Le cycle de vie d'une cellule comprend le début de sa formation et la fin de son existence en tant qu'unité indépendante. Pour commencer, une cellule apparaît lors de la division de sa cellule mère et met fin à son existence en raison de la division suivante ou de la mort.

Le cycle de vie d'une cellule comprend l'interphase et la mitose. C'est en cela que la période considérée équivaut à la période cellulaire.

Cycle de vie cellulaire: interphase

C'est la période entre deux divisions cellulaires mitotiques. La reproduction des chromosomes se déroule de la même manière que la reduplication (réplication semi-conservatrice) des molécules d'ADN. Dans l'interphase, le noyau cellulaire est entouré d'une membrane spéciale à deux membranes, et les chromosomes ne sont pas torsadés et sont invisibles sous microscopie optique ordinaire.

Lorsque les cellules sont colorées et fixées, une substance très colorée s'accumule - la chromatine. Il est à noter que le cytoplasme contient tous les organites nécessaires. Cela garantit la pleine existence de la cellule.

DANS cycle de la vie L'interphase cellulaire est accompagnée de trois périodes. Examinons chacun d'eux plus en détail.

Périodes du cycle de vie cellulaire (interphase)

Le premier s'appelle resynthétique... Le résultat de la mitose précédente est une augmentation du nombre de cellules. Ici, la transcription des molécules d'ARN nouvellement créées (informationnelle) se déroule, et les molécules de l'ARN restant sont systématisées, des protéines sont synthétisées dans le noyau et le cytoplasme. Certaines substances du cytoplasme se scindent progressivement avec la formation d'ATP, ses molécules sont dotées de liaisons à haute énergie, elles transfèrent l'énergie là où cela ne suffit pas. Dans ce cas, la cellule augmente, en taille elle atteint la mère. Cette période dure longtemps dans les cellules spécialisées, pendant lesquelles elles remplissent leurs fonctions spéciales.

La deuxième période est connue sous le nom de synthétique (Synthèse d'ADN). Son blocage peut arrêter tout le cycle. La réplication des molécules d'ADN a lieu ici, ainsi que la synthèse des protéines impliquées dans la formation des chromosomes.

Les molécules d'ADN commencent à se lier aux protéines, à la suite de quoi les chromosomes s'épaississent. Dans le même temps, la reproduction des centrioles est observée, à la suite de laquelle 2 paires apparaissent. Le nouveau centriole de toutes les paires est placé par rapport à l'ancien à un angle de 90 °. Par la suite, lors de la mitose suivante, chaque paire se déplace vers les pôles cellulaires.

La période de synthèse est caractérisée à la fois par une synthèse d'ADN accrue et par un saut brutal dans la formation de molécules d'ARN et de protéines dans les cellules.

Troisième période - post-synthétique... Elle se caractérise par la présence d'une préparation cellulaire pour une division ultérieure (mitotique). Cette période dure, en règle générale, toujours moins que les autres. Parfois, il abandonne complètement.

Durée de la génération

En d'autres termes, c'est la durée du cycle de vie de la cellule. La durée du temps de génération, ainsi que des périodes individuelles, prend des valeurs différentes pour différentes cellules. Cela peut être vu dans le tableau ci-dessous.

Ainsi, le cycle de vie cellulaire le plus court est en cambial. Il arrive que la troisième période soit complètement abandonnée - celle post-synthétique. Par exemple, chez un rat de 3 semaines dans ses cellules hépatiques, il diminue à une demi-heure, tandis que la durée de la génération est de 21,5 heures. La durée de la période de synthèse est la plus stable.

Dans d'autres situations, dans la première période (présynthétique), la cellule accumule des propriétés pour la mise en œuvre de fonctions spécifiques, cela est dû au fait que sa structure devient plus complexe. Si la spécialisation n'est pas allée trop loin, elle peut parcourir le cycle de vie complet d'une cellule avec la formation de 2 nouvelles cellules en mitose. Dans cette situation, la première période peut augmenter considérablement. Par exemple, dans les cellules de l'épithélium cutané d'une souris, le temps de génération, à savoir 585,6 heures, tombe sur la première période - la présynthétique, et dans les cellules du périoste d'un bébé rat - 102 heures sur 114.

La partie principale de ce temps est appelée la période G0 - il s'agit de la mise en œuvre d'une fonction spécifique intensive de la cellule. De nombreuses cellules hépatiques sont dans cette période, à la suite de quoi elles ont perdu leur capacité à la mitose.

Si une partie du foie est enlevée, la plupart de ses cellules passeront à la vie complète, d'abord de la synthèse, puis de la période post-synthétique, et à la fin du processus mitotique. Ainsi, la réversibilité d'une telle période G0 a déjà été prouvée pour différents types de populations cellulaires. Dans d'autres situations, le degré de spécialisation augmente tellement que, dans des conditions typiques, les cellules ne peuvent plus se diviser par voie mitotique. L'endoreproduction se produit parfois chez eux. Dans certains, cela se répète plus d'une fois, les chromosomes s'épaississent tellement qu'ils peuvent être vus avec un microscope optique ordinaire.

Ainsi, nous avons appris que dans le cycle de vie d'une cellule, l'interphase s'accompagne de trois périodes: présynthétique, synthétique et postynthétique.

La division cellulaire

Il sous-tend la reproduction, la régénération, la transmission des informations héréditaires, le développement. La cellule elle-même n'existe que dans la période intermédiaire entre les divisions.

Le cycle de vie (division cellulaire) est la période d'existence de l'unité considérée (qui commence à partir du moment de son apparition jusqu'à la division de la cellule maternelle), y compris la division elle-même. Se termine par sa propre division ou sa mort.

Phases du cycle cellulaire

Il n'y en a que six. Les phases suivantes du cycle de vie cellulaire sont connues:

La durée du cycle de vie, ainsi que le nombre de phases qu'il contient, est différent pour chaque cellule. Ainsi, dans le tissu nerveux, à la fin de la période embryonnaire initiale, les cellules cessent de se diviser, puis ne fonctionnent que pendant toute la vie de l'organisme lui-même, puis meurent. Mais les cellules de l'embryon au stade du clivage complètent d'abord 1 division, puis immédiatement, en contournant les phases restantes, passent à la suivante.

Méthodes de division cellulaire

Sur deux seulement:

1. Mitoseest une division cellulaire indirecte.
2. Méiose - Ceci est caractéristique d'une phase telle que la maturation des cellules germinales, la division.

Nous allons maintenant apprendre plus en détail ce qu'est le cycle de vie d'une cellule - la mitose.

Division cellulaire indirecte

La mitose est une division indirecte des cellules somatiques. Il s'agit d'un processus continu dont le résultat est d'abord un doublement, puis une répartition égale entre les cellules filles du matériel héréditaire.

L'importance biologique de la division cellulaire indirecte

C'est comme suit:

1. Le résultat de la mitose est la formation de deux cellules contenant chacune le même nombre de chromosomes que la mère. Leurs chromosomes sont formés par la réplication exacte de l'ADN maternel, de sorte que les gènes des cellules filles portent des informations héréditaires identiques. Ils sont génétiquement identiques à la cellule mère. Ainsi, on peut dire que la mitose assure l'identité de la transmission des informations héréditaires aux cellules filles de la mère.

2. Le résultat de la mitose est un certain nombre de cellules dans l'organisme correspondant - c'est l'un des mécanismes de croissance les plus importants.

3. Un grand nombre d'animaux, les plantes se reproduisent précisément de manière asexuée par division cellulaire mitotique, donc la mitose est la base de la reproduction végétative.

4. C'est la mitose qui assure la régénération complète des parties perdues, ainsi que le remplacement des cellules, qui se produit dans une certaine mesure dans tout organisme multicellulaire.

Ainsi, il est devenu connu que le cycle de vie d'une cellule somatique se compose de mitose et d'interphase.

Mécanisme de la mitose

La division du cytoplasme et du noyau est constituée de 2 processus indépendants qui se déroulent en continu, séquentiellement. Mais par souci de commodité dans l'étude des événements survenant lors de la division, elle est artificiellement délimitée en 4 étapes: pro, méta, ana, télophase. Leur durée est différente selon le type de tissu, les facteurs externes, état physiologique... Les plus longs sont le premier et le dernier.

Prophase

Une augmentation notable du noyau est observée ici. À la suite de la spiralisation, il y a un compactage, un raccourcissement des chromosomes. Dans une prophase ultérieure, la structure des chromosomes est déjà clairement visible: 2 chromatides, qui sont reliées par un centromère. Les chromosomes commencent à se déplacer vers l'équateur de la cellule.

Un fuseau de division est formé à partir du matériel cytoplasmique en prophase (tardif), qui se forme avec la participation de centrioles (dans les cellules animales, dans un certain nombre de plantes inférieures) ou sans eux (cellules de certains protozoaires, plantes supérieures). Par la suite, des filetages de broche de type 2 commencent à apparaître à partir des centrioles, plus précisément:

• support, qui relient les pôles de la cellule;
• chromosomiques (tirant), qui se croisent en métaphase aux centromères chromosomiques.

À la fin de cette phase, l'enveloppe nucléaire disparaît et les chromosomes se trouvent librement dans le cytoplasme. Habituellement, le noyau disparaît un peu plus tôt.

Métaphase

Son début est la disparition de l'enveloppe nucléaire. Les chromosomes s'alignent d'abord dans le plan équatorial, formant une plaque de métaphase. Dans ce cas, les centromères chromosomiques sont strictement situés dans le plan équatorial. Les filaments de la broche se fixent aux centromères chromosomiques et certains d'entre eux passent d'un pôle à l'autre sans se fixer.

Anaphase

Cela commence par la division des centromères chromosomiques. En conséquence, les chromatides sont transformées en deux chromosomes filles séparés. De plus, ces derniers commencent à diverger vers les pôles cellulaires. En règle générale, ils prennent une forme en V spéciale à ce moment. Cette divergence est réalisée en accélérant les filetages de la broche. Dans le même temps, l'allongement des fils de support se produit, ce qui entraîne la séparation des pôles les uns des autres.

Télophase

Ici, les chromosomes sont collectés aux pôles cellulaires, puis dispersés. En outre, la destruction de la broche de fission se produit. Une enveloppe nucléaire de cellules filles se forme autour des chromosomes. C'est ainsi que se termine la caryocinèse, puis la cytokinèse est effectuée.

Mécanismes du virus entrant dans la cellule

Il n'y en a que deux:

1. Par fusion de la supercapside virale et de la membrane cellulaire. En conséquence, la nucléocapside est libérée dans le cytoplasme. Par la suite, la mise en œuvre des propriétés du génome du virus est observée.

2. Par pinocytose (endocytose médiée par les récepteurs). Ici, le virus se lie aux récepteurs (spécifiques) au site de la fosse bordée. Ce dernier envahit la cellule, puis se transforme en ce qu'on appelle la vésicule bordée. Il, à son tour, contient le virion absorbé, fusionne avec une vésicule intermédiaire temporaire appelée endosome.

Reproduction intracellulaire du virus

Après être entré dans la cellule, le génome du virus subordonne complètement sa vie à ses propres intérêts. Grâce au système de synthèse des protéines de la cellule et à ses systèmes de génération d'énergie, il incarne sa propre reproduction, sacrifiant, en règle générale, la vie de la cellule.

La figure ci-dessous montre le cycle de vie d'un virus dans une cellule hôte (forêts Semliki - un représentant du genre Alphvirus). Son génome est représenté par un ARN non fragmenté positif simple brin. Là, le virion est équipé d'une supercapside, qui consiste en une bicouche lipidique. À travers elle, environ 240 copies d'un certain nombre de complexes glycoprotéiques passent. Le cycle de vie viral commence par son absorption sur la membrane de la cellule hôte, où il se lie au récepteur protéique. La pénétration dans la cellule se fait par pinocytose.

Conclusion

L'article a examiné le cycle de vie d'une cellule, décrit ses phases. Il est décrit en détail sur chaque période de l'interphase.

Cycle cellulaire (cycluscellularis) est la période d'une division cellulaire à une autre, ou la période allant de la division cellulaire à sa mort. Le cycle cellulaire est divisé en 4 périodes.

La première période est mitotique;

2ème - postmitotique, ou présynthétique, il est désigné par la lettre G1;

3e - synthétique, il est désigné par la lettre S;

4ème - postsynthétique, ou prémitotique, il est désigné par la lettre G 2,

et la période mitotique - la lettre M.

Après la mitose, la prochaine période G1 commence. Pendant cette période, la cellule fille par sa masse est 2 fois inférieure à la cellule mère. Dans cette cellule, 2 fois moins de protéines, d'ADN et de chromosomes, c'est-à-dire qu'il devrait normalement y avoir 2n chromosomes et 2c d'ADN.

Que se passe-t-il pendant la période G1? À ce moment, la transcription de l'ARN a lieu à la surface de l'ADN, qui est impliqué dans la synthèse des protéines. En raison des protéines, la masse de la cellule fille augmente. À ce moment, les précurseurs d'ADN et les enzymes impliqués dans la synthèse de l'ADN et des précurseurs d'ADN sont synthétisés. Les principaux processus de la période G1 sont la synthèse des protéines et des récepteurs cellulaires. Vient ensuite la période S. Pendant cette période, l'ADN des chromosomes se réplique. En conséquence, à la fin de la période S, la teneur en ADN est de 4 s. Mais il y aura 2n chromosomes, bien qu'en fait ils seront également 4n, mais l'ADN des chromosomes pendant cette période est tellement imbriqué que chaque chromosome soeur du chromosome maternel n'est pas encore visible. Au fur et à mesure que leur nombre augmente en raison de la synthèse de l'ADN et de la transcription des ARN ribosomaux, informationnels et de transport, la synthèse des protéines augmente naturellement également. À ce moment, le doublement des centrioles dans les cellules peut se produire. Ainsi, une cellule de la période S entre dans la période G 2. Au début de la période G 2, le processus actif de transcription de divers ARN et le processus de synthèse des protéines, principalement des protéines de tubuline, qui sont nécessaires au fuseau de division, se poursuivent. Le doublement des centrioles peut se produire. Dans les mitochondries, l'ATP est synthétisé de manière intensive, qui est une source d'énergie, et l'énergie est nécessaire à la division cellulaire mitotique. Après la période G 2, la cellule entre dans la période mitotique.

Certaines cellules peuvent sortir du cycle cellulaire. La sortie d'une cellule du cycle cellulaire est indiquée par la lettre G0. Une cellule entrant dans cette période perd sa capacité de mitose. De plus, certaines cellules perdent temporairement leur capacité de mitose, d'autres définitivement.

Dans le cas où une cellule perd temporairement sa capacité de division mitotique, elle subit une différenciation initiale. Dans ce cas, une cellule différenciée est spécialisée pour remplir une fonction spécifique. Après différenciation initiale, cette cellule est capable de retourner au cycle cellulaire et d'entrer dans la période Gj et, après avoir passé la période S et la période G 2, subir une division mitotique.

Où se trouvent les cellules dans le corps pendant la période G 0? Ces cellules se trouvent dans le foie. Mais si le foie est endommagé ou qu'une partie de celui-ci est enlevée par chirurgie, toutes les cellules qui ont subi une différenciation initiale retournent au cycle cellulaire et, en raison de leur division, les cellules parenchymateuses du foie sont rapidement restaurées.

Les cellules souches sont également en période G 0, mais lorsque la cellule souche commence à se diviser, elle passe par toutes les périodes de l'interphase: G1, S, G 2.

Les cellules qui perdent finalement la capacité de division mitotique subissent d'abord une différenciation initiale et remplissent certaines fonctions, puis une différenciation finale. Avec la différenciation finale, la cellule ne peut pas retourner au cycle cellulaire et finit par mourir. Où sont ces cellules dans le corps? Premièrement, ce sont des cellules sanguines. Granulocytes sanguins qui ont subi une fonction de différenciation pendant 8 jours puis meurent. Les érythrocytes sanguins fonctionnent pendant 120 jours, puis ils meurent également (dans la rate). Deuxièmement, ce sont les cellules de l'épiderme cutané. Les cellules de l'épiderme subissent d'abord une différenciation initiale, puis finale, à la suite de laquelle elles se transforment en écailles cornées, qui sont ensuite décollées de la surface de l'épiderme. Dans l'épiderme de la peau, les cellules peuvent être dans la période G 0, la période G1, la période G 2 et la période S.

Les tissus dont les cellules se divisent fréquemment sont plus affectés que les tissus dont les cellules se divisent rarement, car un certain nombre de facteurs chimiques et physiques détruisent les microtubules du fuseau de fission.

MITOSE

La mitose est fondamentalement différente de la division directe ou de l'amitose en ce que pendant la mitose, il existe une distribution uniforme du matériel chromosomique entre les cellules filles. La mitose est divisée en 4 phases. La 1ère phase est appelée prophase, 2ème - métaphase, 3e - anaphase, 4e - télophase.

Si une cellule a un demi-ensemble (haploïde) de chromosomes, comprenant 23 chromosomes (cellules germinales), un tel ensemble est désigné par le symbole Dans les chromosomes et l'ADN 1c, si diploïde - chromosomes 2p et ADN 2c (cellules somatiques immédiatement après la division mitotique), ensemble aneuploïde de chromosomes - dans les cellules anormales.

Prophase. La prophase est divisée en début et en fin. Au début de la prophase, les chromosomes se spiralisent et deviennent visibles sous la forme de fils minces et forment une boule dense, c'est-à-dire qu'une forme de boule dense se forme. Avec l'apparition de la prophase tardive, les chromosomes se spiralisent encore plus, ce qui entraîne la fermeture des gènes des organisateurs nucléolaires des chromosomes. Par conséquent, la transcription de l'ARNr et la formation de sous-unités chromosomiques s'arrêtent et le nucléole disparaît. En même temps, une fragmentation de l'enveloppe nucléaire se produit. Des fragments de l'enveloppe nucléaire se coagulent en petites vacuoles. La quantité d'EPS granulaire diminue dans le cytoplasme. Les citernes de EPS granulaire sont fragmentées en structures plus petites. Le nombre de ribosomes à la surface des membranes EPS diminue fortement. Cela conduit à une diminution de 75% de la synthèse des protéines. À ce moment, le doublement du centre cellulaire se produit. Les 2 centres de cellules formés commencent à diverger vers les pôles. Chacun des centres cellulaires nouvellement formés se compose de 2 centrioles: la mère et la fille.

Avec la participation des centres cellulaires, un fuseau de division commence à se former, composé de microtubules. Les chromosomes continuent de tourner en spirale et le résultat est un faisceau lâche de chromosomes situé dans le cytoplasme. Ainsi, la prophase tardive est caractérisée par un faisceau lâche de chromosomes.

Métaphase. Au cours de la métaphase, les chromatides des chromosomes maternels deviennent visibles. Les chromosomes maternels s'alignent dans le plan équatorial. Si vous regardez ces chromosomes depuis l'équateur de la cellule, ils sont perçus comme plaque équatoriale (lamina equatorialis). Dans ce cas, si vous regardez la même plaque du côté du poteau, alors elle est perçue comme mère étoile(monastr). Au cours de la métaphase, la formation du fuseau de fission est terminée. Dans le fuseau de division, 2 types de microtubules sont visibles. Certains microtubules sont formés à partir du centre cellulaire, c'est-à-dire du centriole, et sont appelés microtubules centriolaires (microtubuli cenriolaris). D'autres microtubules commencent à se former à partir des kinétochores des chromosomes. Que sont les kinétochores? Dans le domaine des constrictions primaires des chromosomes, il existe des soi-disant kinétochores. Ces kinétochores ont la capacité d'induire l'auto-assemblage des microtubules. C'est là que commencent les microtubules, qui se développent vers les centres cellulaires. Ainsi, les extrémités des microtubules kinétochores s'étendent entre les extrémités des microtubules centriolaires.

Anaphase. Pendant l'anaphase, il y a une séparation simultanée des chromosomes filles (chromatides), qui commencent à se déplacer l'un vers l'un, les autres vers l'autre pôle. Dans ce cas, une étoile double apparaît, c'est-à-dire 2 étoiles filles (diastr). Le mouvement des étoiles est effectué en raison du fuseau de division et du fait que les pôles de la cellule eux-mêmes sont quelque peu éloignés les uns des autres.

Mécanisme, mouvement des étoiles filles. Ce mouvement est assuré par le fait que les extrémités des microtubules kinétochores glissent le long des extrémités des microtubules centriolaires et tirent les chromatides des étoiles filles vers les pôles.

Télophase. Pendant la télophase, le mouvement des étoiles filles s'arrête et des noyaux commencent à se former. Les chromosomes subissent une déspiralisation et une enveloppe nucléaire (nucléolemme) commence à se former autour des chromosomes. Puisque les fibrilles d'ADN chromosomique subissent une déspiralisation, la transcription commence

ARN sur les gènes découverts. Puisqu'il y a une déspiralisation des fibrilles d'ADN chromosomique, l'ARNr commence à être transcrit dans la région des organisateurs nucléolaires sous la forme de filaments minces, c'est-à-dire que l'appareil fibrillaire du nucléole est formé. Ensuite, les protéines ribosomales sont transportées vers les fibrilles d'ARNr, qui sont complexées avec l'ARNr, à la suite de quoi des sous-unités ribosomales sont formées, c'est-à-dire que le composant granulaire du nucléole est formé. Cela se produit déjà à la fin de la télophase. Cytotomie, c'est-à-dire, formation de constriction. Avec la formation d'une constriction le long de l'équateur, le cytolemme s'invagine. Le mécanisme d'invagination est le suivant. Le long de l'équateur, se trouvent des tonofilaments constitués de protéines contractiles. Ce sont ces tonofilaments qui attirent le cytolemme. Ensuite, le cytolemme d'une cellule fille est séparé d'une autre cellule fille similaire. Ainsi, à la suite de la mitose, de nouvelles cellules filles se forment. Les cellules filles pèsent 2 fois moins que la mère. Ils ont également moins d'ADN - correspond à 2c, et la moitié du nombre de chromosomes - correspond à 2n. Ainsi, la division mitotique met fin au cycle cellulaire.

La signification biologique de la mitose réside dans le fait qu'en raison de la division, le corps se développe, régénération physiologique et réparatrice des cellules, des tissus et des organes.

La division cellulaire - un ensemble de processus grâce auxquels deux cellules filles ou plus sont formées à partir d'une cellule mère. La division cellulaire est la base biologique de la vie. Dans le cas des organismes unicellulaires, de nouveaux organismes se forment par division cellulaire. Dans les organismes multicellulaires, la division cellulaire est associée à la reproduction asexuée et sexuée, à la croissance et à la restauration de bon nombre de leurs structures. La tâche principale de la division cellulaire est la transmission des informations héréditaires à la génération suivante. Les cellules procaryotes n'ont pas de noyau formé, de sorte que leur division cellulaire en deux cellules filles plus petites, appelées séparation binaire, plus facile et plus rapide. Chez les eucaryotes, plusieurs types de division cellulaire sont distingués:

division mitotique - division, dans laquelle deux cellules filles avec le même ensemble de chromosomes sont formées à partir d'une cellule mère (pour les cellules somatiques)

séparation méiotique - division, dans laquelle quatre cellules filles avec un demi-ensemble (haploïde) de chromosomes sont formées à partir d'une cellule mère (dans les organismes avec reproduction sexuée)

bourgeonnant - division, dans laquelle deux cellules filles sont formées à partir d'une cellule mère, dont l'une est plus grande que l'autre (par exemple, dans la levure)

division multiple (schizogonie) - division, dans laquelle de nombreuses cellules filles sont formées à partir d'une cellule mère (par exemple, dans le plasmodium du paludisme).

La division cellulaire fait partie du cycle cellulaire. Cycle cellulaire - c'est la période d'existence d'une cellule d'une division à l'autre. La durée de cette période est différente pour différents organismes (par exemple, bactéries - 20 à 30 minutes, pour les leucocytes humains - 4 à 5 jours) et dépend de l'âge, de la température, de la quantité d'ADN, du type de cellule, etc. Dans les organismes unicellulaires, le cycle cellulaire coïncide avec la vie de l'individu, et dans les organismes multicellulaires, les cellules du corps, qui se divisent continuellement, coïncident avec le cycle mitotique. Les processus moléculaires qui ont lieu au cours du cycle cellulaire sont cohérents. La mise en œuvre du cycle cellulaire dans le sens inverse est impossible. Une caractéristique importante de tous les eucaryotes est que les phases de surexposition du cycle cellulaire sont soumises à une coordination précise. Une phase du cycle cellulaire est remplacée par une autre dans un ordre strictement établi, et avant le début de la phase suivante, tous les processus biochimiques caractéristiques de la phase précédente ont été correctement achevés. Les perturbations du cycle cellulaire peuvent entraîner des anomalies chromosomiques. Par exemple, une partie des chromosomes peut être perdue, mal répartie entre deux cellules filles, etc. Ces anomalies chromosomiques sont caractéristiques des cellules cancéreuses. Il existe deux classes principales de molécules régulatrices qui dirigent le cycle cellulaire. Ce sont des cyclines et des enzymes kinases dépendantes de la cycline. L. Hartwell, R. Hunt et P. Nurse ont reçu le prix Nobel de médecine et de physiologie 2001 pour la découverte de ces molécules centrales dans la régulation du cycle cellulaire.

Les principales périodes du cycle cellulaire sont l'interphase, la mitose et la cytokinèse.

Cycle cellulaire \u003d Interphase + Mitose + Cytokinèse

Interphase (lat. Inter - entre, phase - apparence) - la période entre les divisions cellulaires ou entre la division cellulaire et sa mort.

La durée de l'interphase, en règle générale, représente jusqu'à 90% du temps de l'ensemble du cycle cellulaire. La principale caractéristique des cellules interphases est l'état de déspiralisation de la chromatine. Dans les cellules qui ont perdu la capacité de se diviser (par exemple, les neurones), l'interphase sera la période allant de la dernière mitose à la mort cellulaire.

L'interphase assure la croissance cellulaire, le doublement des molécules d'ADN, la synthèse de composés organiques, la reproduction des mitochondries, elle accumule de l'énergie en ATP, ce qui est nécessaire pour assurer la division cellulaire.

L'interphase comprend les périodes présynthétiques, synthétiques et post-synthétiques. Période présynthétique (Phase G1) - caractérisée par la croissance cellulaire. Pendant cette période, qui est la plus longue, les cellules se développent, se différencient et remplissent leurs fonctions. Dans les cellules différenciées qui ne se divisent plus, il n'y a pas de phase G1 dans le cycle cellulaire. Ces cellules sont en période de dormance (phase G0). Période synthétique (Phase S) est une période dont l'événement principal est le doublement de l'ADN. Chaque chromosome de cette période devient bichromatide. Période postsynthétique (Phase G2) - la période de préparation immédiate à la mitose.

Événements majeurs pendant l'interphase

La mitose est le principal type de division cellulaire eucaryote. Cette section se compose de 4 phases ( prophase, métaphase, anaphase, télophase) et dure de quelques minutes à 2-3 heures.

Cytokinèse (ou cytotomie) - division du cytoplasme d'une cellule eucaryote, qui se produit après que la cellule a divisé le noyau (mitose). Dans la plupart des cas, le cytoplasme et les organites de la cellule sont répartis à peu près également entre les cellules filles. Une exception est l'ovogenèse, au cours de laquelle le futur ovule reçoit presque tout le cytoplasme et les organites, tandis que les corps polaires ne les contiennent presque pas et meurent bientôt. Dans les cas où la division nucléaire n'est pas accompagnée de cytokinèse, des cellules multinucléées se forment (par exemple, des fibres musculaires transversales). La cytokinèse se produit immédiatement après la télophase. Dans les cellules animales, pendant la télophase, la membrane plasmique commence à s'infiltrer vers l'intérieur à l'équateur (sous l'action de microfilaments) et divise la cellule en deux. Un petit corps est formé dans les cellules végétales à l'équateur avec des microfilaments - fragmoblast. Les mitochondries, l'EPS, l'appareil de Golgi et les ribosomes s'y déplacent. Les bulles de l'appareil de Golgi se combinent pour former une plaque cellulaire, qui se dilate et fusionne avec la paroi cellulaire de la cellule mère.

BIOLOGIE +Apoptose est le phénomène de mort cellulaire programmée. Contrairement à un autre type de mort cellulaire - la nécrose- pendant l'apoptose, la destruction de la membrane cytoplasmique ne se produit pas et, par conséquent, le contenu de la cellule n'entre pas dans l'environnement extracellulaire. Un trait caractéristique est la fragmentation de l'ADN par une enzyme endonucleza spécifique en fragments. Le processus d'apoptose avec le nécessaire pour la régulation physiologique du nombre de cellules dans le corps, pour la destruction des vieilles cellules, pour la chute des feuilles d'automne, pour l'action cytoxique des lymphocytes tueurs, pour l'embryogenèse du corps, etc. La perturbation de l'apoptose cellulaire normale conduit à une prolifération cellulaire incontrôlée et à l'apparition d'une tumeur.

La période de vie d'une cellule depuis le moment de sa naissance à la suite de la division de la cellule mère jusqu'à la prochaine division ou mort est appelée le cycle de vie (cellulaire) de la cellule.

3) Postynthétique G2 - prémitotique, la synthèse d'ARN se poursuit. Les chromosomes contiennent 2 copies de leurs propres chromatides, dont chacune porte 1 molécule d'ADN (double brin). La cellule est prête pour la division, le chromosome est spiralé.

Amitose - division directe

Mitose - division indirecte

Méiose - division réduction

AMYTOSE - Il est rare, notamment dans les cellules vieillissantes ou dans des conditions pathologiques (réparation tissulaire), le noyau reste en état interphase, les chromosomes ne sont pas spralisés. Le noyau est divisé par constriction. Le cytoplasme peut ne pas se diviser, puis des cellules binucléées se forment.

MITOSE - une méthode universelle de division. Dans le cycle de vie, ce n'est qu'une petite partie. Le cycle des cellules épithémales de l'intestin d'un chat est de 20 à 22 heures, la mitose - 1 heure. La mitose comprend 4 phases.

1) PROPHASE - il y a un raccourcissement et un épaississement des chromosomes (spiralisation), ils sont clairement visibles. Les chromosomes sont constitués de 2 chromatides (doublant dans la période d'interphase). Le nucléole et l'enveloppe nucléaire se désintègrent, le cytoplasme et le caryoplasme se mélangent. Les centres de cellules divisées divergent le long du grand axe de la cellule vers les pôles. Un fuseau de fission est formé (constitué de filaments de protéines élastiques).

2) METOPHASE - les chromosomes sont situés dans le même plan le long de l'équateur, formant une plaque de métaphase. Le fuseau de division se compose de 2 types de filaments: certains relient les centres cellulaires, les seconds - (leur nombre \u003d le nombre de chromosomes 46) sont attachés, une extrémité au centrosome (centre cellulaire), l'autre au centromère du chromosome. Le centromère commence également à se diviser par 2. Les chromosomes (à la fin) se divisent dans la zone du centromère.

3) ANAPHASE - la phase la plus courte de la mitose. Les filaments de la broche commencent à se raccourcir et les chromatides de chaque chromosome s'éloignent les unes des autres vers les pôles. Chaque chromosome est constitué d'une seule chromatide.

4) TELOPHASE - les chromosomes sont concentrés aux centres cellulaires correspondants, déspiralisés. Les nucléoles, l'enveloppe nucléaire se forment, une membrane se forme qui sépare les cellules sœurs les unes des autres. Les cellules sœurs divergent.

La signification biologique de la mitose réside dans le fait qu'en conséquence, chaque cellule fille reçoit exactement le même ensemble de chromosomes, et donc exactement la même information génétique que la cellule mère possédait.

7. MEIOSE - DIVISION, MATURE DES CELLULES DE GENRE

L'essence de la reproduction sexuée est la fusion de 2 noyaux de cellules sexuelles (gamètes) de spermatozoïdes (mari) et d'un ovule (femmes). En cours de développement, les cellules germinales subissent une division mitotique et, au cours de la maturation, une division méiotique. Par conséquent, les cellules germinales matures contiennent un ensemble haploïde de chromosomes (n): P + P \u003d 2P (zygote). Si les gamètes avaient 2n (diploïdes), alors les descendants auraient un tétraploïde (2n + 2n) \u003d 4n nombre de chromosomes, etc. Le nombre de chromosomes chez les parents et la progéniture reste constant. Une diminution de moitié du nombre de chromosomes se produit par méiose (gamétogenèse). Il se compose de 2 divisions consécutives:

Réduction

Équationnel (égalisation)

sans interphase entre eux.

LA PROPHASE 1 DIFFÈRE DE LA PROPHASE MITOSE.

1.Leptonème (filaments minces) dans le noyau diploïde (2p) de longs chromosomes minces 46 pcs.

2.Zigonema - chromosomes homologues (appariés) - 23 paires chez l'homme conjugué (éclair) «ajustement» du gène au gène sont connectés sur toute la longueur de 2n - 23 pcs.

3. Homologue de Pachynema (filaments épais). les chromosomes sont étroitement liés (bivalents). Chaque chromosome se compose de 2 chromatides, c'est-à-dire bivalent - à partir de 4 chromatides.

4. La conjugaison diplonema (double brin) des chromosomes se repousse. La torsion se produit, et parfois l'échange de parties cassées des chromosomes - croisement (croisement) - cela augmente considérablement la variabilité héréditaire, de nouvelles combinaisons de gènes.

5. Diakinèse (mouvement au loin) - la prophase se termine, les chromosomes se spralisent, l'enveloppe nucléaire se désintègre et la deuxième phase commence - la métaphase de la première division.

Métaphase 1 - les bivalents (tétrades) se trouvent le long de l'équateur de la cellule, le fuseau de division est formé (23 paires).

Anaphase 1 - à chaque pôle ne divergent pas le long de la 1ère chromatide, mais de 2 chromosomes. Le lien entre les chromosomes homologues est affaibli. Les chromosomes appariés s'éloignent les uns des autres vers des pôles différents. Un ensemble haploïde est formé.

Télophase 1 - aux pôles du fuseau, un seul ensemble haploïde de chromosomes est assemblé, dans lequel chaque type de chromosome est représenté non pas par une paire, mais par le 1er chromosome composé de 2 chromatides, le cytoplasme ne se divise pas toujours.

Méiose 1- la division conduit à la formation de cellules portant un ensemble haploïde de chromosomes, mais les chromosomes sont constitués de 2 chromatides, c.-à-d. ont le double de la quantité d'ADN. Par conséquent, les cellules sont déjà prêtes pour la 2e division.

Méiose 2 division (équivalent). Toutes les étapes: prophase 2, métaphase 2, anaphase 2 et télophase 2. Cela se déroule comme une mitose, mais les cellules haploïdes se divisent.

À la suite de la division, les chromosomes maternels double brin, se divisant, forment des chromosomes filles simple brin. Chaque cellule (4) aura un ensemble haploïde de chromosomes.

À. à la suite de 2 divisions méthotiques:

Augmentation de la variabilité héréditaire due à différentes combinaisons de chromosomes dans les ensembles filles

Le nombre de combinaisons possibles de paires de chromosomes \u003d 2 à la puissance n (le nombre de chromosomes dans un ensemble haploïde de 23 est une personne).

Le but principal de la méiose est de créer des cellules avec un ensemble haploïde de chromosomes - elle est réalisée en raison de la formation au début d'une division méiotique de paires de chromosomes homologues et de la divergence ultérieure d'homologues en différentes cellules filles. La formation de cellules germinales mâles est la spermatogenèse, femelle - oogenèse.