Ciclo de vida de uma célula. Ciclo celular - mitose: descrição das fases G0, G1, G2, S Duração do ciclo celular e seus períodos

O ciclo celular é o período de existência celular desde o momento de sua formação pela divisão da célula-mãe até sua própria divisão ou morte.

Duração do ciclo celular

A duração do ciclo celular varia entre as diferentes células. Células de organismos adultos que se reproduzem rapidamente, como células hematopoiéticas ou basais da epiderme e intestino delgado, pode entrar no ciclo celular a cada 12-36 horas. Ciclos celulares curtos (cerca de 30 minutos) são observados durante a rápida fragmentação de ovos de equinodermos, anfíbios e outros animais. Em condições experimentais, muitas linhas de cultura celular apresentam um ciclo celular curto (cerca de 20 horas). Para as células que se dividem mais ativamente, o período entre as mitoses é de aproximadamente 10 a 24 horas.

Fases do ciclo celular

O ciclo celular eucariótico consiste em dois períodos:

Um período de crescimento celular denominado “interfase”, durante o qual o DNA e as proteínas são sintetizados e ocorre a preparação para a divisão celular.

Período divisão celular, chamada “fase M” (da palavra mitose - mitose).

A interfase consiste em vários períodos:

G 1 fase (do inglês. brecha- intervalo), ou fase inicial de crescimento, durante a qual ocorre a síntese de mRNA, proteínas e outros componentes celulares;

Fase S (do inglês. síntese- síntese), durante a qual ocorre a replicação do DNA do núcleo da célula, também ocorre a duplicação dos centríolos (se existirem, é claro).

Fase G 2, durante a qual ocorre a preparação para a mitose.

Em células diferenciadas que não se dividem mais, pode não haver fase G 1 no ciclo celular. Essas células estão na fase de repouso G0.

O período de divisão celular (fase M) inclui duas etapas:

cariocinese (divisão do núcleo celular);

citocinese (divisão do citoplasma).

Por sua vez, a mitose é dividida em cinco etapas.

A descrição da divisão celular é baseada em dados de microscopia óptica em combinação com fotografia de microcine e nos resultados de microscopia óptica e eletrônica de células fixadas e coradas.

Regulação do ciclo celular

A sequência regular de alterações nos períodos do ciclo celular ocorre através da interação de proteínas como quinases e ciclinas dependentes de ciclina. As células na fase G0 podem entrar no ciclo celular quando expostas a fatores de crescimento. Vários fatores de crescimento, como fatores de crescimento derivados de plaquetas, epidérmicos e nervosos, ao se ligarem aos seus receptores, desencadeiam uma cascata de sinalização intracelular, levando em última análise à transcrição de genes de ciclina e quinases dependentes de ciclina. As quinases dependentes de ciclina tornam-se ativas apenas quando interagem com as ciclinas correspondentes. O conteúdo de várias ciclinas na célula muda ao longo do ciclo celular. A ciclina é um componente regulador do complexo quinase dependente de ciclina. A quinase é o componente catalítico deste complexo. As quinases não são ativas sem ciclinas. Diferentes ciclinas são sintetizadas em diferentes estágios do ciclo celular. Assim, o conteúdo de ciclina B em oócitos de rã atinge um máximo no momento da mitose, quando toda a cascata de reações de fosforilação catalisadas pelo complexo ciclina B/quinase dependente de ciclina é lançada. Ao final da mitose, a ciclina é rapidamente destruída pelas proteinases.

Significado biológico da divisão celular. Novas células surgem da divisão das existentes. Se um organismo unicelular se divide, dois novos são formados a partir dele. Um organismo multicelular também inicia seu desenvolvimento na maioria das vezes com uma única célula. Através de repetidas divisões, forma-se um grande número de células que constituem o corpo. A divisão celular garante a reprodução e o desenvolvimento dos organismos e, portanto, a continuidade da vida na Terra.

Ciclo de célula- a vida de uma célula desde o momento da sua formação durante a divisão da célula-mãe até a sua própria divisão (incluindo esta divisão) ou morte.

Durante este ciclo, cada célula cresce e se desenvolve de forma a desempenhar com sucesso suas funções no corpo. A célula então funciona por um certo tempo, após o qual se divide, formando células-filhas, ou morre.

você Vários tipos organismos, o ciclo celular leva tempos diferentes: por exemplo, em bactérias dura cerca de 20 minutos, chinelos ciliados- de 10 a 20 horas. Células de organismos multicelulares. estágios iniciais os desenvolvimentos se dividem com frequência e, então, os ciclos celulares aumentam significativamente. Por exemplo, imediatamente após o nascimento de uma pessoa, as células cerebrais se dividem um grande número de vezes: 80% dos neurônios cerebrais são formados durante esse período. No entanto, a maioria dessas células perde rapidamente a capacidade de se dividir e algumas sobrevivem até a morte natural do corpo sem se dividirem.

O ciclo celular consiste em interfase e mitose (Fig. 54).

Interfase- o intervalo do ciclo celular entre duas divisões. Durante toda a interfase, os cromossomos não são espiralizados; eles estão localizados no núcleo da célula na forma de cromatina. Via de regra, a interfase consiste em três períodos: pré-sintético, sintético e pós-sintético.

Período pré-sintético (G,)- a parte mais longa da interfase. Pode durar em diferentes tipos de células de 2 a 3 horas a vários dias. Durante este período, a célula cresce, o número de organelas aumenta, energia e substâncias são acumuladas para a posterior duplicação do DNA. Durante o período Gj, cada cromossomo consiste em uma cromátide, ou seja, o número de cromossomos (. P) e cromátides (Com) partidas. Conjunto de cromossomos e cro-

matid (moléculas de DNA) de uma célula diplóide no período G r do ciclo celular pode ser expressa escrevendo 2p2s.

No período sintético (S) Ocorre a duplicação do DNA, bem como a síntese de proteínas necessárias para a posterior formação dos cromossomos. EM Durante o mesmo período, ocorre duplicação dos centríolos.

A duplicação do DNA é chamada replicação. Durante a replicação, enzimas especiais separam as duas cadeias da molécula original de DNA, quebrando as ligações de hidrogênio entre os nucleotídeos complementares. Moléculas de DNA polimerase, a principal enzima de replicação, ligam-se às fitas separadas. Em seguida, as moléculas de DNA polimerase começam a se mover ao longo das cadeias-mãe, usando-as como modelos, e sintetizam novas cadeias-filhas, selecionando nucleotídeos para elas de acordo com o princípio da complementaridade (Fig. 55). Por exemplo, se uma seção da cadeia mãe do DNA tiver a sequência de nucleotídeos A C G T G A, então a seção da cadeia filha terá a forma THCACT. EM Em conexão com isso, a replicação é chamada de reações de síntese de matriz. EM Como resultado da replicação, duas moléculas idênticas de DNA de fita dupla são formadas - EM cada um deles inclui uma cadeia da molécula mãe original e uma cadeia filha recém-sintetizada.

No final do período S, cada cromossomo já consiste em duas cromátides irmãs idênticas conectadas entre si no centrômero. O número de cromátides em cada par de cromossomos homólogos passa a ser quatro. Assim, o conjunto de cromossomos e cromátides de uma célula diplóide no final do período S (ou seja, após a replicação) é expresso pela entrada 2p4s.

Período pós-sintético (G 2) ocorre após a duplicação do DNA - Neste momento, a célula acumula energia e sintetiza proteínas para a próxima divisão (por exemplo, a proteína tubulina para a construção de microtúbulos, que posteriormente formam o fuso de divisão). Durante todo o período C 2, o conjunto de cromossomos e cromátides da célula permanece inalterado - 2n4c.

A interfase termina e começa divisão, como resultado da formação de células-filhas. Durante a mitose (principal forma de divisão das células eucarióticas), as cromátides irmãs de cada cromossomo se separam umas das outras e terminam em células-filhas diferentes. Consequentemente, as células-filhas jovens que entram num novo ciclo celular têm um conjunto 2p2s.

Assim, o ciclo celular cobre o período de tempo desde o surgimento de uma célula até sua divisão completa em duas células-filhas e inclui interfase (períodos G r, S-, C 2) e mitose (ver Fig. 54). Esta sequência de períodos do ciclo celular é característica de células em constante divisão, por exemplo, para células da camada germinativa da epiderme da pele, medula óssea vermelha e membrana mucosa trato gastrointestinal animais, células de tecido educacional de plantas. Eles são capazes de se dividir a cada 12-36 horas.

Em contraste, a maioria das células de um organismo multicelular segue o caminho da especialização e, após passar por parte do período Gj, pode passar para o chamado período de descanso (período Go). As células do período G n desempenham suas funções específicas no corpo; nelas ocorrem processos metabólicos e energéticos, mas não ocorre a preparação para a replicação. Essas células, via de regra, perdem permanentemente a capacidade de se dividir. Os exemplos incluem neurônios, células do cristalino do olho e muitos outros.

Porém, algumas células que estão no período Gn (por exemplo, leucócitos, células do fígado) podem sair dele e continuar o ciclo celular, passando por todos os períodos de interfase e mitose. Assim, as células do fígado podem adquirir novamente a capacidade de se dividir após vários meses de repouso.

Morte celular. A morte (morte) de células individuais ou de seus grupos ocorre constantemente em organismos multicelulares, bem como a morte de organismos unicelulares. A morte celular pode ser dividida em duas categorias: necrose (do grego. necro- morte) e aptose, que é muitas vezes chamada de morte celular programada ou mesmo suicídio celular.

Necrose- morte de células e tecidos de um organismo vivo causada pela ação de fatores prejudiciais. A necrose pode ser causada pela exposição a altas e baixas temperaturas, radiação ionizante e vários produtos químicos (incluindo toxinas liberadas por patógenos). A morte celular necrótica também é observada como resultado de danos mecânicos, interrupção do suprimento sanguíneo e inervação dos tecidos e reações alérgicas.

Nas células danificadas, a permeabilidade da membrana é perturbada, a síntese de proteínas é interrompida, outros processos metabólicos são interrompidos, o núcleo, as organelas e, finalmente, toda a célula são destruídos. Uma característica da necrose é que grupos inteiros de células estão sujeitos a essa morte (por exemplo, durante o infarto do miocárdio, devido à interrupção do fornecimento de oxigênio, uma seção do músculo cardíaco contendo muitas células morre). Normalmente, as células mortas são atacadas por leucócitos e uma reação inflamatória se desenvolve na área de necrose.

Apoptose- morte celular programada, regulada pelo organismo. Durante o desenvolvimento e funcionamento do corpo, algumas de suas células morrem sem danos diretos. Este processo ocorre em todas as fases da vida de um organismo, mesmo durante o período embrionário.

No corpo adulto, a morte celular planejada também ocorre constantemente. Milhões de células sanguíneas, epiderme da pele, mucosa gastrointestinal, etc. morrem. Após a ovulação, algumas células foliculares do ovário morrem e, após a lactação, as células das glândulas mamárias morrem. No corpo humano adulto, 50 a 70 mil milhões de células morrem todos os dias como resultado da apoptose. Durante a apoptose, a célula se divide em fragmentos separados rodeados por plasmalema. Normalmente, fragmentos de células mortas são absorvidos pelos glóbulos brancos ou células vizinhas sem desencadear uma resposta inflamatória. A reposição das células perdidas é garantida pela divisão.

Assim, a apoptose parece interromper a infinidade de divisões celulares. Desde o seu “nascimento” até a apoptose, as células passam por um certo número de ciclos celulares normais. Após cada um deles, a célula prossegue para um novo ciclo celular ou para a apoptose.

1. Qual é o ciclo celular?

2. O que é chamado de interfase? Quais eventos principais ocorrem nos períodos G r, S- e 0 2 da interfase?

3. Quais células são caracterizadas por G 0 -nepnofl? O que acontece durante esse período?

4. Como é feita a replicação do DNA?

5. As moléculas de DNA que constituem os cromossomos homólogos são iguais? Na composição das cromátides irmãs? Por que?

6. O que é necrose? Apoptose? Quais são as semelhanças e diferenças entre necrose e apoptose?

7. Qual é o significado da morte celular programada na vida dos organismos multicelulares?

8. Por que você acha que na grande maioria dos organismos vivos o principal guardião da informação hereditária é o DNA, e o RNA desempenha apenas funções auxiliares?

Capítulo 1. Componentes químicos dos organismos vivos

• § 1. Conteúdo dos elementos químicos no corpo. Macro e microelementos
• § 2. Compostos químicos em organismos vivos. Substâncias inorgânicas

Capítulo 2. Célula - estrutural e unidade funcional organismos vivos

• § 10. História da descoberta da célula. Criação da teoria celular
• § 15. Retículo endoplasmático. Complexo de Golgi. Lisossomos

Capítulo 3. Metabolismo e conversão de energia no corpo

• § 24. Características gerais do metabolismo e conversão energética

Capítulo 4. Organização estrutural e regulação de funções em organismos vivos

Esta lição permite que você estude de forma independente o tópico “O Ciclo de Vida de uma Célula”. Aqui falaremos sobre o que desempenha um papel importante na divisão celular, que transmite informações genéticas de uma geração para outra. Você também estudará todo o ciclo de vida de uma célula, também chamado de sequência de eventos que ocorre desde o momento em que uma célula se forma até sua divisão.

Tópico: Reprodução e desenvolvimento individual de organismos

Lição: Ciclo de Vida Celular

1. Ciclo celular

De acordo com a teoria celular, novas células surgem apenas pela divisão das células-mãe anteriores. Os cromossomos, que contêm moléculas de DNA, desempenham um papel importante nos processos de divisão celular, pois garantem a transmissão da informação genética de uma geração para outra.

Portanto, é muito importante que as células-filhas recebam a mesma quantidade de material genético, e é bastante natural que antes divisão celular ocorre a duplicação do material genético, ou seja, da molécula de DNA (fig. 1).

Qual é o ciclo celular? Ciclo de vida celular- a sequência de eventos que ocorrem desde o momento da formação de uma determinada célula até sua divisão em células-filhas. De acordo com outra definição, o ciclo celular é a vida de uma célula desde o momento em que ela surge como resultado da divisão da célula-mãe até a sua própria divisão ou morte.

Durante o ciclo celular, uma célula cresce e muda para desempenhar com sucesso suas funções em um organismo multicelular. Este processo é chamado de diferenciação. A célula então desempenha suas funções com sucesso por um determinado período de tempo, após o qual começa a se dividir.

É claro que todas as células de um organismo multicelular não podem se dividir indefinidamente, caso contrário todas as criaturas, incluindo os humanos, seriam imortais.

Arroz. 1. Fragmento de uma molécula de DNA

Isso não acontece porque existem “genes da morte” no DNA que são ativados sob certas condições. Eles sintetizam certas proteínas enzimáticas que destroem estruturas celulares e organelas. Como resultado, a célula encolhe e morre.

Essa morte celular programada é chamada de apoptose. Mas no período desde o momento em que a célula aparece até a apoptose, a célula passa por muitas divisões.

2. Estágios do ciclo celular

O ciclo celular consiste em 3 etapas principais:

1. A interfase é um período de intenso crescimento e biossíntese de certas substâncias.

2. Mitose ou cariocinese (divisão nuclear).

3. Citocinese (divisão do citoplasma).

Vamos caracterizar as etapas do ciclo celular com mais detalhes. Então, o primeiro é a interfase. A interfase é a fase mais longa, um período de intensa síntese e crescimento. A célula sintetiza muitas substâncias necessárias ao seu crescimento e à implementação de todas as suas funções inerentes. Durante a interfase, ocorre a replicação do DNA.

Mitose é o processo de divisão nuclear no qual as cromátides são separadas umas das outras e redistribuídas como cromossomos entre as células-filhas.

Citocinese é o processo de divisão do citoplasma entre duas células-filhas. Normalmente, sob o nome de mitose, a citologia combina os estágios 2 e 3, ou seja, divisão celular (cariocinese) e divisão citoplasmática (citocinese).

3. Interfase

Vamos caracterizar a interfase com mais detalhes (Fig. 2). A interfase consiste em 3 períodos: G1, S e G2. O primeiro período, pré-sintético (G1) é uma fase de intenso crescimento celular.

Arroz. 2. Principais etapas vida útil células.

Aqui ocorre a síntese de certas substâncias; esta é a fase mais longa que se segue à divisão celular; Nessa fase ocorre o acúmulo de substâncias e energia necessárias para o período subsequente, ou seja, para a duplicação do DNA.

Segundo os conceitos modernos, no período G1 são sintetizadas substâncias que inibem ou estimulam o próximo período do ciclo celular, nomeadamente o período sintético.

O período sintético (S) geralmente dura de 6 a 10 horas, ao contrário do período pré-sintético, que pode durar vários dias e envolve a duplicação do DNA e também a síntese de proteínas, como as proteínas histonas, que podem formar cromossomos. Ao final do período sintético, cada cromossomo consiste em duas cromátides conectadas entre si por um centrômero. Durante o mesmo período, os centríolos duplicam.

O período pós-sintético (G2) ocorre imediatamente após a duplicação dos cromossomos. Dura de 2 a 5 horas.

Nesse mesmo período, acumula-se a energia necessária para o posterior processo de divisão celular, ou seja, diretamente para a mitose.

Nesse período, ocorre a divisão das mitocôndrias e dos cloroplastos e são sintetizadas proteínas, que posteriormente formarão microtúbulos. Os microtúbulos, como você sabe, formam o filamento do fuso, e a célula agora está pronta para a mitose.

4. Processo de duplicação de DNA

Antes de passarmos à descrição dos métodos de divisão celular, consideremos o processo de duplicação do DNA, que leva à formação de duas cromátides. Esse processo ocorre no período sintético. A duplicação de uma molécula de DNA é chamada de replicação ou reduplicação (Fig. 3).

Arroz. 3. O processo de replicação do DNA (reduplicação) (período sintético de interfase). A enzima helicase (verde) desenrola a dupla hélice do DNA e as DNA polimerases (azul e laranja) completam os nucleotídeos complementares.

Durante a replicação, parte da molécula de DNA materna é desfiada em duas fitas com a ajuda de uma enzima especial - a helicase. Além disso, isso é conseguido quebrando as ligações de hidrogênio entre bases nitrogenadas complementares (AT e GC). Em seguida, para cada nucleotídeo das fitas de DNA divergentes, a enzima DNA polimerase ajusta um nucleotídeo complementar a ele.

Isso cria duas moléculas de DNA de fita dupla, cada uma das quais inclui uma fita da molécula-mãe e uma nova fita-filha. Essas duas moléculas de DNA são absolutamente idênticas.

É impossível desenrolar toda a grande molécula de DNA ao mesmo tempo para replicação. Portanto, a replicação começa em seções separadas da molécula de DNA, formando fragmentos curtos, que são então costurados em uma longa fita usando certas enzimas.

A duração do ciclo celular depende do tipo de célula e de fatores externos como temperatura, disponibilidade de oxigênio e disponibilidade de nutrientes. Por exemplo, as células bacterianas sob condições favoráveis ​​dividem-se a cada 20 minutos, as células epiteliais intestinais a cada 8-10 horas e as células da ponta da raiz da cebola dividem-se a cada 20 horas. E algumas células sistema nervoso nunca compartilhe.

O surgimento da teoria celular

No século XVII, o médico inglês Robert Hooke (Fig. 4), utilizando um microscópio óptico caseiro, constatou que a cortiça e outros tecidos vegetais eram constituídos por pequenas células separadas por divisórias. Ele as chamou de células.

Arroz. 4. Robert Hooke

Em 1738, o botânico alemão Matthias Schleiden (Fig. 5) chegou à conclusão de que os tecidos vegetais consistem em células. Exatamente um ano depois, o zoólogo Theodor Schwann (Fig. 5) chegou à mesma conclusão, mas apenas em relação aos tecidos animais.

Arroz. 5. Matthias Schleiden (esquerda) Theodor Schwann (direita)

Ele concluiu que os tecidos animais, assim como os tecidos vegetais, são compostos de células e que as células são a base da vida. Com base em dados celulares, os cientistas formularam a teoria celular.

Arroz. 6. Rudolf Virchow

20 anos depois, Rudolf Virchow (Fig. 6) expandiu a teoria celular e chegou à conclusão de que as células podem surgir de outras células. Ele escreveu: “Onde existe uma célula, deve haver uma célula anterior, assim como os animais vêm apenas de um animal, e as plantas apenas de uma planta... Todas as formas vivas, sejam organismos animais ou vegetais, ou suas partes constituintes, são dominado pela lei eterna do desenvolvimento contínuo."

Estrutura cromossômica

Como você sabe, os cromossomos desempenham um papel fundamental na divisão celular porque transmitem informações genéticas de uma geração para a seguinte. Os cromossomos consistem em uma molécula de DNA ligada a proteínas histonas. Os ribossomos também contêm uma pequena quantidade de RNA.

Nas células em divisão, os cromossomos se apresentam na forma de longos fios finos, distribuídos uniformemente por todo o volume do núcleo.

Os cromossomos individuais não são distinguíveis, mas seu material cromossômico é corado com corantes básicos e é chamado de cromatina. Antes da divisão celular, os cromossomos (Fig. 7) engrossam e encurtam, o que permite que sejam claramente vistos ao microscópio óptico.

Arroz. 7. Cromossomos na prófase 1 da meiose

No estado disperso, isto é, esticado, os cromossomos participam de todos os processos biossintéticos ou regulam os processos biossintéticos, e durante a divisão celular essa função é suspensa.

Em todas as formas de divisão celular, o DNA de cada cromossomo é replicado de modo que duas cadeias polinucleotídicas duplas idênticas de DNA sejam formadas.

Arroz. 8. Estrutura cromossômica

Essas cadeias são cercadas por uma casca de proteína e no início da divisão celular parecem fios idênticos, lado a lado. Cada fio é chamado de cromátide e está conectado ao segundo fio por uma região que não mancha chamada centrômero (Fig. 8).

Trabalho de casa

1. Qual é o ciclo celular? Em que etapas consiste?

2. O que acontece com a célula durante a interfase? Em que estágios consiste a interfase?

3. O que é replicação? Qual é o seu significado biológico? Quando isso acontece? Quais substâncias estão envolvidas nisso?

4. Como tudo começou teoria celular? Cite os cientistas que participaram de sua formação.

5. O que é um cromossomo? Qual é o papel dos cromossomos na divisão celular?

1. Literatura técnica e humanitária.

2. Coleção unificada de recursos educacionais digitais.

3. Coleção unificada de recursos educacionais digitais.

4. Coleção unificada de recursos educacionais digitais.

5. Portal da Internet Schooltube.

Bibliografia

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Altura do corpo humanoé causada pelo aumento do tamanho e do número de células, sendo este último assegurado pelo processo de divisão, ou mitose. A proliferação celular ocorre sob a influência de fatores de crescimento extracelular, e as próprias células passam por uma sequência repetida de eventos conhecida como ciclo celular.

Existem quatro principais fases: G1 (pré-sintético), S (sintético), G2 (pós-sintético) e M (mitótico). Isto é seguido pela separação do citoplasma e da membrana plasmática, resultando em duas células-filhas idênticas. As fases Gl, S e G2 fazem parte da interfase. A replicação cromossômica ocorre durante a fase sintética, ou fase S.
Maioria células não estão sujeitos à divisão ativa; sua atividade mitótica é suprimida durante a fase GO, que faz parte da fase G1.

Duração da fase Mé de 30 a 60 minutos, enquanto todo o ciclo celular ocorre em cerca de 20 horas. Dependendo da idade, as células humanas normais (não tumorais) passam por até 80 ciclos mitóticos.

Processos ciclo de célula são controlados pela ativação e inativação sequencialmente repetida de enzimas-chave chamadas proteínas quinases dependentes de ciclina (CDPKs), bem como de seus cofatores, as ciclinas. Nesse caso, sob a influência de fosfoquinases e fosfatases, ocorre a fosforilação e desfosforilação de complexos especiais ciclina-CZK, responsáveis ​​pelo início de determinadas fases do ciclo.

Além disso, nos assuntos relevantes estágios semelhantes às proteínas CZK causam compactação dos cromossomos, ruptura do envelope nuclear e reorganização dos microtúbulos do citoesqueleto para formar um fuso de fissão (fuso mitótico).

Fase G1 do ciclo celular

Fase G1- um estágio intermediário entre as fases M e S, durante o qual a quantidade de citoplasma aumenta. Além disso, no final da fase G1 existe um primeiro ponto de verificação onde são verificadas a reparação do ADN e as condições ambientais (se são suficientemente favoráveis ​​para a transição para a fase S).

No caso nuclear ADN danificado, a atividade da proteína p53 aumenta, o que estimula a transcrição de p21. Este último se liga a um complexo específico ciclina-CZK, responsável pela transferência da célula para a fase S, e inibe sua divisão na fase Gl. Isso permite que enzimas de reparo reparem fragmentos de DNA danificados.

Se ocorrerem patologias Replicação da proteína p53 de DNA defeituoso continua, o que permite que as células em divisão acumulem mutações e contribua para o desenvolvimento de processos tumorais. É por isso que a proteína p53 é frequentemente chamada de “guardiã do genoma”.

Fase G0 do ciclo celular

A proliferação celular em mamíferos só é possível com a participação de células secretadas por outras células. fatores de crescimento extracelular, que exercem seu efeito através da transdução de sinal em cascata de proto-oncogenes. Se durante a fase G1 a célula não receber os sinais adequados, ela sai do ciclo celular e entra no estado G0, no qual pode permanecer por vários anos.

O bloqueio G0 ocorre com a ajuda de proteínas - supressores de mitose, uma das quais é proteína de retinoblastoma(proteína Rb) codificada por alelos normais do gene do retinoblastoma. Esta proteína se liga a proteínas reguladoras distorcidas, bloqueando a estimulação da transcrição de genes necessários para a proliferação celular.

Fatores de crescimento extracelular destroem o bloqueio por ativação Complexos ciclina-CZK específicos de Gl, que fosforilam a proteína Rb e alteram sua conformação, resultando na quebra da ligação com as proteínas reguladoras. Ao mesmo tempo, estes últimos ativam a transcrição dos genes que codificam, o que desencadeia o processo de proliferação.

Fase S do ciclo celular

Quantidade padrão Hélices duplas de DNA em cada célula, o conjunto diplóide correspondente de cromossomos de fita simples é geralmente designado como 2C. O conjunto 2C é mantido durante toda a fase G1 e duplica (4C) durante a fase S, quando novo DNA cromossômico é sintetizado.

Começando do fim Fase S e até a fase M (incluindo a fase G2), cada cromossomo visível contém duas moléculas de DNA fortemente ligadas, chamadas cromátides irmãs. Assim, nas células humanas, do final da fase S ao meio da fase M, existem 23 pares de cromossomos (46 unidades visíveis), mas 4C (92) duplas hélices de DNA nuclear.

Em andamento mitose conjuntos idênticos de cromossomos são distribuídos entre duas células-filhas de tal forma que cada uma delas contém 23 pares de moléculas de DNA 2C. Deve-se notar que as fases G1 e G0 são as únicas fases do ciclo celular durante as quais 46 cromossomos nas células correspondem a um conjunto 2C de moléculas de DNA.

Fase G2 do ciclo celular

Segundo ponto de verificação, onde o tamanho da célula é testado, está no final da fase G2, localizada entre a fase S e a mitose. Além disso, nesta fase, antes de prosseguir para a mitose, são verificadas a integridade da replicação e a integridade do DNA. Mitose (fase M)

1. Prófase. Os cromossomos, cada um composto por duas cromátides idênticas, começam a condensar-se e tornam-se visíveis dentro do núcleo. Nos pólos opostos da célula, um aparelho fusiforme começa a se formar em torno de dois centrossomas a partir de fibras de tubulina.

2. Prometáfase. A membrana nuclear se divide. Os cinetocoros se formam ao redor dos centrômeros dos cromossomos. As fibras de tubulina penetram no núcleo e concentram-se próximo aos cinetocoros, conectando-os às fibras que emanam dos centrossomas.

3. Metáfase. A tensão das fibras faz com que os cromossomos se alinhem no meio do caminho entre os pólos do fuso, formando assim a placa metafásica.

4. Anáfase. O DNA do centrômero, compartilhado entre as cromátides irmãs, é duplicado, e as cromátides se separam e se afastam mais perto dos pólos.

5. Telófase. As cromátides irmãs separadas (que a partir de agora são consideradas cromossomos) alcançam os pólos. Uma membrana nuclear aparece ao redor de cada grupo. A cromatina compactada se dissipa e formam-se nucléolos.

6. Citocinese. Membrana celular se contrai e um sulco de clivagem se forma no meio entre os pólos, que com o tempo separa as duas células-filhas.

Ciclo centrossomo

Em Tempo de fase G1 um par de centríolos ligados a cada centrossoma se separa. Durante as fases S e G2, um novo centríolo filho é formado à direita dos antigos centríolos. No início da fase M, o centrossoma se divide e dois centrossomas filhos movem-se em direção aos pólos celulares.

Material da Wikipedia – a enciclopédia gratuita

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

Duração do ciclo celular dos eucariotos

A duração do ciclo celular varia entre as diferentes células. Células de organismos adultos que se reproduzem rapidamente, como células hematopoiéticas ou basais da epiderme e do intestino delgado, podem entrar no ciclo celular a cada 12-36 horas. Ciclos celulares curtos (cerca de 30 minutos) são observados durante o rápido esmagamento de ovos de equinodermos. anfíbios e outros animais. Em condições experimentais, muitas linhas de cultura celular apresentam um ciclo celular curto (cerca de 20 horas). Para as células que se dividem mais ativamente, o período entre as mitoses é de aproximadamente 10 a 24 horas.

Fases do ciclo celular eucariótico

O ciclo celular eucariótico consiste em dois períodos:

• Um período de crescimento celular denominado “interfase”, durante o qual o DNA e as proteínas são sintetizados e ocorre a preparação para a divisão celular.
• O período de divisão celular, denominado “fase M” (da palavra mitose - mitose).

A interfase consiste em vários períodos:

• G 1 fase (do inglês. brecha- intervalo), ou fase inicial de crescimento, durante a qual ocorre a síntese de mRNA, proteínas e outros componentes celulares;
• Fase S (do inglês. síntese- síntese), durante a qual ocorre a replicação do DNA do núcleo da célula, também ocorre a duplicação dos centríolos (se existirem, é claro).
• Fase G 2, durante a qual ocorre a preparação para a mitose.

Em células diferenciadas que não se dividem mais, pode não haver fase G 1 no ciclo celular. Essas células estão na fase de repouso G0.

O período de divisão celular (fase M) inclui duas etapas:

• cariocinese (divisão do núcleo celular);
• citocinese (divisão do citoplasma).

Por sua vez, a mitose é dividida em cinco etapas.

A descrição da divisão celular é baseada em dados de microscopia óptica em combinação com fotografia de microcine e nos resultados de microscopia óptica e eletrônica de células fixadas e coradas.

Regulação do ciclo celular

A sequência regular de alterações nos períodos do ciclo celular ocorre através da interação de proteínas como quinases e ciclinas dependentes de ciclina. As células na fase G0 podem entrar no ciclo celular quando expostas a fatores de crescimento. Vários fatores de crescimento, como fatores de crescimento derivados de plaquetas, epidérmicos e nervosos, ao se ligarem aos seus receptores, desencadeiam uma cascata de sinalização intracelular, levando em última análise à transcrição de genes de ciclina e quinases dependentes de ciclina. As quinases dependentes de ciclina tornam-se ativas apenas quando interagem com as ciclinas correspondentes. O conteúdo de várias ciclinas na célula muda ao longo do ciclo celular. A ciclina é um componente regulador do complexo quinase dependente de ciclina. A quinase é o componente catalítico deste complexo. As quinases não são ativas sem ciclinas. Diferentes ciclinas são sintetizadas em diferentes estágios do ciclo celular. Assim, o conteúdo de ciclina B em oócitos de rã atinge um máximo no momento da mitose, quando toda a cascata de reações de fosforilação catalisadas pelo complexo ciclina B/quinase dependente de ciclina é lançada. Ao final da mitose, a ciclina é rapidamente destruída pelas proteinases.

Pontos de verificação do ciclo celular

Para determinar a conclusão de cada fase do ciclo celular, é necessária a presença de pontos de verificação. Se a célula “passar” pelo ponto de verificação, ela continuará a “se mover” ao longo do ciclo celular. Se algumas circunstâncias, como danos ao DNA, impedirem a célula de passar por um ponto de controle, que pode ser comparado a uma espécie de ponto de controle, então a célula para e outra fase do ciclo celular não ocorre, pelo menos até os obstáculos que impediram a passagem. célula de passar pelo ponto de verificação foram removidos. Existem pelo menos quatro pontos de verificação no ciclo celular: um ponto de verificação em G1, que verifica se há DNA intacto antes de entrar na fase S, um ponto de verificação na fase S, que verifica a replicação correta do DNA, um ponto de verificação em G2, que verifica se há lesões perdidas quando passando por pontos de verificação anteriores ou obtidos em estágios subsequentes do ciclo celular. Na fase G2, a replicação completa do DNA é detectada e as células nas quais o DNA está sub-replicado não entram na mitose. No ponto de verificação da montagem do fuso, verifica-se se todos os cinetocoros estão ligados aos microtúbulos.

Distúrbios do ciclo celular e formação de tumores

A interrupção da regulação normal do ciclo celular é a causa da maioria dos tumores sólidos. No ciclo celular, como já mencionado, a passagem pelos pontos de controle só é possível se as etapas anteriores forem concluídas normalmente e não houver quebras. As células tumorais são caracterizadas por alterações nos componentes dos pontos de verificação do ciclo celular. Quando os pontos de verificação do ciclo celular são inativados, observa-se disfunção de vários supressores tumorais e proto-oncogenes, em particular p53, pRb, Myc e Ras. A proteína p53 é um dos fatores de transcrição que inicia a síntese da proteína p21, que é um inibidor do complexo CDK-ciclina, que leva à parada do ciclo celular nos períodos G1 e G2. Assim, uma célula cujo DNA está danificado não entra na fase S. Com mutações que levam à perda dos genes da proteína p53, ou com suas alterações, não ocorre o bloqueio do ciclo celular, as células entram em mitose, o que leva ao aparecimento de células mutantes, a maioria das quais inviáveis, outras dão origem às células malignas.

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Literatura

1. Kolman, J., Rehm, K., Wirth, U., (2000). ‘Bioquímica visual’,
2. Chentsov Yu., (2004). ‘Introdução à Biologia Celular’. M.: ICC "Akademkniga"
3. Kopnin BP, ‘Mecanismos de ação de oncogenes e supressores de tumor’

Ligações

Ciclo de célula Fases Outras fases Reguladores

Um trecho caracterizando o Ciclo Celular

“Moradores de Moscou!
Seus infortúnios são cruéis, mas Sua Majestade, o Imperador e Rei, quer interromper seu curso. Exemplos terríveis lhe ensinaram como ele pune a desobediência e o crime. Medidas rigorosas são tomadas para acabar com a desordem e restaurar a segurança de todos. A administração paterna, eleita entre vocês, constituirá o seu município ou prefeitura. Ele se preocupará com você, com suas necessidades, com seu benefício. Seus integrantes se distinguem por uma fita vermelha, que será usada no ombro, e o chefe da cidade terá uma faixa branca em cima dela. Mas, excluindo o tempo de exercício do cargo, eles terão apenas uma fita vermelha na mão esquerda.
A polícia municipal foi criada de acordo com a situação anterior e através das suas atividades existe uma ordem melhor. O governo nomeou dois comissários gerais, ou chefes de polícia, e vinte comissários, ou oficiais de justiça privados, estacionados em todas as partes da cidade. Você os reconhecerá pela fita branca que usarão no braço esquerdo. Algumas igrejas de diferentes denominações estão abertas e nelas são celebrados serviços divinos sem impedimentos. Os vossos concidadãos regressam diariamente às suas casas e foram dadas ordens para que nelas encontrem ajuda e protecção após o infortúnio. Estes são os meios que o governo utilizou para restaurar a ordem e aliviar a sua situação; mas para isso é necessário que você una seus esforços a ele, para que esqueça, se possível, os infortúnios que sofreu, se entregue à esperança de um destino menos cruel, tenha certeza de que um inevitável e vergonhoso a morte aguarda aqueles que ousam contra suas pessoas e seus bens restantes, e no final não havia dúvida de que eles seriam preservados, pois tal é a vontade do maior e mais justo de todos os monarcas. Soldados e residentes, não importa de que nação você seja! Restaure a confiança pública, fonte de felicidade do Estado, viva como irmãos, dê ajuda mútua e proteção uns aos outros, unam-se para refutar as intenções de pessoas mal-intencionadas, obedeçam às autoridades militares e civis, e logo suas lágrimas deixarão de fluir .”
No que diz respeito ao abastecimento alimentar das tropas, Napoleão ordenou que todas as tropas se revezassem na ida a Moscovo a la maraude [saques] para obterem provisões para si mesmas, para que desta forma o exército estivesse abastecido para o futuro.
Do lado religioso, Napoleão ordenou ramener les popes [trazer de volta os padres] e retomar os serviços religiosos nas igrejas.
Em termos de comércio e alimentos para o exército, o seguinte foi publicado em todos os lugares:
Proclamação
“Vocês, calmos moradores de Moscou, artesãos e trabalhadores, que os infortúnios afastaram da cidade, e vocês, agricultores distraídos, que o medo infundado ainda detém nos campos, ouçam! O silêncio retorna a esta capital e a ordem é restaurada nela. Seus compatriotas saem corajosamente de seus abrigos, vendo que são respeitados. Qualquer violência cometida contra eles e seus bens é imediatamente punida. Sua Majestade o Imperador e Rei os protege e entre vocês não considera ninguém como seu inimigo, exceto aqueles que desobedecem às suas ordens. Ele quer acabar com seus infortúnios e devolvê-los às suas cortes e às suas famílias. Cumpra suas intenções de caridade e venha até nós sem nenhum perigo. Moradores! Regressem com confiança às suas casas: em breve encontrarão formas de satisfazer as suas necessidades! Artesãos e artesãos trabalhadores! Volte ao seu artesanato: casas, lojas, seguranças estão esperando por você, e pelo seu trabalho você receberá o pagamento que lhe é devido! E vocês, camponeses, finalmente saiam das florestas onde se esconderam horrorizados, voltem sem medo para suas cabanas, na exata certeza de que encontrarão proteção. Armazéns foram estabelecidos na cidade, onde os camponeses podem trazer o excesso de suprimentos e plantas terrestres. O governo tomou as seguintes medidas para garantir-lhes a livre venda: 1) A partir desta data, os camponeses, agricultores e aqueles que vivem nas proximidades de Moscovo podem, sem qualquer perigo, trazer para a cidade os seus abastecimentos, de qualquer tipo, em dois áreas de armazenamento designadas, isto é, em Mokhovaya e Okhotny Ryad. 2) Esses alimentos serão adquiridos a eles pelo preço acordado entre comprador e vendedor; mas se o vendedor não receber o preço justo que exige, então estará livre para levá-los de volta à sua aldeia, o que ninguém pode impedi-lo de fazer em nenhuma circunstância. 3) Todos os domingos e quartas-feiras são designados semanalmente para os principais dias de negociação; por que um número suficiente de tropas estará estacionado às terças e sábados em todas as estradas principais, a uma distância tão grande da cidade, para proteger essas carroças. 4) As mesmas medidas serão tomadas para que não haja obstáculos no regresso dos camponeses com as suas carroças e cavalos. 5) Os fundos serão imediatamente utilizados para restaurar a negociação normal. Moradores da cidade e das aldeias, e vocês, trabalhadores e artesãos, não importa de que nação sejam! Você é chamado a cumprir as intenções paternas de Sua Majestade o Imperador e o Rei e a contribuir com ele para o bem-estar geral. Traga respeito e confiança aos seus pés e não hesite em se unir a nós!”
Para elevar o moral das tropas e do povo, eram realizadas constantemente revisões e premiações eram distribuídas. O imperador cavalgou pelas ruas e consolou os moradores; e, apesar de toda a sua preocupação com os assuntos de Estado, ele próprio visitou os teatros criados por sua ordem.
No que diz respeito à caridade, melhor valor do povo coroado, Napoleão também fez tudo o que dele dependia. Nas instituições de caridade ordenou a inscrição Maison de ma mere [Casa de Minha Mãe], unindo com este ato o terno sentimento filial com a grandeza da virtude do monarca. Ele visitou o Orfanato e, deixando os órfãos que salvou beijarem suas mãos brancas, conversou graciosamente com Tutolmin. Depois, segundo o eloquente relato de Thiers, ele ordenou que os salários das suas tropas fossem distribuídos em russo, feitos por ele, com dinheiro falso. Relevante o emprego de estes moyens por um ato digue de lui et de l'armée Française, il fit distribuer des secours aux incendies. Mais les vivres etant trop precieux pour etre donnes a des etrangers la plupart ennemis, Napoleão aima mieux leur fournir de l "argent afin qu" ils se fournissent au dehors, et il leur fit distribuidor des rublos papiers. [Elevando o uso dessas medidas a uma ação digna dele e do exército francês, ordenou a distribuição de benefícios aos queimados. Mas, como os alimentos eram demasiado caros para serem dados às pessoas de uma terra estrangeira e, na sua maioria, hostis, Napoleão considerou melhor dar-lhes dinheiro para que pudessem obter comida para si próprios; e ele ordenou que eles recebessem rublos de papel.]