Клетъчен пролиферация- увеличаване на броя на клетките чрез митоза,
водещ до растеж на тъкан, за разлика от друг начин за увеличаването му
маси (напр. оток). Нервните клетки не се размножават.
В организма на възрастните процесите на развитие, свързани с
с клетъчно делене и специализация. Тези процеси могат да бъдат и двете
малък физиологичен и насочен към възстановяване на ор-
ганизъм поради нарушаване на целостта му.
Значението на пролиферацията в медицината се определя от способността на клетките
ток на различни тъкани към делене. Лечебният процес е свързан с деленето на клетките.
заздравяване на рани и възстановяване на тъкани след хирургични операции.
Клетъчната пролиферация е в основата на регенерацията (възстановяването)
изгубени части. Проблемът с регенерацията представлява интерес за
лекарства за реконструктивна хирургия. Правете разлика между физиологични
репаративна и патологична регенерация.
Физиологичен- естествено възстановяване на клетките и тъканите в
онтогенеза. Например промяната на червените кръвни клетки, епителните клетки на кожата.
Репаративни- възстановяване след повреда или смърт на лепилото
ток и тъкани.
Патологични- пролиферация на тъкани, които не са идентични със здравите тъкани
вкусно Например, растежът на белег на мястото на изгаряне, хрущял - при
мястото на фрактурата, размножаване на клетките на съединителната тъкан на мястото на нашата
цервикална тъкан на сърцето, раков тумор.
Напоследък е обичайно клетките на животинските тъкани да се разделят според
способност за разделяне на 3 групи: лабилни, стабилни и статични.
Да се лабиленвключват клетки, които се актуализират бързо и лесно
по време на живота на организма (кръвни клетки, епител, слуз
спират стомашно-чревния тракт, епидермиса и др.).
Да се стабиленвключват клетки от органи като черен дроб, панкреас
жлеза, слюнчените жлезидр., които разкриват ограничен
нова способност за разделяне.
Да се статиченвключват клетки на миокарда и нервната тъкан, които
ръж, според повечето изследователи, не споделят.
Изучаването на клетъчната физиология е от съществено значение за нейното разбиране.
тогенетичното ниво на организацията на живите и механизмите на саморегулация
клетки, които осигуряват холистичното функциониране на целия организъм.
Глава 6
ГЕНЕТИКА КАК НАУКАТА. ЗАКОНОРНОСТИ
НАСЛЕДСТВО ЗНАЦИ
6.1 Предмет, задачи и методи на генетиката
Наследствеността и изменчивостта са основни свойства
живи същества, тъй като те са характерни за живи същества от всяко ниво на организация
понижаване. Науката, която изучава моделите на наследствеността и промяната
vosti, се нарича генетика.
Генетиката като наука изучава наследствеността и наследствеността
волатилност, а именно, той се занимава ко следващия проблеми:
1) съхранение на генетична информация;
2) трансфер на генетична информация;
3) внедряване на генетична информация (използването й в специфичен
признаци на развиващ се организъм под въздействието на външната среда);
4) промяна в генетичната информация (видове и причини за промените,
механизми).
Първият етап в развитието на генетиката - 1900–1912 г От 1900 г. - повторно
обхващащи законите на Г. Мендел от учени Х. Де Врис, К. Коренс, Е. Шер-
мак. Признаване на законите на Г. Мендел.
Втора фаза 1912–1925 - създаването на хромозомната теория на Т. Мор-
Гана. Трета фаза 1925–1940 - откриване на изкуствена мутагенеза и
генетични процеси на еволюция.
Четвърти етап 1940–1953 - изследвания върху генния контрол
физиологични и биохимични процеси.
Петият етап от 1953 г. до днес е развитието на молекулярната
биология.
Известна е отделна информация за наследяването на черти
много отдавна обаче научни основипредаването на знаци беше първо
изложено от Г. Мендел през 1865 г. в работата: „Опити върху растения
хибриди." Това бяха напреднали идеи, но съвременниците не дадоха
значението на неговото откритие. Концепцията за "ген" все още не съществува по това време и Г. Мен-
дел говори за "наследствените наклонности", съдържащи се в половите клетки
kah, но природата им беше неизвестна.
През 1900 г. независимо един от друг Х. Де Фриз, Е. Чермак и К. Кор-
Ренс преоткрива законите на Г. Мендел. Тази година се счита за година на раждане
на генетиката като наука. През 1902 г. Т. Бовери, Е. Уилсън и Д. Сетън правят
Лали предложи връзката на наследствените фактори с хромозомите.
През 1906 г. W. Betson въвежда термина "генетика", а през 1909 г. W. Johansen -
"ген". През 1911 г. Т. Морган и колеги формулират основните принципи
жения хромозомна теория за наследствеността. Те доказаха, че гените
разположени в определени локуси на хромозоми в линеен ред,
определен знак.
Основните методи на генетиката: хибридологични, цитологични и
математически. Генетиката активно използва методите на други свързани
науки: химия, биохимия, имунология, физика, микробиология и др.
Пролиферация- увеличаване на броя на клетките чрез митоза, което води до растеж и обновяване на тъканите. Интензивността на пролиферацията се регулира от вещества, които се произвеждат както вътре в клетките, така и извън тях. Съвременните данни показват, че един от регулаторите на разпространението на клетъчно нивоса кейлони. Кейлони- хормоноподобни вещества, които са полипептиди или гликопротеини. Те се образуват от всички клетки и в клетките на висшите организми, открити в различни телесни течности, включително урина. Кейлоните инхибират митотичната активност на клетките. Те също участват в регулирането на растежа на тъканите, заздравяването на рани и имунните реакции.
Хормонални механизми – отдалечени регулатори на пролиферацията на организмово ниво. Например нивото на еритроцитите във високопланинските райони е повишено поради секрецията на хормона еритропоетин в специализирани бъбречни клетки. Жителите на планините имат повече червени кръвни клетки, отколкото хората, живеещи в равнините.
Освен това има хипотези за причините, които предизвикват деленето на клетката. Например:
- обемен- клетката, достигнала определен обем, се дели. Ядрено-цитоплазмените съотношения се променят (от 1/6 до 1/69),
- хипотезата за "митогенетични лъчи". ». Делещите се клетки стимулират съседните клетки към митоза.
- хипотеза за "хормони на раната". » . Повредените клетки отделят специални вещества, които насърчават митозата на непокътнати клетки.
Край на работата -
Тази тема принадлежи на:
Лекционен курс по биология за студенти, изучаващи руски език
Държавно учебно заведение.. Висше професионално образование.. Рязански държавен медицински университет..
Ако имате нужда от допълнителен материал по тази тема или не сте намерили това, което търсите, препоръчваме да използвате търсенето в нашата база данни с произведения:
Какво ще правим с получения материал:
Ако този материал се оказа полезен за вас, можете да го запазите на страницата си в социалните мрежи:
| туит |
Всички теми в този раздел:
Биология
курс от лекции за студенти, обучаващи се на руски език Рязански Автори-съставители: доц. д.ф.н. Калигина Т.А.
Основните свойства на живота
Живите същества се различават от неживите тела по редица свойства. Основните свойства на живите същества включват: Специфична организация. Живите организми имат
Нива на организация на живите същества
Животът на Земята е интегрална система, състояща се от различни структурни нива на организация на биологични същества. Има няколко основни нива на организация (отделянето има
клетъчна теория
През 1665г Р. Хук пръв открива растителни клетки. През 1674г А. Левенгук отвори животинска клетка. През 1839г Т. Шван и М. Шлейден формулират клетъчна теория. Основната позиция на клетъчната теория
Клетъчна структура
Според структурата се разграничават 2 вида клетки: - прокариоти - еукариоти Към прокариотите спадат бактериите и синьо-зелените водорасли. Прокариотите се различават от еукариотите по това, че имат
външна клетъчна мембрана
1 - полярна глава на фосфолипидната молекула 2 - опашка на мастна киселина на фосфолипидната молекула 3 - интегрален протеин
клетъчна еволюция
В еволюцията на клетката има два етапа: 1. Химичен. 2. Биологичен. Химическият етап започва преди около 4,5 милиарда години. Под влиянието ултравиолетова радиация, излъчва
Структурата и функциите на клетъчното ядро
ядро - задължителна частеукариотна клетка. Главна функцияядро - съхранение на генетичен материал под формата на ДНК и прехвърлянето му към дъщерните клетки по време на клетъчното делене. Освен това
Хроматин и хромозоми
Хроматинът е деспирализирана форма на съществуване на хромозоми. В деспирализирано състояние хроматинът се намира в ядрото на неделяща се клетка. Хроматинът и хромозомите взаимно преминават един в друг
Жизнен цикъл на клетката
G1 - предсинтетичен период S - синтетичен период G2 - постсинтетичен период G0 -
Форми на размножаване на живите организми
Размножаването е свойството на живите организми да възпроизвеждат себеподобните си. Има две основни форми на размножаване: безполово и сексуално. Безполовото размножаване допринася за запазването на най
сперматогенеза
Разрез на напречния участък на извитата тубула на тестиса (виж страница 27) Cellules germinales primordiales - p
Видове и периоди на онтогенезата
Онтогенезата е процес на индивидуално развитие на индивид от зигота по време на сексуално размножаване (или появата на дъщерен индивид по време на безполово размножаване) до края на живота. Терминът "онтогенеза" през 1866г. предложено от немски учени
Характеристики на структурата и видовете яйца
Яйцата (или яйцата) са силно специализирани женски репродуктивни клетки, сравнително големи и неподвижни. Няма фундаментални разлики в структурата на яйцеклетката и соматичните клетки.
Ембрионален период на развитие, неговите етапи
Периодът на ембрионалното развитие е най-сложен при висшите животни и се състои от няколко етапа: 1. Образуване на зигота 2. Разцепване 3. Образуване на бластула
Разцепване при хордови
A - копие (пълна униформа) B - земноводни (пълно неравномерно) C - птици (непълно дискоидно)
Хистогенеза и органогенеза
Хистогенезата е процес на образуване на тъкани в ембриогенезата.Органогенезата е процес на формиране на системи от органи в ембриогенезата. На този етап от ембрионалното развитие се разграничават две фази.
Ембрионална индукция
Изясняването на механизмите на развитие е един от сложните проблеми на биологичната наука. Ембриогенезата като цяло се определя от наследствения апарат на клетките (както вече беше споменато, в хода на онтогенезата,
Ембрионално развитие на птиците
Яйцето на птиците е силно телолецитално, вегетативният полюс съдържа много жълтък. В резултат на оплождането се образува едноклетъчен ембрион - зигота, която се характеризира с
Екстраембрионални временни органи
AT ембрионално развитиеПри гръбначните животни временните органи, които функционират в ембриона и липсват в зряла възраст, играят важна роля. Те включват: жълтъчен сак, амнион, серозен
Характеристики на постембрионалното развитие
Постембрионалната (постнатална) онтогенеза започва от момента на раждането, при напускане на ембрионалните мембрани (по време на вътрематочно развитие) или при напускане на яйцеклетките и завършва със смърт
Усилие. Клинична и биологична смърт
Стареенето е общ биологичен модел на изчезване на тялото, характерен за всички живи същества. Старостта е последният естествен етап от онтогенезата, завършващ със смърт.
Регенерация на органи и тъкани, нейните видове
Регенерацията е процес на възстановяване на изгубени или увредени тъкани или органи. Има два вида регенерация: - физиологична - репаративна Физиологична
Трансплантация
Трансплантацията е присаждане и развитие на трансплантирани тъкани на ново място. Организмът, от който се взема трансплантационният материал, се нарича донор, а този, на който се извършва трансплантацията, се нарича
Хомеостаза в живите организми
Хомеостазата е свойството на живите същества да поддържат постоянството на вътрешната си среда, въпреки променливостта на факторите околен святВъпреки значителните колебания
биологични ритми. Хронобиология
биологични ритми- повтарящи се промени в интензитета биологични процеси. Биологичните ритми се срещат във всички живи същества, те са наследствено фиксирани и са фактори
общност
Всеки вид организирани същества и всяка популация от какъвто и да е вид не съществуват изолирано от другите същества, а образуват сложно и противоречиво единство, наречено биотична общност. Пчела
монохибридно кръстосване
Опитите на Мендел са проведени върху грах. При кръстосване на сортове грах с жълти и зелени семена (кръстосани хомозиготни организми или чисти линии), всички потомци (т.е. хибриди от първо поколение
Ди- и полихибридни кръстоски. Третият закон на Мендел
При дихибридно кръстосване родителските организми се анализират за две двойки алтернативни признаци. Мендел изучава такива характеристики като цвета на семената и тяхната форма. При кръстосване на грах с жълт
Определяне на пола
В повечето организми полът се определя по време на оплождането (singamno) и се регулира от хромозомния набор на зиготата, нарича се хромозомен тип определяне на пола. При хора и бозайници
Унаследяване на белези, свързани с пола и ограничени с пола
Белези, свързани с пола, се наричат черти, чието развитие се дължи на гени, разположени в половите хромозоми. Ако генът е на Y хромозомата, тогава той се наследява при хора, бозайници
Свързване на гени. Експерименти и правило на Морган
Изследването на свързаното с пола наследяване стимулира изследването на връзката между гените, разположени в автозомите. За всеки организъм е характерно видовото постоянство на хромозомите в кариотипа.
Основните положения на хромозомната теория на наследствеността
Основните положения на хромозомната теория за наследствеността са следните: - носителите на наследствена информация са хромозомите и гените, разположени в тях;
Етапи на развитие на молекулярната генетика
Молекулярна генетикасе отделя от биохимията и се оформя като самостоятелна наука през 50-те години на миналия век. Раждането на тази наука е свързано с редица важни биологични открития: 1
Функционална активност на гени или генна експресия
При прокариотите се осъществява на два етапа: транскрипция и транслация.Еукариотите също имат етап на обработка. Генната експресия се състои в синтеза на иРНК молекули върху ДНК молекула,
Регулиране на генната експресия в прокариотите
Схема за регулиране на транскрипцията на структурни гени на прокариотна клетка според вида на репресията
Определение и форми на изменчивост
Генетиката изучава две основни свойства на живите същества - наследственост и изменчивост. Променливост - свойството на организмите да придобиват нови признаци и характеристики на индивидуалното развитие
Мутагенни фактори
Факторите, предизвикващи мутации се наричат мутагенни фактори (мутагени) и се делят на: 1. Физични; 2. Химически; 3. Биологичен. към физическото
Стабилност и ремонт на генетичен материал
Устойчивостта на промени в генетичния материал се осигурява от: 1. Диплоиден набор от хромозоми. 2. Двойна спирала на ДНК. 3. Дегенерация (излишък
Законът за хомоложните серии на наследствената променливост от Н. И. Вавилов
Известно е, че мутацията възниква в различни посоки. Това разнообразие обаче е подчинено на определена закономерност, открита през 1920 г. от Н. И. Вавилов. Той формулира закона за хомола
генеалогичен метод
Видовете наследяване и формите на проявление на генетичните наклонности при хората са много разнообразни и разграничаването между тях изисква специални методи за анализ, на първо място, генеалогични,
метод на близначно изследване
Изследването на близнаци е един от основните методи на човешката генетика. Има еднояйчни близнаци, които възникват от една яйцеклетка, оплодена от един сперматозоид. Те възникват поради
Дерматоглифичен метод
Това е наука, която изучава наследствената обусловеност на моделите, които образуват кожни линии по върховете на пръстите, дланите и стъпалата на човек. Оказа се, че всеки народ
Хибридизация на соматични клетки
Хибридните клетки имат определени свойства, които позволяват определянето на локализацията на гена или свързването на ген. Загубата на човешки хромозоми от някои видове хибридни клетки ви позволява да получите клонинг
онтогенетичен метод
Позволява ви да изучавате моделите на проявление на всеки симптом или заболяване в процеса на индивидуално развитие. Има няколко периода на развитие на човека. Антенатален (развитие преди раждането
Метод на моделиране
закон хомоложни серии N.I. Vavilova (видове и родове генетично близки имат подобни серии от наследствена променливост) позволява екстраполиране на експерименталните
Имунологичен метод на изследване
Този метод се основава на изследването на антигенния състав на клетките и течностите. човешкото тяло- кръв, слюнка, стомашен сок и др. Най-често се изследват антигени на кръвни клетки: еритро
Генетични заболявания
1) При автозомно-доминантен тип наследяване е характерно нарушение на синтеза на структурни протеини или протеини, които изпълняват специфични функции (например хемоглобин). Фенотипно, докато
Хромозомни заболявания, причинени от аномалии на автозомите
Хромозомни заболяванияе група от наследствени патологични състояния, причината за което е промяна в броя на хромозомите или нарушение на тяхната структура. Най-честите тризомии са
Хромозомни заболявания, причинени от аномалии на половите хромозоми
Половите хромозоми са основните носители на гени, които контролират развитието на пола, така че техните числени или структурни аномалии определят различни отклонения в половото развитие.
Еволюционната теория на Дж. Б. Ламарк
Дж. Б. Ламарк в своята „Философия на зоологията“ (1809 г.), в която за първи път са очертани основите на холистична еволюционна концепция, формулира два закона: 1) за влиянието на употребата и неупотребата на даден орган върху неговия
Еволюционната теория на Ч. Дарвин
През 1858 г. Чарлз Дарвин и, независимо от него, А. Р. Уолъс обосновават принципа естествен подбори представата за борбата за съществуване като механизъм на този подбор. Теория за еволюцията чрез хранене
Микроеволюция. Критерии и структура на вида. население
Микроеволюцията се нарича Първи етапеволюционни трансформации на популацията: от появата на наследствени промени до формирането на адаптация и появата на нови видове на тяхна основа. проучване
Фактори на еволюцията
Промените в генотипния състав на популациите възникват под влияние на много събития, които по един или друг начин могат да трансформират популациите. Въпреки това е възможно да се разграничи следното
Образуване на нови видове
Образуването на нови видове в природата е последният етап от микроеволюцията. Под влияние на еволюционни фактори, с водеща роля на естествения подбор, протича процес на трансформация на генетично отворени
Концепция за човешки животински произход
В основата на съвременните представи за произхода на човека е концепцията, според която човекът произлиза от животинския свят, а първите научни доказателства в полза на тази концепция са
Разлики между хора и животни
Човекът има значителни разлики от животните, което е отбелязано и от древните, например Анаксагор (500-428 г. пр. н. е.) и Сократ (469-399 г. пр. н. е.) вярват, че сп.
Движещи фактори на антропогенезата
Правете разлика между социални и биологични факториантропогенеза. Антропогенезата е произходът на човека и формирането му като вид в процеса на формиране на обществото. Човек има редица специфични
2.1.10. Механизми на развитие на пролиферация във фокуса на възпалението
Пролиферацията е крайната фаза от развитието на възпалението, осигуряваща репаративна регенерация на тъканите на мястото на фокуса на ал-
итерации. Пролиферацията се развива от самото начало на възпалението заедно с явленията на промяна и ексудация.
По време на репаративните процеси във фокуса на възпалението, клетъчната регенерация и фиброплазия се постигат както чрез активиране на процесите на пролиферация, така и чрез ограничаване на клетъчната апоптоза. Възпроизвеждането на клетъчни елементи започва по периферията на възпалителната зона, докато в центъра на фокуса явленията на промяна и некроза все още могат да прогресират. Пролиферацията на съединителната тъкан и органоспецифичните клетъчни елементи достига пълното си развитие след "почистване" на увредената зона от клетъчен детрит и инфекциозни патогени на възпаление от тъканни макрофаги и неутрофили. В тази връзка трябва да се отбележи, че процесът на пролиферация се предхожда от образуването на неутрофилни и моноцитни бариери, които се образуват по периферията на зоната на промяна.
Възстановяването и подмяната на увредените тъкани започва с освобождаването на молекули фибриноген от съдовете и образуването на фибрин, който образува вид мрежа, рамка за последващо възпроизвеждане на клетките. Вече по тази рамка бързо образуваните фибробласти се разпределят във фокуса на репарацията. Разделянето, растежът и движението на фибробластите са възможни само след свързването им с фибринови или колагенови влакна. Тази връзка се осигурява от специален протеин - фибронектин. Възпроизвеждането на фибробласти започва по периферията на възпалителната зона, осигурявайки образуването на фибробластна бариера. Хемотаксисът, активирането и пролиферацията на фибробластите се осъществяват под въздействието на:
1. Фибробластни растежни фактори.
2. Тромбоцитен растежен фактор.
3. Цитокини - TNF, IL-1.
4. Кининов.
5. Тромбин.
6. Трансформиращ растежен фактор b.
Първоначално фибробластите не са зрели и нямат достатъчна синтетична активност. Съзряването се предхожда от вътрешно структурно и функционално пренареждане на фибробластите: хипертрофия на ядрото и ядрото, EPS хиперплазия, повишаване на съдържанието на ензими, особено алкална фосфатаза, неспецифична естераза и b-глюкуронидаза. Едва след пренареждане фибробластите започват да синтезират колаген, еластин, колаген-свързани протеини и протеогликани. Колагеногенезата се стимулира от следните биологично активни вещества - TNF, IL-1, IL-4, фибробластен растежен фактор, тромбоцитен растежен фактор.
Интензивно размножаващите се фибробласти произвеждат кисели мукополизахариди - основният компонент на междуклетъчното вещество на съединителната тъкан ( Хиалуронова киселина, хондроитин сярна киселина, глюкозамин, галактозамин). В същото време зоната на възпаление не само се капсулира, но започва постепенна миграция на клетъчни и безклетъчни компоненти на съединителната тъкан от периферията към центъра, образуването на скелет на съединителната тъкан на мястото на първична и вторична промяна .
Заедно с фибробластите се размножават и други тъканни и хематогенни клетки. С разрушаването на базалните мембрани на кръвоносните съдове в зоната на промяна, ендотелните клетки мигрират по градиента на ангиогенните фактори. Луменът на новообразуван капиляр се образува от сливането на извънклетъчните пространства на съседни ендотелиоцити. Около новообразуваните капиляри се концентрират мастни клетки, макрофаги, неутрофили, които се освобождават по биологичен път. активни вещества, допринасящи за пролиферацията на капилярите.
Най-важните фактори, стимулиращи ангиогенезата са:
1. Фибробластни растежни фактори (основни и киселинни).
2. Васкуларен ендотелен растежен фактор.
3. Трансформиращи растежни фактори .
4. Епидермален растежен фактор.
Фибробластите заедно с новообразуваните съдове създават гранулационна тъкан. По същество това е млада съединителна тъкан, богата на клетки и тънкостенни капиляри, чиито бримки излизат над повърхността на тъканта под формата на гранули.
Основните функции на гранулационната тъкан са: защитна - предотвратяване на влиянието на факторите на околната среда върху фокуса на възпалението и репаративна - запълване на дефекта и възстановяване на анатомичната и функционална полезност на увредените тъкани.
Образуването на гранулационна тъкан не е строго необходимо. Зависи от размера и дълбочината на увреждането. Гранулационната тъкан обикновено не се развива по време на заздравяването на наранени кожни рани или незначителни увреждания на лигавицата (Kuzin M.I., Kostyuchenko B.M. et al., 1990). Гранулационната тъкан постепенно се превръща във фиброзна тъкан, наречена белег. В тъканта на белега броят на съдовете намалява, те започват, броят на макрофагите, мастоцитите намалява и активността на фибробластите намалява. Малка част от клетъчните елементи, разположени сред колагеновите нишки, остават активни. Предполага се, че тъканните макрофаги, които са запазили своята активност, участват в резорбцията на белега и осигуряват образуването на по-меки белези.
Успоредно с узряването на гранулациите настъпва епителизация на раната. Започва в първите часове след увреждането и още през първия ден се образуват 2-4 слоя клетки на базалния епител. Скоростта на епителизация се осигурява от следните процеси: миграция, делене и диференциация на клетките. Епителизацията на малки рани се извършва главно поради миграцията на клетките от базалния слой. По-големите рани се епителизират поради миграцията и митотичното делене на клетките на базалния слой, както и диференциацията на регенериращия епидермис. Новият епител образува границата между увредения и подлежащия слой, предотвратява дехидратацията на тъканите на раната, намаляването на електролитите и протеините в нея, а също така предотвратява навлизането на микроорганизми.
В процес на пролиферация, органоспецифичен клетъчни елементиоргани и тъкани. От гледна точка на възможностите за пролиферация на органоспецифични клетъчни елементи, всички органи и тъкани могат да бъдат класифицирани в три групи:
Първата група може да включва органи и тъкани, чиито клетъчни елементи имат активна или практически неограничена пролиферация, достатъчна за пълно компенсиране на структурния дефект в областта на възпалението (епител на кожата, лигавиците респираторен тракт, слуз-престой стомашно-чревния тракт, пикочно-половата система; хемопоетична тъкан и др.).
Втората група включва тъкани с ограничени регенеративни способности (сухожилия, хрущяли, връзки, костна тъкан, периферни нервни влакна).
Третата група включва онези органи и тъкани, където органоспецифичните клетъчни елементи не са способни на пролиферация (сърдечен мускул, клетки на ЦНС). Основните фактори, регулиращи процесите на клетъчна пролиферация и диференциация във фокуса на възпалението, са:
1. Растежни фактори, произведени от макрофаги, лимфоцити, тромбоцити, фибробласти и други клетки, стимулирани в областта на възпалението. Те включват:
Епидермални растежни фактори (стимулатор на пролиферацията и узряването на епитела, стимулатор на ангиогенезата);
Трансформиращ растежен фактор- (стимулатор на ангиогенезата);
Трансформиращ растежен фактор- (фибробластен хемоатрактант, стимулатор на синтеза на колаген, фибронектин, инхибитор на ангиогенезата, инхибитор на протеолизата);
Тромбоцитен растежен фактор (стимулатор на миграцията, пролиферацията и протеиновия синтез в целевите клетки, има провъзпалително действие);
ендотелиоцитен растежен фактор;
Киселинен и основен фактор на растежа на фибробластите (стимулатори на пролиферацията на всички клетки на съдовата стена);
Фактори, стимулиращи колониите (стимулатори на гранулоцити и макрофаги на диференциация, пролиферация и функционална активност на клетки от гранулоцитната и моноцитната серия) - цитокини (TNF, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7), произведени от Т- и В-лимфоцити, мононуклеарни клетки, мастоцити, фибробласти, ендотелиоцити, осигуряват хемотаксис, фиброгенеза, инхибират апоптозата, стимулират процесите на пролиферация във фокуса на възпалението. Инхибиторите на растежа за някои клетки са същите цитокини, които стимулират пролиферацията на други - това са TNF, трансформиращ растежен фактор и -интерферон (Zaichik A.Sh., Churilov L.P., 1999);
Нервен растежен фактор (стимулатор на пролиферация, растеж, морфогенеза на симпатикови неврони, епителни клетки). Факторите на растежа, взаимодействащи с рецепторите на целевите клетки, могат директно да стимулират синтеза на ДНК в клетките или да подготвят вътреклетъчните рецептори и ензими за митотична активност.
2. Пептидът на гена, свързан с калцитонина, стимулира пролиферацията на ендотелните клетки, а веществото Р индуцира производството на TNF в макрофагите.
3. Простагландините от група Е потенцират регенерацията чрез увеличаване на кръвоснабдяването.
4. Кейлоните и анти-кейлоните, произведени от различни клетки, действайки на принципа на обратната връзка, могат да активират и инхибират митотичните процеси във фокуса на възпалението (Bala Yu.M., Lifshits V.M., Sidelnikova V.I., 1988).
5. Полиамините (путресцин, спермидин, спермин), открити във всички клетки на бозайници, са жизненоважни за клетъчния растеж и делене.
Осигуряват стабилизация плазмени мембрании суперспирална структура на ДНК, защита на ДНК от действието на нуклеази, стимулиране на транскрипцията, метилиране на РНК и нейното свързване към рибозомите, активиране на ДНК лигази, ендонуклеази, протеин кинази и много други клетъчни процеси. Във фокуса на промяната се отбелязва засилен синтез на полиамини, които насърчават пролиферативните процеси (Березов Т.Т., Федорончук Т.В., 1997).
6. Циклични нуклеотиди: cAMP инхибира, а cGMP активира процесите на пролиферация.
Заздравяване на рани.
Морфологично, процесът на зарастване на рани може да протича различно в зависимост от анатомичния субстрат на лезията, степента на инфекция, общо състояниеорганизъм, естеството на терапевтичните мерки (Kuzin M.I., Kostyuchenok B.M. et al., 1990). Въпреки това, във всеки случай, ходът на процеса на раната отразява един от класически типовеизцеление:
1. Лечение с първична интенция.
2. Заздравяване с вторична интенция.
3. Зарастване под краста.
Лечение с първо намерение. Този тип заздравяване се характеризира със сливане на краищата на раната без видима междинна тъкан, чрез съединителнотъканната организация на канала на раната. Лечението с първично намерение е най-икономичният вид лечение. За лечение с първично намерение са необходими следните условия:
1. Малка площ на увреждане.
2. Плътен контакт на краищата на раната.
3. Поддържане жизнеспособността на ръбовете на раната.
4. Липса на огнища на некроза и хематом.
5. Асептика на раната.
Проявява се морфологичната картина на заздравяването с първичен натиск умерена хиперемия, подуване на тъканите в стените на раната, пролиферация на фибробласти и ново образуване на капиляри чрез ендотелизация на канали и пукнатини в удебеляващия фибрин (автохтонен механизъм) от единия ръб на раната до противоположния. На 6-8-ия ден гранулационната тъкан здраво свързва стените на раната и през този период епителизацията спира. В хирургическата практика лечението с първично намерение е възможно в два случая: с малки размери на раната (ръбовете изостават не повече от 10 mm един от друг), както и с хирургични интервенции, завършващи със зашиване. Локалните промени в областта на раната са слабо изразени (подуване на ръбовете, хиперемия, инфилтрация, болка). Общите прояви включват повишаване на телесната температура, която постепенно намалява до 3-ия ден след операцията. Промените в морфологичния състав на кръвта са изразени незначително или липсват. Понякога се отбелязва неутрофилна левкоцитоза и повишаване на ESR до 20 mm / h. На 5-6-ия ден тези показатели обикновено се нормализират.
Зарастването на рани чрез вторично намерение се случва при обширно увреждане на тъканите, при наличие на нежизнеспособни тъкани в раната, хематом и с развитието на инфекция в раната. Всеки от тези фактори води до излекуване чрез вторично намерение. С различни варианти на хода на лечението с вторично намерение говорим сиотносно изцелението гнойна рана, тоест за изцеление чрез нагнояване и гранулиране. На 5-6-ия ден след промяната, след отхвърлянето на некротичните клетки, в раната се появяват гранулационни острови, които постепенно нарастват и запълват цялата кухина на раната. Промените в естеството на гранулациите винаги обективно отразяват усложненията на заздравяването, които могат да възникнат под въздействието на местни и общи фактори. Реорганизацията на белега се проявява чрез активна епителизация на раната. Епителът расте много бавно върху повърхността на гранулациите под формата на синкаво-бяла граница. Освен епителизацията, заздравяването се улеснява от феномена на свиване на раната – равномерно концентрично свиване на ръбовете и стените на раната. Това явление се обяснява с появата в гранулационната тъкан по време на периода на регенерация на фибробласти, които имат способността да се свиват.
Зарастването на рани под кората е характерно за леки наранявания (ожулвания, драскотини, малки изгаряния от 1-ва и 2-ра степен). Процес на ранизапочва с коагулация на изтичащата кръв или само на лимфата, която изсъхва с образуването на краста. Под него има бърза регенерация на епидермиса и след това крастата се отхвърля. Целият процес отнема 3-7 дни. Ако зарастването под краста протича без усложнения, тогава раната заздравява с първично намерение; ако нагнояването започне под крастата, тогава лечението протича според вида на вторичното намерение. В някои случаи може да се развие бавна флегмонозна лезия на мастната тъкан около раната. В такава ситуация е необходим хирургичен дебридман и отстраняване на краста (Kuzin M.I., Kostyuchenok B.M. et al., 1990).
По време на менструацията ендометриумът се отделя, след което се възстановява отново. Фазата на растеж на ендометриума е много важен показател за оценка на патоморфологичната картина на заболяването. Без познаване на този параметър е почти невъзможно да се направи надеждна диагноза дори за специалист с богат практически опит.
Как протича процесът на разпространение?
Това явление възниква в момента на завършване на който и да е възпалителен процес(когато основното патологично разрушаване, дължащо се на влиянието на бактерии и вируси, вече е приключило). Признаците на пролиферация се появяват на етапа, когато унищожените клетки започват постепенно да се възстановяват, образуваните токсини бавно се елиминират и увредените повърхностни тъкани се регенерират.
Процесът на пролиферация възниква и при възникване на рани, например на устната лигавица. На повърхността на раната в определен момент се образува бял филм - фибрин, който постепенно изпълва цялата увредена повърхност. Основният елемент в този процес е протеин - фибрин.
Първично и вторично напрежение
С течение на времето тъканта на лигавицата става по-зряла и в нея започват да се появяват новообразувани съдове, в резултат на което бившата рана започва леко да се издига над основната повърхност. Епителът започва да расте активно веднага след увреждане и това показва, че на тялото е дадена определена команда отвътре - да възстанови нова повърхност върху увреждането и да върне загубената структура към него.
На този етап на пролиферация под крастата тъканната повърхност се възстановява под първично или вторично напрежение (в зависимост от дълбочината на раната и нейната площ). Първичното напрежение характеризира процеса на зарастване на рани без използване на усилия от страна на тялото (раната е малка и в нея няма патогенна инфекция). В този случай образуването на нов епителна тъканпричинява образуване на краста, а драскотината заздравява 3-7 дни, след което крастата се отделя.
Процесът на заздравяване на рани при вторично намерение се наблюдава при голяма повърхност на увреждане или в случай на инфекция в раната. Често в такава ситуация се прибягва до медицински грижи(първоначалната краста, която е възникнала, се отстранява, извършват се почистващи манипулации и след това се появява естествена пролиферация под новообразуваната краста).
В резултат на процесите на метаболизъм и енергия, клетката се променя през цялото време, възниква нейната онтогенеза, която се нарича клетъчен жизнен цикъл.Клетъчният цикъл е периодите на съществуване на клетката от момента на нейното образуване чрез делене на клетката майка до нейното собствено делене или смърт. С клетъчна пролиферация, или пролиферациясвързани с растежа и обновяването на много структури в многоклетъчния организъм. Цикълът на пролиферация (митотичен) е комплекс от взаимосвързани и координирани събития, протичащи в процеса на подготовка на клетката за делене и по време на самото делене. Когато клетките се възпроизвеждат, механизмите, които са в основата на унаследяването на свойствата и предаването на потока от информация, се осъществяват и на ниво организъм. В допълнение, жизненият цикъл включва периода на изпълнение от клетката на многоклетъчен организъм на специфични функции, както и периоди на почивка.По време на периоди на почивка клетката може или да започне да се подготвя за митоза, или да започне специализация в определена функционална посока .
Младите клетки, образувани след деленето, не могат веднага да започнат ново клетъчно делене. Първо трябва да се появят важни процеси: увеличаване на обема, възстановяване на структурните компоненти на ядрото и цитоплазмата, свързани със синтеза на протеини и нуклеинови киселини.
Съвкупността от процеси, протичащи в клетка от едно делене до следващо и завършващи с образуването на две клетки от ново поколение, се нарича митотичен цикъл. Има четири периода на този цикъл: пресинтетичен (или постмитотичен), синтетичен, постсинтетичен (или премитотичен) и митоза.
Пресинтетичен период(G1)непосредствено следва разделението. По това време синтезът на ДНК все още не се извършва, но се натрупват РНК и протеини, които са необходими за образуването на клетъчни структури. Това е най-дългата фаза; в клетките, подготвящи се за делене, продължава от 10 часа до няколко дни.
Втори период - синтетичен(S) се характеризира със синтез на ДНК и редупликация на хромозомни структури, така че до края съдържанието на нейната ДНК се удвоява. Има и синтез на РНК и протеин. Продължителността на тази фаза е 6-10 часа.
Следващия, постсинтетичен период(G2), ДНК вече не се синтезира, но се натрупва енергия и синтезът на РНК и протеини, главно ядрени, продължава. Тази фаза продължава 3-4 часа.Накрая настъпва деленето на клетъчното ядро - митоза(гр. mitos - нишка), или митоза(гр. karyon - ядро, kinesis - движение). Термините "митоза" и "кариокинеза" са синоними.
Ако количеството ДНК в хаплоидния набор от хромозоми (n) се обозначи като C, тогава след клетъчното делене диплоидният набор от хромозоми (2n) съдържа 2C ДНК. През предсинтетичния период (G1)същото количество ДНК остава непроменено, но в синтетичния период (S) количеството ДНК се удвоява и когато клетката преминава към постсинтетичния период (G2), диплоидният набор от хромозоми (2n) вече съдържа 4C ДНК. По това време всяка от хромозомите се редуплицира и се състои от две нишки (хроматиди). Постсинтетичният период и периодът на митозата се характеризират със запазване на същия набор от хромозоми (2n) и същото количество ДНК (4C). В резултат на митозата всяка дъщерна клетка съдържа 2n хромозоми и 2CDC.
Три периода на митотичния цикъл (G1, S, G2), по време на които клетката се подготвя за делене, се комбинират под името интерфази.В някои случаи клетките, образувани в резултат на делене, могат да започнат да се подготвят за следващото делене. Това се случва в ембрионални и други бързо размножаващи се тъкани. В този случай митотичният цикъл на клетката съвпада с целия период на нейното съществуване, т.е. д. жизнения цикъл на клетката. Ако клетките придобият специализация и започнат да се диференцират, тогава пресинтетичният период се удължава. За клетки от всеки тип тъкан се задава определена продължителност на периода G1. Във високоспециализираните клетки, като например нервните клетки, периодът G1 продължава през целия живот на организма. С други думи, те винаги са в пресинтетичен период и никога не се делят. Въпреки това, някои диференцирани клетки (епителни, съединителна тъкан) при определени условия от период G 1 преминете към следващите етапи на митотичния цикъл. В такива клетки жизненият цикъл е по-дълъг от митотичния.
Клетъчно делене.Клетъчното делене включва два етапа: делене на ядрото - митоза и делене на цитоплазмата - цитокинеза.
Митоза- сложно делене на клетъчното ядро, биологично значениекоето се състои в точното идентично разпределение на дъщерните хромозоми с генетичната информация, съдържаща се в тях, между ядрата на дъщерните клетки. И в резултат на това разделение, ядрата на дъщерните клетки имат набор от хромозоми, който е идентичен по количество и качество с този на майчината клетка. Хромозомите са основният субстрат на наследствеността, те са единствената структура, за която е доказана независима способност за редупликация. Всички други органели на клетката, способни на редупликация, го извършват под контрола на ядрото. В тази връзка е важно да се поддържа постоянството на броя на хромозомите и да се разпределят равномерно между дъщерните клетки, което се постига чрез целия механизъм на митозата. Този метод на делене в растителните клетки е открит през 1874 г. от руския ботаник И. Д. Чистяков (1843-1877), а в животинските клетки - през 1878 г. от руския хистолог П. И. Перемежко (1833-1894). Подробни изследвания върху клетъчното делене са извършени малко по-късно върху растителни обекти от E. Strasburger (1844-1912) и върху животински клетки от W. Flemming.
Има четири фази на митозата: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Тези фази, непосредствено следващи една след друга, са свързани с незабележими преходи. Всяко предишно условие води до следващо.
В клетка, която влиза в процес на делене, хромозомите приемат формата на топка от много тънки, слабо спирализирани нишки. По това време всяка хромозома се състои от две сестрински хроматиди. Хроматидите се образуват по време на S-периода на митотичния цикъл като следствие от репликацията на ДНК.
В началото профаза,а понякога дори преди началото си, центриолът се разделя на две и те се отклоняват към полюсите на ядрото. В същото време хромозомите претърпяват процес на усукване (спирализация), в резултат на което значително се скъсяват и удебеляват. Хроматидите се отдалечават до известна степен една от друга, оставайки свързани само чрез центромери. Между хроматидите се появява празнина. Нуклеолите изчезват, ядрената мембрана се разтваря от лизозомите под действието на ензими, хромозомите се потапят в цитоплазмата. В същото време се появява ахроматична фигура, която се състои от нишки, простиращи се от полюсите на клетката (ако има центриоли, тогава от тях). Ахроматичните нишки са прикрепени към центромерите на хромозомите. Оформя се вретеното. Електронномикроскопските изследвания показват, че нишките на вретеното са тубули, тубули. Хромозомите, потопени в цитоплазмата, се движат към екватора на клетката.
AT метафазаХромозомите са в подредено състояние на екватора. Всички хромозоми са ясно видими, поради което изследването на кариотипите (преброяване на броя, изучаване на формите на хромозомите) се извършва точно на този етап. По това време всяка хромозома се състои от две хроматиди, чиито краища са се раздалечили. Следователно, върху метафазни пластини (и идиограми от метафазни хромозоми), хромозомите са X-образни. Изследването на хромозомите се извършва точно на този етап.
AT анафазавсяка хромозома се разделя надлъжно по цялата си дължина, включително в областта на центромера - има разминаване на хроматидите, които след това стават сестрински или дъщерни хромозоми. Имат пръчковидна форма, извити в областта на първичното стеснение. Нишките на вретеното се скъсяват, придвижват се към полюсите и зад тях дъщерните хромозоми започват да се отклоняват към полюсите. Разминаването им се извършва бързо и едновременно. AT телофазадъщерните хромозоми достигат полюсите. След това хромозомите се деспирализират, губят ясните си очертания и около тях се образуват ядрени мембрани. Ядрото придобива структура, подобна на интерфазата на майчината клетка. Ядрото се възстановява.
Следва цитокинеза, т.е. разделяне на цитоплазмата. В животинските клетки този процес започва с образуването на стеснение в екваториалната зона, което, ставайки все по-дълбоко и по-дълбоко, накрая разделя сестринските клетки една от друга. В растителните клетки деленето на сестринските клетки започва във вътрешността на майчината клетка. Тук малки везикули на ендоплазмения ретикулум се сливат, като в крайна сметка образуват клетъчната мембрана. Изграждането на целулозни клетъчни мембрани е свързано с използването на секрети, натрупани в диктиозомите.
Митозата, съчетана със забавяне на цитокинезата, води до образуването на многоядрени клетки. Такъв процес се наблюдава например при размножаването на протозои чрез шизогония. При многоклетъчните организми по този начин се образуват синцитии, т.е. тъкани, състоящи се от протоплазма, в която няма граници между клетките. Това са някои мускулни тъкани и обвивката на плоските червеи.
Продължителността на всяка от фазите на митозата е различна - от няколко минути до стотици часове, което зависи от редица причини: вида на тъканите, физиологичното състояние на организма, външни фактори (температура, светлина, химикали). Проучване влиянието на тези фактори върху различни периодимитотичен цикъл, за да се повлияе върху него, е от голямо практическо значение.
Амитоза- директно клетъчно делене на две чрез свиване. При това делене интерфазното състояние на ядрото е морфологично запазено, ядрото и ядрената мембрана са ясно видими. Хромозомите не се откриват и не се получава равномерното им разпределение. Ядрото се разделя на две относително равни части без образуване на вретено на делене. Не се получава равномерно разпределение на генетичния материал (от една клетка се образуват 2 неидентични една на друга). Получените клетки не могат да се делят митотично. Обикновено при хората амитозата се среща в клетки на специализирани тъкани (ембрионални мембрани, фоликуларни клетки на яйчника), ако е необходимо, бързо възстановяване на тъканите (след операции, наранявания и др.), В остарели стареещи клетки и др. В човешката патология, възниква в патологично променени клетки, които не са в състояние да дадат пълноценни клетки в бъдеще (възпаление, злокачествен растеж на тумори).
Ендомитоза(гр. endon - отвътре). При ендомитоза, след възпроизвеждане на хромозоми, клетъчното делене не настъпва. Това води до увеличаване на броя на хромозомите, понякога десетки пъти, в сравнение с диплоидния набор, т.е. води до появата на полиплоидни клетки. Ендомитозата възниква в интензивно функциониращи клетки на различни тъкани, като чернодробни клетки.
Политения(гр. rolu – много). Политенията е възпроизвеждане на тънки структури в хромозомите - хромонеми, чийто брой може да се увеличи многократно, достигайки 1000 или повече, но няма увеличение на броя на хромозомите. Хромозомите стават гигантски. Политенията се наблюдава в някои специализирани клетки, например в слюнчените жлезиДвукрили. При политения всички фази на митотичния цикъл отпадат, с изключение на възпроизвеждането на първичните нишки на хромозомите. Клетки с политенови хромозоми в Drosophila се използват за изграждане на цитологични карти на гените в хромозомите.
Процесът на делене на клетката от момента на нейното активиране се нарича пролиферация. С други думи, пролиферацията е размножаване на клетки, т.е. увеличаване на броя на клетките (в култура или тъкан), което възниква чрез митотични деления. В тялото на възрастен човек клетките на различни тъкани и органи имат различна способност да се делят. Освен това с напредването на възрастта интензивността на клетъчната пролиферация намалява (т.е. интервалът между митозите се увеличава). Има популации от клетки, които напълно са загубили способността си да се делят. Това са, като правило, клетки в крайния етап на диференциация, например зрели неврони, гранулирани кръвни левкоцити, кардиомиоцити. В това отношение изключение правят имунните В- и Т-клетки на паметта, които, намирайки се в финален етапдиференциация, когато в тялото се появи определен стимул под формата на по-рано срещан антиген, те могат да започнат да се размножават. Тялото има постоянно обновяващи се тъкани - различни видовеепител, хематопоетични тъкани. В такива тъкани има набор от клетки, които постоянно се делят, замествайки изразходвани или умиращи видове клетки (например клетки на чревната крипта, клетки на базалния слой на покривния епител, хемопоетични клетки костен мозък). Също така в тялото има клетки, които не се размножават при нормални условия, но отново придобиват това свойство при определени условия, по-специално, когато е необходимо да се регенерират тъкани и органи.
Процесът на клетъчна пролиферация е строго регулиран както от самата клетка (регулиране на клетъчния цикъл, спиране или забавяне на синтеза на автокринни растежни фактори и техните рецептори), така и от нейната микросреда (липса на стимулиращи контакти със съседни клетки и матрица, спиране на секреция и/или синтез на паракринни растежни фактори). Нарушаването на регулацията на пролиферацията води до неограничено клетъчно делене, което от своя страна инициира развитието онкологичен процесв тялото. при тумори атипични клеткисе разделят по митотичен път. В резултат на деленето се образуват идентични променени клетки. Разделянето става многократно. В резултат на това туморът расте бързо.
В резултат на нарушената клетъчна пролиферация възникват и различни имунодефицити, анемии, кератози и др.
От началото на 60-те години. има нови възгледи за значението на моделите за стареенето и очакваната продължителност на живота клетъчна пролиферация. Въз основа на преброяването на броя на деленията на фибробластите, посяти в тъканна култура от човешки ембрион и от хора на възраст над 20 години, се заключава, че граница на клетъчните деления(Hayflick limit), което съответства на продължителността на живота на вида. Стареенето е свойство на самите клетки, програмирано в генома, т.к настъпва след определен брой деления. Доказано е, че фибробластите на мишката са в състояние да удвоят броя си 14-28 пъти, пилешките - 15-35, човешките - 40-60, костенурките - 72 - 114 пъти.
Характеристики на морфологичната и функционална структура на хромозомата. Хетеро- и еухроматин. Кариотип и идиограма на човешки хромозоми. Характеристики на човешкия кариотип в нормални и патологични състояния.
Срок хромозомае предложен през 1888 г. от немския морфолог W. Waldeyer, който го използва, за да обозначи вътрешноядрените структури на еукариотна клетка, които се оцветяват добре с основни багрила (от гръцки. цветност -цвят, боя и сома -тяло). До началото на ХХ век. задълбочено изследване на поведението на тези структури по време на самовъзпроизвеждане на клетките, по време на узряването на зародишните клетки, по време на оплождане и ранно развитиеембриона разкри строго закономерни динамични промени в тяхната организация. Това кара немския цитолог и ембриолог Т. Бовери (1902-1907) и американския цитолог У. Сетън (1902-1903) да твърдят тясната връзка между наследствения материал и хромозомите, което е в основата на хромозомната теория за наследствеността. Подробно развитие на тази теория е извършено в началото на 20 век. школа на американски генетици, ръководена от Т. Морган.
Концепцията за хромозомите като носители на генни комплекси е изразена въз основа на наблюдението на свързаното наследяване на редица родителски признаци един с друг по време на тяхното предаване в няколко поколения.
Изследване на химическата организация на хромозомите еукариотни клеткипоказаха, че те се състоят главно от ДНК и протеини, които образуват нуклеопротеинов комплекс хроматин,наречен заради способността си да оцветява с основни багрила.
Всички хромозомни протеини са разделени на две групи: хистони и нехистонови протеини.
Хистонипредставен от пет фракции: HI, H2A, H2B, H3, H4. Като положително заредени основни протеини, те са доста здраво прикрепени към молекулите на ДНК, което предотвратява разчитането на биологичната информация, съдържаща се в тях. Това е тяхната регулаторна роля. В допълнение, тези протеини изпълняват структурна функция, осигурявайки пространствената организация на ДНК в хромозомите.
Брой фракции нехистоновпротеини надхвърля 100. Сред тях са ензими за синтез и обработка на РНК, редупликация и възстановяване на ДНК. Киселинните протеини на хромозомите също играят структурна и регулаторна роля. Регулаторната роля на компонентите на хромозомите е да "забраняват" или "разрешават" отписването на информация от молекулата на ДНК.
Хроматинът променя своята организация в зависимост от периода и фазата на клетъчния цикъл. В интерфазата със светлинна микроскопия се открива под формата на бучки, разпръснати в нуклеоплазмата на ядрото. По време на прехода на клетката към митоза, особено в метафазата, хроматинът приема формата на добре разграничени индивидуални интензивно оцветени тела - хромозоми.Хромозомите могат да бъдат в две структурни и функционални състояния: кондензирани (спирализирани) и декондензирани (деспирализирани). В неделяща се клетка хромозомите не се виждат, откриват се само бучки и гранули от хроматин, тъй като хромозомите са частично или напълно декондензирани. Това е тяхното работно състояние. Колкото по-дифузен е хроматинът, толкова по-интензивни са синтетичните процеси в него. По време на клетъчното делене настъпва кондензация (спирализация) на хроматина и хромозомите са ясно видими по време на митозата.
Най-малките структурни компоненти на хромозомите са нуклеопротеиновите фибрили, те се виждат само в електронен микроскоп. Хромозомните нуклеопротеини - DNP - се състоят от ДНК и протеини, главно хистони. Хистоновите молекули образуват групи - нуклеозоми.Всяка нуклеозома се състои от 8 протеинови молекули. Размерът на нуклеозомата е около 8 nm. Всяка нуклеозома е свързана с част от ДНК, която се навива около нея отвън.
В хроматина не цялата ДНК е свързана с нуклеозоми, около 10-13% от дължината му е свободна от тях.
Има идея, че хромозомата се състои от един гигантски DNP фибрил, който образува малки бримки, спирали и различни завои. Според други идеи, ДНК фибрилите са усукани по двойки, образувайки хромонеми(гр. peta – низ), които се включват в комплексите на повече висок ред- също спирално усукани полухроматиди. Двойка полухроматиди е хроматиди чифт хроматиди хромозома.
Както и да е фина структурахромозоми, дължината му зависи от степента на усукване на нишковидните структури. На различни областиспирализиране на една и съща хромозома, компактността на основните й елементи не е еднаква, това е свързано с различна интензивност на оцветяване на отделни участъци от хромозомата.
Участъците от хромозомата, които са чувствителни към багрилата, се наричат хетерохроматичен (състоящи се от хетерохроматин), те остават компактни дори между клетъчните деления, видими под светлинен микроскоп. Слабо оцветените зони, които декондензират между клетъчните деления и стават невидими, се наричат ъъъ хроматичен (състоящ се от еухроматин).
Предполага се, че еухроматинът съдържа гени, докато хетерохроматинът изпълнява предимно структурна функция. Той е в интензивно навито състояние и заема същите области в хомоложните хромозоми, по-специално, образува зони, съседни на центромера и разположени в краищата на хромозомите. Загубата на хетерохроматинови региони може да не повлияе на жизнената активност на клетката. Разпределете факултативен хетерохроматин. Възниква от спирализиране и инактивиране на две хомоложни хромозоми, така че се образува тялото на Bar (x - полов хроматин). Образува се от една от двете X хромозоми при женски бозайници и хора.
Хромозомите по време на клетъчното делене, по време на метафазата, имат формата на нишки, пръчки и т.н. Структурата на една и съща хромозома в различни области не е еднаква. Хромозомите разграничават първичните свиване,разделяне на хромозома две рамене. Първично стесняване (центромер)- най-малко навитата част от хромозомата. На него се намира кинетохор(гр. kinesis - движение, phoros - носител), към който при клетъчното делене се прикрепят вретенените влакна. Местоположението на първичната констрикция във всяка двойка хромозоми е постоянно, то определя и формата. Различават се три вида хромозоми в зависимост от местоположението на центромера: метацентрични, субметацентрични и акроцентрични. Метацентриченхромозомите имат равни или почти равни рамена, субметацентриченрамене с различен размер, акроцентриченимат прътовидна форма с много късо, почти незабележимо второ рамо. Може също да има телоцентриченхромозомите в резултат на отделяне на едно рамо, те имат само едно рамо и центромерът е разположен в края на хромозомата. Такива хромозоми не се срещат в нормален кариотип.
Краищата на хромозомните рамена се наричат теломери,това са специализирани области, които предотвратяват свързването на хромозомите една с друга или с техните фрагменти. Краят на хромозомата, лишен от теломерите, е "ненаситен", "лепкав" и лесно прикрепя фрагменти от хромозоми или се свързва към същите области. Обикновено теломерите предотвратяват подобни процеси и запазват хромозомата като отделна индивидуална единица, т.е. осигуряват нейната индивидуалност. Някои хромозоми имат дълбоки вторични стеснения, които разделят участъци от хромозомите, т.нар сателити.Такива хромозоми в ядрата на човешките клетки могат да се приближават един към друг, да влизат в асоциации и тънки нишки, свързващи сателитите с рамената на хромозомите, допринасят за образуването на нуклеоли. Именно тези области в човешките хромозоми са ядрените организатори. При хората има вторични стеснения на дългото рамо на хромозоми 1, 9 и 16 и на крайните участъци на късите рамена на хромозоми 13-15 и 21-22.
В рамената на хромозомите се виждат по-дебели и по-интензивно оцветени области - хромомери,редуващи се с интерхромомерни нишки. В резултат на това хромозомата може да прилича на низ от неравномерно нанизани мъниста.
Установено е, че всеки вид растения и животни има определен и постоянен брой хромозоми. С други думи, броят на хромозомите и характеристиките на тяхната структура са видова черта. Тази функция е известна като правилото за постоянство на броя на хромозомите.И така, в ядрата на всички клетки на конския кръгъл червей (Paraascaris megalocephala univalenus) има по 2 хромозоми, в плодовата муха (Drosophila melanogaster) - по 8, при хората - по 46. Примери: малариен плазмодий (2), хидра (32), рак(116) и др.
Броят на хромозомите не зависи от височината на организацията и не винаги показва филогенетична връзка: същият брой може да се намери във форми, много отдалечени една от друга, и варира значително при тясно свързани видове. Въпреки това е много важно във всички организми, принадлежащи към един и същи вид, броят на хромозомите в ядрата на всички клетки като правило да е постоянен.
Трябва да се отбележи, че във всички горни примери броят на хромозомите е четен. Това е така, защото хромозомите са по двойки. (правило за хромозомно сдвояване).
Конският кръгъл червей има една двойка хромозоми, дрозофилата има 4, а хората имат 23. Хромозомите, които принадлежат към една двойка, се наричат хомоложни.Хомоложните хромозоми са еднакви по размер и форма, имат едно и също местоположение на центромерите, реда на подреждане на хромомерите и интерхромомерните нишки, както и други детайли на структурата, по-специално местоположението на хетерохроматичните области. Нехомоложните хромозоми винаги са различни. Всяка двойка хромозоми се характеризира със свои собствени характеристики. Това изразява правило за идентичност на хромозомите.
В последователни поколения клетки постоянен брой хромозоми и тяхната индивидуалност се запазват поради факта, че хромозомите имат способността да се самовъзпроизвеждат по време на клетъчното делене.
Така не само „всяка клетка е от клетка“, но и „всяка хромозома е от хромозома“. Това изразява правило за непрекъснатост на хромозомите.
Ядрата на телесните клетки (т.е. соматичните клетки) съдържат пълен двоен набор от хромозоми. В него всяка хромозома има партньор. Такъв набор се нарича диплоидени се означава с 2n. В ядрата на зародишните клетки, за разлика от соматичните, присъства само една хромозома от всяка двойка хомоложни хромозоми. И така, в ядрата на зародишните клетки на конския кръгъл червей има само една хромозома, Drosophila - 4, човешки - 23. Всички те са различни, нехомоложни. Този единичен набор от хромозоми се нарича хаплоидени означено П.По време на оплождането зародишните клетки се сливат, всяка от които въвежда хаплоиден набор от хромозоми в зиготата и диплоидният набор се възстановява: П+ П= 2n.
При сравняване на хромозомни набори от соматични клетки на мъжки и женски индивиди, принадлежащи към един и същи вид, се открива разлика в една двойка хромозоми. Тази двойка се нарича полови хромозоми,или хетерохромозоми.Всички други двойки хромозоми, които са еднакви и при двата пола, имат често срещано име автозоми.И така, Drosophila има 3 двойки автозоми и една двойка хетерохромозоми.
КОНЦЕПЦИЯТА ЗА КАРИОТИПА.Изследванията на цитолозите са установили факта на специфичността на хромозомния набор от клетки на организми от един и същи вид. Специфичността се проявява в постоянството на броя на хромозомите, техните относителни размери, форми, детайли на конструкцията. Хромозомният комплекс от клетки на определен растителен и животински вид с присъщите му морфологични характеристики се нарича кариотип. Най-важният показател за кариотипа е броят на хромозомите.
Соматичните клетки на многоклетъчните организми се характеризират с диплоиден хромозомен набор. В него всяка хромозома има сдвоен хомоложен партньор, повтарящ в детайли размерите и особеностите на нейната морфология. По този начин хомоложни (от една двойка) и нехомоложни (от различни двойки) хромозоми са изолирани в хромозомния набор от соматични клетки.
Половите клетки се различават наполовина - хаплоидния брой хромозоми.
Хромозомният комплекс се характеризира с полови различия. Наборите от хромозоми на мъжа и жената се различават в една двойка. Тъй като тези хромозоми участват в определянето на пола на организмите, те се наричат полови хромозоми (хетерохромозоми). Останалите двойки са представени от автозоми и са неразличими в структурата си при мъжете и жените.
Клетки от костен мозък, фибробластни култури или левкоцити от периферна кръв обикновено се използват за изследване на човешкия кариотип, тъй като тези клетки са най-лесни за получаване. При приготвянето на хромозомния препарат към клетъчната култура се добавя колхицин, който спира клетъчното делене на етап метафаза. След това клетките се третират с хипотоничен разтвор, който разделя хромозомите една от друга, след което се фиксират и оцветяват.
Благодарение на тази обработка всяка хромозома се вижда ясно в светлинен микроскоп. използвани за индивидуална идентификация на хромозоми. следните знаци: размер, позиция на първичната стеснение, наличие на вторични стеснения и сателити. Резултатът се представя под формата на идиограма, на която хромозомите са подредени в низходящ ред по размер. Компилацията от идиограми, както и самият термин, са предложени от съветския цитолог Навашин С.Г.
(8) Развъждане, или възпроизводството, е едно от основните свойства, които характеризират живота. Възпроизвеждането се отнася до способността на организмите да произвеждат себеподобни. Явлението възпроизводство е тясно свързано с една от характеристиките, които характеризират живота - дискретността. Както знаете, холистичният организъм се състои от отделни единици - клетки. Животът на почти всички клетки е по-кратък от живота на индивида, следователно съществуването на всеки индивид се поддържа чрез възпроизвеждане на клетките. Всеки тип организми също е дискретен, т.е. състои се от отделни индивиди. Всеки от тях е смъртен. Съществуването на вида се поддържа от размножаване (размножаване) на индивиди. Следователно възпроизвеждането необходимо условиесъществуването на вид и приемствеността на последователните поколения в рамките на един вид. Класификацията на формите на възпроизвеждане се основава на вида на клетъчното делене: митотично (асексуално) и мейотично (полово).
Безполово размножаване.При едноклетъчните еукариоти това е делене, което се основава на митоза, при прокариоти - разделяне на нуклеоида, а при многоклетъчни организми - вегетативно (лат. vegetatio - растат) размножаване, т.е. части от тялото или група соматични клетки.
Безполово размножаване на едноклетъчни организми.При едноклетъчните растения и животни има следните форми безполово размножаване: деление, ендогония, множествено деление (шизогония) и пъпкуване.
Разделянето е характерно за едноклетъчните организми (амеба, флагелати, реснички). Първо се получава митотично делене на ядрото, а след това в цитоплазмата се получава все по-дълбоко свиване. В този случай дъщерните клетки получават еднакво количество информация. Органелите обикновено са равномерно разпределени. В редица случаи е установено, че делението се предшества от тяхното удвояване. След разделянето дъщерните индивиди растат и след като достигнат размера на майчиния организъм, преминават към ново разделение.
Ендогония- вътрешно пъпкуване. С образуването на два дъщерни индивида - ендодиогония - майката дава само две потомства (така се възпроизвежда токсоплазмата), но може да има многократно вътрешно пъпкуване, което ще доведе до шизогония.