Клеточный цикл. Митоз. Апоптоз и некроз клеток

1.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ.
МИТОЗ.
АПОПТОЗ И НЕКРОЗ КЛЕТОК.

2.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Фазы клеточного цикла
М фаза
(1-4 часа)
G2-период
(2-4 часа)
интерфаза
S-период
(6-16 часов)
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
G1-период
(3-64 часа)

3.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Изменение количества ДНК в клетке в зависимости от фазы клеточного цикла
Пропидиум иодид, или PI:
количество клеток
клетка в
G1-периоде
клетка в
G2-периоде
или M фазе
клетка в
S-периоде
относительное количество ДНК на клетку
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

4.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Репликация ДНК, репликативная вилка, репликон
ДНК
ORC
точка начала репликации
Cdc6
Cdt1
хеликаза
пре-репликативный комплекс
S-Cdk,
запускающие
S-период
комплекс
преинициации
завершение
репликации
ДНК
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

5.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Репликация ДНК, репликативная вилка, репликон
Организация репликативной вилки
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

6.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Репликация ДНК, репликативная вилка, репликон
Электронные микрофотографии двунаправленных репликативных вилок
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

7.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Схема удвоения центриолей в клеточном цикле
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

8.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Соотношение митоза и цитокинеза в М фазе клеточного цикла
цитокинез
митоз
интерфаза
профаза прометафаза метафаза
анафаза
телофаза
М-фаза
интерфаза
Митоз (др.-греч. mitoz – нить) (устаревший термин - кариокинез) – непрямое
деление клетки, а точнее, непрямое деление клеточного ядра.
Цитокинез, или цитотомия – деление тела клетки. Цитокинез является
завершающим этапом М-фазы клеточного цикла, когда клетка уже претерпела
деление ядра в ходе митоза (или мейоза).
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

9.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Расхождение клеточных центров и формирование метафазной пластинки
микротрубочки
веретена деления
кинезин-14
кинезин-5
динеин
динеин
центросома
сестринские
хроматиды
плазмалемма
кинезин-4, 10
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

10.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Участие кинетохора в расхождении хромосом
удвоенная
хромосома
центромера
кинетохор
кинетохорные
микротрубочки
Метафазная хромосома,
микрофотография
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
хроматида
Метафазная хромосома,
схема

11.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Участие кинетохора в расхождении хромосом
кинетохор
направление
движения
хроматиды
анафазная хроматида
кинетохорные
микротрубочки
1 мкм
Кинетохор,
микрофотография
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

12.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Участие кинетохора в расхождении хромосом
внутренняя часть кинетохора
наружная часть кинетохора
конец
+ конец
кинетохорная
микротрубочка
Схема строения кинетохора
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

13.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Цитокинез животной клетки
сократительное кольцо из
актиновых и миозиновых филаментов
Схема
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
10 мкм
Микрофотография,
полученная с помощью
сканирующего электронного
микроскопа

14.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Цитокинез растительной клетки, схема
микротрубочки
остаток микротрубочек
и актиновые филаменты
веретена деления
микротрубочки интерфазы
в области клеточного кортекса
фрагмопласт
новая
клеточная
стенка
вакуоль
везикулы
от аппарата
Гольджи
клеточная
стенка
G2-период
телофаза
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
микротрубочки
фрагмопласта
цитокинез
G1-период

15.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Разновидности митоза
Атипичный митоз:
однополюсной митоз
многополюсной митоз
эндомитоз (эндоредупликация)
Амитоз.
Дробление.
Мейоз.
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

16.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Контрольные точки клеточного цикла
G2/M
контрольная точка
вхождение в митоз
переход
метафазы в анафазу
запуск анафазы
и переход к цитокинезу
вхождение в клеточный цикл и переход к S фазе
стартовая
контрольная точка
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

17.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Контроль клеточного цикла с помощью циклинов и циклинзависимых киназ
Cdk-активирующая киназа (CDK)
циклин
циклин
АТФ
АТФ
АТФ
Т-петля
активный сайт
Cdk
неактивный
частично активный
активирующий фосфат
активный
Схема активации комплексов циклинов и циклинзависимых киназ
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

18.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Контроль клеточного цикла с помощью циклинов и циклинзависимых киназ
G1/S-циклин
S-циклин
старт
M-циклин
G2/M
циклин
G1/S-Cdk S-Cdk
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
M-Cdk
метафаза-анафаза

19.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
Основные циклины и циклинзависимые киназы позвоночных
Комплекс
циклин-циклинзависимая
киназа
G1-Cdk
G1/S-Cdk
S-Cdk
M-Cdk
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
Циклин
Циклин D
Циклин E
Циклин А
Циклин В
Циклинзависимая киназа
Cdk4, Cdk6
Cdk2
Cdk2, Cdk1
Cdk1

20.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ
К чему приводит нарушение деления клеток
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

21.

АПОПТОЗ И НЕКРОЗ КЛЕТОК
Сравнительная характеристика апоптоза и некроза
Термический ожог
ведет к некрозу клеток
и развитию воспаления
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
Апоптоз является
физиологической гибелью
клеток, которая необходима
для морфогенеза, а также
обновления тканей у
взрослого организма

22.

АПОПТОЗ И НЕКРОЗ КЛЕТОК
Сравнительная характеристика апоптоза и некроза
ПОКАЗАТЕЛЬ
АПОПТОЗ
НЕКРОЗ
Фактор запуска
Специфический сигнал
Неспецифическое воздействие
Генетический контроль
Да
Нет
Энергозависимость
Да
Нет
Основной эффект
Деградация ДНК
Деструкция мембран
Размер клетки
Уменьшается
Увеличивается
Локализация эффекта
Ядро
Цитоплазма
Изменения ядра
Кариорексис или пикноз
Гидропическое набухание
Изменения ядрышка
Распад на отдельные гранулы Сохраняет целостность
Изменения цитоплазмы
Уплотняется
Эндоплазматическая сеть
Может локально расширяться Деградирует
Митохондрии
Сохраняют целостность
Сжимаются и разрушаются
Лизосомы
Остаются интактными
Разрушаются
Длительность
До 12 часов
Не более 1 часа
Воспаление
Отсутствует
Развивается
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
Разрыхляется

23.

АПОПТОЗ И НЕКРОЗ КЛЕТОК
Деградация ДНК при апоптозе
CASP3
CAD
Время, мин
M 0 15 45 75
iCAD
3054
15
1636
45
1018
75
506
Схема межнуклеосомной
фрагментации ДНК
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
Фрагментация
ДНК
Конденсация
хроматина
Фрагментация ДНК и
конденсация хроматина
при апоптозе
Время, мин
активная
CAD
Длина фрагментов ДНК
0

24.

АПОПТОЗ И НЕКРОЗ КЛЕТОК
Сравнительная характеристика апоптоза и некроза
ПОКАЗАТЕЛЬ
АПОПТОЗ
НЕКРОЗ
Фактор запуска
Специфический сигнал
Неспецифическое воздействие
Генетический контроль
Да
Нет
Энергозависимость
Да
Нет
Основной эффект
Деградация ДНК
Деструкция мембран
Размер клетки
Уменьшается
Увеличивается
Локализация эффекта
Ядро
Цитоплазма
Изменения ядра
Кариорексис или пикноз
Гидропическое набухание
Изменения ядрышка
Распад на отдельные гранулы Сохраняет целостность
Изменения цитоплазмы
Уплотняется
Эндоплазматическая сеть
Может локально расширяться Деградирует
Митохондрии
Сохраняют целостность
Сжимаются и разрушаются
Лизосомы
Остаются интактными
Разрушаются
Длительность
До 12 часов
Не более 1 часа
Воспаление
Отсутствует
Развивается
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
Разрыхляется

25.

АПОПТОЗ И НЕКРОЗ КЛЕТОК
Изменения состояния ядра при апоптозе и некрозе
Морфология интактных,
апоптотических и
некротических клеток
(на микрофотографии,
полученной с помощью
флуоресцентного микроскопа
ZEISS AXIO Imager.A1, видны
живые (стрелка 1) клетки,
клетки с признаками некроза
(стрелка 2), пикноза ядра
(стрелка 3), периферической
конденсации хроматина
(стрелка 4) и кариорексиса
(стрелка 5))
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.

26.

АПОПТОЗ И НЕКРОЗ КЛЕТОК
Сравнительная характеристика апоптоза и некроза
ПОКАЗАТЕЛЬ
АПОПТОЗ
НЕКРОЗ
Фактор запуска
Специфический сигнал
Неспецифическое воздействие
Генетический контроль
Да
Нет
Энергозависимость
Да
Нет
Основной эффект
Деградация ДНК
Деструкция мембран
Размер клетки
Уменьшается
Увеличивается
Локализация эффекта
Ядро
Цитоплазма
Изменения ядра
Кариорексис или пикноз
Гидропическое набухание
Изменения ядрышка
Распад на отдельные гранулы Сохраняет целостность
Изменения цитоплазмы
Уплотняется
Эндоплазматическая сеть
Может локально расширяться Деградирует
Митохондрии
Сохраняют целостность
Сжимаются и разрушаются
Лизосомы
Остаются интактными
Разрушаются
Длительность
До 12 часов
Не более 1 часа
Воспаление
Отсутствует
Развивается
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.
Разрыхляется

27.

АПОПТОЗ И НЕКРОЗ КЛЕТОК
Образование апоптотических тел при апоптозе
лейкоцит
апоптотические
тела
фагоцитоз
В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций.