Ciclo de vida celular- este é o período de existência de uma célula desde o momento de sua formação pela divisão da célula-mãe até sua própria divisão ou morte.

Eles são caracterizados por um ciclo celular que consiste em etapas que se repetem periodicamente: a chamada interfase - etapa de preparação para a divisão e o próprio processo de divisão - mitose.

Um componente importante do ciclo celular é mitótico (proliferativo) ciclo- um complexo de eventos interconectados e coordenados no tempo que ocorrem no processo de preparação de uma célula para a divisão e durante a própria divisão. Além disso, o ciclo de vida inclui período de execução da célula organismo multicelular funções específicas, bem como períodos de descanso. Durante os períodos de repouso, o destino imediato da célula não é determinado: ela pode iniciar a preparação para a mitose ou iniciar a especialização em uma determinada direção funcional (Fig. 2.10).

A duração do ciclo mitótico para a maioria das células varia de 10 a 50 horas.A duração do ciclo é regulada alterando a duração de todos os seus períodos. Em mamíferos, o tempo de mitose é de 1 a 1,5 horas, o período 02 de interfase é de 2 a 5 horas e o período S de interfase é de 6 a 10 horas.

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. 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.

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.

Diferenciação – o surgimento de diferenças no processo de desenvolvimento de células inicialmente idênticas, levando à sua especialização. O processo de diferenciação consiste na leitura sequencial e utilização de informações hereditárias, o que garante a síntese de diversas proteínas (principalmente enzimas) características de um determinado tipo celular. Em outras palavras, as diferenças entre as células são determinadas pelo conjunto de proteínas sintetizadas nas células de um determinado tipo.

Durante a diferenciação, o conjunto de cromossomos em uma célula não muda; apenas a proporção de genes ativos e inativos que codificam várias proteínas muda.

O período da vida celular em que ocorrem todos os processos metabólicos é denominado ciclo de vida de uma célula.

O ciclo celular consiste em interfase e divisão.

Interfaseé o período entre duas divisões celulares. É caracterizada por processos metabólicos ativos, síntese de proteínas e RNA, acúmulo de nutrientes pela célula, crescimento e aumento de volume. Perto do final da interfase, ocorre a duplicação (replicação) do DNA. Como resultado, cada cromossomo contém duas moléculas de DNA e consiste em duas cromátides irmãs. A célula está pronta para se dividir.

Divisão celular. A capacidade de divisão é a propriedade mais importante da vida celular. O mecanismo de auto-reprodução funciona no nível celular. O método mais comum de divisão celular é a mitose (Fig. 55).

Arroz. 55. Fases interfase (A) e mitótica (B): 1 - prófase; 2 - metáfase; 3 - anáfase; 4 - telófase

Mitoseé o processo de formação de duas células-filhas idênticas à célula-mãe original.

A mitose consiste em quatro fases sequenciais que garantem uma distribuição uniforme da informação genética e das organelas entre as duas células-filhas.

1. EM prófase a membrana nuclear desaparece, os cromossomos espiralam tanto quanto possível e tornam-se claramente visíveis. Cada cromossomo consiste em duas cromátides irmãs. Os centríolos do centro da célula divergem para os pólos e formam um fuso.

2. EM metáfase os cromossomos estão localizados na zona equatorial, os fios do fuso estão conectados aos centrômeros dos cromossomos.

3. Anáfase caracterizado pela divergência dos cromossomos das cromátides irmãs para os pólos da célula. Cada pólo termina com o mesmo número de cromossomos que havia na célula original.

4. EM telófase O citoplasma e as organelas se dividem, uma partição da membrana celular é formada no centro da célula e duas novas células-filhas aparecem.

Todo o processo de divisão dura de alguns minutos a 3 horas, dependendo do tipo de célula e organismo. O estágio de divisão celular é várias vezes mais curto que sua interfase. O significado biológico da mitose é garantir a constância do número de cromossomos e das informações hereditárias, a identidade completa das células originais e emergentes.

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 ( divisão indireta SLIDE 18(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.

Durante a mitose, o volume e a qualidade da informação hereditária original são completamente preservados. O sucesso da mitose não depende do número de cromossomos nas células. Portanto, é a mitose a base para o desenvolvimento individual dos organismos multicelulares. Além disso, a mitose é a base citológica da reprodução vegetativa em fungos e plantas e da reprodução assexuada em animais. Isso é significado biológico da mitose.

O intervalo entre o término da mitose na célula-mãe e o término da mitose em sua célula-filha é denominado ciclo de célula. O ciclo celular completo inclui interfase E mitose propriamente dita. Por sua vez, a mitose propriamente dita inclui mitose(fissão nuclear) e citocinese(divisão citoplasmática).

Interfaseé o período entre duas divisões celulares. Na interfase, o núcleo é compacto, não possui estrutura pronunciada e os nucléolos são claramente visíveis; os cromossomos não são visíveis na maioria dos casos. A interfase inclui três estágios: pré-sintético (indicado pelo símbolo G1– “ji-one”), sintético ( S– “es”) e pós-sintético ( G2- “ji-dois”).

Sobre estágio pré-sintético Cada cromossomo é baseado em uma molécula de DNA de fita dupla. A quantidade de DNA em uma célula diplóide neste estágio é indicada pelo símbolo 2s . A célula está crescendo ativamente.

Sobre estágio sintético A replicação do DNA ocorre. Ao mesmo tempo, os centríolos (se houver) duplicam.

No final da interfase, os processos de síntese param. Próximo começa mitose, que inclui uma série de fases: prófase, metáfase, anáfase E telófase.

Prófase – primeira fase da mitose. Os cromossomos espiralam e tornam-se visíveis em um microscópio óptico na forma de fios finos. No final da prófase, os nucléolos desaparecem, a membrana nuclear é destruída e os cromossomos são liberados no citoplasma.

Metáfase. Formado aparelho mitótico, que inclui fuso(fuso de acromatina) e centríolos ou outros centros organizadores de microtúbulos. Os cromossomos estão localizados no plano equatorial da célula, formando placa metafásica.

Na metáfase, os cromossomos são espiralizados ao máximo. Cada cromossomo consiste em duas subunidades longitudinais - cromátide. Ambas as cromátides são completamente idênticas. Cada cromátide é baseada em uma molécula de DNA. As extremidades das cromátides são chamadas telômeros. As cromátides estão conectadas entre si na região da constrição primária, que é chamada Centrômero.

Anáfase. Os cromossomos são divididos em cromátides. A partir deste momento, cada cromátide torna-se um cromossomo de cromátide única independente, baseado em uma molécula de DNA. Cromossomos de cromátide única em grupos de anáfase se dispersam para os pólos da célula.

Telófase. O fuso de fissão é destruído. Os cromossomos nos pólos celulares formam uma espiral e membranas nucleares se formam ao seu redor. Dois núcleos são formados na célula, geneticamente idênticos ao núcleo original. O conteúdo de DNA nos núcleos filhos torna-se igual 2c .

A telófase (fim da cariocinese) é acompanhada por citocinese. Na citocinese, o citoplasma é dividido e as membranas das células-filhas são formadas. Nos animais, a citocinese ocorre por ligação celular. Nas plantas, a citocinese ocorre de forma diferente: formam-se vesículas no plano equatorial, que se fundem para formar duas membranas paralelas. Neste ponto, a mitose termina e a próxima interfase começa.

Por isso, Durante a mitose, duas células com conjuntos cromossômicos idênticos são formadas.

A meiose é um método especial de divisão de células eucarióticas, no qual o número original de cromossomos é reduzido à metade (do grego antigo “ meuon" - menos - e de " meiose" - diminuir).

O número inicial de cromossomos em uma célula que entra na meiose é chamado diplóide (2n). O número de cromossomos nas células formadas durante a meiose é chamado haplóide (n).

A meiose consiste em duas divisões celulares sucessivas, respectivamente chamadas meiose I E meiose II. Na primeira divisão, o número de cromossomos diminui pela metade, por isso é chamada reducionista. Na segunda divisão, o número de cromossomos não muda; é por isso que eles o chamam equacional(equalização).

Interfase pré-meiótica difere da interfase comum porque o processo de replicação do DNA não chega à conclusão: aproximadamente 0,2...0,4% do DNA permanece não duplicado. No entanto, em geral, podemos assumir que numa célula diplóide (2 n) O conteúdo de DNA é 4 Com. Se houver centríolos, eles duplicam. Assim, a célula possui dois diplosomas, cada um contendo um par de centríolos.

Primeira divisão meiótica(redução, ou meiose I)(SLIDE 20)

A essência da divisão redutora é reduzir o número de cromossomos pela metade: duas células haplóides com cromossomos bicromátides são formadas a partir da célula diplóide original (cada cromossomo inclui 2 cromátides).

Prófase I(prófase da primeira divisão) inclui uma série de etapas.

Leptoteno(estágio de fios finos). Os cromossomos são visíveis em um microscópio óptico na forma de uma bola de fios finos.

Zigoteno(estágio de fusão de threads). Acontecendo conjugação de cromossomos homólogos(de lat. conjugação– conexão, emparelhamento, fusão temporária). Cromossomos homólogos(ou homólogos) são cromossomos emparelhados semelhantes entre si em termos morfológicos e genéticos. Como resultado da conjugação, bivalentes. Um bivalente é um complexo relativamente estável de dois cromossomos homólogos. Homólogos são mantidos juntos por proteínas proteicas. complexos sinaptonêmicos. O número de bivalentes é igual ao número haplóide de cromossomos. Caso contrário, os bivalentes são chamados tétrades, uma vez que cada bivalente inclui 4 cromátides.

Paquitena(estágio de filamento grosso). Os cromossomos são espiralizados e sua heterogeneidade longitudinal é claramente visível. A replicação do DNA é concluída. Termina atravessando- cruzamento cromossômico, pelo qual trocam seções de cromátides.

Diplotena(estágio de rosca dupla). Cromossomos homólogos em bivalentes se repelem. Eles estão conectados em pontos separados chamados quiasma(da antiga letra grega χ - “chi”).

Diacinese(estágio de divergência bivalente). Os quiasmas movem-se para as regiões teloméricas dos cromossomos. Os bivalentes estão localizados na periferia do núcleo.No final da prófase I, a membrana nuclear é destruída e os bivalentes são liberados no citoplasma.

Metáfase I(metáfase da primeira divisão). O fuso de fissão é formado. Os bivalentes movem-se para o plano equatorial da célula e forma-se uma placa metafásica de bivalentes.

Anáfase I(anáfase da primeira divisão). Os cromossomos homólogos que constituem cada bivalente são separados e cada cromossomo se move em direção ao pólo mais próximo da célula. A separação dos cromossomos em cromátides não ocorre.

Telófase I(telófase da primeira divisão). Os cromossomos bicromátides homólogos divergem completamente em direção aos pólos celulares. Normalmente, cada célula filha recebe um cromossomo homólogo de cada par de homólogos. Dois são formados haplóide núcleos que contêm metade do número de cromossomos do núcleo da célula diplóide original. Cada núcleo haplóide contém apenas um conjunto de cromossomos, ou seja, cada cromossomo é representado por apenas um homólogo. O conteúdo de DNA nas células-filhas é 2 Com.

Na maioria dos casos (mas nem sempre), a telófase I é acompanhada por citocinese.

Depois que ocorre a primeira divisão meiótica intercinesia - um curto intervalo entre duas divisões meióticas. A intercinesia difere da interfase porque não ocorrem replicação do DNA, duplicação cromossômica e duplicação do centríolo: esses processos ocorreram na interfase pré-meiótica e, parcialmente, na prófase I.

Segunda divisão meiótica(equacional, ou meiose II)

Durante a segunda divisão da meiose, o número de cromossomos não diminui. A essência da divisão equacional é a formação de quatro células haplóides com cromossomos de cromátide única (cada cromossomo contém uma cromátide).

Prófase II(prófase da segunda divisão). Não difere significativamente da prófase da mitose. Os cromossomos são visíveis ao microscópio óptico como fios finos. Um fuso de divisão é formado em cada uma das células-filhas.

Metáfase II(metáfase da segunda divisão). Os cromossomos estão localizados nos planos equatoriais das células haplóides, independentemente uns dos outros. Esses planos equatoriais podem ser paralelos entre si ou perpendiculares entre si.

Anáfase II(anáfase da segunda divisão). Os cromossomos são separados em cromátides (como na mitose). Os cromossomos de cromátide única resultantes, como parte de grupos de anáfase, movem-se para os pólos das células.

Telófase II(telófase da segunda divisão). Os cromossomos de cromátide única moveram-se completamente para os pólos da célula e os núcleos são formados. O conteúdo de DNA em cada célula torna-se mínimo e chega a 1 Com.

Assim, como resultado do esquema de meiose descrito, quatro células haplóides são formadas a partir de uma célula diplóide. O futuro destino dessas células depende da afiliação taxonômica dos organismos, do sexo do indivíduo e de uma série de outros fatores.

Tipos de meiose. No zigótico E meiose de esporos as células haplóides resultantes dão origem a esporos (zoósporos). Esses tipos de meiose são característicos de eucariotos inferiores, fungos e plantas. A meiose zigótica e de esporos está intimamente relacionada com esporogênese. No meiose gamética Os gametas são formados a partir das células haplóides resultantes. Este tipo de meiose é característico dos animais. A meiose gamética está intimamente relacionada com gametogênese E fertilização. Por isso, meiose é a base citológica da reprodução sexual e assexuada (esporos).

A diferença entre meiose e mitose. A principal característica da meiose é conjugação(emparelhamento) cromossomos homólogos com sua subsequente divergência em células diferentes. Portanto, na primeira divisão da meiose, devido à formação de bivalentes, não os cromossomos de uma cromátide, mas de duas cromátides divergem para os pólos da célula. Como resultado, o número de cromossomos é reduzido pela metade e as células haplóides são formadas a partir de uma célula diplóide.

Significado biológico da meioseé manter um número constante de cromossomos na presença do processo sexual. Além disso, devido à travessia, recombinação– o surgimento de novas combinações de inclinações hereditárias nos cromossomos. A meiose também fornece variabilidade combinativa– o surgimento de novas combinações de inclinações hereditárias durante a fertilização posterior.

Maturação. Durante este período há diferenciação células e a formação de chave sistemas enzimáticos . A célula se prepara para desempenhar as funções pretendidas pela natureza, ativando gradativamente seu metabolismo.

Funcionamento ativo. Intensidade das reações metabolismo e associado a ele metabolismo energético neste momento são máximos.

Durante o período de funcionamento ativo, a taxa metabólica na célula é máxima

Os processos na célula visam garantir a constância do ambiente interno e desempenhar funções específicas: um neurônio recebe e transmite um impulso nervoso, um eritrócito transporta oxigênio e assim por diante.

Decadência (envelhecimento). Esse processo é programado geneticamente e, antes de tudo, se manifesta pela diminuição da produção e atividade de enzimas na célula. Ao mesmo tempo, as reações bioquímicas ficam mais lentas, o metabolismo e o metabolismo energético são inibidos. O período de envelhecimento celular é caracterizado pela diminuição da produção e atividade de enzimas.

As células envelhecidas normalmente não têm o dobro da quantidade de DNA, mas mantêm a viabilidade e alguma atividade metabólica por um certo tempo.

Morte celular natural (apoptose ). Infelizmente, o processo de morte celular natural ainda não foi totalmente estudado.

Sabe-se que em uma célula, devido ao bloqueio de enzimas, a síntese protéica é interrompida e, sem proteína, não há vida. Morfologicamente, a apoptose é caracterizada pela destruição do núcleo e do citoplasma. “Fragmentos” de uma célula morta são absorvidos e processados ​​​​por células especiais do sistema imunológico - fagócitos . Mas as células também podem morrer sob a influência de fatores aleatórios (mecânicos, químicos e quaisquer outros). A morte aleatória de células (bem como de tecidos, órgãos) em biologia é chamada necrose . É importante que a morte celular natural (apoptose), ao contrário da necrose, não cause inflamação nos tecidos circundantes.

A apoptose não causa inflamação nos tecidos circundantes

No corpo, a morte celular programada desempenha a função oposta da mitose e, assim, regula o número total de células no corpo. A apoptose desempenha um papel importante na defesa do organismo contra infecções virais. Em particular, a imunodeficiência na infecção por VIH é determinada por distúrbios no controlo da apoptose.

Ciclo de vida celular– este é o período de existência de uma célula desde o momento da sua formação, passando pela divisão da célula-mãe, até à sua morte. O componente mais importante é o ciclo mitótico.

Períodos:

A interfase é a preparação para a divisão celular.

Mitose é divisão celular.

A interfase é a preparação para a divisão celular.

Pré-sintético (G1) – a célula resultante cresce, vários RNA e proteínas são sintetizados. A síntese de DNA não ocorre. (12-24 horas). 2n2c (cromossomos e DNA).

Sintético (S) – Síntese de DNA e reduplicação cromossômica. Síntese de RNA e proteína. (10 horas).

Pós-sintético (G2) – a síntese de DNA é interrompida. Ocorre a síntese de RNA, proteínas e acúmulo de energia. O núcleo aumenta de tamanho. Está dividido. (3-4 horas).

Métodos de divisão celular:

Amitose é divisão celular simples e direta (incompleta).

A mitose é uma divisão celular complexa, indireta e completa.

A meiose é uma divisão de redução complexa e indireta de células especializadas dos órgãos reprodutivos.

Métodos de divisão de estruturas celulares:

A endomitose é um aumento no número de cromossomos que é um múltiplo de seu conjunto.

Politenia é a formação de cromossomos multifilamentos devido à replicação múltipla de cromossomos.

Mitose - com divisão celular falsa, indireta e completa.

Prófase - os cromossomos espiralam, encurtam, assumem a aparência de fios e o núcleo lembra um novelo de fios. O nucléolo começa a entrar em colapso. O envelope nuclear está parcialmente lisado. No citoplasma, o número de estruturas rugosas do RE diminui. O número de polissomas está diminuindo drasticamente. Os centríolos do centro da célula divergem em direção aos pólos. Entre eles, os microtúbulos formam um fuso de fissão, a viscosidade do citoplasma, seu turgor e a tensão superficial da membrana interna aumentam.

Prometáfase – o envelope nuclear e o nucléolo desaparecem. Os cromossomos na forma de fios grossos estão localizados ao longo do equador.

Metáfase – termina a formação do fuso de fissão. Os filamentos de cromatina estão ligados em uma extremidade aos centríolos e na outra aos centrômeros dos cromossomos. As cromátides começam a se repelir. Os cromossomos são divididos em duas cromátides. Permanece trancado no centro. Os cromossomos se alinham ao longo do equador, formando a estrela-mãe.

Anáfase - a conexão ao longo do centrômero é rompida, os filamentos do fuso da acromatina são preservados e as cromátides são esticadas em direção aos centríolos.

Telófase – ocorrem processos opostos aos da prófase. Os cromossomos deseralizam, alongam-se e tornam-se finos. O nucléolo é formado, a membrana nuclear é formada, o fuso é destruído e ocorre a citocinese. Da célula-mãe são formadas duas células-filhas.

Ciclo celular (vida)

O ciclo celular (ou de vida) de uma célula é o tempo de vida de uma célula desde a divisão até a próxima divisão ou da divisão até a morte. O ciclo celular é diferente para diferentes tipos de células.

No corpo de mamíferos e humanos, distinguem-se os seguintes tipos de células, localizadas em diferentes tecidos e órgãos:

1) células em divisão frequente (células epiteliais intestinais pouco diferenciadas, células basais);

2) células raramente divididas (células do fígado - hepatócitos);

3) células que não se dividem (células nervosas do sistema nervoso central, melanócitos, etc.).

O ciclo de vida desses tipos de células é diferente.

O ciclo de vida das células em divisão frequente é o tempo de sua existência, desde o início da divisão até a próxima divisão. O ciclo de vida dessas células é frequentemente chamado de ciclo mitótico.

Este ciclo celular é dividido em dois períodos principais:

1) mitose (ou período de divisão);

2) interfase (o período de vida celular entre duas divisões).

Existem dois métodos principais de multiplicação (reprodução) celular.

1. Mitose (cariocenese) é uma divisão celular indireta, inerente principalmente às células somáticas.

2. A meiose (divisão redutora) é característica apenas das células germinativas.

Existem descrições de um terceiro método de divisão celular - amitose (ou divisão direta), que é realizada pela constrição do núcleo e do citoplasma com a formação de duas células-filhas ou uma célula binuclear. No entanto, atualmente acredita-se que a amitose é característica de células velhas e em degeneração e é um reflexo da patologia celular.

Esses dois métodos de divisão celular são divididos em fases ou períodos.

A mitose é dividida em quatro fases:

1) prófase;

2) metáfase;

3) anáfase;

4) telófase.

A prófase é caracterizada por alterações morfológicas no núcleo e no citoplasma.

As seguintes transformações ocorrem no kernel:

1) condensação da cromatina e formação de cromossomos constituídos por duas cromátides;

2) desaparecimento do nucléolo;

3) desintegração do cariolema em vesículas separadas.

As seguintes alterações ocorrem no citoplasma:

1) reduplicação (duplicação) dos centríolos e sua divergência para pólos opostos da célula;

2) formação de fuso de divisão a partir de microtúbulos;

3) redução do RE granular e também diminuição do número de ribossomos livres e anexados.

Durante a metáfase acontece o seguinte:

1) formação de placa metafásica (ou estrela mãe);

2) separação incompleta das cromátides irmãs umas das outras.

A anáfase é caracterizada por:

1) divergência completa das cromátides e formação de dois conjuntos dipolo iguais de cromossomos;

2) divergência dos conjuntos cromossômicos para os pólos do fuso mitótico e divergência dos próprios pólos.

A telófase é caracterizada por:

2) formação de membrana nuclear a partir de bolhas;

3) citotomia (constrição de uma célula binuclear em duas células filhas independentes);

4) o aparecimento de nucléolos nas células-filhas.

A interfase é dividida em três períodos:

1) I – J1 (ou período pré-sintético);

2) II – S (ou sintético);

3) III – J2 (ou período pós-sintético).

Durante o período pré-sintético, ocorrem os seguintes processos na célula:

1) formação aprimorada do aparato sintético da célula - aumento no número de ribossomos e vários tipos de RNA (transporte, mensageiro, ribossômico);

2) aumento da síntese proteica necessária ao crescimento celular;

3) preparação da célula para o período sintético - síntese de enzimas necessárias à formação de novas moléculas de DNA.

O período sintético é caracterizado pela duplicação (reduplicação) do DNA, o que leva à duplicação da ploidia dos núcleos diplóides e é um pré-requisito para a subsequente divisão celular mitótica.

O período pós-síntese é caracterizado pelo aumento da síntese de RNA mensageiro e de todas as proteínas celulares, principalmente tubulinas, necessárias à formação do fuso de divisão.

As células de alguns tecidos (por exemplo, os hepatócitos), ao saírem da mitose, entram no chamado período J0, durante o qual desempenham suas inúmeras funções por vários anos, sem entrar no período sintético. Somente sob certas circunstâncias (se parte do fígado for danificada ou removida) eles entram no ciclo celular normal (ou período sintético), sintetizando DNA e depois se dividem mitoticamente. O ciclo de vida dessas células que raramente se dividem pode ser representado da seguinte forma:

2) período J1;

3) período J0;

4) Período S;

5) Período J2.

A maioria das células do tecido nervoso, especialmente os neurônios do sistema nervoso central, não se dividem depois de deixarem a mitose no período embrionário.

O ciclo de vida dessas células consiste nos seguintes períodos:

1) mitose – período I;

2) crescimento – período II;

3) funcionamento de longo prazo – período III;

4) envelhecimento – período IV;

5) morte – período V.

Ao longo de um longo ciclo de vida, essas células se regeneram constantemente de acordo com o tipo intracelular: moléculas de proteínas e lipídios que fazem parte de várias estruturas celulares são gradualmente substituídas por novas, ou seja, as células são gradualmente renovadas. Durante o ciclo de vida, várias inclusões, principalmente lipídicas, em particular a lipofuscina, que atualmente é considerada um pigmento do envelhecimento, acumulam-se no citoplasma das células que não se dividem.

A meiose é um método de divisão celular em que o número de cromossomos nas células-filhas diminui 2 vezes, característico das células germinativas. Neste método de divisão não há reduplicação do DNA.

Além da mitose e da meiose, distingue-se também a endorreprodução, que não leva ao aumento do número de células, mas ajuda a aumentar o número de estruturas funcionais e a melhorar a capacidade funcional da célula.

Este método é caracterizado pelo fato de que, após a mitose, as células entram primeiro no período J1 e depois no período S. Porém, tais células, após a duplicação do DNA, não entram no período J2 e depois na mitose. Como resultado, a quantidade de DNA duplica e a célula torna-se poliplóide. As células poliplóides podem entrar novamente no período S, fazendo com que aumentem sua ploidia.

Nas células poliplóides, o tamanho do núcleo e do citoplasma aumenta, as células tornam-se hipertróficas. Algumas células poliplóides, após reduplicação do DNA, entram em mitose, mas não termina com a citotomia, pois tais células tornam-se binucleadas.

Assim, durante a endorreprodução não há aumento no número de células, mas aumenta a quantidade de DNA e organelas e, portanto, a capacidade funcional da célula poliplóide.

Nem todas as células têm a capacidade de endorreproduzir. A endoreprodução é mais típica para células do fígado, especialmente com o aumento da idade (por exemplo, na velhice, 80% dos hepatócitos humanos são poliplóides), bem como para células acinares do pâncreas e do epitélio da bexiga.

O ciclo de vida de uma célula reflete todas as mudanças estruturais e funcionais naturais que ocorrem na célula ao longo do tempo. O ciclo de vida é o período de existência de uma célula desde o momento de sua formação, passando pela divisão da célula-mãe, até sua própria divisão ou morte natural.

Nas células de um organismo complexo (por exemplo, um ser humano), o ciclo de vida celular pode ser diferente. Células altamente especializadas (eritrócitos, células nervosas, células musculares estriadas) não se reproduzem. Seu ciclo de vida consiste em nascimento, desempenho das funções pretendidas e morte (interfase heterocatalítica).

O componente mais importante do ciclo celular é o ciclo mitótico (proliferativo). É um complexo de fenômenos inter-relacionados e coordenados durante a divisão celular, bem como antes e depois dela. O ciclo mitótico é um conjunto de processos que ocorrem em uma célula de uma divisão para a próxima e terminam com a formação de duas células da próxima geração. Além disso, o conceito de ciclo de vida também inclui o período durante o qual a célula desempenha suas funções e os períodos de descanso. Neste momento, o futuro destino da célula é incerto: a célula pode começar a se dividir (entra na mitose) ou começar a se preparar para desempenhar funções específicas.

A mitose é o principal tipo de divisão das células eucarióticas somáticas. O processo de divisão inclui várias fases sucessivas e é um ciclo. Sua duração varia e varia de 10 a 50 horas na maioria das células. Nas células do corpo humano, a duração da mitose em si é de 1–1,5 horas, o período B2 de interfase é de 2–3 horas e o período S de interfase é de 6– 10 horas. .

Garante a continuidade do material genético em diversas células das gerações filhas; leva à formação de células iguais tanto em volume quanto no conteúdo da informação genética.

Principais etapas da mitose.

1. Reduplicação (autoduplicação) da informação genética da célula-mãe e sua distribuição uniforme entre as células-filhas. Isso é acompanhado por mudanças na estrutura e morfologia dos cromossomos, nos quais se concentram mais de 90% das informações de uma célula eucariótica.

2. O ciclo mitótico consiste em quatro períodos consecutivos: G1 pré-sintético (ou pós-mitótico), S sintético, G2 pós-sintético (ou pré-mitótico) e a própria mitose. Constituem a interfase autocatalítica (período preparatório).

Fases do ciclo celular:

1) pré-sintético (G1). Ocorre imediatamente após a divisão celular. A síntese de DNA ainda não ocorreu. A célula está crescendo ativamente em tamanho, armazenando substâncias necessárias para a divisão: proteínas (histonas, proteínas estruturais, enzimas), RNA, moléculas de ATP. Ocorre a divisão de mitocôndrias e cloroplastos (ou seja, estruturas capazes de auto-reprodução). As características organizacionais da célula interfásica são restauradas após a divisão anterior;

2) sintético (S). O material genético é duplicado através da replicação do DNA. Ocorre de forma semiconservativa, quando a dupla hélice da molécula de DNA diverge em duas cadeias e uma cadeia complementar é sintetizada em cada uma delas.

O resultado são duas hélices duplas de DNA idênticas, cada uma consistindo de uma fita nova e uma antiga. A quantidade de material hereditário dobra. Além disso, a síntese de RNA e proteínas continua. Além disso, uma pequena parte do DNA mitocondrial sofre replicação (a maior parte é replicada no período G2);

3) pós-sintético (G2). O DNA não é mais sintetizado, mas os defeitos ocorridos durante sua síntese no período S são corrigidos (reparados). Energia e nutrientes também são acumulados, e a síntese de RNA e proteínas (principalmente nucleares) continua.

S e G2 estão diretamente relacionados à mitose, por isso às vezes são separados em um período separado - pré-prófase.

Depois disso ocorre a mitose propriamente dita, que consiste em quatro fases.

A divisão celular inclui dois estágios - divisão nuclear (mitose ou cariocinese) e divisão citoplasmática (citocinese).

A mitose consiste em quatro fases sucessivas - prófase, metáfase, anáfase e telófase. É precedido por um período denominado interfase (ver características do ciclo mitótico).

Fases da mitose:

1) prófase. Os centríolos do centro da célula se dividem e se movem para pólos opostos da célula. Um fuso de fissão é formado por microtúbulos, que conecta os centríolos de diferentes pólos. No início da prófase, o núcleo e os nucléolos ainda são visíveis na célula; no final desta fase, o envelope nuclear é dividido em fragmentos separados (a membrana nuclear é desmantelada) e os nucléolos se desintegram. Os cromossomos começam a condensar: enrolam-se, engrossam e tornam-se visíveis ao microscópio óptico. No citoplasma, o número de estruturas rugosas do RE diminui, o número de polissomas diminui drasticamente;

2) metáfase. A formação do fuso de fissão termina.

Os cromossomos condensados ​​​​se alinham ao longo do equador da célula, formando uma placa metafásica. Os microtúbulos fusiformes estão ligados aos centrômeros, ou cinetocoros (constrições primárias), de cada cromossomo. Depois disso, cada cromossomo é dividido longitudinalmente em duas cromátides (cromossomos filhos), que estão conectados apenas no centrômero;

3) anáfase. A conexão entre os cromossomos filhos é destruída e eles começam a se mover para os pólos opostos da célula a uma velocidade de 0,2–5 μm/min. No final da anáfase, cada pólo possui um conjunto diplóide de cromossomos. Os cromossomos começam a descondensar e a se desenrolar, tornando-se mais finos e longos; 4) telófase. Os cromossomos são completamente despiralizados, a estrutura dos nucléolos e do núcleo interfásico é restaurada e a membrana nuclear é montada. O fuso de fissão é destruído. Ocorre citocinese (divisão do citoplasma). Nas células animais, esse processo começa com a formação de uma constrição no plano equatorial, que se torna cada vez mais profunda e acaba dividindo completamente a célula-mãe em duas células-filhas.

Quando a citocinese é atrasada, formam-se células multinucleadas. Isso é observado durante a reprodução dos protozoários por meio da esquizogonia. Em organismos multicelulares, é assim que se formam os sincícios - tecidos nos quais não há limites entre as células (tecido muscular estriado em humanos).

A duração de cada fase depende do tipo de tecido, do estado fisiológico do corpo, da exposição a fatores externos (luz, temperatura, produtos químicos), etc.

As formas atípicas de mitose incluem amitose, endomitose e politenia.

1. Amitose é a divisão direta do núcleo. Ao mesmo tempo, a morfologia do núcleo é preservada, o nucléolo e a membrana nuclear são visíveis. Os cromossomos não são visíveis e não estão distribuídos uniformemente. O núcleo é dividido em duas partes relativamente iguais sem a formação de um aparelho mitótico (um sistema de microtúbulos, centríolos, cromossomos estruturados). Se a divisão terminar, aparece uma célula binuclear. Mas às vezes o citoplasma também está atado.

Este tipo de divisão existe em alguns tecidos diferenciados (em células do músculo esquelético, pele, tecido conjuntivo), bem como em tecidos patologicamente alterados. A amitose nunca ocorre em células que precisam preservar informações genéticas completas - óvulos fertilizados, células de um embrião em desenvolvimento normal. Este método de divisão não pode ser considerado um método completo de reprodução de células eucarióticas.

2. Endomitose. Com esse tipo de divisão, após a replicação do DNA, os cromossomos não se separam em duas cromátides filhas. Isso leva a um aumento no número de cromossomos em uma célula, às vezes dezenas de vezes em comparação com o conjunto diplóide. É assim que surgem as células poliplóides. Normalmente, esse processo ocorre em tecidos com funcionamento intensivo, por exemplo, no fígado, onde as células poliploides são muito comuns. Porém, do ponto de vista genético, a endomitose é uma mutação somática genômica.

3. Politenia. Há um aumento múltiplo no conteúdo de DNA (cromonemas) nos cromossomos sem aumento no conteúdo dos próprios cromossomos. Nesse caso, o número de cromonemas pode chegar a 1.000 ou mais, e os cromossomos adquirem tamanhos gigantescos. Com a politenia, todas as fases do ciclo mitótico são perdidas, exceto a reprodução das fitas primárias de DNA. Este tipo de divisão é observado em alguns tecidos altamente especializados (células do fígado, células das glândulas salivares de insetos dípteros). Os cromossomos politênicos de Drosophila são usados ​​para construir mapas citológicos de genes nos cromossomos.