002 by Bruce Alberts et al.


© 2002 by Bruce Alberts et al., photographs – C.I.Rieder, J.CWaters, R.W.Cole


Š 2002 by Bruce Alberts et al.


Š 2002 by Bruce Alberts et al.


Затворена митоза

© 2002 by Bruce Alberts et al.


Растителните клетки

© 2002 by Bruce Alberts et al.


Контрол на клетъчното делене при многоклетъчните организами • Неделящи се клетки – неврони, клетки на скелетните мускули

• Рядко делящи се клетки – външен разрешителен сигнал • Бързо делящи се клетки – дробене при ранни зародиши

-

Растежни фактори

липса на някой от тях вкарва клетката в G0 обратно вкарване в пролиферативен цикъл, свързано с развитие на рецепторите за определени растежни фактори - паракринна и автокринна (тумори) регулация


© 2002 by Bruce Alberts et al.

Зависимо от плътността инхибиране на деленето

Поддържа

оптимална пътност на клетъчните популации в многоклетъчния организъм

- увеличена контактна повърхност с базална мембрана – стимул на деленето - намален контакт с базална мембрана или дъно на съд – инхибиране на митоза - туморни клети


Гени за социален контрол при многоклетъчните Онкогени Подложени на мутация или вирусна трансформация гени Не работи повърхностното инхибиране Ендогенен синтез на растежни фактори

Тумор-супресорни гени Задържат деленето в контролните точки на клетъчния цикъл (в норма) При мутации отпада забрана за делене и клетката се дели безконтролно

Прото-онкогени Сигнализират разрешение за делене (в норма) Нормално присъствещи в генома гени, способни да станат онкогени при доминантна мутация или свръхекспресия При делеция или точкова мутация – производства на свръхактивен белтък в нормално количество При амплификация или хромозомни преустройства и сближаване с енхансер – свръхпроизводство на нормален белтък


Клетъчно стареене и смърт Апоптоза (програмирана клетъчна смърт) Кондензиране, фрагментиране на ядрото и клетката Клетъчните фрагменти са ограничени от клетъчна мебрана

Пръсти на миша лапичка From W. Wood et al., Development 127:5245– 5252, 2000. © The Company of Biologists


Два пътя за старт на апоптоза

© 2002 by Bruce Alberts et al.


Некроза Набъбване на клетката, лизиране на мембраната, изтичане на клатъчното съдържимо

некроза

апоптоза in vitro

апоптоза в тъкан

© 2002 by Bruce Alberts et al.


Съвпадение на жизнен цикъл с клетъчен цикъл Бързоделящи се клетки – интерфаза - митоза Прокариоти и едноклетъчни еукариоти – безсмъртие Многоклетъчни еукариоти - скъсяване на теломерите на хромозомите при всяка следваща репликация -

броят клетъчни деления in vitro е зависим от възрастта на донора на клетъчната линия: фетални човешки фибробласти – 50 човешки фибробласти от зрял организъм – 40 човешки фибробласти от стар организъм - 30


Амитоза Исторически термин Днес различаваме:

Затворена митоза (Protozoa)

Регенеративна амитоза (регенерация на черен дроб)

Дегенеративна амитоза

Апоптоза (преходен епител на пикочния мехур)


Клетъчен цикъл

M.Markova


Синхронизирани клетъчни култури

Вещества, задържащи клетъчния цикъл в специфична стъпка

Изронване и отливане на заоблените клетки (М-фаза)

Центрофугиране


Регулация на клетъчния цикъл Точка на обвързване

(точка на рестрикция, старт)

в края на G 1 G 1 циклини циклин- зависими кинази G1-Cdk S – фаза активатор на границата G 1 – S S-Cdk

Репликация - S цитоплазмен контрол за: завършена репликация и удвоен микротубулен организатор

Вход в митоза MPF от края на G 2 (до края на метафаза)

Изход от митоза настъпване на анафаза циклозома хромозомни центромерни белтъци


Двигател на клетъчния цикъл Специфично фосфорилиране на белтъци – субстрати (чрез протеинкинази) Ген –> киназа Ген –> циклин Циклин + киназа = циклин-зависима киназа

M.Markova

G 1 циклини ,G1-Cdk S – фазови циклини,S-Cdk Митотична Cdk, MPF Циклозома (APC)


1. 2.

Eнзимен комплекс, който: Свързва митотичните циклини с убиквитин Активира протеаза, разграждаща кохезините в центромерната област на хромозомите

Циклозома APC

M.Markova


M.Markova


M.Markova


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.