Cykliczny proces podziału komórki (Cykl komórkowy) w komórkach eukariotycznych, Notatki z Biologia

Pobierz Cykliczny proces podziału komórki (Cykl komórkowy) w komórkach eukariotycznych i więcej Notatki w PDF z Biologia tylko na Docsity! CYKL KOMÓRKOWY. MITOZA Cykl komórkowy jest to okres trwający od momentu powstania komórki do końca podziału tej komórki na komórki potomne. CYKL KOMÓRKOWY (CELL CYCLE) Cell Cycle Checkpoints _Metaphase Checkpoint. s Check for: 6, Checkpoint A + Chromosome spindle attachment Check for: * Cell size * DNA replication Check for: * Nutrients * Growth factors * DNA damage Go (Resting State) CYKLINY: jedne z najważniejszych białek regulujących cykl komórkowy; stanowią grupą zależnych od siebie białek; u ludzi i większości eukariontów stwierdzono cztery podstawowe rodzaje: cykliny G (cykliny D), cykliny G  /S (cykliny E), cykliny S (cykliny A) i cykliny M (cyklina B). KINAZY ZALEŻNE OD CYKLIN Aby kontynuować cykl komórkowy, cyklina musi aktywować lub inaktywować wiele kluczowych białek w komórce. Cykliny kierują zdarzeniami w komórce poprzez współpracę z rodziną enzymów nazywaną kinazami zależnymi od cyklin (Cdk). Sama kinaza Cdk jest nieaktywna, ale dołączenie cykliny umożliwia aktywację, tworząc funkcjonalny enzym i umożliwiając modyfikowanie specyficznych białek. ZMIANY ZAWARTOŚCI DNA W CYKLU KOMÓRKOWYM o W fazie G, ilość DNA wynosi 26, a liczba chromosomów — 2n. 6 W fazie 5 następuje replikacja DNA. W jej wyniku każdy chromosom składa się z dwóch takich samych cząsteczek DNA. Liczba chromosomów pozostaje bez zmian i wynosi 2n, ale zwiększa się ilość DNA z 2c do 4c. © W fazie G, pozostaje tyle samo DNA i chromosomów, ile było pod koniec fazy S$. © Podczas fazy M każda z komórek potomnych otrzymuje po jednej cząsteczce DNA z każdego chromosomu. W związku z tym pod koniec fazy M komórki potomne mają dokładnie taką samą liczbę cząsteczek DNA i chromosomów, co komórka rodzicielska, czyli 2n i 26. 1 ss DNA ([e]ficzba chromosomów [n] —— - ilość cząsteczek DNA — . liczba chromosomów / chromosom zbudowany z 1 cząsteczki DNA chromosom zbudowany Ń z 2 cząsteczek DNA Short arm (p) Long arm (q) Organisation of DNA into a Mitotic Chromosome DNA > Gentromere m) Ng Two chromatids Chromosome as seen via an electron micrograph 0 AD ZN 20 | replikacja (WO >- ę AL AD 2n2 [he Cell Cycle tel sole) Telophase Anaphase Metaphase G1: the cell carries out its differentiated function and produces more organelles. SISOJILU Prophase Interphase: Growth 2 32: the cell prepares for division 5: DNA replicates, producing a copy o each chromosome - this is so that each daughter cell has the right nterphase is the phase in which the cell spends most of its number of chromosomes. .ime. It is when the cell carries out its differentiated function and is sub-divided into 3 stages - G1, Sand G2. *roteins and DNA are synthesised in interphase, and more organelles, such is mitochondria and chloroplasts, are produced.  CZAS TRWANIA CYKLU KOMÓRKOWEGO Czas trwania cyklu komórkowego Komórki drożdży 1,5 — 3 godz Komórki zarodka żaby 30 min Komórki nabłonka jelita ssaka ok. 12 godz Fibroblasty ssaków 11-24 godz Hepatocyty ludzkie ok. 1 rok Wrzecionowata struktura zbudowana z włókien białka (tzw. mikrotubul). Włókna te zawierają niewielkie ilości RNA. Wrzeciono kariokinetyczne odgrywa ważną rolę w procesie "wędrówki" chromosomów do przeciwległych biegunów komórki. Wrzeciono podziałowe może powstawać z udziałem centriol (komórka zwierzęca) lub bez ich uczestnictwa (komórka roślinna - zwykle nie mają centrosomów z centriolami, ale mają coś innego - centrum organizacji mikrotubul, które pełni podobną funkcję.) Komórki zwierząt także syntetyzują kopie centrosomów, organelli, które odgrywają kluczową rolę w organizowaniu mitozy. Wrzeciona podziałowe powstają w profazie, wydłużają się w metafazie, a w anafazie ulegają skróceniu, dzięki depolimeryzacji cząsteczek tubuliny, ciągnąc przyczepione do nich chromosomy. Strukturą zawiadującą formowaniem wrzeciona jest centrosom. WRZECIONO PODZIAŁOWE (KARIOKINETYCZNE) KOHEZYNY » odpowiadają za kohezję (przyleganie) chromatyd siostrzanych; « ewolucyjnie konserwatywne kohezyna i y kol chromatydy siostrzane LAŁ —— > kogiow anie DNA kchezyno. | 0ax0m050m | oówomosom 1 Ooromo bydo- 2 siodmo ne Omomatydy LOG PONY | chromosom 2 siostrzane Owoma p! 2 | | kondwm sa ję. X mozdzie lnie OmOwos0 tów Owrowo 6 2 chrowosómy dnronaGydzie w koddwyw WRZECIONO PODZIAŁOWE ( ) WRZECIONO PODZIAŁOWE (KARIOKINETYCZNE) Białkowa struktura w kształcie warstwowej płytki, znajdująca się po obu stronach centromeru chromosomu. Do kinetochoru przyczepiają się włókna (mikrotubule) wrzeciona kariokinetycznego, łącząc go z biegunem wrzeciona. Umożliwia to przemieszczanie się chromosomów w metafazie i anafazie podziału komórkowego. KINETOCHOR INTERFAZA (INTERPHASE) ZOZ centrosom otoczka jądrowa zdekondensowane : —— chromosai w jądrze kotórdwki PÓŹN A Gz btona e komórkowa nkros0m i GA czniriolarmu ) W czasie interfazy komórka powiększa swoje rozmiary. DNA w chromosomach i centrosom zostają zreplikowane. jade ko otoczka jadro wa,  FAZA M - MITOZA Dude, mitosis starts in five minutes... I can't believe you're not condensed yet. http:/fwww.promega.com/ http:/www.bio.miami.edu/-cmallery/150/mitosis/mitosis.cartoon.jpg a http://www.cellimagelibrary.org/images/11952 PROFAZA (PROPHASE) PROFAZA (PROPHASE) NCŻEŚNA PROFKZA wneuon0 podzialow . RL WL si for WAL chno! Z z00% SĘ jada PÓŹNA PROFAZA (PROHETR FAZA ) PROFAZA (PROPHASE) We wczesnej profazie komórka zaczyna niszczyć część struktur, a inne budować, przygotowując pole do zajścia rozdziału chromosomów. Chromosomy zaczynają kondensować (co później ułatwia im proces oddzielania od siebie). Wrzeciono podziałowe zaczyna się formować. Wrzeciono podziałowe rozrasta się pomiędzy centrosomami wraz z tym, jak oddalają się one od siebie. Jąderko to część jądra komórkowego, gdzie syntezowane są rybosomy. W tej fazie ono zanika - jest to znak, że jądro jest gotowe do rozpadu. ANAFAZA (ANAPHASE) W anafazie chromatydy siostrzane oddzielają się jedna od drugiej i są rozciągane ku przeciwległym końcom komórki. Białkowy "klej", który utrzymuje razem chromatydy siostrzane, przestaje działać, co pozwala im na rozdzielenie się. Każda z nich jest teraz samodzielnym chromosomem. Chromosomy każdej pary są rozciągane ku przeciwległym biegunom komórki. Mikrotubule nie są przyłączone do chromosomów, wydłużają się i rozciągają, co rozdziela bieguny komórki i wydłuża ją. TELOFAZA (TELOPHASE) TELOFAZA (TELOPHASE) W telofazie komórki prawie już skończyły podział i zaczynają odbudowywać swoje normalne struktury gdy zachodzi cytokineza (podział wnętrza komórki). Wrzeciono kariokinetyczne rozpada się na pojedyncze struktury, które go wcześniej budowały. Tworzą się dwa nowe jądra komórkowe, w których jest po jednym zestawie chromosomów. Ponownie pojawiają się błony jądrowe i jąderka. Chromosomy zaczynają dekondensować i wracają do swojej "nitkowatej" formy. W komórkach zwierzęcych cytokineza jest procesem, w którym zachodzi ich kurczenie, miejscowe ściskanie komórki CYTOKINEZA (CYTOKINESIS) Contractile ring of Daughter cells microfilaments (a) Cleavage of an animal cell (SEM) CYTOKINEZA (CYTOKINESIS) Komórki roślin nie mogą dzielić się w ten sposób, ponieważ mają ścianę komórkową i są zbyt sztywne. Zamiast tego formuje się struktura nazywana przegrodą pierwotną po środku komórki, co dzieli ją na dwie komórki potomne. CYTOKINEZA (CYTOKINESIS) Kiedy kończy się cytokineza, mamy dwie nowe komórki, każda z pełnym zestawem chromosomów, który jest identyczny z tym z komórki macierzystej. Komórki potomne mogą teraz żyć swoim własnym życiem i w zależności od tego, jaką komórką będą, gdy urosną - także mogą przechodzić przez mitozę, powtarzając cykl. płaszczyzny równikowej tworzy się bruz- da podziałowa, która jest efektem zaci- skania się pierścienia zbudowanego z aktynowych mikrofilamentów. Stop- niowe zaciskanie się tego pierścienia prowadzi do podziału komórki na dwie potomne. U roślin cytokineza polega na utworze- niu się nowej ściany komórkowej w równikowej płaszczyźnie komórki i rozpoczyna się zwykle na początku telofazy. Powstaje fragmoplast, a w jego płaszczyźnie równikowej gromadzą się pęcherzyki zawierające pektyny pro- dukowane przez struktury Golgiego. Pęcherzyki, stopniowo łą- cząc się, tworzą plazmolemmę obu potomnych komórek, a zawarte w nich pektyny budują przegrodę pierwotną. Na obszarze przegrody pierwotnej tworzy się blaszka środko- Po co mitoza?