A maioria das células tem um ciclo de vida.

Ciclo de vida - a existência de uma célula desde a divisão até a próxima divisão ou morte da célula. Nos organismos unicelulares, o ciclo de vida coincide com a vida do indivíduo.

O ciclo de vida consiste em duas fases - interfase e mitose.

Nas células dos tecidos, coincide com o ciclo mitótico e consiste em quatro períodos: três períodos (interfase) e a própria mitose:

Os três primeiros períodos constituem interfase:

1. Período pré-sintético (pós-miótico) G 1:

· crescimento ativo e funcionamento das células (aumenta a síntese de mRNA, proteínas, aumenta o número de ribossomos e mitocôndrias);

Preparação para síntese de DNA.

2. Período sintético (S):

· Ocorre replicação (reduplicação) do DNA;

· duplicação de material cromossômico;

· a síntese de mRNA e proteínas continua,

3. Período pós-sintético (premiótico) G 2:

Preparando células para divisão.

4. Mitose - cromossomos reduplicados se dispersam em células-filhas.

Arroz. 5. Ciclo de vida celular.

A duração do ciclo e seus períodos é de 10 a 50 horas, dependendo do tipo de células, idade, etc. Os períodos G 1 e G 2 são os mais variáveis ​​no tempo.

Mitose

A mitose é a divisão indireta, o principal método de divisão das células eucarióticas.

Significado biológico:

· distribuição estritamente idêntica de cromossomos entre células-filhas, o que garante a formação de células geneticamente equivalentes e mantém a continuidade em várias gerações celulares;

· a divisão mitótica está subjacente a todas as formas de reprodução em organismos unicelulares e multicelulares;

A divisão mitótica está na base do crescimento dos organismos.

A duplicação cromossômica ocorre na interfase. Os cromossomos entram na mitose já duplicados.

Fases da mitose:

1. Prófase:

· condensação (espiralização) de cromossomos emparelhados (como resultado eles se tornam visíveis). Cada cromossomo consiste em duas cromátides;

Começa a formação do fuso de fissão.

2. Prometáfase:

· destruição do invólucro nuclear;

· começa o movimento dos cromossomos, seus centrômeros entram em contato com os microtúbulos do fuso, os pólos continuam a divergir entre si;

· ao final da fase, forma-se um fuso de fissão.

3. Metáfase:

· forma-se uma placa metafásica, os cromossomos estão localizados no equador no mesmo plano.

4. Anáfase:

· a conexão na região do centrômero é destruída e os cromossomos se dividem, as cromátides (metades dos cromossomos) divergem para os pólos da célula por meio de fios do fuso.

5. Telófase:

· destruição do fuso de fissão;

formação de membranas nucleares em torno de dois grupos de cromossomos

· descondensação de cromossomos;

· formação de núcleos filhos.

Como resultado, formam-se duas células-filhas, idênticas à célula-mãe.

Meiose

A meiose é um método de divisão celular, que resulta na redução (diminuição) do número de cromossomos pela metade e na transição das células de um estado diplóide para um estado haplóide. Ocorre após a replicação do DNA. A restauração da ploidia ocorre como resultado do processo sexual.

Significado biológico:

· garante a recombinação aleatória e independente de genes, ocorre devido ao cruzamento - troca de seções de cromossomos homólogos;

· manutenção da constância do cariótipo ao longo das gerações;

· é o mecanismo mais importante de hereditariedade e variabilidade.

A meiose não é idêntica à gametogênese. Gametogênese é a formação de gametas especializados a partir de células-tronco indiferenciadas.

Em alguns grupos de organismos vivos (plantas vasculares, fungos), a meiose precede a gametogênese e, via de regra, está separada dela por um período de tempo significativo. Em outros grupos de organismos, a meiose está associada à gametogênese, mas esses processos não são completamente idênticos, uma vez que os espermatozóides amadurecem após a conclusão da meiose e os oócitos antes de sua conclusão.

Dependendo do seu lugar no ciclo de vida de um organismo, existem três tipos principais de meiose:

1. Zigótico (muitos fungos e algas). Ocorre no zigoto, imediatamente após a fertilização e leva à formação de micélio ou talo haplóide e, em seguida, esporos e gametas.

2. Gâmético (todos os animais multicelulares e várias plantas inferiores). Ocorre nos órgãos genitais e leva à formação de gametas.

3. Esporo (plantas superiores). Ocorre antes da floração e leva à formação de um gametófito haplóide, que posteriormente produz gametas.

Fases da meiose.

A meiose consiste em duas divisões sucessivas.

Primeira divisão:

1. A prófase 1 é complexa e extensa no tempo. Existem cinco etapas:

· Leptoteno – condensação dos cromossomos;

· Zigoteno – conjugação de cromossomos homólogos com formação de estruturas denominadas bivalentes;

· Paquíteno – cruzamento (troca de seções de cromossomos homólogos);

· Diploteno – pode ocorrer descondensação parcial dos cromossomos, processos de transcrição e tradução;

· Diacinese – condensação máxima dos cromossomos, cessação dos processos de síntese, destruição da membrana nuclear, os cromossomos estão conectados entre si.

2. Metáfase 1 – formação da placa metafásica.

3. Anáfase 1 - os bivalentes se dividem e os cromossomos divergem para os pólos (os cromossomos inteiros divergem, não as cromátides, como na mitose).

4. Telófase 1 – despiralização dos cromossomos e aparecimento da membrana nuclear.

A segunda divisão segue a primeira, não há fase S, ocorre sem síntese de DNA e, portanto, durante a segunda divisão a quantidade de DNA é reduzida à metade. Células com um conjunto haplóide de cromossomos são formadas.

1. Prófase 2 – condensação dos cromossomos, destruição da membrana nuclear, formação do fuso.

2. Metáfase 2 – formação da placa metafásica. Os cromossomos consistem em duas cromátides.

3. Anáfase 2 - os cromossomos se dividem e se movem em direção aos pólos.

4. Telófase 2 – despiralização dos cromossomos, aparecimento da membrana nuclear.

Como resultado, quatro células haplóides são formadas a partir de uma célula diplóide.

As duas divisões da meiose são acompanhadas por uma redução no número de cromossomos. Ao mesmo tempo, em alguns bivalentes, durante a primeira divisão, os cromossomos homólogos divergem e, em outros, as cromátides divergem. Durante a segunda divisão, ao contrário, as cromátides divergem nos primeiros bivalentes e os cromossomos homólogos no segundo, portanto é incorreto chamar uma divisão de reducional e a segunda de equacional.

Perguntas para autocontrole:

1. Que métodos de divisão celular você conhece?

2. O que é um conjunto de cromossomos?

3. Em que fases consiste o ciclo de vida celular? Que eventos acontecem em cada etapa?

4. O que é mitose? Qual é o significado biológico da mitose?

5. Que tipos de meiose você conhece?

6. O que é meiose? Qual é o significado biológico da meiose?

O ciclo de vida de uma célula inclui o início de sua formação e o fim de sua existência como unidade independente. Comecemos pelo fato de que uma célula surge durante a divisão de sua célula-mãe e termina sua existência devido à próxima divisão ou morte.

O ciclo de vida de uma célula consiste em interfase e mitose. É neste período que o período considerado é equivalente ao celular.

Ciclo de vida celular: interfase

Este é o período entre duas divisões celulares mitóticas. A reprodução cromossômica ocorre de forma semelhante à reduplicação (replicação semiconservativa) de moléculas de DNA. Na interfase, o núcleo da célula é circundado por uma membrana especial de membrana dupla, e os cromossomos não são torcidos e invisíveis à microscopia óptica comum.

Quando as células são coradas e fixadas, uma substância altamente colorida, a cromatina, acumula-se. É importante notar que o citoplasma contém todas as organelas necessárias. Isso garante a plena existência da célula.

No ciclo de vida de uma célula, a interfase é acompanhada por três períodos. Vamos dar uma olhada em cada um deles.

Períodos do ciclo de vida celular (interfases)

O primeiro é chamado ressintético. O resultado da mitose anterior é um aumento no número de células. Aqui ocorre a transcrição das moléculas de RNA recém-fabricadas (informativas), e as moléculas do RNA restante são sistematizadas, as proteínas são sintetizadas no núcleo e no citoplasma. Algumas substâncias do citoplasma são gradativamente decompostas com a formação de ATP, suas moléculas são dotadas de ligações de alta energia, transferem energia para locais onde ela não é suficiente. Ao mesmo tempo, a célula aumenta de tamanho e atinge o tamanho da célula-mãe. Este período dura muito tempo para células especializadas, durante as quais desempenham suas funções especiais.

O segundo período é conhecido como sintético(síntese de DNA). Seu bloqueio pode levar à interrupção de todo o ciclo. Aqui ocorre a replicação das moléculas de DNA, bem como a síntese de proteínas que participam da formação dos cromossomos.

As moléculas de DNA começam a se ligar às moléculas de proteína, e como resultado os cromossomos ficam mais espessos. Ao mesmo tempo, observa-se a reprodução dos centríolos, eventualmente aparecem 2 pares. O novo centríolo em todos os pares está localizado em relação ao antigo em um ângulo de 90°. Posteriormente, cada par se move para os pólos celulares durante a próxima mitose.

O período sintético é caracterizado tanto pelo aumento da síntese de DNA quanto por um salto acentuado na formação de moléculas de RNA, bem como de proteínas, nas células.

Terceiro período - pós-sintético. É caracterizada pela presença de preparação celular para posterior divisão (mitótica). Este período, via de regra, dura sempre menos que os outros. Às vezes cai completamente.

Duração do tempo de geração

Em outras palavras, é quanto tempo dura o ciclo de vida de uma célula. A duração do tempo de geração, assim como os períodos individuais, assume valores diferentes em células diferentes. Isso pode ser visto na tabela abaixo.

Portanto, o ciclo de vida celular mais curto é o dos cambiais. Acontece que o terceiro período, o período pós-sintético, desaparece completamente. Por exemplo, em um rato de 3 semanas de idade, nas células do fígado, diminui para meia hora, a duração do tempo de geração é de 21,5 horas. A duração do período sintético é a mais estável.

Em outras situações, no primeiro período (pré-sintético), a célula acumula propriedades para realizar funções específicas, isso se deve ao fato de sua estrutura se tornar mais complexa. Se a especialização não for muito longe, ela poderá passar por todo o ciclo de vida da célula com a formação de 2 novas células na mitose. Nesta situação, o primeiro período pode aumentar significativamente. Por exemplo, nas células epiteliais da pele de camundongo, o tempo de geração, ou seja, 585,6 horas, cai no primeiro período - pré-sintético, e nas células periosteais de um filhote de rato - 102 horas em 114.

A parte principal desse tempo é chamada de período G0 - esta é a implementação de uma função celular específica intensiva. Muitas células do fígado permanecem neste período, e como resultado perderam a capacidade de sofrer mitose.

Se uma parte do fígado for removida, a maioria de suas células passará por uma experiência completa, primeiro o período sintético, depois o período pós-sintético e, finalmente, o processo mitótico. Assim, a reversibilidade desse período G0 já foi comprovada para vários tipos de populações celulares. Noutras situações, o grau de especialização aumenta tanto que, em condições típicas, as células já não conseguem dividir-se mitoticamente. Ocasionalmente, ocorre endoreprodução neles. Em alguns, isso se repete mais de uma vez, os cromossomos ficam tão espessos que podem ser vistos com um microscópio óptico comum.

Assim, aprendemos que no ciclo de vida de uma célula a interfase é acompanhada por três períodos: pré-sintético, sintético e pós-sintético.

Divisão celular

É a base da reprodução, regeneração, transmissão de informações hereditárias e desenvolvimento. A própria célula existe apenas no período intermediário entre as divisões.

Ciclo de vida (divisão celular) - o período de existência da unidade em questão (começa desde o momento do seu aparecimento até à divisão da célula-mãe), incluindo a própria divisão. Termina com sua própria divisão ou morte.

Fases do ciclo celular

Existem apenas seis deles. As seguintes fases do ciclo de vida celular são conhecidas:

A duração do ciclo de vida, bem como o número de fases nele, é diferente para cada célula. Assim, no tecido nervoso, após o período embrionário inicial, as células param de se dividir, depois funcionam apenas durante toda a vida do próprio organismo e posteriormente morrem. Mas as células do embrião no estágio de clivagem completam primeiro 1 divisão e, imediatamente, ignorando as fases restantes, passam para a próxima.

Métodos de divisão celular

De apenas dois:

1. Mitose- Esta é a divisão celular indireta.
2. Meiose- isso é característico de uma fase como a maturação das células germinativas, a divisão.

Agora aprenderemos com mais detalhes qual é o ciclo de vida de uma célula - mitose.

Divisão celular indireta

Mitose é a divisão indireta de células somáticas. Este é um processo contínuo, cujo resultado é primeiro a duplicação e depois a distribuição igual entre as células filhas do material hereditário.

Significado biológico da divisão celular indireta

É o seguinte:

1. O resultado da mitose é a formação de duas células, cada uma contendo o mesmo número de cromossomos que a mãe. Seus cromossomos são formados através da replicação exata do DNA materno, razão pela qual os genes das células-filhas incluem informações hereditárias idênticas. Eles são geneticamente iguais à célula-mãe. Assim, podemos dizer que a mitose garante a identidade da transmissão da informação hereditária da mãe para as células-filhas.

2. O resultado da mitose é um certo número de células no organismo correspondente - este é um dos mecanismos de crescimento mais importantes.

3. Um grande número de animais e plantas reproduzem-se assexuadamente através da divisão celular mitótica, portanto a mitose constitui a base da reprodução vegetativa.

4. É a mitose que garante a regeneração completa das partes perdidas, bem como a substituição celular, que ocorre até certo ponto em qualquer organismo multicelular.

Assim, soube-se que o ciclo de vida de uma célula somática consiste em mitose e interfase.

Mecanismo de mitose

A divisão do citoplasma e do núcleo são 2 processos independentes que ocorrem contínua e sequencialmente. Mas, por uma questão de conveniência no estudo dos eventos que ocorrem durante o período de divisão, ele é delimitado artificialmente em 4 estágios: pró-, meta-, ana- e telófase. Sua duração varia dependendo do tipo de tecido, fatores externos e estado fisiológico. Os mais longos são os primeiros e os últimos.

Prófase

Há um aumento notável no núcleo aqui. Como resultado da espiralização, ocorre compactação e encurtamento dos cromossomos. Na prófase posterior, a estrutura cromossômica já é claramente visível: 2 cromátides, que são conectadas por um centrômero. O movimento dos cromossomos para o equador da célula começa.

A partir do material citoplasmático em prófase (tardia), forma-se um fuso de fissão, que se forma com a participação dos centríolos (nas células animais, em várias plantas inferiores) ou sem eles (células de alguns protozoários, plantas superiores). Posteriormente, os fios do fuso do tipo 2 começam a aparecer nos centríolos, mais precisamente:

• apoiando aqueles que conectam pólos celulares;
• cromossômico (puxando), que se cruzam em metáfase com os centrômeros cromossômicos.

Ao final desta fase, o envelope nuclear desaparece e os cromossomos ficam localizados livremente no citoplasma. Normalmente o núcleo desaparece um pouco mais cedo.

Metáfase

Seu início é o desaparecimento da membrana nuclear. Os cromossomos primeiro se alinham no plano equatorial, formando uma placa metafásica. Neste caso, os centrômeros cromossômicos estão estritamente localizados no plano equatorial. Os filamentos do fuso fixam-se aos centrômeros cromossômicos e alguns deles passam de um pólo a outro sem serem fixados.

Anáfase

Seu início é considerado a divisão dos centrômeros dos cromossomos. Como resultado, as cromátides são transformadas em dois cromossomos filhos separados. Então estes últimos começam a divergir em direção aos pólos das células. Eles geralmente assumem um formato de V especial neste momento. Esta divergência é conseguida acelerando as roscas do fuso. Ao mesmo tempo, os fios de suporte são alongados, fazendo com que os pólos se afastem uns dos outros.

Telófase

Aqui os cromossomos se reúnem nos pólos das células e depois espiralam. A seguir, o fuso de divisão é destruído. O envelope nuclear das células-filhas se forma ao redor dos cromossomos. Isso completa a cariocinese e, subsequentemente, ocorre a citocinese.

Mecanismos de entrada do vírus nas células

Existem apenas dois deles:

1. Por fusão do supercapsídeo viral e da membrana celular. Como resultado, o nucleocapsídeo é liberado no citoplasma. Posteriormente, observa-se a implementação das propriedades do genoma do vírus.

2. Através da pinocitose (endocitose mediada por receptor). Aqui, o vírus se liga no local da fossa delimitada com receptores (específicos). Esta última invagina-se na célula e depois transforma-se na chamada vesícula delimitada. Este, por sua vez, contém o vírion engolfado e se funde com uma vesícula intermediária temporária chamada endossomo.

Reprodução intracelular do vírus

Após penetrar na célula, o genoma do vírus subordina completamente sua vida aos seus próprios interesses. Através do sistema de síntese de proteínas da célula e de seus sistemas de geração de energia, ela concretiza sua própria reprodução, sacrificando, via de regra, a vida da célula.

A figura abaixo mostra o ciclo de vida de um vírus em uma célula hospedeira (Semliki Forest - um representante do gênero Alphvirus). Seu genoma é representado por RNA não fragmentado positivo de fita simples. Lá, o vírion é equipado com um supercapsídeo, que consiste em uma bicamada lipídica. Cerca de 240 cópias de vários complexos de glicoproteínas passam por ele. O ciclo de vida viral começa com sua absorção na membrana da célula hospedeira, onde se liga a um receptor proteico. A penetração na célula ocorre através da pinocitose.

Conclusão

O artigo examinou o ciclo de vida de uma célula e descreveu suas fases. Cada período de interfase é descrito em detalhes.

Ciclo de vida celular, ou ciclo de célula, é o período de tempo durante o qual existe como uma unidade, ou seja, o período de vida da célula. Dura desde o momento em que a célula surge como resultado da divisão de sua mãe e até o final de sua divisão, quando se “divide” em duas células-filhas.

Há momentos em que uma célula não se divide. Então seu ciclo de vida é o período desde o aparecimento da célula até sua morte. Normalmente, as células de vários tecidos de organismos multicelulares não se dividem. Por exemplo, células nervosas e glóbulos vermelhos.

É habitual distinguir vários períodos ou fases específicas no ciclo de vida das células eucarióticas. Eles são característicos de todas as células em divisão. As fases são designadas G 1, S, G 2, M. Da fase G 1, a célula pode passar para a fase G 0, permanecendo na qual não se divide e em muitos casos se diferencia. Nesse caso, algumas células podem retornar de G 0 a G 1 e passar por todas as etapas do ciclo celular.

As letras nas abreviações de fase são as primeiras letras das palavras em inglês: gap (intervalo), síntese (síntese), mitose (mitose).

As células são iluminadas com um indicador fluorescente vermelho na fase G1. As fases restantes do ciclo celular estão em verde.

Período G 1 – pré-sintético– começa assim que a célula aparece. Neste momento é menor que o da mãe, contém poucas substâncias e o número de organelas é insuficiente. Portanto, em G 1 ocorre o crescimento celular, síntese de RNA, proteínas e construção de organelas. Normalmente, G 1 é a fase mais longa do ciclo de vida da célula.

S – período sintético. Sua característica distintiva mais importante é a duplicação do DNA por replicação. Cada cromossomo passa a ser composto por duas cromátides. Durante este período, os cromossomos ainda estão despirados. Além do DNA, os cromossomos contêm muitas proteínas histonas. Portanto, na fase S, as histonas são sintetizadas em grandes quantidades.

EM período pós-sintético – G 2– uma célula se prepara para se dividir, geralmente através de mitose. A célula continua a crescer, a síntese de ATP está ativa e os centríolos podem duplicar.

Em seguida, a célula entra fase de divisão celular – M. É aqui que o núcleo da célula se divide - mitose, após o qual a divisão do citoplasma - citocinese. A conclusão da citocinese marca o fim do ciclo de vida de uma determinada célula e o início dos ciclos celulares de duas novas.

Fase G 0às vezes chamado de período de “descanso” da célula. A célula “sai” do seu ciclo normal. Durante este período, a célula pode começar a se diferenciar e nunca mais retornar ao ciclo normal. As células senescentes também podem entrar na fase G0.

A transição para cada fase subsequente do ciclo é controlada por mecanismos celulares especiais, os chamados pontos de verificação - Pontos de controle. Para que a próxima fase ocorra, tudo na célula deve estar pronto para isso, o DNA não deve conter erros grosseiros, etc.

As fases G 0, G 1, S, G 2 juntas formam interfase - eu.

Células em divisão e não em divisão. Mitose. Diferenciação e especialização celular. Estágios do ciclo de vida de uma célula especializada. Necrose e apoptose. Regulação do número de células do corpo.

Até agora, muitos segredos da célula permanecem sem solução. O algoritmo geneticamente programado de sua vida, chamado ciclo de vida celular (ciclo celular) . O ciclo de vida de uma célula (Figura 1.3.14) começa no momento de sua formação após a divisão da célula-mãe e termina com uma nova divisão ou transformação em uma célula especializada.

Figura 1.3.14. Ciclo de vida celular:

1 - interfase; 2 - mitose; 3 - diferenciação; 4 – funcionamento de uma célula especializada

A maioria das células continua a se dividir. Eles são caracterizados por um ciclo celular que consiste em etapas que se repetem periodicamente: as chamadas interfase (1) - a fase de preparação para a divisão e o próprio processo de divisão - mitose (2). Para os palcos diferenciação (3) e o funcionamento de uma célula especializada (4) retornaremos um pouco mais tarde.

Na fase de preparação para a divisão, o material genético é duplicado ( Reduplicação de DNA ). A massa celular aumenta durante a interfase até atingir aproximadamente o dobro da massa inicial. Observe que o processo de divisão em si é muito mais curto que o estágio de preparação para ele: a mitose ocupa aproximadamente 1/10 do ciclo celular.

A ciclicidade (repetição periódica) dos estágios de interfase e mitose pode ser ilustrada pelo exemplo fibroblastos - um dos tipos de células do tecido conjuntivo (Figura 1.3.15). Assim, os fibroblastos embrionários humanos normais multiplicam-se aproximadamente 50 vezes. Qual é o limite geneticamente programado de possíveis divisões celulares é um dos mistérios não resolvidos da biologia.

Figura 1.3.15. Ciclicidade das fases de interfase e mitose:

1 - interfase, etapa de preparação para a mitose; 2 - mitose (divisão celular)

O ciclo de vida das células da camada basal da epiderme em condições normais é de 28 a 60 dias. Quando a pele está danificada (mais especificamente, quando as membranas são danificadas e as células epidérmicas são destruídas sob a influência de fatores externos), cuidados especiais substâncias biologicamente ativas . Eles aceleram significativamente os processos de divisão (este fenômeno é chamado regeneração ), e é por isso que feridas e escoriações cicatrizam tão rapidamente. O epitélio da córnea tem capacidade regenerativa máxima: ao mesmo tempo, existem 5 a 6 mil células no estágio de mitose, a vida útil de cada uma delas é de 4 a 8 semanas.

Embora todas as células surjam da divisão de uma célula anterior (mãe) (“Cada célula é uma célula”), nem todas continuam a se dividir. As células que atingiram um determinado estágio de desenvolvimento durante a diferenciação podem perder a capacidade de divisão.

• Curto prazo ativação adaptativa (menos frequentemente bloqueadora), dependendo, em particular, da concentração da substância incluída no metabolismo (substância inicial ou produto metabólico). Este mecanismo desenvolveu-se evolutivamente como uma reação adaptativa e é especialmente pronunciado em animais (por exemplo, a rápida síntese de pigmentos num camaleão, dependendo das condições).
• Longo prazo (durante toda a vida da célula e/ou muitas gerações celulares!) bloqueio ou ativação de um gene que ocorre durante a diferenciação celular. Por exemplo, no DNA de qualquer célula do estômago existe um gene responsável pela síntese das proteínas que constituem a unha. Mas está irreversivelmente bloqueado histonas e outras proteínas (esta seção do DNA é compactada), que nunca permitirá que as informações sejam lidas a partir dela. É por isso que as unhas não crescem no estômago; e os genes responsáveis ​​pela síntese de hemoglobina funcionam apenas em formas jovens de glóbulos vermelhos, mas não actuam em glóbulos vermelhos maduros ou outras células.

Figura 1.3.17. Intensidade metabólica em diferentes fases da vida celular:

1 - nascimento; 2 – maturação e diferenciação; 3 – funcionamento ativo; 4 – extinção (envelhecimento); 5 – morte celular programada

Consideremos com mais detalhes os processos mais característicos que ocorrem em cada estágio do ciclo celular.

Aniversário . O ponto de partida da vida de qualquer célula (exceto a célula sexual, que se caracteriza pela meiose) é considerada a divisão da célula-mãe com a formação de duas células-filhas idênticas - mitose (do grego mitos- um tópico). Durante a mitose, a principal tarefa da célula-mãe é transferir igualmente o que é equivalente em termos quantitativos e qualitativos. material genético células filhas.

A mitose é frequentemente chamada de “dança dos cromossomos”. Cada figura subsequente nesta dança não é aleatória, não há um único “passo” supérfluo ou sem sentido aqui - este é outro algoritmo claro verificado pela natureza. V. Dudintsev em seu romance “Roupas Brancas” descreve o processo de divisão celular da seguinte forma: “Os cromossomos se moviam como uma bola de vermes cinzentos e, de repente, se alinhavam em uma ordem vertical estrita. De repente, eles dobraram - agora eram pares. Imediatamente alguma força separou esses pares, os cromossomos obedeceram, ficaram moles e algo os atraiu para dois pólos diferentes.”

A divisão de uma célula em duas idênticas (mitose) é caracterizada por uma mudança em vários estágios morfológica e fisiologicamente diferentes (Figura 1.3.18). Durante o primeiro estágio da mitose, a cromatina é compactada (esse processo é chamado superenrolamento cromatina) com a formação de cromossomos (1). Cada cromossomo consiste em duas metades idênticas (cromátides) - futuros cromossomos filhos. Então, com a contração do chamado fuso (2), que é um complexo de microtúbulos e microfibrilas, os cromossomos filhos divergem e são literalmente puxados pelos filamentos do fuso para os pólos opostos da célula. Após a segregação final, os cromossomos filhos desenrolam-se novamente em longos e finos filamentos de cromatina (3). O fuso de divisão desaparece, a cromatina nas células-filhas é circundada por um envelope nuclear e uma constrição transversal (4) das membranas celulares é formada entre as células-filhas.

Figura 1.3.18. Sequência de etapas da mitose (diagrama):

1 - cromossomos; 2 - fuso de fissão; 3 - cromatina; 4 - cintura transversal

Figura 1.3.19. Aumento do número de células na fase de embriogênese

O zigoto, formado após a fusão de um óvulo e um espermatozoide, se divide para formar duas células-filhas. Então, como resultado de divisões sucessivas, formam-se quatro, oito, dezesseis células e assim por diante. Paralelamente ao aumento do número na fase de embriogênese, ocorre a diferenciação celular - é assim que os tecidos são formados (ver).

Num corpo adulto, o número total de células é estável; permanece praticamente inalterado ao longo de muitos anos (Figura 1.3.20).

Figura 1.3.20. Manter um número total constante de células no corpo adulto

Isso ocorre equilibrando os processos de formação de novas células (mitose) e morte celular, natural (apoptose) ou acidental (necrose). Quando o equilíbrio se altera, por exemplo, pela morte de um grande número de células em decorrência de lesão ou outro impacto negativo, são ativados mecanismos de regeneração (aumentando a intensidade da divisão celular para substituir as mortas), já mencionados. Assim, o número total de células é mantido num nível quase constante.

Literatura

1. Anatomia e fisiologia humana: livro didático para o 9º ano. escola com profundidade estudando biologia / M.R. Sapin, Z.G. Bryksina - M.: Educação, 1998. - 256 p., il.
2. Bilic G., Katinas GS, Nazarova LV. Citologia: livro didático. - 2ª ed., rev. e adicional.. - São Petersburgo: Dean, 1999. - 112 p.
3. Grande dicionário médico explicativo (Oxford) / Trad. do inglês: em 2 volumes / Ed. G.L. Bílico; M.: Veche AST, 1999. - T. 1, 2.
4. Breve enciclopédia médica / cap. Ed. BV Petrovsky: em 3 volumes - 2ª ed. - M.: Enciclopédia Soviética, 1989. - T. 1, 2, 3.
5. Robertis E, Novinsky V., Saez F. Biologia celular: Textbook / Trans. do inglês A.V. Mikheeva e outros; Sob. Ed. S.Ya. Zalkinda. - M.: Mundo, 1973. - 488 p.
6. Fisiologia humana: livro didático para estudantes de medicina. universidades / Ed. V. M. Smirnova. - M.: Medicina, 2001. - 608 p., il.
7. Freifelder D. Bioquímica física. Aplicação de métodos físicos e químicos em biologia e biologia molecular / Trad. do inglês E.S. Gromova, S.V. Iarotsky; Ed. ATRÁS. Shabarova. - M.: Mir, 1980. - 582 p., il.
8. Elliot V., Elliot D. Bioquímica e biologia molecular / Trad. do inglês; Ed. IA Archakova e outros - M.: Editora do Instituto de Pesquisa Científica da Biomed. Química RAMS, 1999. - 372 p., III.
9. Dicionário Enciclopédico de Termos Médicos / Cap. Ed. BV Petrovsky: em 3 volumes. - M.: Enciclopédia Soviética, 1982, vol. 1, 2, 3.
10. Enciclopédia para crianças. Origem e natureza do homem. Como funciona o corpo. A arte de ser saudável / cap. Ed. Volodin V.A. - M.: Avanta+, 2001. - 464 p., il. T. 18. Parte 1.

O ciclo de vida de uma célula é todo o período de existência da célula (de divisão em divisão ou de divisão até morte). O ciclo celular consiste no período mitótico (M) e interfase(período intermitótico). (Figura 2-12). A interfase, por sua vez, consiste em pré-sintético(G1), sintético(Areia pós-sintético(G2) períodos. EM pré-sintético (pós-mitótico, G1) Nesse período, a célula filha atinge o tamanho e a estrutura da célula-mãe, para a qual nela ocorre a biossíntese de RNA e proteínas do citoplasma e do núcleo. Além disso, sintetiza RNA e proteínas necessárias para a síntese de DNA no próximo período. EM período sintético (S) O DNA é duplicado (reduplicado) e, conseqüentemente, o número de cromossomos duplica (seu número torna-se tetraplóide, 4n). EM período pós-sintético (premitótico, G2) a célula se prepara para a mitose, sintetiza RNA e proteínas (tubulinas) do fuso de divisão e acumula a energia necessária para a mitose. O ciclo de vida descrito acima é característico de uma população de células que se dividem continuamente.

Arroz. 2-12. Diagrama do ciclo celular. (De acordo com E. G. Ulumbekov).

Além disso, existem células no corpo que estão temporária ou permanentemente fora do ciclo mitótico (no período G0). Este período é caracterizado como um estado de dormência reprodutiva. Essas células podem ser divididas em três grupos: 1) células que, após a divisão, por muito tempo não alteram suas propriedades morfológicas e mantêm a capacidade de divisão; estas são células-tronco cambiais (no epitélio, medula óssea vermelha); 2) células que, após a divisão, crescem, diferenciam-se, desempenham funções específicas em órgãos, mas se necessário (se determinado órgão estiver danificado) restauram sua capacidade de reprodução (células do fígado); 3) células altamente especializadas que crescem, se diferenciam, desempenham suas funções específicas e permanecem nesse estado até a morte, nunca se dividindo e estando constantemente no período G0 (células altamente especializadas do coração e do cérebro). A vida útil dessas células se aproxima da vida útil de todo o organismo.

Após a emergência, como resultado da divisão, as células jovens crescem e se diferenciam. Crescimento celular significa um aumento no tamanho de seu citoplasma e núcleo, um aumento no número de organelas. Diferenciação implica especialização morfofuncional da célula, ou seja, um aumento no número de certas organelas de uso geral ou o aparecimento de organelas de propósito especial necessárias para que a célula desempenhe funções especiais.

De vários dias a muitos anos, a célula desempenha sua função específica no corpo e, então, gradualmente envelhece e morre.

Envelhecimento celular associada ao desgaste das estruturas celulares como resultado de um trabalho intenso e de longo prazo, principalmente devido a mudanças no estado do genoma e, como consequência, devido à diminuição da intensidade da replicação do DNA, levando à inibição de biossíntese de proteínas. Nesse caso, a população celular pode diminuir gradativamente (células nervosas, cardiomiócitos), ou ser renovada parcialmente (células do fígado, rins, glândulas) ou completamente (epitélio tegumentar). Ao mesmo tempo, o processo de renovação pode ocorrer muito rapidamente: a renovação completa da epiderme da pele ocorre em 3-4 semanas, e do epitélio do estômago e intestinos - em 3-5 dias. A duração destes renovando populações igual à vida útil do organismo.

Com o envelhecimento, o volume da célula aumenta, os contactos intercelulares são perturbados, a fluidez das suas membranas e a intensidade do transporte e dos processos metabólicos diminuem. Como resultado de danos aos receptores do citolema, a excitabilidade e a reatividade da célula diminuem e o citoesqueleto fica desorganizado. O núcleo da célula torna-se irregular, o espaço perinuclear se expande e a proporção de heterocromatina aumenta. As mitocôndrias são eliminadas, o número de cristas nelas diminui, observa-se expansão das cisternas do retículo endoplasmático, o número de ribossomos diminui e o complexo de Golgi é reduzido. O número de todos os tipos de lisossomos aumenta, incluindo corpos residuais nos quais se acumulam substâncias de difícil digestão (por exemplo, o pigmento envelhecido lipofuscina), a estabilidade das membranas lisossomais diminui e a autofagia aumenta. Como resultado, a célula é gradualmente destruída e seus restos são fagocitados por macrófagos.

Morte celular. Existem duas formas de morte celular - necrose E apoptose.

Necrose causada principalmente por vários fatores externos (químicos ou físicos) que perturbam a permeabilidade da membrana e a energia celular. Como resultado, a composição iônica da célula é perturbada, as organelas da membrana incham, a síntese de ATP, ácidos nucléicos e proteínas é interrompida, ocorre a degradação do DNA e as enzimas lisossômicas são ativadas, o que em última análise leva à dissolução, “autodigestão” da célula – lise. Esse processo predomina durante o envelhecimento celular (Fig. 2.13A).

Apoptose começa com a ativação no núcleo de genes responsáveis ​​pela autodestruição celular ( genes de morte celular programada). O programa dessa autodestruição pode ser ativado quando a célula é exposta a moléculas sinalizadoras ou, inversamente, quando o efeito do sinal regulatório cessa. A apoptose é generalizada na embriogênese, durante a qual o corpo produz muito mais células do que o necessário para um organismo adulto. Um exemplo de morte celular programada no corpo adulto é a atrofia da glândula mamária após o término da lactação, a morte das células do corpo lúteo no final do ciclo menstrual. O processo de apoptose é significativamente diferente da necrose. No início da apoptose, a síntese de RNA e proteínas não diminui, o conteúdo de íons cálcio no citoplasma da célula aumenta, as endonucleases são ativadas, sob a influência das quais o DNA é dividido em fragmentos nucleossômicos. Nesse caso, a cromatina se condensa, formando acúmulos grosseiros ao longo da periferia do núcleo. Depois os núcleos começam a fragmentar-se, dividindo-se em “micronúcleos”, cada um dos quais coberto por um invólucro nuclear. Ao mesmo tempo, o citoplasma também começa a fragmentar-se e grandes fragmentos são destacados da célula, muitas vezes contendo “micronúcleos”. » – corpos apoptóticos(Figura 2-13B). Nesse caso, a célula parece se desintegrar em fragmentos e os corpos apoptóticos são absorvidos pelos fagócitos ou tornam-se necróticos e se dissolvem gradualmente.