El ciclo de vida más largo corresponde a las células. Ciclo celular. Ciclo celular y meiosis.

El ciclo celular es el período de existencia celular desde el momento de su formación al dividirse la célula madre hasta su propia división o muerte.

Duración del ciclo celular

La duración del ciclo celular varía entre las diferentes células. Las células de organismos adultos que se reproducen rápidamente, como las células hematopoyéticas o basales de la epidermis y el intestino delgado, pueden ingresar al ciclo celular cada 12 a 36 horas. Se observan ciclos celulares cortos (aproximadamente 30 minutos) durante la rápida fragmentación de los huevos de equinodermos y anfibios. y otros animales. En condiciones experimentales, muchas líneas de cultivo celular tienen un ciclo celular corto (unas 20 horas). Para las células que se dividen más activamente, el período entre mitosis es de aproximadamente 10 a 24 horas.

Fases del ciclo celular

El ciclo celular eucariota consta de dos períodos:

Un período de crecimiento celular llamado "interfase", durante el cual se sintetizan ADN y proteínas y se produce la preparación para la división celular.

El período de división celular, llamado "fase M" (de la palabra mitosis - mitosis).

La interfase consta de varios períodos:

G monofásico (del inglés. brecha- intervalo), o la fase de crecimiento inicial, durante la cual se produce la síntesis de ARNm, proteínas y otros componentes celulares;

Fase S (del inglés. síntesis- síntesis), durante la cual se produce la replicación del ADN del núcleo celular, y los centríolos también se duplican (si existen, por supuesto).

Fase G 2, durante la cual se produce la preparación para la mitosis.

En las células diferenciadas que ya no se dividen, es posible que no haya una fase G 1 en el ciclo celular. Estas células se encuentran en la fase de reposo G0.

El período de división celular (fase M) incluye dos etapas:

cariocinesis (división del núcleo celular);

citocinesis (división del citoplasma).

A su vez, la mitosis se divide en cinco etapas.

La descripción de la división celular se basa en datos de microscopía óptica en combinación con fotografías de microcine y en los resultados de microscopía óptica y electrónica de células fijadas y teñidas.

Regulación del ciclo celular

La secuencia regular de cambios en los períodos del ciclo celular se produce mediante la interacción de proteínas como las quinasas dependientes de ciclina y las ciclinas. Las células en la fase G0 pueden ingresar al ciclo celular cuando se exponen a factores de crecimiento. Varios factores de crecimiento, como los derivados de plaquetas, epidérmicos y nerviosos, al unirse a sus receptores, desencadenan una cascada de señalización intracelular que, en última instancia, conduce a la transcripción de genes de ciclina y quinasas dependientes de ciclina. Las quinasas dependientes de ciclinas se activan sólo cuando interactúan con las ciclinas correspondientes. El contenido de varias ciclinas en la célula cambia a lo largo del ciclo celular. La ciclina es un componente regulador del complejo quinasa ciclina-dependiente de ciclina. La quinasa es el componente catalítico de este complejo. Las quinasas no son activas sin ciclinas. Se sintetizan diferentes ciclinas en diferentes etapas del ciclo celular. Así, el contenido de ciclina B en los ovocitos de rana alcanza un máximo en el momento de la mitosis, cuando se inicia toda la cascada de reacciones de fosforilación catalizadas por el complejo ciclina B/quinasa dependiente de ciclina. Al final de la mitosis, las proteinasas destruyen rápidamente la ciclina.

división celular- un conjunto de procesos mediante los cuales se forman dos o más células hijas a partir de una célula madre. La división celular es la base biológica de la vida. En el caso de los organismos unicelulares, los nuevos organismos se forman mediante la división celular. En los organismos multicelulares, la división celular está asociada con la reproducción, el crecimiento y la restauración asexual y sexual de muchas de sus estructuras. La tarea principal de la división celular es la transmisión de información hereditaria a la siguiente generación. Las células procarióticas no tienen un núcleo formado, por lo que su división celular en dos células hijas más pequeñas, conocidas como división binaria, más fácil y más rápido. En los eucariotas existen varios tipos de división celular:

división mitótica- división en la que se forman dos células hijas con el mismo conjunto de cromosomas a partir de una célula madre (para células somáticas)

división meiótica - división en la que una célula madre produce cuatro células hijas con la mitad (haploide) de un conjunto de cromosomas (en organismos con reproducción sexual)

en ciernes - División en la que se forman dos células hijas a partir de una célula madre, una de las cuales es más grande que la otra (por ejemplo, en la levadura)

división múltiple(esquizogonia): división en la que se forman muchas células hijas a partir de una célula madre (por ejemplo, en el plasmodio de la malaria).

La división celular es parte del ciclo celular. ciclo celular- este es el período de existencia de una célula de una división a otra. La duración de este período varía en diferentes organismos (por ejemplo, en bacterias, de 20 a 30 minutos, para leucocitos humanos, de 4 a 5 días) y depende de la edad, la temperatura, la cantidad de ADN, el tipo de célula, etc. En los organismos unicelulares, el ciclo celular coincide con la vida del individuo, y en los organismos multicelulares, en las células del cuerpo que se dividen continuamente, coincide con el ciclo mitótico. Los procesos moleculares que ocurren durante el ciclo celular son secuenciales. Es imposible realizar el ciclo celular en sentido inverso. Una característica importante de todos los eucariotas es que las fases de transición del ciclo celular están sujetas a una coordinación precisa. Una fase del ciclo celular se reemplaza por otra en un orden estrictamente establecido, y antes del inicio de la siguiente fase, todos los procesos bioquímicos característicos de la fase anterior deben completarse adecuadamente. Las alteraciones durante el ciclo celular pueden provocar anomalías cromosómicas. Por ejemplo, algunos de los cromosomas pueden perderse, distribuirse de forma inadecuada entre dos células hijas, etc. Estas anomalías cromosómicas son características de las células cancerosas. Hay dos clases principales de moléculas reguladoras que dirigen el ciclo celular. Se trata de ciclinas y enzimas quinasas dependientes de ciclinas. L. Hartwell, R. Hunt y P. Nurse recibieron el Premio Nobel de Medicina o Fisiología en 2001 por su descubrimiento de estas moléculas centrales en la regulación del ciclo celular.

Los principales períodos del ciclo celular son la interfase, la mitosis y la citocinesis.

ciclo celular= Interfase + Mitosis + Citocinesis

Interfase (lat. Inter - entre, fase - apariencia) - el período entre divisiones celulares o desde la división celular hasta su muerte.

La duración de la interfase suele ser hasta el 90% del tiempo de todo el ciclo celular. La característica principal de las células en interfase es el estado de despiralización de la cromatina. En las células que han perdido la capacidad de dividirse (como las neuronas), la interfase será el periodo desde la última mitosis hasta la muerte de la célula.

La interfase asegura el crecimiento celular, la duplicación de las moléculas de ADN, la síntesis de compuestos orgánicos, la proliferación de mitocondrias y la acumulación de energía en ATP, necesaria para asegurar la división celular.

La interfase incluye períodos presintéticos, sintéticos y postsintéticos. Período presintético(Fase G1): caracterizada por el crecimiento celular. Durante este periodo, que es el más largo, las células crecen, se diferencian y realizan sus funciones. En las células diferenciadas que ya no se dividen, no existe la fase G1 en el ciclo celular. Estas células se encuentran en un período de reposo (fase G0). Periodo sintético(Fase S) es un período en el que el evento principal es la duplicación del ADN. Cada cromosoma en este período se vuelve bicromátida. Período postsintético(Fase G2): el período de preparación inmediata para la mitosis.

Eventos principales durante la interfase.

La mitosis es el principal tipo de división de las células eucariotas. Esta sección consta de 4 fases ( profase, metafase, anafase, telofase) y dura desde varios minutos hasta 2-3 horas.

ctocinesis(o citotomía) - División del citoplasma de una célula eucariota, que ocurre después de que se ha producido la división del núcleo en la célula. (mitosis). En la mayoría de los casos, el citoplasma y los orgánulos de la célula se distribuyen aproximadamente por igual entre las células hijas. La excepción es la ovogénesis, durante la cual el futuro óvulo recibe casi todo el citoplasma y orgánulos, mientras que los cuerpos polares casi no contienen ninguno de ellos y pronto mueren. En los casos en que la división nuclear no va acompañada de citocinesis, se forman células multinucleadas (por ejemplo, fibras musculares transversales). La citocinesis ocurre inmediatamente después de la telofase. En las células animales, durante la telofase, la membrana plasmática comienza a plegarse hacia adentro en el ecuador (bajo la influencia de microfilamentos) y divide la célula por la mitad. En las células vegetales, se forma un cuerpo a partir de microfilamentos en el ecuador. fragmoblasto. A él se dirigen las mitocondrias, el RE, el aparato de Golgi y los ribosomas. Las vesículas del aparato de Golgi se combinan para formar una placa celular, que prolifera y se fusiona con la pared celular de la célula madre.

BIOLOGÍA +apoptosis Es un fenómeno de muerte celular programada. A diferencia de otro tipo de muerte celular: la necrosis.- Durante la apoptosis, no hay destrucción de la membrana citoplasmática y, en consecuencia, el contenido de la célula no ingresa al ambiente extracelular. Un rasgo característico es la fragmentación del ADN en fragmentos mediante una enzima endonucleasa específica. El proceso de apoptosis es necesario para la regulación fisiológica del número de células del cuerpo, para la destrucción de células viejas, para la caída de las hojas en otoño, para el efecto citotóxico de los linfocitos asesinos, para la embriogénesis del cuerpo, etc. La apoptosis celular normal conduce a una proliferación celular descontrolada y a la aparición de un tumor.

Para que una célula se divida completamente, debe aumentar de tamaño y crear una cantidad suficiente de orgánulos. Y para no perder información hereditaria al dividirla por la mitad, debe hacer copias de sus cromosomas. Y finalmente, para distribuir la información hereditaria de forma estrictamente equitativa entre dos células hijas, debe disponer los cromosomas en el orden correcto antes de distribuirlos a las células hijas. Todas estas importantes tareas se llevan a cabo durante el ciclo celular.

El ciclo celular es importante porque... demuestra lo más importante: la capacidad de reproducirse, crecer y diferenciarse. También se produce intercambio, pero no se considera al estudiar el ciclo celular.

Definición del concepto

ciclo celular - este es el período de vida de una célula desde el nacimiento hasta la formación de células hijas.

En las células animales, el ciclo celular, el período de tiempo entre dos divisiones (mitosis), dura en promedio de 10 a 24 horas.

El ciclo celular consta de varios períodos (sinónimo: fases) que, naturalmente, se reemplazan entre sí. En conjunto, las primeras fases del ciclo celular (G 1, G 0, S y G 2) se denominan interfase , y la última fase se llama .

Arroz. 1.Ciclo celular.

Períodos (fases) del ciclo celular.

1. El período del primer crecimiento G1 (del crecimiento inglés - crecimiento), es del 30-40% del ciclo, y el período de descanso G 0

Sinónimos: período posmitótico (ocurre después de la mitosis), período presintético (pasa antes de la síntesis de ADN).

El ciclo celular comienza con el nacimiento de una célula mediante mitosis. Después de la división, las células hijas reducen su tamaño y tienen menos orgánulos de lo normal. Por lo tanto, una célula pequeña "recién nacida" en el primer período (fase) del ciclo celular (G 1) crece y aumenta de tamaño, y también forma los orgánulos faltantes. Para todo ello existe una síntesis activa de proteínas necesarias. Como resultado, la célula se vuelve completa, se podría decir, "adulta".

¿Cómo suele terminar el período de crecimiento G1 de una célula?

1. La entrada de la célula al proceso. Debido a la diferenciación, la célula adquiere características especiales para realizar las funciones necesarias para todo el órgano y organismo. La diferenciación se desencadena mediante sustancias de control (hormonas) que actúan sobre los receptores moleculares correspondientes de la célula. Una célula que ha completado su diferenciación sale del ciclo de división y queda en período de descanso G 0 . Es necesaria la exposición a sustancias activadoras (mitógenos) para que se desdiferenciación y vuelva al ciclo celular.
2. Muerte (muerte) de la célula.
3. Entrando en el siguiente período del ciclo celular: sintético.

2. El período sintético S (del inglés Synthesis - síntesis), constituye del 30 al 50% del ciclo.

El concepto de síntesis en el nombre de este período se refiere a Síntesis de ADN (replicación) , y no a ningún otro proceso de síntesis. Habiendo alcanzado un cierto tamaño como resultado de pasar por el período de primer crecimiento, la célula entra en el período o fase sintética S, en el que se produce la síntesis de ADN. Debido a la replicación del ADN, la célula duplica su material genético (cromosomas), porque En el núcleo se forma una copia exacta de cada cromosoma. Cada cromosoma se vuelve doble y todo el conjunto de cromosomas se vuelve doble, o diploide . Como resultado, la célula ahora está lista para dividir el material hereditario en partes iguales entre dos células hijas sin perder un solo gen.

3. El período del segundo crecimiento G 2 (del crecimiento inglés - crecimiento), es del 10 al 20% del ciclo.

Sinónimos: período premitótico (pasa antes de la mitosis), período postsintético (ocurre después del sintético).

El período G2 es preparatorio para la siguiente división celular. Durante el segundo período de crecimiento G 2, la célula produce las proteínas necesarias para la mitosis, en particular tubulina para el huso; crea reservas de energía en forma de ATP; comprueba si la replicación del ADN está completa y se prepara para la división.

4. El período de división mitótica M (del inglés Mitosis - mitosis), es del 5 al 10% del ciclo.

Después de la división, la célula entra en una nueva fase G1 y finaliza el ciclo celular.

Regulación del ciclo celular

A nivel molecular, la transición de una fase del ciclo a otra está regulada por dos proteínas: ciclina Y cinasa dependiente de ciclina(CDK).

Para regular el ciclo celular se utiliza el proceso de fosforilación/desfosforilación reversible de proteínas reguladoras, es decir adición de fosfatos seguida de eliminación. La sustancia clave que regula la entrada de una célula en la mitosis (es decir, su transición de la fase G 2 a la fase M) es una específica serina/treonina proteína quinasa, que se llama factor de maduración- FS, o MPF, del inglés factor promotor de la maduración. En su forma activa, esta enzima proteica cataliza la fosforilación de muchas proteínas implicadas en la mitosis. Se trata, por ejemplo, de la histona H1, que forma parte de la cromatina, la lámina (un componente citoesquelético ubicado en la membrana nuclear), factores de transcripción, proteínas del huso mitótico y varias enzimas. La fosforilación de estas proteínas por el factor de maduración MPF ​​las activa e inicia el proceso de mitosis. Una vez completada la mitosis, la subunidad reguladora PS, ciclina, está marcado con ubiquitina y sufre degradación (proteólisis). Ahora es tu turno proteína fosfatasa, que desfosforilan las proteínas que participaron en la mitosis, transfiriéndolas así a un estado inactivo. Como resultado, la célula vuelve al estado de interfase.

PS (MPF) es una enzima heterodimérica que incluye una subunidad reguladora, concretamente ciclina, y una subunidad catalítica, concretamente la quinasa CDK dependiente de ciclina, también conocida como p34cdc2; 34 kDa. La forma activa de esta enzima es sólo el dímero CZK + ciclina. Además, la actividad de CZK está regulada por la fosforilación reversible de la propia enzima. Las ciclinas recibieron este nombre porque su concentración cambia cíclicamente de acuerdo con los períodos del ciclo celular, en particular, disminuye antes del inicio de la división celular.

En las células de los vertebrados están presentes varias ciclinas diferentes y quinasas dependientes de ciclina. Varias combinaciones de dos subunidades enzimáticas regulan el inicio de la mitosis, el comienzo del proceso de transcripción en la fase G1, la transición del punto crítico después de la finalización de la transcripción, el comienzo del proceso de replicación del ADN en el período S de la interfase (inicio de la transición ) y otras transiciones clave del ciclo celular (no se muestran en el diagrama).
En los ovocitos de rana, la entrada en la mitosis (transición G2/M) se regula cambiando la concentración de ciclina. La ciclina se sintetiza continuamente en interfase hasta alcanzar la concentración máxima en la fase M, cuando se inicia toda la cascada de fosforilación de proteínas catalizada por PS. Al final de la mitosis, la ciclina es rápidamente destruida por las proteinasas, también activadas por la PS. En otros sistemas celulares, la actividad de la PS está regulada por diversos grados de fosforilación de la propia enzima.

El ciclo de vida de una célula incluye el inicio de su formación y el final de su existencia como unidad independiente. Comencemos con el hecho de que una célula aparece durante la división de su célula madre y finaliza su existencia debido a la siguiente división o muerte.

El ciclo de vida de una célula consta de interfase y mitosis. Es en este período que el período considerado equivale al celular.

Ciclo de vida celular: interfase

Este es el período entre dos divisiones celulares mitóticas. La reproducción cromosómica se produce de manera similar a la reduplicación (replicación semiconservativa) de las moléculas de ADN. En la interfase, el núcleo celular está rodeado por una capa especial de doble membrana y los cromosomas están desenroscados y son invisibles bajo un microscopio óptico normal.

Cuando las células se tiñen y fijan, se acumula una sustancia muy coloreada, la cromatina. Vale la pena señalar que el citoplasma contiene todos los orgánulos necesarios. Esto asegura la plena existencia de la célula.

En el ciclo de vida de una célula, la interfase va acompañada de tres períodos. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de ellos.

Períodos del ciclo de vida celular (interfases)

El primero se llama resintetico. El resultado de una mitosis previa es un aumento del número de células. Aquí se produce la transcripción de moléculas de ARN recién formadas (informativas) y se sistematizan las moléculas del ARN restante y se sintetizan proteínas en el núcleo y el citoplasma. Algunas sustancias del citoplasma se descomponen gradualmente con la formación de ATP, sus moléculas están dotadas de enlaces de alta energía y transfieren energía a lugares donde no es suficiente. Al mismo tiempo, la célula aumenta de tamaño y alcanza el tamaño de la célula madre. Este período dura mucho tiempo para las células especializadas, durante el cual llevan a cabo sus funciones especiales.

El segundo período se conoce como sintético(síntesis de ADN). Su bloqueo puede llevar a detener todo el ciclo. Aquí se produce la replicación de las moléculas de ADN, así como la síntesis de proteínas que participan en la formación de los cromosomas.

Las moléculas de ADN comienzan a unirse a moléculas de proteínas, como resultado de lo cual los cromosomas se espesan. Al mismo tiempo, se observa la reproducción de centriolos, eventualmente aparecen 2 pares. El nuevo centríolo en todos los pares está situado con respecto al antiguo en un ángulo de 90°. Posteriormente, cada par se desplaza hacia los polos celulares durante la siguiente mitosis.

El período sintético se caracteriza tanto por una mayor síntesis de ADN como por un fuerte salto en la formación de moléculas de ARN, así como de proteínas, en las células.

Tercer periodo - postsintético. Se caracteriza por la presencia de preparación celular para su posterior división (mitótica). Este período, por regla general, siempre dura menos que otros. A veces se cae por completo.

Duración del tiempo de generación.

En otras palabras, esto es lo que dura el ciclo de vida de una célula. La duración del tiempo de generación, así como los períodos individuales, adquiere diferentes valores en diferentes celdas. Esto se puede ver en la siguiente tabla.

Entonces, el ciclo de vida celular más corto es el de las cambiales. Sucede que el tercer período, el período postsintético, desaparece por completo. Por ejemplo, en una rata de 3 semanas, sus células hepáticas disminuyen a media hora, la duración del tiempo de generación es de 21,5 horas y la duración del período sintético es la más estable.

En otras situaciones, en el primer período (presintético), la célula acumula propiedades para realizar funciones específicas, esto se debe a que su estructura se vuelve más compleja. Si la especialización no ha ido demasiado lejos, se puede recorrer el ciclo de vida completo de la célula con la formación de 2 nuevas células en mitosis. En esta situación, el primer período puede aumentar significativamente. Por ejemplo, en las células del epitelio de la piel de un ratón, el tiempo de generación, es decir, 585,6 horas, cae en el primer período, presintético, y en las células periósticas de una cría de rata, 102 horas de 114.

La parte principal de este tiempo se llama período G0: es la implementación de una función celular específica intensiva. Muchas células del hígado permanecen en este período, por lo que han perdido su capacidad de sufrir mitosis.

Si se extirpa una parte del hígado, la mayoría de sus células experimentarán por completo primero el período sintético, luego el postsintético y finalmente el proceso mitótico. Por tanto, la reversibilidad de dicho período G0 ya ha sido demostrada para varios tipos de poblaciones celulares. En otras situaciones, el grado de especialización aumenta tanto que, en condiciones típicas, las células ya no pueden dividirse mitóticamente. Ocasionalmente se produce endorreproducción en ellos. En algunos, se repite más de una vez, los cromosomas se espesan tanto que se pueden ver con un microscopio óptico normal.

Así, aprendimos que en el ciclo de vida de una célula la interfase va acompañada de tres períodos: presintético, sintético y postsintético.

división celular

Subyace a la reproducción, la regeneración, la transmisión de información hereditaria y el desarrollo. La propia célula existe sólo en el período intermedio entre divisiones.

Ciclo de vida (división celular): el período de existencia de la unidad en cuestión (comienza desde el momento de su aparición hasta la división de la célula madre), incluida la división misma. Termina con su propia división o muerte.

Fases del ciclo celular

Sólo hay seis de ellos. Se conocen las siguientes fases del ciclo de vida celular:

La duración del ciclo de vida, así como el número de fases del mismo, es diferente para cada célula. Así, en el tejido nervioso, tras el período embrionario inicial, las células dejan de dividirse, luego sólo funcionan durante toda la vida del propio organismo, y posteriormente mueren. Pero las células del embrión en la etapa de escisión primero completan 1 división y luego, inmediatamente, sin pasar por las fases restantes, pasan a la siguiente.

Métodos de división celular.

De sólo dos:

1. Mitosis- Esta es la división celular indirecta.
2. Mitosis- esto es característico de una fase como la maduración de las células germinales, la división.

Ahora aprenderemos con más detalle cuál es el ciclo de vida de una célula: la mitosis.

División celular indirecta

La mitosis es la división indirecta de las células somáticas. Este es un proceso continuo, cuyo resultado es primero la duplicación y luego la distribución igual entre las células hijas del material hereditario.

Importancia biológica de la división celular indirecta.

Es el siguiente:

1. El resultado de la mitosis es la formación de dos células, cada una de las cuales contiene la misma cantidad de cromosomas que la madre. Sus cromosomas se forman mediante la replicación exacta del ADN materno, por lo que los genes de las células hijas incluyen información hereditaria idéntica. Son genéticamente iguales a la célula madre. Entonces, podemos decir que la mitosis asegura la identidad de la transmisión de información hereditaria a las células hijas de la madre.

2. El resultado de la mitosis es un cierto número de células en el organismo correspondiente; este es uno de los mecanismos de crecimiento más importantes.

3. Una gran cantidad de animales y plantas se reproducen asexualmente mediante división celular mitótica, por lo que la mitosis forma la base de la reproducción vegetativa.

4. Es la mitosis la que asegura la regeneración completa de las partes perdidas, así como el reemplazo celular, que ocurre hasta cierto punto en cualquier organismo multicelular.

Así, se supo que el ciclo de vida de una célula somática consta de mitosis e interfase.

Mecanismo de mitosis

La división del citoplasma y del núcleo son 2 procesos independientes que ocurren de forma continua y secuencial. Pero por conveniencia al estudiar los eventos que ocurren durante el período de división, se delimita artificialmente en 4 etapas: pro, meta, ana y telofase. Su duración varía según el tipo de tejido, factores externos y estado fisiológico. Los más largos son el primero y el último.

Profase

Aquí hay un aumento notable en el núcleo. Como resultado de la espiralización, se produce compactación y acortamiento de los cromosomas. En la profase posterior, la estructura cromosómica ya es claramente visible: 2 cromátidas, que están conectadas por un centrómero. Comienza el movimiento de los cromosomas hacia el ecuador de la célula.

A partir del material citoplasmático en la profase (tardía), se forma un huso, que se forma con la participación de centriolos (en células animales, en varias plantas inferiores) o sin ellos (células de algunos protozoos, plantas superiores). Posteriormente, desde los centríolos comienzan a aparecer hilos de huso de 2 tipos, más precisamente:

• los de soporte que conectan los polos de las celdas;
• cromosómicos (tirando), que se cruzan en metafase con los centrómeros cromosómicos.

Al final de esta fase, la envoltura nuclear desaparece y los cromosomas se ubican libremente en el citoplasma. Por lo general, el núcleo desaparece un poco antes.

metafase

Su inicio es la desaparición de la membrana nuclear. Los cromosomas se alinean primero en el plano ecuatorial, formando una placa metafásica. En este caso, los centrómeros cromosómicos están ubicados estrictamente en el plano ecuatorial. Las hebras del huso se unen a los centrómeros cromosómicos y algunas de ellas pasan de un polo al otro sin estar unidas.

Anafase

Se considera que su inicio es la división de los centrómeros de los cromosomas. Como resultado, las cromátidas se transforman en dos cromosomas hijos separados. Luego estos últimos comienzan a divergir hacia los polos de las células. Por lo general, en este momento adquieren una forma especial en V. Esta divergencia se logra acelerando las roscas del husillo. Al mismo tiempo, los hilos de soporte se alargan, por lo que los polos se alejan entre sí.

Telofase

Aquí los cromosomas se ensamblan en los polos de las células y luego forman espirales. A continuación se destruye el husillo divisor. La envoltura nuclear de las células hijas se forma alrededor de los cromosomas. Esto completa la cariocinesis y posteriormente se produce la citocinesis.

Mecanismos de entrada del virus a las células.

Sólo hay dos de ellos:

1. Por fusión de la supercápside viral y la membrana celular. Como resultado, la nucleocápside se libera al citoplasma. Posteriormente se observa la implementación de las propiedades del genoma del virus.

2. Mediante pinocitosis (endocitosis mediada por receptores). En este caso, el virus se une a receptores (específicos) en el lugar de la fosa delimitada. Este último invagina la célula y luego se transforma en la llamada vesícula bordeada. Éste, a su vez, contiene el virión engullido y se fusiona con una vesícula intermedia temporal llamada endosoma.

Reproducción intracelular del virus.

Después de penetrar en la célula, el genoma del virus subordina completamente su vida a sus propios intereses. A través del sistema de síntesis de proteínas de la célula y sus sistemas de generación de energía, encarna su propia reproducción, sacrificando, por regla general, la vida de la célula.

La siguiente figura muestra el ciclo de vida de un virus en una célula huésped (Semliki Forest, un representante del género Alphvirus). Su genoma está representado por ARN monocatenario positivo no fragmentado. Allí, el virión está equipado con una supercápside, que consta de una bicapa lipídica. A través de él pasan alrededor de 240 copias de varios complejos de glicoproteínas. El ciclo de vida viral comienza con su absorción en la membrana de la célula huésped, donde se une a un receptor proteico. La penetración en la célula se produce mediante pinocitosis.

Conclusión

El artículo examinó el ciclo de vida de una célula y describió sus fases. Cada período de interfase se describe en detalle.

Importancia biológica de la división celular. Nuevas células surgen de la división de las existentes. Si un organismo unicelular se divide, a partir de él se forman dos nuevos. Un organismo multicelular también comienza su desarrollo con mayor frecuencia con una sola célula. A través de repetidas divisiones, se forma una gran cantidad de células que forman el cuerpo. La división celular asegura la reproducción y el desarrollo de los organismos y, por tanto, la continuidad de la vida en la Tierra.

ciclo celular- la vida de una célula desde el momento de su formación durante la división de la célula madre hasta su propia división (incluida esta división) o muerte.

Durante este ciclo, cada célula crece y se desarrolla de tal manera que pueda realizar con éxito sus funciones en el organismo. Luego, la célula funciona durante un tiempo determinado, después del cual se divide formando células hijas o muere.

En diferentes tipos de organismos, el ciclo celular toma diferentes tiempos: por ejemplo, en bacterias dura unos 20 minutos, zapatillas ciliadas- de 10 a 20 horas. Las células de los organismos multicelulares se dividen con frecuencia en las primeras etapas de desarrollo y luego los ciclos celulares se alargan significativamente. Por ejemplo, inmediatamente después del nacimiento de una persona, las células cerebrales se dividen una gran cantidad de veces: durante este período se forma el 80% de las neuronas cerebrales. Sin embargo, la mayoría de estas células pierden rápidamente la capacidad de dividirse y algunas sobreviven hasta la muerte natural del organismo sin dividirse en absoluto.

El ciclo celular consta de interfase y mitosis (Fig. 54).

Interfase- el intervalo del ciclo celular entre dos divisiones. Durante toda la interfase, los cromosomas no están espiralizados; se ubican en el núcleo celular en forma de cromatina. Como regla general, la interfase consta de tres períodos: presintético, sintético y postsintético.

Período presintético (G,)- la parte más larga de la interfaz. Puede durar en diferentes tipos de células desde 2-3 horas hasta varios días. Durante este período, la célula crece, aumenta el número de orgánulos, se acumula energía y sustancias para la posterior duplicación del ADN. Durante el período Gj, cada cromosoma consta de una cromátida, es decir, el número de cromosomas (. pag) y cromátidas (Con) partidos. Conjunto de cromosomas y cromosomas.

La mátida (moléculas de ADN) de una célula diploide en el período G r del ciclo celular se puede expresar escribiendo 2p2s.

En el período sintético (S) Se produce la duplicación del ADN, así como la síntesis de proteínas necesarias para la posterior formación de cromosomas. EN Durante el mismo período, se produce la duplicación de centríolos.

La duplicación del ADN se llama replicación. Durante la replicación, enzimas especiales separan las dos hebras de la molécula de ADN original, rompiendo los enlaces de hidrógeno entre los nucleótidos complementarios. Las moléculas de ADN polimerasa, la principal enzima de replicación, se unen a las hebras separadas. Luego, las moléculas de ADN polimerasa comienzan a moverse a lo largo de las cadenas madre, usándolas como plantillas, y sintetizan nuevas cadenas hijas, seleccionando nucleótidos para ellas de acuerdo con el principio de complementariedad (Fig. 55). Por ejemplo, si una sección de la cadena madre de ADN tiene la secuencia de nucleótidos A C G T G A, entonces la sección de la cadena hija tendrá la forma THCACT. EN En relación con esto, la replicación se conoce como Reacciones de síntesis de matrices. EN Como resultado de la replicación, se forman dos moléculas de ADN de doble cadena idénticas: EN cada uno de ellos incluye una cadena de la molécula madre original y una cadena hija recién sintetizada.

Al final del período S, cada cromosoma ya consta de dos cromátidas hermanas idénticas conectadas entre sí en el centrómero. El número de cromátidas en cada par de cromosomas homólogos pasa a ser cuatro. Por tanto, el conjunto de cromosomas y cromátidas de una célula diploide al final del período S (es decir, después de la replicación) se expresa mediante la entrada 2p4s.

Período postsintético (G 2) ocurre después de la duplicación del ADN: en este momento, la célula acumula energía y sintetiza proteínas para la próxima división (por ejemplo, la proteína tubulina para construir microtúbulos, que posteriormente forman el huso de división). Durante todo el período C 2, el conjunto de cromosomas y cromátidas de la célula permanece sin cambios: 2n4c.

La interfase termina y comienza. división, como resultado de lo cual se forman las células hijas. Durante la mitosis (la principal forma en que se dividen las células eucariotas), las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan entre sí y terminan en células hijas diferentes. En consecuencia, las células hijas jóvenes que entran en un nuevo ciclo celular tienen un conjunto 2p2s.

Por lo tanto, el ciclo celular cubre el período de tiempo desde la aparición de una célula hasta su división completa en dos células hijas e incluye la interfase (períodos G r, S-, C 2) y la mitosis (ver Fig. 54). Esta secuencia de períodos del ciclo celular es característica de las células que se dividen constantemente, por ejemplo, de las células de la capa germinal de la epidermis de la piel, de la médula ósea roja, de la membrana mucosa del tracto gastrointestinal de los animales y de las células del sistema educativo. tejido de las plantas. Pueden dividirse cada 12-36 horas.

Por el contrario, la mayoría de las células de un organismo multicelular siguen el camino de la especialización y, tras pasar por parte del período Gj, pueden pasar al llamado período de descanso (Go-period). Las células en el período G n realizan sus funciones específicas en el cuerpo; en ellas se producen procesos metabólicos y energéticos, pero no se produce la preparación para la replicación. Estas células, por regla general, pierden permanentemente su capacidad de dividirse. Los ejemplos incluyen neuronas, células del cristalino del ojo y muchas otras.

Sin embargo, algunas células que se encuentran en el período Gn (por ejemplo, leucocitos, células hepáticas) pueden abandonarlo y continuar el ciclo celular, pasando por todos los períodos de interfase y mitosis. Así, las células del hígado pueden volver a adquirir la capacidad de dividirse después de varios meses de estar en un periodo de reposo.

Muerte celular. La muerte (muerte) de células individuales o sus grupos ocurre constantemente en organismos multicelulares, así como la muerte de organismos unicelulares. La muerte celular se puede dividir en dos categorías: necrosis (del griego. necros- muerta) y ap-ptosis, que a menudo se denomina muerte celular programada o incluso suicidio celular.

Necrosis- muerte de células y tejidos en un organismo vivo provocada por la acción de factores dañinos. La necrosis puede ser causada por la exposición a temperaturas altas y bajas, radiaciones ionizantes y diversas sustancias químicas (incluidas las toxinas liberadas por patógenos). La muerte celular necrótica también se observa como resultado de daños mecánicos, alteración del suministro de sangre y de la inervación de los tejidos y reacciones alérgicas.

En las células dañadas, se altera la permeabilidad de la membrana, se detiene la síntesis de proteínas, se detienen otros procesos metabólicos, se destruyen el núcleo, los orgánulos y, finalmente, toda la célula. Una característica de la necrosis es que grupos enteros de células están sujetos a dicha muerte (por ejemplo, durante un infarto de miocardio, debido al cese del suministro de oxígeno, muere una sección del músculo cardíaco que contiene muchas células). Por lo general, las células moribundas son atacadas por los leucocitos y se desarrolla una reacción inflamatoria en el área de necrosis.

apoptosis- muerte celular programada, regulada por el organismo. Durante el desarrollo y funcionamiento del organismo, algunas de sus células mueren sin daño directo. Este proceso ocurre en todas las etapas de la vida de un organismo, incluso durante el período embrionario.

En el cuerpo adulto, la muerte celular planificada también ocurre constantemente. Millones de células sanguíneas, epidermis de la piel, mucosa gastrointestinal, etc. mueren después de la ovulación, algunas de las células foliculares del ovario y, después de la lactancia, mueren las células de las glándulas mamarias. En el cuerpo humano adulto, entre 50 y 70 mil millones de células mueren cada día como resultado de la apoptosis. Durante la apoptosis, la célula se rompe en fragmentos separados rodeados de plasmalema. Normalmente, los glóbulos blancos o las células vecinas absorben fragmentos de células muertas sin desencadenar una respuesta inflamatoria. La reposición de las células perdidas se garantiza mediante la división.

Así, la apoptosis parece interrumpir la infinidad de divisiones celulares. Desde su “nacimiento” hasta la apoptosis, las células pasan por una cierta cantidad de ciclos celulares normales. Después de cada uno de ellos, la célula pasa a un nuevo ciclo celular o a la apoptosis.

1. ¿Qué es el ciclo celular?

2. ¿Qué se llama interfase? ¿Qué eventos principales ocurren en los períodos de interfase G r, S- y 0 2?

3. ¿Qué células se caracterizan por G 0 -nepnofl? ¿Qué sucede durante este período?

4. ¿Cómo se lleva a cabo la replicación del ADN?

5. ¿Son iguales las moléculas de ADN que forman los cromosomas homólogos? ¿En la composición de las cromátidas hermanas? ¿Por qué?

6. ¿Qué es la necrosis? ¿Apoptosis? ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre necrosis y apoptosis?

7. ¿Cuál es el significado de la muerte celular programada en la vida de los organismos multicelulares?

8. ¿Por qué cree que en la gran mayoría de los organismos vivos el principal guardián de la información hereditaria es el ADN y el ARN sólo realiza funciones auxiliares?

Capítulo 1. Componentes químicos de los organismos vivos.

• § 1. Contenido de elementos químicos en el organismo. Macro y microelementos
• § 2. Compuestos químicos en los organismos vivos. Sustancias inorgánicas

Capítulo 2. Célula: unidad estructural y funcional de los organismos vivos.

• § 10. Historia del descubrimiento de la célula. Creación de la teoría celular.
• § 15. Retículo endoplásmico. Complejo de Golgi. lisosomas

Capítulo 3. Metabolismo y conversión de energía en el organismo.

• § 24. Características generales del metabolismo y conversión de energía.

Capítulo 4. Organización estructural y regulación de funciones en organismos vivos.