43
Ћелијски циклус Ћелијске деобе

Celijski ciklus1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Celijski ciklus1

Ћелијски циклус

Ћелијске деобе

Page 2: Celijski ciklus1

ЦИКЛУС ЋЕЛИЈЕ

• Живот вишећелијског организма почиње од оплођене јајне ћелије – зигота.

• Зигот пролази кроз серију од више хиљада деоба при чему настају све ћелије и ткива вишећелијског организма.

• Код човека, тај број је око 1014 ћелија.

Page 3: Celijski ciklus1

• Вишећелијски организам се састоји од:–телесних (соматских) и

–полних (герминативних) ћелија или гамета.

Page 4: Celijski ciklus1

• раст и диференцијација соматксих ћелија одвија се кроз деобу МИТОЗУ, а

• обезбеђивање следеће генерације кроз формирање полних ћелија одвија се кроз деобу МЕЈОЗУ

Page 5: Celijski ciklus1

• Период између две деобе се назива интерфаза

• Интерфаза је период раста и припреме ћелије за деобу.

• најдужа фаза у животу ћелије

Интерфаза

Page 6: Celijski ciklus1

S

G 1

G 2

•растење ћерке ћелије•диференцијација ћелија•транскрипција DNK, синтеза RNK, синтеза протеина

•СИНТЕЗА (РЕПЛИКАЦИЈА ) ДНК•синтеза хистона •дуплирање центриола

•Припрема за деобу•Раст се наставља

Page 7: Celijski ciklus1

• Процес деобе заузима веома мали део укупног ћелијског циклуса

• Ако бисмо претпоставили да циклус ћелије траје 24 часа, митоза би трајала 4, а приод интерфазе 20.

Page 8: Celijski ciklus1

Фазе интерфазе

Page 9: Celijski ciklus1

G1• Одмах након деобе, ћелије улазе у G1 фазу

интерфазе у којој се одвија:– растење ћерке ћелије– диференцијација ћелија– транскрипција DNK, синтеза RNK, синтеза

протеина• Најдуже траје• У овој фази сваки хромозом се састоји од једне

хроматиде, односно једног молекула DNK. • Код сисарских ћелија ова фаза траје 6-12 сати

у зависности од типа ћелије. Неке ћелије остају у овој фази месецима, чак годинама (јајне ћелије)

Page 10: Celijski ciklus1

S• Фаза синтезе DNK• Репликација DNK• Сваки хромозом, који је у претходној G1

фази имао 1 молекул DNK, на крају S-фазе изграђен је од два молекула DNK (две сестринске хроматиде).

• У овој фази се одвија и синтеза хистона и дуплирање центриола (од једног настају два пара центриола који се у деоби распоређују на полове ћелије).

• Синтетичка фаза траје 6-8 сати.

Page 11: Celijski ciklus1

G2• фаза која непосредно предходи митози

–Припрема за деобу–у овој фази је количина DNK у

ћелији дупло већа него у G1 фази.

–Раст се наставља

Page 12: Celijski ciklus1

Кључни процеси у интерфази су:• раст ћелије до величине

карактеристичне за њену врсту; ћелија која не достигне одређену величину неће моћи да се подели;

• репликација DNK која омогућава да у деоби кћерке ћелије добију међусобно исту количину ДНК, односно исте гене; сестринске хроматиде су, уствари, будући хромозоми кћерки-ћелија које ће настати деобом.

Page 13: Celijski ciklus1

• *Ћелије које немају способност дељења, као што су попречно-пругасте мишићне ћелије, нервне ћелије или, рецимо, еритроцити уласком у Г1 фазу у њој трајно остају. Пошто Г1 фаза истовремено представља читав ћелијски циклус ових ћелија, она се у том случају означава као Г0 фаза. Ћелије које се током целог свог живота налазе у Г0 фази називају се нецикличне ћелије. Оне свој животни век окончавају ћелијским умирањем, а ћелије које имају способност деобе завршавају деобом на нове ћелије.

Page 14: Celijski ciklus1

МИТОЗА• Митозом се деле соматске ћелије са

диплоидним бројем ромозома

• Кћерке ћелије добијају међусобно једнак број хромозома (обе су диплоидне) и количину DNK, а истовремено имају и једнак број хромозома као мајка-ћелија (2n) од које су настале.

• Процес митозе је континуиран али јасно се разликује 5 фаза.

Page 15: Celijski ciklus1
Page 16: Celijski ciklus1

ПРОФАЗА• Скраћивање и задебљавање

хроматинских конаца тј. формирање видљивих хромозома.

• Центриоле крећу ка половима ћелије• Почиње образовање деобног вретена

кога граде микротубуле нанизане једна на другу од центриола ка екватору ћелије

• Дезинтегрише се једрова опна• Jедарца се губе.

Page 17: Celijski ciklus1
Page 18: Celijski ciklus1
Page 19: Celijski ciklus1

ПРОМЕТАФАЗА

• После разлагања једрове опне, хромозоми се распоређују по ћелији и каче за микротубуле растућег деобног вретена

• Суперспирализација се наставља, али није потпуна

Page 20: Celijski ciklus1

МЕТАФАЗА• Хромозоми су максимално

спирализовани• Завршава се образовање деобног

вретена (конци деобног вретена се пружају од центриола на половима ћелије до хромозома на екватору ћелије)

• хромозоми се налазе на екватору ћелије где образују екваторијалну раван

• сваки хромозом је, преко кинетохора, повезан концима деобног вретена и са једним и са другим полом ћелије(пошто је кинетохор паран, један се везује за један, а други за супротни пол ћелије)

Page 21: Celijski ciklus1
Page 22: Celijski ciklus1
Page 23: Celijski ciklus1
Page 24: Celijski ciklus1

AНАФАЗА• Центромере се уздужно деле чиме се сестринске

хроматиде раздвајају – хромозом се поделио на два нова хромозома.

• Хроматиде, које су сада нови хромозоми, се крећу ка половима скраћивањем микротубула деобног вретена.

• За кретање хроматида ка половима потроши се неколико молекула ATP-a.

• Од сваког хромозома једна хроматида одлази на један, а друга на други пол ћелије – тиме се на половима налази подједнак број хроматида.

• У људској ћелији, чијих се 46 хромозома поделило на 92 хроматиде, по 46 хроматида (нових хромозома) се налази на сваком полу ћелије.

Page 25: Celijski ciklus1
Page 26: Celijski ciklus1
Page 27: Celijski ciklus1

Телофаза • Завршна фаза митозе (грч. тхелос = крај),

обухвата:• хромозоми се декондезују (деспирализују);• ишчезавају конци деобног вретена;• око хромозома на половима ћелије образује се

једрова опна;• образује се једарце;• на екватору ћелије се образује деобна бразда

којом се равномерно подели цитоплазма на две кћерке-ћелије (цитокинеза)

• кћерке-ћелије имају упола мању количину цитоплазме од мајке-ћелије. Када уђу у интерфазу током периода раста оне ће достићи величину мајке ћелије

Page 28: Celijski ciklus1
Page 29: Celijski ciklus1
Page 30: Celijski ciklus1

МЕЈОЗА • У полним органима животиња и биљака настају

полне ћелије – гамети.

• При томе од једна диплоидне ћелије после две узастопне деобе настају четири хаплоидне ћелије

• Гамети имају половину укупног броја хромозома од оног који је карактеристичан за телесне ћелије. То је хаплоидни број n.

• У процесу оплођења, мушки и женски гамети се спајају у зигот са 2n хромозома из кога се развија новa јединкa.

• Телесне ћелије нове јединке имају диплоидан број хромозома 2n.

Page 31: Celijski ciklus1

• Мејоза се још назива и редукциона деоба јер се у њој број хромозома смањује са диплоидног на хаплоидни број.

• Биолошки смисао редукционе деобе – мејозе је одржавање сталног броја хромозома тј. константне количине наследног материјала карактеристичног за врсту.

Page 32: Celijski ciklus1
Page 33: Celijski ciklus1

Прва мејотичка деоба - Мејоза I

Page 34: Celijski ciklus1

Профаза I• Веома комплексан процес, за разлику од

профазе митозе, у коме се дешавају процеси са важним генетичким последицама.

–парење хомологих хромозома–одвија се кросинговеркросинговер. –хромозоме називамо бивалентибиваленти или

тетрадететраде јер садрже 4 хроматиде.

Page 35: Celijski ciklus1

• Профаза мејозе I траје дуже од профазе митозе и у њој се одвијају неки процеси којих нема у митози.

• Дели се на 5 подфаза:

1. лептотен,

2. зиготен,

3. пахитен,

4. диплотен и

5. дијакинезис.

Page 36: Celijski ciklus1

• Прва подфаза профазе I је лептотен. У њој почиње кондезовање хроматина па се хромозоми уочавају као кончасте творевине везане својим ктајевима за једрову мембрану. Хромозом се састоји од 2 хроматиде, али су оне приљубљене једна уз другу па се не уочавају.

• У зиготену долази до спаривања хомологих хромозома тј. синапси. Пар хомологих хромозома назива се бивалент или тетрада (грч. тетра = четири, зато што сваки бивалент има 4 хроматиде).

• У пахитену долази до кросинг-овера (енгл. crossing-over) који представља размену генетичког материјала између несестринских хроматида хомологих хромозома. После извршеног кросинг-овера хромозом из мајчине гарнитуре садржи део очевог хомологог хромозома и обрнуто

• У диплотену се хромозоми удаљавају, али се не одвајају потпуно већ остају спојени на местима која се називају хијазме. Хијазме означавају где се вршио кросинг-овер.

• У дијакинезису ишчезава једрова опна и једарце.

Page 37: Celijski ciklus1

Метафаза I• Као и метафаза митозе, метафаза I

мејозе почиње када једарна овојница нестане

• Деобно вретено је формирано и парови хомологих хромозома се постављају у екваторијалну раван

• Центромере бивалента су оријентисане ка супротним половима

Page 38: Celijski ciklus1

• Кључна фаза мејозе у којој се у ствари дешава редукција

• Кидају се спојеви на хијазмама, хомологи хромозоми се раздвајају и цели хромозоми одлазе на супротне полове ћелије

• уочимо разлику у односу на митозу – у анафази митозе долази до поделе хромозома тако да њихове уздужне половине, тј. хроматиде, се раздвајају и одлазе на супротне полове ћелије

Анафаза I

Page 39: Celijski ciklus1

• Број хромозома се тако своди на половину, а како се биваленти раздвајају независно, мајчински и очински хромозоми се раздвајају у случајним комбинацијама.

• Могућ број комбинација за 23 хромозома је 223 тј. више од 8 милиона.

• Различитост генетичког материјала који потомци приме од родитеља је и већи због кросинговера.

Page 40: Celijski ciklus1

Телофаза I

• Два хаплоидна сета хромозома се групишу на супротним половима ћелије

• Појављује се једарце

• Ствара се нова једрова опна око нових гарнитура хромозома

• Јавља се преграда која дели цитоплазму на две ћерке ћелије

Page 41: Celijski ciklus1

Друга мејотичка деоба – Мејоза II• Слична је митози• Број хромозома који улази у

митозу II је хаплоидан• Кључна фаза је анафаза II у којој

се ДЕЛЕ центромере и на полове одлазе хроматиде

• Коначни резултат су 4 хаплоидне ћерке ћелије, а сваки хромозом има једну хроматиду (1 молекул DNK).

Page 42: Celijski ciklus1

Генетичке последице мејозе

1. Мејозом се одржава сталан број хромозома из генерације у генерацију (родитељи, њихова деца, унуци итд.).

• Када се број хромозома у полним ћелијама не би редуковао, дошло би до његовог дуплирања у свакој наредној генерацији. Израчунато је да би код човека, у том случају, на крају десете генерације број хромозома износио 23552.

1. Сегрегација различитих облика гена (алела) и њихово мешање у кросинговеру

2. Мешање генетичког материјала раздвајањем хомолога у случајним комбинацијама у анафази I

Page 43: Celijski ciklus1

Гаметогенеза• Образовање полних ћелија (гамета) човека

назива се гаметогенеза (генезис = постанак). • Разликују се два типа гаметогенезе:

сперматогенеза (образовање сперматозоида) и овогенеза (образовање јајне ћелије, овум= јајна ћелија).

• При сперматогенези од једне ћелије мејозом постају 4 сперматозоида и сви су функционални (имају способност да оплоде јајну ћелију).

• У женском полу од једне ћелије такође настају 4 ћелије, али је само једна од њих функционална – јајна ћелија, док остале три пропадају