מחזור התא, תקופות ושלבים. מחזור חיי התא: שלבים, תקופות. מחזור חיים של וירוס בתא מארח מחזור תאי התא ותקופותיו

מחזור חיי התא, או מחזור התא, הוא פרק הזמן שבו הוא קיים כיחידה, כלומר תקופת חיי התא. הוא נמשך מרגע הופעת התא כתוצאה מחלוקת אמו ועד לסיום חלוקתו עצמו, כאשר הוא "מתפרק" לשתי בנות.

יש מקרים שבהם התא לא מתחלק. אז מחזור החיים שלו הוא התקופה מהופעת התא ועד המוות. בדרך כלל תאים של מספר רקמות של אורגניזמים רב-תאיים אינם מתחלקים. למשל, תאי עצב ותאי דם אדומים.

נהוג במחזור החיים של תאים אוקריוטיים להבחין במספר תקופות, או שלבים ספציפיים. הם אופייניים לכל התאים המתחלקים. השלבים מוגדרים G 1, S, G 2, M. משלב G 1, תא יכול לעבור לשלב G 0, שנותר בו אינו מתחלק ובמקרים רבים מתמיין. במקביל, חלק מהתאים יכולים לחזור מ-G 0 ל-G 1 ולעבור את כל שלבי מחזור התא.

האותיות בקיצורי פאזה הן האותיות הראשונות של מילים באנגלית: gap (פער), סינתזה (סינתזה), מיטוזה (מיטוזיס).

התאים מוארים עם מחוון פלואורסצנטי אדום בשלב G1. שאר השלבים של מחזור התא הם ירוקים.

פרק זמן G 1 - פרה-סינטטי– מתחיל ברגע שהתא הופיע. ברגע זה, הוא קטן בגודלו מהאם, יש בו מעט חומרים, מספר האברונים אינו מספיק. לכן, ב-G 1 מתרחשת צמיחת תאים, סינתזה של RNA, חלבונים ובניית אברונים. בדרך כלל G 1 הוא השלב הארוך ביותר במחזור חיי התא.

S - תקופה סינתטית. המאפיין החשוב ביותר שלו הוא שכפול ה-DNA על ידי שכפול. כל כרומוזום הופך להיות מורכב משתי כרומטידות. במהלך תקופה זו, הכרומוזומים עדיין מאושרים. בכרומוזומים, בנוסף ל-DNA, ישנם חלבוני היסטון רבים. לכן, בשלב S, היסטונים מסונתזים בכמויות גדולות.

בְּ תקופה פוסט-סינתטית - G 2התא מתכונן לחלוקה, בדרך כלל על ידי מיטוזה. התא ממשיך לגדול, סינתזת ATP מתרחשת באופן פעיל, צנטריולים יכולים להכפיל את עצמו.

לאחר מכן, התא נכנס שלב חלוקת התא - M. כאן מתבצעת חלוקת גרעין התא. מיטוזהואחריו חלוקה של הציטופלזמה ציטוקינזיס. השלמת הציטוקינזיס מסמנת את סוף מחזור החיים של תא נתון ותחילתם של שני מחזורי תאים חדשים.

שלב G0מכונה לפעמים תקופת "מנוחה" של התא. התא "עוזב" את המחזור הרגיל. במהלך תקופה זו, התא עשוי להתחיל להתמיין ולעולם לא יחזור למחזוריות הרגילה. שלב G0 יכול לכלול גם תאים מזדקנים.

המעבר לכל שלב עוקב של המחזור נשלט על ידי מנגנונים סלולריים מיוחדים, מה שנקרא נקודות ביקורת - מחסומים. כדי שהשלב הבא יתחיל הכל צריך להיות מוכן לכך בתא, אסור שה-DNA יכיל שגיאות גסות וכו'.

שלבים G 0 , G 1 , S, G 2 יוצרים ביחד interphase - I.

מויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

מחזור התא- זוהי תקופת קיומו של תא מרגע היווצרותו על ידי חלוקת תא האם לחלוקה או מוות משלו.

אורך מחזור התא האוקריוטי

אורך מחזור התא משתנה מתא לתא. תאים המתרבים במהירות של אורגניזמים בוגרים, כגון תאים המטופואטיים או בסיסיים של האפידרמיס והמעי הדק, יכולים להיכנס למחזור התא כל 12-36 שעות. מחזורי תאים קצרים (כ-30 דקות) נצפים במהלך ריסוק מהיר של ביציות של אכינודרמים, דו-חיים וחיות אחרות. בתנאי ניסוי, לשורות תרבית תאים רבות יש מחזור תאים קצר (כ-20 שעות). ברוב התאים המתחלקים באופן פעיל, התקופה בין מיטוזות היא כ-10-24 שעות.

שלבי מחזור התא האוקריוטי

מחזור התא האוקריוטי מורכב משתי תקופות:

תקופת צמיחת התא, הנקראת "אינטרפאזה", במהלכה מסונתזים DNA וחלבונים ונעשות הכנות לחלוקת התא.
תקופת חלוקת התא, הנקראת "שלב M" (מהמילה מיטוזה - מיטוזה).

אינטרפאזה מורכבת ממספר תקופות:

G 1 -פאזה (מהאנגלית. פער- פער), או שלב הצמיחה הראשונית, שבמהלכו מסונתזים mRNA, חלבונים ורכיבים תאיים אחרים;
S-phases (מאנגלית. סִינתֶזָה- סינתזה), שבמהלכה משוכפל ה-DNA של גרעין התא, גם צנטריולים מוכפלים (אם הם קיימים, כמובן).
G 2 -phase, שבמהלכו יש הכנה למיטוזה.

תאים מובחנים שאינם מתחלקים עוד עשויים להיעדר שלב G 1 במחזור התא. תאים כאלה נמצאים בשלב המנוחה G 0 .

תקופת חלוקת התא (שלב M) כוללת שני שלבים:

קריוקינזיס (חלוקת גרעין);
ציטוקינזיס (חלוקה של הציטופלזמה).

בתורו, מיטוזה מחולקת לחמישה שלבים.

תיאור חלוקת התאים מבוסס על נתוני מיקרוסקופ אור בשילוב עם מיקרופילם ועל תוצאות מיקרוסקופ אור ואלקטרונים של תאים קבועים ומוכתמים.

ויסות מחזור התא

הרצף הקבוע של תקופות השינוי של מחזור התא מתבצע במהלך האינטראקציה של חלבונים כגון קינאזות תלויות ציקלין וציקלינים. תאים בשלב G0 יכולים להיכנס למחזור התא כאשר הם נחשפים לגורמי גדילה. גורמי גדילה שונים, כגון גורמי גדילה של טסיות, אפידרמיס ועצבים, על ידי קשירה לקולטנים שלהם, מעוררים מפל איתות תוך תאי, המוביל בסופו של דבר לשעתוק הגנים של ציקלין וקינאזות תלויות ציקלין. קינאזות תלויות ציקלין הופכות פעילות רק כאשר הן מקיימות אינטראקציה עם הציקלין המתאימים. התוכן של ציקלינים שונים בתא משתנה לאורך כל מחזור התא. ציקלין הוא מרכיב רגולטורי של קומפלקס קינאז תלוי ציקלין-ציקלין. קינאז הוא המרכיב הקטליטי של קומפלקס זה. קינאזים אינם פעילים ללא ציקלין. ציקלינים שונים מסונתזים בשלבים שונים של מחזור התא. לפיכך, התוכן של cyclin B בביציות צפרדע מגיע למקסימום עד למועד המיטוזה, כאשר כל המפל של תגובות זרחון המזרזות על ידי קומפלקס קינאז תלוי ציקלין B/ציקלין מופעל. בסוף המיטוזה, ציקלין מתפרק במהירות על ידי חלבונים.

נקודות ביקורת למחזור התא

כדי לקבוע את השלמת כל שלב במחזור התא, יש צורך להחזיק בו מחסומים. אם התא "עובר" את המחסום, אז הוא ממשיך "לנוע" במחזור התא. אם נסיבות מסוימות, כמו פגיעה ב-DNA, מונעות מהתא לעבור דרך מחסום, שניתן להשוות למעין מחסום, אז התא נעצר ושלב נוסף במחזור התא אינו מתרחש, לפחות עד למכשולים שמנעו את כלוב ממעבר במחסום הוסרו. יש לפחות ארבע נקודות ביקורת למחזור התא: נקודת בידוק ב-G1 שבה בודקים את שלמות ה-DNA לפני הכניסה ל-S-phase, נקודת ביקורת ב-S-phase שבה נבדקת שכפול ה-DNA לתקינות שכפול ה-DNA, נקודת בידוק ב-G2 שבה בודקים נזקים שהוחמצו. כאשר עוברים מחסומים קודמים, או שהושגו בשלבים הבאים של מחזור התא. בשלב ה-G2, מתגלה השלמות של שכפול ה-DNA, ותאים שבהם ה-DNA אינו משוכפל לא נכנסים למיטוזה. בנקודת הביקורת של הרכבת הציר, נבדק אם כל הקינטוכורים מחוברים למיקרוטובולים.

הפרעות במחזור התא והיווצרות גידול

הפרה של הרגולציה הרגילה של מחזור התא היא הגורם לרוב הגידולים המוצקים. במחזור התא, כאמור, מעבר של מחסומים אפשרי רק אם השלבים הקודמים מסתיימים כרגיל ואין תקלות. תאי גידול מאופיינים בשינויים במרכיבי המחסומים של מחזור התא. כאשר נקודות ביקורת של מחזור התא מושבתות, נצפה חוסר תפקוד של מספר מדכאי גידולים ופרוטו-אונקוגנים, בפרט p53, pRb, Myc ו- Ras. החלבון p53 הוא אחד מגורמי השעתוק שמתחילים את הסינתזה של חלבון p21, המהווה מעכב של קומפלקס CDK-cyclin, מה שמוביל לעצירת מחזור התא בתקופות G1 ו-G2. כך, תא שה-DNA שלו פגום לא נכנס לשלב S. כאשר מוטציות מובילות לאובדן גנים של חלבון p53, או כאשר הם משתנים, חסימת מחזור התא אינה מתרחשת, תאים נכנסים למיטוזה, מה שמוביל להופעת תאים מוטנטים, שרובם אינם ברי קיימא, בעוד שאחרים יוצרים תאים ממאירים. .

כתוב ביקורת על המאמר "מחזור התא"

סִפְרוּת

קולמן י., רם ק., וירט י., (2000). 'ביוכימיה חזותית',
צ'נצוב יו.אס., (2004). 'מבוא לביולוגיה של התא'. מ.: ICC "Akademkniga"
קופנין ב.פ., "מנגנוני פעולה של אונקוגנים ומדכאי גידולים"

קישורים

מחזור התא

שלבים





שלבים אחרים

רגולטורים

קטע המאפיין את מחזור התא

"אזרחי מוסקבה!
אסונותיך אכזריים, אבל הוד מלכותו הקיסר והמלך רוצים לעצור את מהלך אלה. דוגמאות איומות לימדו אותך איך הוא מעניש אי ציות ופשע. ננקטים צעדים נוקשים כדי לעצור את הבלבול ולהחזיר את הבטיחות הכללית. ההנהלה האבהית, שנבחרה מביניכם, תהיה העירייה או ממשלת העיר שלכם. זה ידאג לך, מהצרכים שלך, מהתועלת שלך. חבריו מובחנים בסרט אדום, שיענד על הכתף, ועל ראש העיר תהיה חגורה לבנה. אבל, למעט זמן המשרד שלהם, יהיה להם רק סרט אדום סביב זרועם השמאלית.
משטרת העיר הוקמה בהתאם למצב הקודם, ובאמצעות פעילותה מתקיים סדר טוב יותר. הממשלה מינתה שני קומיסרים כלליים, או ראשי משטרה, ועשרים קומיסרים, או פקידים פרטיים, שמונו בכל חלקי העיר. תזהו אותם לפי הסרט הלבן שהם יענדו סביב זרועם השמאלית. חלק מהכנסיות של עדות שונות פתוחות, והשירותים האלוהיים מתנהלים ללא הפרעה. אזרחיך חוזרים מדי יום למגוריהם, וניתנו פקודות שימצאו בהם עזרה והגנה, בעקבות חוסר המזל. אלה האמצעים שבהם השתמשה הממשלה כדי להשיב את הסדר על כנו ולהקל על מצבכם; אבל כדי להשיג זאת, יש צורך שתאחדו את מאמציכם איתו, כדי שתשכחו, אם אפשר, את אסונותיכם שעברתם, תתמסרו לתקווה לגורל לא כל כך אכזרי, תהיו בטוחים ש מוות בלתי נמנע ומביש מחכה לאלה המעזים לגופם שלך ולרכושך שנותר, ובסופו של דבר הם לא הטילו ספק שהם יישמרו, כי כך הוא רצונם של המלכים הגדולים והצודקים מכל. חיילים ותושבים, באיזה אומה אתם! החזרו את אמון הציבור, מקור האושר של המדינה, חיו כאחים, תנו עזרה הדדית והגנה זה על זה, התאחדו כדי להפריך את כוונותיהם של אנשים רעים, צייתו לרשויות הצבאיות והאזרחיות, ובקרוב ייפסקו הדמעות שלכם. זורם.
בכל הנוגע למזון הכוחות, הורה נפוליאון לכל החיילים לנסוע למוסקבה בתורו א-לה-מראוד [שלל] כדי להשיג לעצמם מצרכים, כדי שכך יסופק הצבא לעתיד.
מהצד הדתי, נפוליאון הורה לראמן לס אפיפיור [להחזיר את הכוהנים] ולחדש את השירות בכנסיות.
מבחינת מסחר ומזון לצבא, פורסם בכל מקום:
הַכרָזָה
"אתם מרגיעים מוסקובים, בעלי מלאכה ופועלים, שאסונות הרחקו מהעיר, ואתם חקלאים מפוזרים, שפחד בלתי סביר עדיין מעכב אותם בשדות, הקשיבו! השקט חוזר לבירה הזו, והסדר חוזר בה. בני ארצך יוצאים באומץ ממקומות מחבואם, בראותם שמכבדים אותם. כל אלימות הנעשית נגדם וכלפי רכושם נענשת מיד. הוד מלכותו הקיסר והמלך מתנשאים עליהם ואינם מחשיבים איש מכם כאויביו, פרט למי שלא מציית לפקודותיו. הוא רוצה לשים קץ לצרות שלך ולהחזיר אותך לבתי המשפט ולמשפחות שלך. עקבו אחר כוונותיו הצדקה ובואו אלינו ללא כל סכנה. תושבים! חזור בביטחון לבתי המגורים שלך: בקרוב תמצא דרכים לענות על הצרכים שלך! אומנים ואומנים חרוצים! חזרו לעבודות הרקמה: בתים, חנויות, שומרים מחכים לכם, ותקבלו את התשלום המגיע לכם עבור עבודתכם! ואתם, לבסוף, איכרים, עוזבים את היערות שבהם הסתתרתם מאימה, חוזרים ללא חשש לבקתותיכם, בביטחון מדויק שתמצאו הגנה. בעיר מוקמים סככות, שם יכולים האיכרים להביא את מלאי העודף שלהם וצמחי אדמה. הממשלה נקטה באמצעים הבאים כדי להבטיח את מכירתם החופשית: 1) ממספר זה, איכרים, חקלאים ואלה המתגוררים בסביבת מוסקבה יכולים להביא את אספקתם לעיר, לא משנה מאיזה סוג, ללא כל סכנה, בשניים. מחסנים ייעודיים, כלומר, על Mokhovaya ו Okhotny Ryad. 2) מצרכי מזון אלו ייקנו מהם במחיר כזה שהקונה והמוכר יסכימו ביניהם; אבל אם המוכר לא יקבל את המחיר ההוגן שהוא דורש, הוא יהיה חופשי להחזירם לכפר שלו, שאיש לא יוכל להתערב בו בשום פנים. 3) כל יום ראשון ורביעי מתוכננים מדי שבוע לימי מסחר גדולים; מדוע יוצב מספר מספיק של חיילים בימי שלישי ושבת בכל הכבישים המרכזיים, במרחק כזה מהעיר, כדי להגן על העגלות הללו. 4) אמצעים כאלה יינקטו כדי שהאיכרים עם עגלותיהם וסוסיהם לא יפריעו בדרכם חזרה. 5) מיד ישמשו הכספים להחזרת המסחר הרגיל. תושבי העיר והכפרים, ואתם, פועלים ובעלי מלאכה, בכל עם שתהיו! אתה נקרא להגשים את כוונותיהם האבהיות של הוד מלכותו הקיסר והמלך, ולתרום עמו לרווחה הכללית. שאו לרגליו יראת כבוד ואמון ואל תהססו להתאחד איתנו!"
בכל הנוגע להעלאת רוחם של החיילים והעם, נעשו ביקורות כל הזמן, חולקו פרסים. הקיסר רכב על סוס ברחובות וניחם את התושבים; ולמרות כל עיסוקו בענייני המדינה, הוא עצמו ביקר בתיאטראות שהוקמו בפקודתו.
לגבי הצדקה, החיל הטוב ביותר של המוכתרים, גם נפוליאון עשה את כל מה שהיה תלוי בו. על מוסדות צדקה, הוא הורה לרשום את בית אמי [Maison de ma mer], על ידי מעשה זה המשלב רגש משפחתי עדין עם גדלות מעלתו של המלך. הוא ביקר בבית היתומים ולאחר שנישק את ידיו הלבנות ליתומים שהציל, הוא דיבר באדיבות עם טוטולמין. ואז, לפי המצגת הרהוטה של תייר, הוא הורה לחלק את משכורות חייליו לרוסים, שנעשו על ידו, כסף מזויף. הרלוונטי l "emploi de ces moyens par un acte digue de lui et de l" armee Francaise, il fit distribuer des secours aux incendies. Mais les vivres etant trop precieux pour etre donnes a des etrangers la plupart ennemis, Napoleon aima mieux leur fournir de l "argent afin qu" ils se fournissent au dehors, et il leur fit distribuer des rubles papiers. [הגבהה את השימוש באמצעים אלו בפעולה הראויה לו ולצבא הצרפתי, הורה לחלק טובות הנאה לנשרפים. אבל, מכיוון שאספקת המזון הייתה יקרה מכדי לתת אותם לאנשי ארץ זרה וברובם עוינים, חשב נפוליאון שעדיף לתת להם כסף כדי שיוכלו להשיג את מזונם בצד; והוא ציווה להלבישם ברובל נייר.]

חלוקת תא- קבוצה של תהליכים שבגללם נוצרים שני תאי בת או יותר מתא אם אחד.חלוקת תאים היא הבסיס הביולוגי של החיים. במקרה של אורגניזמים חד-תאיים, נוצרים אורגניזמים חדשים עקב חלוקת תאים. באורגניזמים רב-תאיים, חלוקת תאים קשורה לרבייה א-מינית ומינית, צמיחה ושיקום של רבים מהמבנים שלהם. המשימה העיקרית של חלוקת התא היא העברת מידע תורשתי לדור הבא. לתאים פרוקריוטיים אין גרעין נוצר, ולכן חלוקת התא שלהם לשני תאי בת קטנים יותר, הידועים בשם הפרדה בינארית,נעשה קל ומהיר יותר. ישנם מספר סוגים של חלוקת תאים באוקריוטים:

חלוקה מיטוטית- חלוקה, שבה שני תאי בת עם אותה קבוצת כרומוזומים נוצרים מתא אם אחד (עבור תאים סומטיים)

חלוקה מיוטי -חלוקה, שבה נוצרים מתא אם אחד (באורגניזמים עם רבייה מינית) ארבעה תאי בת עם מערך חצי (הפלואידי) של כרומוזומים.

ניצנים -חלוקה שבה נוצרים שני תאי בת מתא אם אחד, שאחד מהם גדול מהשני (לדוגמה, בשמרים)

חלוקה מרובה(סכיזוגוניה) - חלוקה בה נוצרים תאי בת רבים מתא אם אחד (למשל במלריה פלסמודיום).

חלוקת התא היא חלק ממחזור התא. מחזור התא- זוהי תקופת קיומו של תא מחלוקה אחת לאחרת.משך תקופה זו שונה באורגניזמים שונים (למשל בחיידקים - 20-30 דקות, ללוקוציטים אנושיים - 4-5 ימים) ותלוי בגיל, טמפרטורה, כמות DNA, סוג תא וכדומה. באורגניזמים חד-תאיים, מחזור התא חופף לחייו של אדם, ובאורגניזמים רב-תאיים, בתאי גוף המתחלקים ברציפות, הוא חופף למחזור המיטוטי. התהליכים המולקולריים המתרחשים במהלך מחזור התא הם עוקבים. אי אפשר לבצע את מחזור התא בכיוון ההפוך. תכונה חשובה של כל האיקריוטים היא שהשלבים הרוחביים של מחזור התא כפופים לתיאום מדויק. שלב אחד של מחזור התא מוחלף באחר לפי סדר קבוע, ולפני תחילת השלב הבא יש להשלים כראוי את כל התהליכים הביוכימיים האופייניים לשלב הקודם. שיבושים במהלך מחזור התא עלולים להוביל להפרעות כרומוזומליות. לדוגמה, חלק מהכרומוזומים עלול ללכת לאיבוד, להתפזר בצורה לא מספקת בין שני תאי בת וכדומה. הפרעות כרומוזומליות דומות אופייניות לתאי סרטן. ישנן שתי מחלקות עיקריות של מולקולות רגולטוריות המכוונות את מחזור התא. אלו הם ציקלין וקינאזות אנזים תלויות ציקלין. L. Hartwell, R. Hunt ו-P. Nurse קיבלו את פרס נובל לרפואה ופיזיולוגיה לשנת 2001 על גילוי המולקולות המרכזיות הללו בוויסות מחזור התא.

התקופות העיקריות של מחזור התא הן אינטרפאזה, מיטוזה וציטוקינזיס.

מחזור התא= אינטרפאזה + מיטוזיס + ציטוקינזיס

Interphase (La T. ביניים - בין, פאזה - מראה) - התקופה שבין חלוקת התא או מחלוקת התא ועד מותו.

משך האינטרפאזה, ככלל, הוא עד 90% מהזמן של כל מחזור התא. הסימן העיקרי של תאים בין-פאזיים הוא המצב המנוזל של הכרומטין. בתאים שאיבדו את יכולת ההתחלקות (לדוגמה, נוירונים), האינטרפאזה תהיה התקופה מהמיטוזה האחרונה ועד למוות התא.

Interphase מבטיחה צמיחת תאים, הכפלה של מולקולות DNA, סינתזה של תרכובות אורגניות, רבייה של מיטוכונדריה, היא צוברת אנרגיה ב-ATP, הנחוצה להבטחת חלוקת התא.

Interphase כולל תקופות פרה-סינתטיות, סינתטיות ופוסט-סינתטיות. תקופה פרה-סינטטית(G1-phase) - מאופיין בצמיחת תאים. בתקופה זו, שהיא הארוכה ביותר, תאים גדלים, מתמיינים ומבצעים את תפקידיהם. בתאים מובחנים שכבר אינם מתחלקים, אין שלב G1 במחזור התא. תאים כאלה נמצאים בתקופה רדומה (שלב G0). תקופה סינתטית(S-phase) היא התקופה שבה האירוע העיקרי הוא שכפול DNA. כל כרומוזום בתקופה זו הופך לשני כרומטידים. תקופה פוסט סינתטית(G2-phase) - תקופת ההכנה המיידית למיטוזה.

אירועים מרכזיים במהלך שלב הביניים

פרק זמן	תהליכי ליבה
פרה-סינטטי(שלב G1, הארוך ביותר, מ-10 שעות עד מספר ימים)	■ היווצרות האברונים העיקריים; ■ הגרעין מייצר mRNA, tRNA, rRNA; ■ תהליכים ביוסינתטיים אינטנסיביים וגדילת תאים משופרת
מְלָאכוּתִי(שלב S, משך הזמן הוא 6-10 שעות)	■ שכפול DNA וסינתזה היסטונית והפיכת הכרומוזום למבנה כרומטיד כפול; ■ הכפלת צנטריולים
פוסט סינתטי(שלב G2, משך הזמן הוא 3-4 שעות)	■ חלוקה, היווצרות האברונים החדשים העיקריים; ■ הרס שלד הציטו; ■ סינתזה מוגברת של חלבונים, שומנים, פחמימות, RNA, ATP וכו' \|

מיטוזה היא הסוג העיקרי של חלוקת תאים אוקריוטיים.חלק זה מורכב מ-4 שלבים ( פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה, טלופזה) ונמשך בין מספר דקות ל-2-3 שעות.

צנטוקינז(אוֹ ציטוטומיה) - חלוקה של הציטופלזמה של תא אוקריוטי, המתרחשת לאחר חלוקת הגרעין בתא (מיטוזה). ברוב המקרים, הציטופלזמה והאברונים של התא מחולקים בערך שווה בשווה בין תאי הבת. יוצא מן הכלל הוא אוגנזה, שבמהלכה הביצית העתידית מקבלת כמעט את כל הציטופלזמה והאברונים, בעוד שהגופים הקוטביים אינם מכילים כמעט אף אחד מהם ומתים במהרה. במקרים בהם החלוקה הגרעינית אינה מלווה בציטוקינזיס, נוצרים תאים מרובי גרעינים (לדוגמה, סיבי שריר מצמוצים צולבים). ציטוקינזיס מתרחשת מיד לאחר הטלופאז. בתאי בעלי חיים, במהלך הטלופאז, קרום הפלזמה מתחיל להתקפל פנימה ברמה המשוונית (בפעולת מיקרופילמנטים) ומחלק את התא לשניים. בתאי צמחים בקו המשווה, גוף נוצר ממיקרופילמנטים - phragmoblast.מיטוכונדריה, ER, מנגנון גולגי, ריבוזומים עוברים אליו. בועות ממנגנון גולגי מתחברות ויוצרות צלחת תא, שגדלה ומתמזגת עם דופן התא של תא האם.

ביולוגיה +אפופטוזיסהיא תופעה של מוות תאים מתוכנת. בניגוד לסוג אחר של מוות תאי - נמק- במהלך אפופטוזיס, אין הרס של הממברנה הציטופלזמית, ובהתאם, התוכן של התא אינו נכנס לסביבה החוץ-תאית. מאפיין אופייני הוא פיצול ה-DNA על ידי אנזים ספציפי אנדונוקליאז למקטעים. תהליך האפופטוזיס הכרחי לוויסות הפיזיולוגי של מספר התאים בגוף, להרס של תאים ישנים, לנפילת עלי סתיו, להשפעה הציטוטוקסית של לימפוציטים רוצחים, לעוברות הגוף וכו'. אפופטוזיס תאי תקין מוביל להתרבות תאים בלתי מבוקרת ולהופעת גידול.

מחזור התא הוא תקופת קיומו של תא מרגע היווצרותו על ידי חלוקת תא האם לחלוקה או מוות משלו.

משך מחזור התא

אורך מחזור התא משתנה מתא לתא. תאים המתרבים במהירות של אורגניזמים בוגרים, כגון תאים המטופואטיים או בסיסיים של האפידרמיס והמעי הדק, יכולים להיכנס למחזור התא כל 12-36 שעות. מחזורי תאים קצרים (כ-30 דקות) נצפים במהלך הפיצול המהיר של ביצים של אכינודרמים, דו-חיים וחיות אחרות. בתנאי ניסוי, לשורות תרבית תאים רבות יש מחזור תאים קצר (כ-20 שעות). ברוב התאים המתחלקים באופן פעיל, התקופה בין מיטוזות היא כ-10-24 שעות.

שלבי מחזור התא

מחזור התא האוקריוטי מורכב משתי תקופות:

תקופת צמיחת התא, הנקראת "אינטרפאזה", במהלכה מסונתזים DNA וחלבונים ונעשות הכנות לחלוקת התא.

תקופת חלוקת התא, הנקראת "שלב M" (מהמילה מיטוזה - מיטוזה).

אינטרפאזה מורכבת ממספר תקופות:

G 1 -פאזה (מהאנגלית. פער- מרווח), או שלב הצמיחה הראשונית, שבמהלכו מסונתזים mRNA, חלבונים ורכיבים תאיים אחרים;

S-phases (מאנגלית. סִינתֶזָה- סינתזה), שבמהלכה משוכפל ה-DNA של גרעין התא, מתרחשת גם הכפלה של centrioles (אם, כמובן, הם קיימים).

G 2 -phase, שבמהלכו יש הכנה למיטוזה.

תאים מובחנים שאינם מתחלקים עוד עשויים להיעדר שלב G 1 במחזור התא. תאים כאלה נמצאים בשלב המנוחה G 0 .

תקופת חלוקת התא (שלב M) כוללת שני שלבים:

קריוקינזיס (חלוקת גרעין);

ציטוקינזיס (חלוקה של הציטופלזמה).

בתורו, מיטוזה מחולקת לחמישה שלבים.

ויסות מחזור התא

הרצף הטבעי של תקופות משתנות של מחזור התא מתבצע על ידי אינטראקציה של חלבונים כגון קינאזות תלויות ציקלין וציקלינים. תאים בשלב G0 יכולים להיכנס למחזור התא כאשר הם נחשפים לגורמי גדילה. גורמי גדילה שונים, כגון גורמי גדילה של טסיות דם, אפידרמיס ועצבים, על ידי קשירה לקולטנים שלהם, מעוררים מפל איתות תוך תאי, אשר בסופו של דבר מוביל לשעתוק הגנים של ציקלין וקינאזות תלויות ציקלין. קינאזות תלויות ציקלין הופכות פעילות רק כאשר הן מקיימות אינטראקציה עם הציקלין המתאימים. התוכן של ציקלינים שונים בתא משתנה לאורך כל מחזור התא. ציקלין הוא מרכיב רגולטורי של קומפלקס קינאז תלוי ציקלין-ציקלין. קינאז הוא המרכיב הקטליטי של קומפלקס זה. קינאזים אינם פעילים ללא ציקלין. ציקלינים שונים מסונתזים בשלבים שונים של מחזור התא. לפיכך, התוכן של cyclin B בביציות צפרדע מגיע למקסימום עד למועד המיטוזה, כאשר כל המפל של תגובות זרחון המזרזות על ידי קומפלקס קינאז תלוי ציקלין B/ציקלין מופעל. בסוף המיטוזה, ציקלין מתפרק במהירות על ידי חלבונים.

מחזור התא

מחזור התא הוא תקופת קיומו של תא מרגע היווצרותו ע"י חלוקת תא האם ועד לחלוקה או מוות משלו תוכן [הצג]

אורך מחזור התא האוקריוטי

אורך מחזור התא משתנה מתא לתא. תאים המתרבים במהירות של אורגניזמים בוגרים, כגון תאים המטופואטיים או בסיסיים של האפידרמיס והמעי הדק, יכולים להיכנס למחזור התא כל 12-36 שעות. מחזורי תאים קצרים (כ-30 דקות) נצפים במהלך הפיצול המהיר של ביצים של אכינודרמים, דו-חיים וחיות אחרות. בתנאי ניסוי, לשורות תרבית תאים רבות יש מחזור תאים קצר (כ-20 שעות). ברוב התאים המתחלקים באופן פעיל, התקופה בין מיטוזות היא כ-10-24 שעות.

שלבי מחזור התא האוקריוטי

מחזור התא האוקריוטי מורכב משתי תקופות:

תקופת צמיחת התא, הנקראת "אינטרפאזה", במהלכה מסונתזים DNA וחלבונים ונעשות הכנות לחלוקת התא.

תקופת חלוקת התא, הנקראת "שלב M" (מהמילה מיטוזה - מיטוזה).

אינטרפאזה מורכבת ממספר תקופות:

G1-phase (מהפער האנגלי - gap), או שלב הצמיחה הראשונית, במהלכו מסונתזים mRNA, חלבונים ורכיבים תאיים אחרים;

S-phase (מהסינתזה האנגלית - synthetic), שבמהלכו משוכפל ה-DNA של גרעין התא, גם הצנטרולים מוכפלים (אם הם קיימים, כמובן).

שלב G2, במהלכו יש הכנה למיטוזה.

תאים מובחנים שאינם מתחלקים עוד עשויים להיעדר שלב G1 במחזור התא. תאים כאלה נמצאים בשלב המנוחה G0.

תקופת חלוקת התא (שלב M) כוללת שני שלבים:

מיטוזה (חלוקה של גרעין התא);

ציטוקינזיס (חלוקה של הציטופלזמה).

בתורו, מיטוזה מחולקת לחמישה שלבים, ב-vivo ששת השלבים הללו יוצרים רצף דינמי.

ויסות מחזור התא

הרצף הטבעי של תקופות משתנות של מחזור התא מתבצע על ידי אינטראקציה של חלבונים כגון קינאזות תלויות ציקלין וציקלינים. תאים בשלב G0 יכולים להיכנס למחזור התא כאשר הם נחשפים לגורמי גדילה. גורמי גדילה שונים, כגון גורמי גדילה של טסיות, אפידרמיס ועצבים, על ידי קשירה לקולטנים שלהם, מעוררים מפל איתות תוך תאי, המוביל בסופו של דבר לשעתוק הגנים של ציקלין וקינאזות תלויות ציקלין. קינאזות תלויות ציקלין הופכות פעילות רק כאשר הן מקיימות אינטראקציה עם הציקלין המתאימים. התוכן של ציקלינים שונים בתא משתנה לאורך כל מחזור התא. ציקלין הוא מרכיב רגולטורי של קומפלקס קינאז תלוי ציקלין-ציקלין. קינאז הוא המרכיב הקטליטי של קומפלקס זה. קינאזים אינם פעילים ללא ציקלין. ציקלינים שונים מסונתזים בשלבים שונים של מחזור התא. לפיכך, התוכן של cyclin B בביציות צפרדע מגיע למקסימום עד למועד המיטוזה, כאשר כל המפל של תגובות זרחון המזרזות על ידי קומפלקס קינאז תלוי ציקלין B/ציקלין מופעל. בסוף המיטוזה, ציקלין מתפרק במהירות על ידי חלבונים.

נקודות ביקורת למחזור התא

כדי לקבוע את השלמת כל שלב במחזור התא, יש צורך להחזיק בו מחסומים. אם התא "עובר" את המחסום, אז הוא ממשיך "לנוע" במחזור התא. אם נסיבות מסוימות, כמו פגיעה ב-DNA, מונעות מהתא לעבור דרך מחסום, שניתן להשוות למעין מחסום, אז התא נעצר ושלב נוסף במחזור התא אינו מתרחש, לפחות עד הסרת המכשולים. , מונע מהכלוב לעבור במחסום. יש לפחות ארבע נקודות ביקורת למחזור התא: נקודת בידוק ב-G1 שבה בודקים את שלמות ה-DNA לפני הכניסה ל-S-phase, נקודת ביקורת ב-S-phase שבה נבדקת שכפול ה-DNA לתקינות שכפול ה-DNA, נקודת בידוק ב-G2 שבה בודקים נזקים שהוחמצו. כאשר עוברים מחסומים קודמים, או שהושגו בשלבים הבאים של מחזור התא. בשלב ה-G2, מתגלה השלמות של שכפול ה-DNA, ותאים שבהם ה-DNA אינו משוכפל לא נכנסים למיטוזה. בנקודת הביקורת של הרכבת הציר, נבדק אם כל הקינטוכורים מחוברים למיקרוטובולים.

הפרעות במחזור התא והיווצרות גידול

עלייה בסינתזה של חלבון p53 מובילה להשראת סינתזה של חלבון p21, מעכב מחזור התא

הפרה של הרגולציה הרגילה של מחזור התא היא הגורם לרוב הגידולים המוצקים. במחזור התא, כאמור, מעבר של מחסומים אפשרי רק אם השלבים הקודמים מסתיימים כרגיל ואין תקלות. תאי גידול מאופיינים בשינויים במרכיבי המחסומים של מחזור התא. כאשר נקודות ביקורת של מחזור התא מושבתות, נצפה חוסר תפקוד של כמה מדכאי גידולים ופרוטו-אונקוגנים, בפרט p53, pRb, Myc ו- Ras. החלבון p53 הוא אחד מגורמי השעתוק שמתחילים את הסינתזה של חלבון p21, המהווה מעכב של קומפלקס CDK-cyclin, מה שמוביל לעצירת מחזור התא בתקופות G1 ו-G2. כך, תא שה-DNA שלו פגום לא נכנס לשלב S. כאשר מוטציות מובילות לאובדן גנים של חלבון p53, או כאשר הם משתנים, חסימת מחזור התא אינה מתרחשת, תאים נכנסים למיטוזה, מה שמוביל להופעת תאים מוטנטים, שרובם אינם ברי קיימא, בעוד שאחרים יוצרים תאים ממאירים. .

ציקלינים הם משפחה של חלבונים המהווים מפעילים של ציקלין-תלוי חלבון קינאז (CDK) (CDK - cyclin-dependent kinases) - אנזימים מרכזיים המעורבים בוויסות מחזור התא האוקריוטי. ציקלינים קיבלו את שמם בשל העובדה שהריכוז התוך תאי שלהם משתנה מעת לעת כאשר תאים עוברים את מחזור התא, ומגיע למקסימום בשלבים מסוימים שלו.

תת-היחידה הקטליטית של חלבון קינאז התלוי בציקלין מופעלת חלקית כתוצאה מאינטראקציה עם מולקולת הציקלין, אשר מהווה את תת-היחידה הרגולטורית של האנזים. היווצרות ההטרודימר הזה מתאפשרת לאחר שציקלין מגיע לריכוז קריטי. בתגובה לירידה בריכוז הציקלין, האנזים מושבת. להפעלה מלאה של חלבון קינאז תלוי ציקלין, יש להתרחש זרחון ודה-פוספורילציה ספציפיים של שאריות חומצות אמינו מסוימות בשרשרות הפוליפפטידיות של קומפלקס זה. אחד האנזימים שמבצעים תגובות כאלה הוא CAK kinase (CAK - CDK activating kinase).

קינאז תלוי ציקלין

קינאזות תלויות ציקלין (CDK) הן קבוצה של חלבונים המווסתת על ידי ציקלין ומולקולות דמויות ציקלין. רוב ה-CDKs מעורבים בשלבי מחזור התא; הם גם מווסתים שעתוק ועיבוד mRNA. CDKs הם serine/threonine kinases המזרחנים את שאריות החלבון המקבילות. ידועים מספר CDK, שכל אחד מהם מופעל על ידי ציקלין אחד או יותר ומולקולות דומות אחרות לאחר שהגיעו לריכוז הקריטי שלהם, ולרוב CDKs הם הומולוגיים, הנבדלים בעיקר בתצורה של אתר הקישור לציקלין. בתגובה לירידה בריכוז התוך תאי של ציקלין מסוים, מתרחשת השבתה הפיכה של ה-CDK המקביל. אם CDKs מופעלים על ידי קבוצה של cyclins, כל אחד מהם, כאילו מעביר קינאזות חלבון זה לזה, שומר על CDKs במצב פעיל לאורך זמן. גלים כאלה של הפעלת CDK מתרחשים במהלך שלבי G1 ו-S של מחזור התא.

רשימת CDKs והרגולטורים שלהם

CDK1; ציקלין A, ציקלין B

CDK2; ציקלין A, ציקלין E

CDK4; ציקלין D1, ציקלין D2, ציקלין D3

CDK5; CDK5R1, CDK5R2

CDK6; ציקלין D1, ציקלין D2, ציקלין D3

CDK7; ציקלין H

CDK8; ציקלין סי

CDK9; cyclin T1, cyclin T2a, cyclin T2b, cyclin K

CDK11 (CDC2L2); ציקלין ל

אמיטוזיס (או חלוקת תאים ישירה) מתרחשת בתדירות נמוכה יותר בתאים אוקריוטיים סומטיים מאשר מיטוזה. זה תואר לראשונה על ידי הביולוג הגרמני ר' רמק בשנת 1841, המונח הוצע על ידי היסטולוג. וו. פלמינג מאוחר יותר - ב-1882. ברוב המקרים, אמיטוזיס נצפית בתאים עם פעילות מיטוטית מופחתת: אלו הם תאים מזדקנים או תאים שעברו שינוי פתולוגי, לרוב נדונים למוות (תאים של ממברנות עובריות של יונקים, תאי גידול וכו'). במהלך אמיטוזיס, מצב הבין-פאזי של הגרעין נשמר מורפולוגית, הגרעין והממברנה הגרעינית נראים בבירור. שכפול DNA נעדר. ספירליזציה של כרומטין אינה מתרחשת, כרומוזומים אינם מזוהים. התא שומר על פעילותו התפקודית הטבועה, שנעלמת כמעט לחלוטין במהלך מיטוזה. במהלך אמיטוזיס, רק הגרעין מתחלק, וללא היווצרות של ציר ביקוע, לכן, החומר התורשתי מופץ באופן אקראי. היעדר ציטוקינזיס מוביל להיווצרות תאים דו-גרעיניים, אשר לאחר מכן אינם מסוגלים להיכנס למחזור מיטוטי תקין. עם אמיטוזות חוזרות, תאים מרובי גרעינים יכולים להיווצר.

מושג זה עדיין הופיע במספר ספרי לימוד עד שנות ה-80. כיום, מאמינים כי כל התופעות המיוחסות לאמיטוזיס הן תוצאה של פרשנות שגויה של תכשירים מיקרוסקופיים לא מוכנים מספיק, או פרשנות של תופעות הנלוות להרס תאים או תהליכים פתולוגיים אחרים כמו חלוקת תאים. יחד עם זאת, כמה גרסאות של ביקוע גרעיני אוקריוטי לא יכולות להיקרא מיטוזה או מיוזה. כזו, למשל, היא חלוקת המקרו-גרעיניים של ריסים רבים, שם, ללא היווצרות של ציר, מתרחשת הפרדה של שברי כרומוזומים קצרים.