Днк не содержится в ядрах клеток печени

Казахский госуниверситет, Алма-Ата

В системе обмена веществ, как известно, огромную роль играют нуклеиновые кислоты. Имеется непосредственная зависимость между содержанием РНК, ДНК и уровнем белкового синтеза (Браше, 1960, и др.).

В связи с разработкой методик количественных гисто- и цитохимии, как-то: цитофотометрия, адсорбционная ультрафиолетовая микроскопия, — появилась реальная возможность определять количественно те или иные биологически важные вещества непосредственно в структурах (Бродский, 1960; Пирс, 1962 и др.). Было показано, что содержание ДНК, приходящееся на одно диплоидное ядро для клеток каждого вида животных, является величиной строго постоянной. Однако в некоторых органах имеются клетки с ядрами, содержащими ДНК в два-четыре раза больше, чем их в диплоидных ядрах. Такие ядра с избыточным количеством ДНК получили название полиплоидных.

По степени интенсивности реакции Фельгена можно судить о количестве ДНК, приходящемся на одно ядро (Свифт, 1957).

При исследовании печени рыб нами была отмечена чрезвычайно слабая реакция Фельгена. Эти факты побудили нас заняться более глубокими сравнительно-количественными исследованиями содержания ДНК в клеточных ядрах печени рыб и печени млекопитающих.

Для гистохимических исследований брались пять видов рыб — плотва, обыкновенная маринка, голец, налим, окунь и один вид млекопитающих — белая крыса. Кусочки печени фиксировались по Карнуа, а блоки приготавливались по общепринятой методике. Толщина срезов была равна 5 μ.

Реакция Фельгена проводилась также по общеизвестной методике. Окрашенные препараты фотографировались при увеличении об. 90× ок. 10, на фотопленке изопанхром ГОСТ, при светло-зеленом фильтре (585 мм) под микроскопом МБИ-6.

Негативная фотопленка фотометрировалась на микрофотометре МФ-2 при объективе ×3,5. При таком увеличении удалось сделать 19 измерений плотности фотоэмульсии в ядре в относительных световых единицах.

Все полученные данные обрабатывались вариационно-статистически. Количественная методика выявления ДНК реакцией Фельгена не позволяет измерить вещество в граммах, так как не известен удельный коэффициент поглощения продукта реакции ДНК с фуксином. Поэтому количество ДНК в ядре мы выражали в условных единицах. Количество ДНК в ядре (0) рассчитывалось по формуле

Е — оптическая плотность (см. табл.).

Количество ДНК в ядрах печени рыб и млекопитающих

Наименьшее количество ДНК (неуловимое для цитофотометрии) содержится в большинстве ядер печени налима. Паренхима здесь претерпевает жировое перерождение, ядра деградируют и показывают отрицательную реакцию Фельгена на ДНК. Лишь по ходу желчных протоков имеются ядра, показывающие слабо выраженную реакцию Фельгена. Таких ядер приходится на одно поле зрения очень мало (на 100 ядер — одно-два).

В печени окуня также имеются ядра, не содержащие ДНК. Однако среднее количество ДНК, приходящееся на 10 ядер, у них больше, чем у налима.

Наибольшее количество ДНК в печени содержат карповые рыбы, особенно маринка. В печени карповых ануклеальные ядра (без ДНК) попадаются очень редко (в среднем 3 из 100). Однако в целом в ядре печени рыб содержится ДНК значительно меньше, чем у млекопитающих.

Из литературы известно, что в печени взрослых крыс может содержаться до 80% полиплоидных клеток, содержащих двух-, четырехкратное количество ДНК в сравнении с диплоидными ядрами. В печени лягушки и тритона не найдено октоплоидных ядер и обнаружено лишь небольшое количество тетраплоидных.

У сельдевых рыб среднее количество ДНК в ядре печеночной клетки, по данным целого ряда исследователей, равно 2,01×10 -12 г, в то время как у крысы оно составляет 9,40×10 -12 г, а у человека — 10,36×10 -12 г. Следовательно, у сельдевых среднее количество ДНК, приходящееся на одно ядро, меньше примерно в пять раз.

В чем причина такого низкого содержания ДНК в ядрах клеток печени рыб? Нам кажется, что это связано прежде всего с неодинаковой функциональной нагрузкой печени млекопитающих и рыб, а следовательно, и со степенью дифференцировки цитоплазматических структур.

Из литературы известно, что усиление функциональной нагрузки на печень приводит к увеличению плоидности ядер и их количества в тканях. При усиленном функционировании цитоплазмы и ее производных тормозятся процессы дифференцировки в ядре. В результате ядерное деление не доходит до конца и в ядре накапливается избыточное количество ДНК, вследствие чего увеличивается скорость белкового синтеза. В целом же клетка начинает функционировать более интенсивно.

Следовательно, по количеству плоидных ядер можно в какой-то степени судить об интенсивности продуктов обмена в цитоплазме.

Из данных, полученных нами, а также другими исследователями, можно сделать вывод, что печень у рыб функционирует слабее, чем у млекопитающих, что не приводит к полиплоидизации ядер. У рыб-хищников и полухищников с хорошо развитым желудком и пилорическими придатками интенсивность обменных процессов в печени значительно слабее, чем у мирных рыб. Паренхима печени у хищников превращается в своеобразное жировое тело, имеющее сходство с таковыми у насекомых. Жир, всасываемый из пищи, в организме рыб подвергается перестройке очень медленно и откладывается в теле без существенных изменений (Ловерн, 1953).

Является показательным также тот факт, что в паренхиме клеток печени, содержащих жир, не удается гистохимически определить гликоген. И это вполне понятно: образование гликогена из глюкозы и его распад возможны лишь при наличии ферментов. Синтез же ферментов происходит с участием нуклеиновых кислот, и прежде всего ДНК.

Все эти факты побуждают нас обратить еще большее внимание на специфику структуры и функции печени у рыб.

Браше Ж. Биохимическая эмбриология. М., Изд-во иностранной литературы, 1960.

Бродский В. Я. О способах фиксации и подготовки материала для количественного цитохимического анализа. «Цитология», 1960, т. 2, № 5.

Ловерн Д. А. Химия жиров и жировой обмен рыб. «Биохимия рыб». М., Изд-во иностранной литературы, 1953.

Пирс Э. Гистохимия. М., Изд-во иностранной литературы, 1962.

Свифт X. Цитохимическое исследование. Сборник статей. М., Изд-во иностранной литературы, 1957.

источник

Казахский госуниверситет, Алма-Ата

Е — оптическая плотность (см. табл.).

Количество ДНК в ядрах печени рыб и млекопитающих

Все эти факты побуждают нас обратить еще большее внимание на специфику структуры и функции печени у рыб.

Браше Ж. Биохимическая эмбриология. М., Изд-во иностранной литературы, 1960.

Ловерн Д. А. Химия жиров и жировой обмен рыб. «Биохимия рыб». М., Изд-во иностранной литературы, 1953.

Пирс Э. Гистохимия. М., Изд-во иностранной литературы, 1962.

Свифт X. Цитохимическое исследование. Сборник статей. М., Изд-во иностранной литературы, 1957.

источник

Уха из семги по домашнемуУха из семги по домашнему отличное блюдо для всей семьи. Уха из семги по домашнему готовится[…]

Семга запеченная в духовкеСемга запеченная в духовке, прекрасное блюдо которым порадует хозяйка свою семью на обед, семга запеченная в духовке[…]

Стейк семги в духовке в фольге в сливочном соусеСтейк семги в духовке в фольге в сливочном соусе хороший вариант вкусно[…]

Рыбный суп из семги рецепт первого блюда для всей семьиРыбный суп из семги – сытное и полезное первое блюдо для[…]

Рулет из лаваша с семгойРулет из лаваша с семгой — прекрасная закуска, которая готовится очень быстро, всего за 5-10 минут[…]

Как правильно засолить семгуЭто оригинальный рецепт малосольной семги — прекрасной закуски на любой стол, на любой праздничный банкет, засолить малосольную[…]

Салат из пекинской капусты и семгиСалат из пекинской капусты и семги интересное и простое блюдо. Салат из пекинской капусты и[…]

Салат с семгой и морепродуктами рецептыСалат с семгой и морепродуктами, вкусное блюдо к праздничному столу. Салат с семгой и морепродуктами готовится[…]

Как посолить икру семги в домашних условиях Иногда в руки хозяйки попадает семга с икрой, и возникает вопрос как засолить икру[…]

Спагетти с копченой семгой и грибами Спагетти с копченой семгой и грибами прекрасное блюдо для обеда для всей семьи. Готовится блюдо[…]

Казахский госуниверситет, Алма-Ата

Е — оптическая плотность (см. табл.).

Количество ДНК в ядрах печени рыб и млекопитающих

Все эти факты побуждают нас обратить еще большее внимание на специфику структуры и функции печени у рыб.

Браше Ж. Биохимическая эмбриология. М., Изд-во иностранной литературы, 1960.

Ловерн Д. А. Химия жиров и жировой обмен рыб. «Биохимия рыб». М., Изд-во иностранной литературы, 1953.

Пирс Э. Гистохимия. М., Изд-во иностранной литературы, 1962.

Свифт X. Цитохимическое исследование. Сборник статей. М., Изд-во иностранной литературы, 1957.

источник

4.1.1. Общие представления

4.1.1.1. Функции ядра

а) Через определённое время животных забивают и готовят срезы изучаемых тканей.

б) Срезы покрывают фотоэмульсией. —
В местах нахождения радиоактивного соединения происходит разложение фотоэмульсии и образуются гранулы серебра (2) .
Т.е. последние являются маркёрами радиоактивной метки.

в) Затем срез (после промывки и закрепления) красят как обычный гистологический препарат.

сохраняет наследственный материал для передачи дочерним клеткам (образующимся при делении исходной);

обеспечивает использование информации ДНК в самой клетке — в том объёме, в каком это необходимо данной клетке при данных условиях.

о первичной структуре (последовательности аминокислот) всех белков всех клеток организма (исключение — некоторые белки митохондрий, кодируемые митохондриальной ДНК),

о первичной структуре (последовательности нуклеотидов) примерно 60 видов транспортных РНК и 5 видов рибосомных РНК,

а также, видимо, о программе использования данной информации в разных клетках в разные моменты онтогенеза.

Транскрипция. – В ядре на участке ДНК как на матрице образуется матричная РНК (мРНК); точнее, её предшественник (пре-мРНК).

Созревание мРНК ( процессинг ) и перемещение её в цитоплазму.

Трансляция. — В цитоплазме на рибосомах происходит синтез полипептидной цепи в соответствии с последовательностью нуклеотидных триплетов (кодонов) в мРНК.

б) Т.к. среди белков около 50 % являются ферментами, то их образование приводит, в конечном счёте, к синтезу и всех прочих (небелковых) компонентов клетки и межклеточного вещества.

транскрипция определённых участков ДНК (синтез пре-мРНК),

созревание мРНК,

синтез и созревание тРНК и рРНК.

формируются субъединицы рибосом (из рРНК и поступающих из цитоплазмы рибосомальных белков).

в) Наконец, перед делением клетки (кроме второго деления мейоза) в ядре происходит

репликация (удвоение) ДНК,

причём в дочерних молекулах ДНК

одна из цепей является старой,
а вторая — новой (синтезированной на первой по принципу комплементарности ).

подготовка наследственного материала для объединения с аналогичным материалом половой клетки противоположного пола.

4.1.1.2. Ядерная ДНК

I. Выявление ДНК

ДНК окрашивается в вишнёвый цвет ,
а прочие вещества и структуры — в зелёный .

2. а ) На снимке мы видим, что, действительно, в ядрах (1) клеток содержится ДНК .

б) Исключения составляют ядрышки (2) :
в них содержание ДНК низкое,
отчего они, как и цитоплазма (3) , имеют на препарате зелёный цвет .

1. Препарат — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) в ядре клетки. Окраска по методу Фёльгена.

II. Характеристики ядерной ДНК

На основании биохимических исследований и расчётов установлены следующие характеристики ядерной ДНК. —

а) В ядре любой соматической клетки содержится 46 молекул ДНК разной длины — по одной молекуле в каждой из 46 хромосом..

б) Средняя длина одной молекулы — 4 см (120.000.000 нуклеотидных пар);
всех вместе (в 1 ядре) — около 2 м.

в) Общая масса всей этой ДНК (в 1 ядре) — 5,7 пг (5,7×10 -12 г),
во всех клетках организма человека — около 200 г.

4.1.1.3. Выявление транскрипции в клеточных ядрах

Мечение уридином

а) Чтобы выявить транскрипционную активность клеточных ядер,
животным in vivo вводят в кровь раствор радиоактивного уридина.

б) Данное соединение в клетках превращается в Н 3 –УТФ (уридинтрифосфат) — один из четырёх нуклеотидов, используемых при синтезе РНК.

в) Поэтому вскоре после введения метки она оказывается в составе новосинтезированных цепей РНК.

Замечание. — При образовании ДНК вместо уридилового нуклеотида используется тимидиловый ;
так что Н 3 –УТФ включается только в РНК .

Последу-
ющие процедуры

1. а) На представленном снимке мы видим, что меченое вещество сосредоточено, главным образом, в ядрах ( 1 ) клеток.

б) Это и отражает тот факт, что

в ядрах происходит синтез всех видов РНК — мРНК, тРНК и рРНК.

2. Наличие метки в других частях препарата объясняется, например, тем, что

какая-то часть меченого вещества
(Н 3 –уридина) не успела включиться в состав РНК,

а какая-то часть новообразованной РНК, наоборот, уже успела выйти из ядра в цитоплазму.

2. Препарат — включение Н 3 –уридина в РНК. Окраска гематоксилин-эозином.

1. а) А здесь — обычный препарат печени.
б) В печёночны х клетках хорошо выявляются округлые ядра (1) .
б) Последние окрашиваются гематоксилином в фиолетовый цвет.

2 . а) В свою очередь, в ядрах м ожно видеть 3 основных элемента:

ядерную оболочку (2) ,
глыбки хроматина (3) ,
округлые ядрышки (4) .

ядерный матрикс и
ядерный сок —

формируют ту среду, в которой находятся хроматин и ядрышко.3. Препарат — структура клеточного ядра. Клетки печени. Окраска гематоксилин-эозином.

Полный размер3. Кроме ядер, обратим внимание на оксифильную, слегка зернистую, цитоплазму (5) и не очень заметные границы (6) клеток .

Теперь рассмотрим более подробно строение ядерных структур.

тёмными (электроноплотными) глыбками — т.н. гетерохроматином (1)

и светлыми (электронопрозрачными) областями — эухроматином (2) .

в) Причём, глыбки гетерохроматина
находятся, главным образом, на периферии ядра
и прилежат к ядерной оболочке (3) .

Электронная микрофотография — ядро плазматической клетки.

Полный размер Природа хроматина а) Весь хроматин в целом — это совокупность 46 хромосом.

б) Каждая из них представляет собой нуклеопротеидный комплекс — двуцепочечную молекулу ДНК, которая определённым образом связана с ядерными белками.

в ) Содержание белков в хромосоме по массе в 1,3-1,7 раза больше, чем ДНК.

г) Кроме того, в хромосоме обнаруживается и РНК (являющаяся продуктом транскрипции).Актив-
ность фракций хроматина1. Эухроматин — это функционально активные (участвующие в транскрипции) части хромосом, которые находятся

в деконденсированном (диффузном) состоянии.

б) Гетерохроматин — напротив, функционально неактивные отделы (и целые хромосомы), которые

конденсированы , образуя глыбки.

2. При изменении состояния клетки или в процессе дифференцировки возможен переход части гетерохроматина в эухроматин и обратно.

II. Состояние хроматина в разных клетках

тем ниже функциональная активность ядра,
т.е. тем меньше скорость синтеза РНК.

2. а) Так, в ядре нервной клетки (I) гетерохроматина очень мало — ядро и клетка в целом функционально очень активны.

б) А. Напротив, в лимфоците (II) мы видим преобладание гетерохроматина.
Б. Это вполне коррелирует с очень малым объёмом цитоплазмы, которая к тому же бедна органеллами.

В. Данная клетка циркулирует в крови, и процессы синтеза РНК и белков идут в ней с небольшой скоростью.Электронные микрофотографии —
I — ядро нервной клетки,
II — ядро малого лимфоцита.

Одним из компонентов гетерохроматина может быть т.н. половой хроматин.

Половые хромосомы у мужчин

а) У мужчин в наборе хромосом каждой клетки содержатся, как известно, по одной Х- и Y -половой хромосоме .

б) Обе они находятся в деконденсированном состоянии, т.е. входят во фракцию эухроматина. Половые хромосомы у женщин а) У женщин в клетках содержатся по две Х -хромосомы.

б) А. Одна из них деконденсирована.

Б. Вторая же Х-хромосома всегда находится в конденсированном состоянии , образуя в ядре

компактное тельце — половой хроматин .

б) В нейтрофильных лейкоцитах женщин половой хроматин выявляется

в виде барабанной палочки (2) , находящейся в одном из сегментов ядра (1) .

в) По этому признаку в судебной медицине отличают кровь женщин от крови мужчин.4. Препарат — половой хроматин в лейкоцитах (мазок крови женщины). Окраска азур 2-эозином.

4.1.2.3. Нуклеосомная организация хроматина

а) Кислые белки по составу очень многообразны.
Это ферменты важнейших процессов и регуляторы ферментов и генов.

составляют большую часть ядерных белков (60-80 %),
но представлены всего пятью видами гистонов.

а) Основа каждой нуклеосомы (1) —

глобула из 8 молекул гистонов (октамер).

б) Двуцепочечная молекула ДНК последовательно «намотана» на огромное количество таких глобул,

делая вокруг каждой из них почти по 2 оборота.

в) В участках между глобулами с ДНК связано ещё по 1 молекуле гистона.Электронная микрофотография и схема — нуклеосомы.

Полный размерг) В итоге, совокупность нуклеосом выглядит как цепь бусин ,
а деконденсированный хроматин имеет гранулярную структуру (2) .

д) Но, видимо, во время синтеза ДНК или РНК соответствующие локусы ДНК теряют (и затем вновь восстанавливают) нуклеосомную организацию.Организа-
ция гетеро-
хроматинаа) Гетерохроматин и полностью конденсированные хромосомы тоже имеют нуклеосомную организацию .

б) Однако здесь добавляются и следующие уровни укладки хромосомы ,

что приводит к резкому сокращению её длины.

б) В ядре может содержаться несколько ядрышек. Природа ядрышка 2. Ядрышко — это не отдельная от хроматина структура, а его производная.

а) Оно формируется в связи с определёнными участками хромосом — т.н. ядрышковыми организаторами .
б) Каждый такой организатор содержит несколько сотен копий генов рибосомной РНК.

3. а) На этих генах активно происходит синтез предшественников рРНК.
б) Последние тут же (в ядре) подвергаются созреванию и, связываясь с рибосомальными белками, образуют субъединицы рибосом (которые выходят из ядра в цитоплазму). Тонкая структура В соответствии в вышесказанным, при электронной микроскопии

а) возле ядрышка выявляется связанный с ним участок хроматина (Сhr),

фибриллярные компоненты (FC) (пре-рРНК и рРНК),

а также гранулярные структуры (G) (субъединицы рибосом).Электронная микрофотография — ядрышко.

4.1.3.2. Выявление при световой микроскопии

5. Препарат — РНК в цитоплазме и ядрышках клеток (подчелюстная железа). Окраска по Браше (метиловым зелёным — пиронином).1. а) РНК, как отмечалось, содержится и в самом хроматине
(в связи с синтезом мРНК, тРНК, а также, возможно, в связи с регуляторной ролью каких-то цепей РНК).

б) Но особенно велика концентрация РНК (рРНК) в ядрышках.

2. Поэтому при окраске по Браше РНК выявляется в ядре только в ядрышках (2) , которые окрашиваются в малиновый цвет.

3. Напомним: этот же препарат иллюстрирует и наличие РНК в цитоплазме (1) (в составе рибосом), о чём говорилось в п. 3.3.1.2.

4.1.4. Ядерная оболочка и матрикс

Ядерная оболочка имеет 2 особенности.

а) Во-первых, ядерная оболочка образована не одной, а двумя мембранами — внешней (1) и внутренней (2) , —
которые разделены перинуклеарным пространством (3).

б) Иными словами, ядерная оболочка — это полый двуслойный мешок.

Во-вторых, в оболочке содержатся ядерные поры (4) , необходимые Электронные микрофотографии — ядерная оболочка.
I. Обычный способ приготовления препарата.
II. Метод замораживания и скалывания.

для перемещения молекул и крупных частиц (например, субъединиц рибосом) из ядра в цитоплазму или обратно.

Связь мембран с другими структу-
рамиа) С внешней ядерной мембраной со стороны гиалоплазмы связаны рибосомы (5) .
Т.е. эту мембрану можно рассматривать как

компонент гранулярной эндоплазматической сети (п. 3.2.1).

б) А внутренняя ядерная мембрана связана с ядерной пластинкой (ламиной), к которой

крепятся концы всех хромосом — причём, в строго определённых местах.

Ядерные поры а) В области ядерных пор внутренняя и наружная мембраны сливаются, образуя округлые отверстия, в которые встроены.

комплексы поры (4) .

б) Комплекс включает:

тонкую диафрагму , закрывающую отверстие и пронизанную цилиндрическими каналами ;

белковые гранулы , расположенные по периферии (с обеих сторон от диафрагмы),

центральную белковую гранулу , которая связана фибриллами с периферическими гранулами.

в) В итоге, структура напоминает велосипедное колесо.

г) Количество пор в ядерной оболочке тем больше, чем интенсивней идут в клетке синтетические процессы.Специаль-
ный метод исследо-
ванияа) При особом способе приготовления препарата (путём замораживания и последующего скалывания),
а также используя затем травление и напыление образца , удаётся наблюдать внутреннюю поверхность ядерных мембран (II) .

б) Ядерные поры видны как округлые углубления.

а) Как уже сказано, с внутренней поверхностью внутренней мембраны связана тонкая пластинка белковой природы —

ядерная ламина .

образована многочисленными филаментами и
рассматривается как компонент ядерного матрикса .

б) Кроме того, матрикс включает

внутриядерную фибриллярную сеть .

хромосомы, а также
разнообразные белковые комплексы с ферментативной или регуляторной функцией.

а) Увеличение числа клеток происходит путём их деления.
б) У человека и животных известны 2 способа деления —

митоз и мейоз.

n — гаплоидное количество ДНК , т.е. количество ДНК в ядре половых клеток (сперматозоида или яйцеклетки),

с — гаплоидное количество хромосом (т.е у человека — набор из 23 хромосом).

б) В соматических клетках, как правило, содержится вдвое большее количество ДНК и хромосом — диплоидное (соответственно, 2n и 2с).

в) С учётом этого, суть двух названных видов деления отражается следующими схемами. Схема митоза Как видно, при митозе

вначале происходит удвоение количества ДНК в ядрах (которое становится тетраплоидным , 4n ),

а само деление приводит к образованию двух диплоидных клеток (2n ) . Схема мейоза а) Схема мейоза отличается тем, что вслед за первым делением почти сразу происходит второе (без предшествующего удвоения количества ДНК).

б) В итоге, из одной диплоидной клетки образуются

четыре клетки с гаплоидным (n) количеством ДНК.

(Имеются и другие, очень важные, особенности, но они не меняют представленную схему.)Использо-
вание мейоза
и митоза1. а) Мейоз используется лишь в одном случае: по такому типу проходит

последнее деление при образовании половых клеток.

б) Путём же митоза осуществляются

все предыдущие деления предшественников половых клеток,
а также все деления соматических клеток.

2. В обоих случаях, как следует из приведённых схем, главные события происходят в ядре и касаются хромосом.

В этой теме мы будем рассматривать только митоз,
а о мейозе речь будет идти при изучении половой системы (темы 29 и 30) .

Вначале уточним взаимосвязь митоза с остальными периодами жизнедеятельности клетки.

4.2.2.1. Клеточный цикл постоянно делящихся клеток

от деления до деления или
от деления до гибели.

2. Будем пока иметь в виду первый вариант (от деления до деления). Тогда цикл можно разбить на 4 периода:

S — синтетический,

G ₂ — постсинтетический (или премитотический),

M — митоз,

G ₁ — пресинтетический (постмитотический).Схема — клеточный цикл.

S-период а) В S-период происходят

в ядре — удвоение (репликация) ДНК и хромосомных белков,
а возле ядра — дупликация центриолей.

б) В клетках, находящихся на этой стадии, обнаруживается разное количество ДНК — от 2n до 4n.G ₂ -периода) Следующий период — G ₂ — обычно не очень продолжителен и включает синтез ряда других веществ , необходимых для прохождения митоза;
среди этих веществ —

белок микротрубочек тубулин (п. 3.4.3.1), используемый для формирования веретена деления.

б) Содержание ДНК в этот период — 4n. Митоз Затем происходит митотическое деление с образованием двух диплоидных клеток.G ₁ -периода) Период G ₁ — это некоторый интервал времени

от окончания митоза
до начала синтеза ДНК (и ядерных белков) в дочерней клетке.

б) В этот период происходят

восстановление содержания цитоплазматических белков и,
как следствие, рост клетки (до размера материнской).

в) Содержание ДНК в клетке — 2n. Интерфаза Стадии G ₁ , S и G ₂ объединяют общим термином » интерфаза «.

4.2.2.2. Клеточный цикл для клеток,
прекращающих деление

I. Классификация клеток по способности к делению

1. а) Часто образующиеся при делении дочерние клетки выходят из митотического цикла, т.е. далее не делятся. б) Говорят, что они вступили в G _o -период . 2. По этому признаку, т.е. по способности к делению, все клетки делятся на 3 типа. –
а) Постоянно делящиеся клетки.	Примеры: некоторые клетки базального слоя эпителия, гемопоэтические клетки начальных стадий созревания (включая стволовые клетки).
б) Неделящиеся клетки (в G _o -периоде ), сохранившие способность к делению при действии определённых стимулов.	А. В этом случае переход в G _o -период обратим. Б. Примеры: клетки печени, а также стволовые клетки таких тканей (костных, скелетных мышечных и т.п.), которые в обычных условиях не подвергаются постоянному клеточному обновлению.
в) Неделящиеся клетки (в G _o -периоде) , окончательно потерявшие способность делиться.	А. В данном случае переход в G _o -период необратим . клетки всех слоёв эпидермиса кожи, кроме базального, нервные клетки, клетки сердечной мышцы.
Как видно, не делятся клетки двух видов : с одной стороны, стволовые клетки (находящиеся в «резерве»); с другой стороны, клетки, вступившие в дифференцировку или уже завершившие её. II. Схемы клеточных циклов Для дифференцирующихся клеток клеточный цикл после конечного деления можно представить одним из двух способов. Здесь G _o (D _i ) — различные стадии дифференцировки, на всех из которых клетки не делятся. на одной из этих стадий ( G _o (D ₂ ) ) клетки окончательно теряют способность делиться, а после некоей финальной стадии ( F ) наступает их гибель . в) Пример — клетки эпидермиса.
Дифферен- ровка без гибели клеток	а) Во втором случае схема имеет вид: б) Здесь дифференцировка клеток не заканчивается их гибелью : они функционируют потом длительное время. в) Пример — нервные клетки и мышечные волокна.

4.2.2.3. Пример — клеточный цикл клеток эпидермиса

1. В базальном слое (1) находятся клетки двух видов :

одни митотически делятся,
другие обратимо вступили в
G _o -период , встав на путь дифференцировки.

2. Клетки трёх других слоёв —

шиповатого (2), зернистого (3) и блестящего (4)

— разные стадии дифференцировки (G _o (D ₁ ),
G _o (D ₂ ), G _o (D ₃ ) ) не делящихся, но функционирующих клеток.

3. Наконец, клетки последнего слоя — рогового (5) — не только не делятся, но и находятся на стадии отмирания (F).

6. Препарат — кожа
пальца. Окраска
гематоксилин-эозином.

а) В ряде случаев деление клетки проходит с теми или иными отклонениями от нормальной схемы митоза.

б) Тогда могут образоваться многоядерные и полиплоидные клетки.

в) В данном случае чередуются 2 цикла.- Схема Первый цикл

Первый цикл а) В первом цикле в процессе митоза не совершается цитотомия:

ядро делится, как обычно, на два,
а разделения цитоплазмы не происходит.-

б) Образуется двуядерная клетка. Второй цикл а) Во втором цикле

после удвоения ДНК в клетке оказываются два тетраплоидных (по содержанию ДНК) ядра,

они в ходе митоза образуют 8 с -плоидный набор хромосом,

последний распределяе тся далее по двум дочерним клеткам.

б) Образующиеся клетки — тетраплоидны е .

4-ядерные клетки,
8 с (8n) -плоидные клетки

В митозе различают 4 стадии — профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Хромо-
сомы

а) Хромосомы переходят в компактную (конденсированную) форму и начинают обнаруживаться в ядре в виде нитчатых структур.

б) При этом каждая хромосома содержит две прилегающие друг к другу хроматиды , что выявляется в конце профазы.

в) Полностью прекращается синтез РНК на хромосомах.Другие компонен-
ты ядраа) Из-за инактивации рибосомных генов исчезают ядрышки.

б) Постепенно разрушается ядерная оболочка (распадаясь на фрагменты и мелкие пузырьки). Центриоли а) Содержащиеся в клетке две диплосомы (каждая из которых — пара центриолей) постепенно

расходятся к полюсам клетки (достигая их) и
начинают участвовать в формировании веретена деления (см. ниже).

II. Метафаза

становятся максимально конденсированными ,

выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, образуя метафазную пластинку хромосом, или материнскую звезду ,

а в конце метафазы разделяются на 2 хроматиды , которые остаются связанными только в области центромерных перетяжек.

(поздняя метафаза) Центриоли и веретено деления

а) Сформировано веретено деления (путём полимеризации белка тубулина).

б) В веретено входят микротрубочки 3-х видов:

кинетохорные: связывают каждую хроматиду (в области её кинетохоры) с одной из диплосом ,

полярные: идут от одной из диплосом к центру веретена, где перекрываются с микротрубочками от другого полюса;

астральные: направлены к поверхности клетки.

III. Анафаза

Анафаза — самая короткая стадия.

Расхожде-
ние хромосом

а) Хроматиды , сохраняя максимальную степень конденсации, теряют связь друг с другом и начинают расходиться к полюсам клетки.

б) При этом они ориентированы

центромерными участками — к соответствующему полюсу,

а теломерными (концами) — к экватору клетки.

Поэтому дочерние клетки получают

полные и равные наборы хромосом.

укорочения (разборки) центромерных микротрубочек ,

а также удлинения полярных микротрубочек (что ведёт к расхождению самих полюсов).

б) Кроме того, играют роль белки-транслокаторы :

одни из них, видимо, перемещают хромосомы вдоль центромерных микротрубочек,

другие — перемещают перекрывающиеся полярные микротрубочки в стороны друг от друга.

IV. Телофаза

2. Вокруг него начинает формироваться ядерная оболочка .

3. Хромосомы постепенно деконденсируются.

4. В ядрах начинают формироваться ядрышки . Поздняя телофаза 1. а) Затем между ядрами происходит

разделение тела клетки ( цитотомия )

б) Для этого по экватору клетки формируется актомиозиновое кольцо , которое постепенно сжимается, стягивая за собой плазмолемму —

образуется перетяжка.

2. В итоге, получаются две дочерние клетки.

4.2.3.2. Просмотр препарата:
митозы в тонкой кишке

1. Здесь на малом увеличении видны крипты слизистой оболочки тонкой кишки.

покрыты клетками (1) цилиндрической формы и
разделены узкими промежутками (2) .

II. Интерфаза, профаза и метафаза

1. а) При данном увеличении обнаруживается, что большинство клеток, покрывающих крипты, находятся в интерфазе .

б) В них хорошо выявляются структуры ядра —

глыбки хроматина (3),
ядрышки (4),
ядерная оболочка (5) .

Полный размер2. Вместе с тем, часть клеток находится в состоянии митоза.

а) Так, к летка (6) п роходит стадию профазы :

в ядре выявляются конденсированные хромосомы,

но ядерная оболочка ещё сохраняется.

а) Так, клетка (8) — на стадии анафазы :

хромосомный наборы уже разошлись по полюсам клетки.

Полный размерб) А клетка (9) — на стадии телофазы :

образовались ядерные оболочки и
произошла цитотомия .

4.2.3.3. Просмотр препарата:
митозы в культуре животных клеток

I. Интерфаза, профаза и телофаза

8,а. Препарат — культура животных клеток. Окраска гематоксилином.1. а) Здесь вновь большинство клеток (1) находится в интерфазном состоянии.

б) Однако в центре видны делящиеся клетки.

Полный размер2. а) Клетка (2) — на стадии поздней профазы :

хромосомы — конденсированы,

ядерная оболочка практически исчезла.

хромосомные наборы разошлись по дочерним ядрам,

тело клетки начинает разделяться, что видно по образовавшейся перетяжке.

II. Метафаза, анафаза и интерфаза

8, б-в. Препарат — культура животных клеток. Окраска гематоксилином.

3. а) На снимке 8,б видна клетка (4) на стадии метафазы :

хромосомы, выстроившиеся на экваторе, при виде сверху образуют материнскую звезду.

б) Клетка (5) — на стадии анафазы :

наборы хромосом расходятся к полюсам клетки.

4. а) На снимке 8,в в центре поля зрения — клетка (6) на стадии ранней анафазы :

расхождение хромосомных наборов только начинается.

б) Остальные клетки (7) — в интерфазе и содержат по три ядрышка.

4.2.3.4. Метафазные хромосомы

I. Кариотип (набор хромосом)

2. а) При т.н. хромосомных заболеваниях кариотип отличается от нормального.
б) Например, при болезни Дауна имеется дополнительная 21-я хромосома.

3. Ниже приводится кариотип здорового человека и больного с синдромом Дауна.

Схема — набор метафазных хромосом
у здорового человека (а-b) и у больного с синдромом Дауна (с-d).

II. Характеристика хромосом

Общие сведения

1. Морфологию хромосом обычно характеризуют по их состоянию на стадии метафазы митоза.

2. а) В норме, как мы знаем (пп. 4.1.1.2.II и 4.1.2.1), имеется 46 хромосом, образующих 23 пары .

б) Последние по размеру и форме подразделяются на 7 групп. Части хромосомы а) Почти у каждой хромосомы обнаруживаются следующие части:

центромера (первичная перетяжка),
плечи (части хромосомы по сторонам от центромеры),
теломеры — конечные участки плеч.

б) В области центромеры находится кинетохор — место прикрепления клеточного веретена. Типы хромосом По положению центромеры хромосомы делят на 3 вида:

метацентрические — с равными плечами,
субметацентрические — с плечами неодинаковой длины,
акроцентрические — одно плечо практически отсутствует.

4.2.3.5. Уровни укладки хромосом

Резкое укорочение длины хромосом при конденсации достигается за счёт нескольких уровней их укладки.

Сокращение длиныI. Образование
нуклеосомДвухцепочечная молекула
ДНК делает почти 2 оборота вокруг нуклеосомы.В 6,2 разаII. Спирализация нуклеосомной нитиНуклеосомная нить сворачивается в спираль.В 6,0 разIII. Образование
хроматиновой нитиОбразуется спираль более высокого порядка.В 3,0 разаIV. Складывание хроматиновой нити в хромосомуХромосомная нить многократно складывается по длине хромосомы.В 90 раз

Итоговое сокращение длины составляет примерно 10.000 раз :
молекулы ДНК общей длиной

200 см укладываются в метафазных хромосомах общей длиной

источник