Жизненный цикл клетки и его периоды. Регуляция клеточного цикла

• Жизненный цикл клетки: время от деления до деления или до гибели.
• Интерфаза: G1 (постмитотический, рост, синтез белков, 2n=2c, точка R), S (репликация ДНК, 2n=4c, удвоение центриолей), G2 (синтез тубулина, АТФ, подготовка к митозу).
• Регуляция: стимуляторы (соматомедины, факторы роста, протоонкогены) и ингибиторы (гены-супрессоры). Точка R — критический контроль перехода G1→S.

Жизненный цикл клетки – это жизнь клетки, время существования клетки между двумя делениями или между ее образованием и гибелью.

Интерфаза – это этап существования клетки, в котором реализуется генетическая программа, заключенная в ДНК хромосом (этап подготовки к делению). Включает 3 периода:

1. Пресинтетический или постмитотический (G1) период

• Наступает сразу же после митотического деления клетки.
• Характеризуется активным ростом клетки и синтезом белка и РНК, благодаря чему клетка достигает нормальных размеров и восстанавливает необходимый набор органелл.
• G1-период длится от нескольких часов до нескольких дней.
• В течение этого периода синтезируются особые "запускающие" белки, или активаторы S-периода.
• Клетка имеет диплоидный набор хромосом и ДНК (2n=2c). Они обеспечивают достижение клеткой определенного порога (точки R - рестрикции или ограничения), после которого она вступает в S-период.
• Контроль, осуществляемый на уровне точки R (при переходе из G1 в S), ограничивает возможность нерегулируемого размножения клеток.
• Проходя эту точку, клетка переключается на последующую регуляцию внутренними факторами клеточного цикла, которая обеспечивает закономерное завершение ее деления.
• Если клетка не достигает точки R, она выходит из цикла и вступает в период репродуктивного покоя (G0). В этом состоянии клетки могут находиться длительное время, сохраняют морфологические свойства и способность к делению.

2. Синтетический (S) период

• Характеризуется удвоением содержания (репликацией) ДНК (2n=4c), синтезом белков (в частности, гистонов, которые поступают в ядро из цитоплазмы и обеспечивают нуклеосомную упаковку вновь синтезированной ДНК), увеличением синтеза РНК.
• Одновременно удваивается число центриолей.
• S-период длится у большинства клеток 8-12 часов.

3. Постсинтетический или премитотический (G2) период

• Период следует за S-периодом и продолжается вплоть до митоза (часто обозначаемого буквой М).
• Происходит дальнейший рост синтеза РНК, белков (тубулина), накапливается энергия АТФ.
• Длительность G2-периода составляет 2-4 часа.

Регуляция клеточного цикла Влияние на митотическую активность клеток осуществляется за счет сбалансированного взаимодействия двух типов факторов:

• одни стимулируют деление клеток;
• другие подавляют его.

К стимулирующим факторам принадлежат:

• соматомедины – пептиды, секретируемые печенью в ответ на гормон роста (ГР):
  • инсулиноподобные факторы роста;
  • тромбоцитарные факторы роста;
  • интерлейкины.
• протоонкогены – группа генов, которая контролирует синтез ДНК в клетках и клеточное деление. Под влиянием онкогенов происходит бесконтрольное деление клеток и развитие опухолей.

Гены-супрессоры оказывают ингибирующее действие на митотическую активность клеток. Мутация этих генов может стать причиной опухолей.