Ciclo di vita cellulare: fasi, periodi. Il ciclo di vita del virus nella cellula ospite

Il ciclo di vita di una cellula include l'inizio della sua formazione e la fine dell'esistenza come unità indipendente. Per cominciare, la cellula appare durante la divisione della sua cellula madre e termina la sua esistenza a causa della successiva divisione o morte.

Il ciclo di vita di una cellula consiste di interfase e mitosi. È in questo periodo in esame è equivalente al cellulare.

Ciclo di vita cellulare: interfase

Questo è il periodo tra le due divisioni cellulari mitotiche. La riproduzione dei cromosomi procede in modo analogo al riduplicazione (replicazione semi-conservativa) Molecole di DNA Nell'interfase, il nucleo cellulare è circondato da una speciale membrana a due membrane, e i cromosomi sono non ritorti, e non si notano con la normale microscopia ottica.

Quando si colorano e si fissano le cellule, c'è un accumulo di una sostanza altamente macchiata - la cromatina. Vale la pena notare che il citoplasma contiene tutti gli organelli necessari. Questo assicura la piena esistenza della cellula.

Nel ciclo di vita della cellula, l'interfase è accompagnata da tre periodi. Considera ciascuno di essi in modo più dettagliato.

Periodi del ciclo di vita della cellula (interfase)

Il primo di questi è chiamato re-sintetici . Il risultato della precedente mitosi è un aumento del numero di cellule. Qui la trascrizione delle molecole di RNA di nuova fabbricazione (informative), così come le molecole del rimanente RNA vengono sistematizzate, le proteine ​​sono sintetizzate nel nucleo e nel citoplasma. Alcune sostanze del citoplasma si dividono gradualmente con la formazione di ATP, le sue molecole sono dotate di legami macroergici, trasferiscono energia laddove non è sufficiente. a questa cella aumenta di dimensioni raggiunge il materno. Questo periodo dura a lungo in celle specializzate, durante le quali svolgono le loro funzioni speciali.

Il secondo periodo è noto come sintetico (sintesi del DNA). Il suo blocco può fermare l'intero ciclo. Qui avviene la replicazione delle molecole di DNA, così come la sintesi delle proteine ​​coinvolte nella formazione dei cromosomi.

Le molecole di DNA iniziano a legarsi alla proteina, causando l'addensamento dei cromosomi. Allo stesso tempo, si osserva una riproduzione di centrioli, con il risultato che appaiono 2 coppie. Il nuovo centriolo in tutte le coppie è posizionato relativamente vecchio con un angolo di 90 °. Successivamente, ogni coppia nel periodo della prossima mitosi ritorna ai poli della cellula.

Il periodo sintetico è caratterizzato da una maggiore sintesi del DNA e da un brusco salto nella formazione delle molecole di RNA, così come dalle proteine ​​nelle cellule.

Il terzo periodo - postsintetico . È caratterizzato dalla presenza della preparazione cellulare per la successiva divisione (mitotica). Questo periodo dura, di regola, sempre meno di altri. A volte cade del tutto.

Durata del tempo di generazione

In altre parole, questo è quanto dura il ciclo di vita della cellula. La durata del tempo di generazione, così come i singoli periodi, assume valori diversi per celle diverse. Questo può essere visto dalla tabella qui sotto.

Quindi, il ciclo di vita della cellula più breve è in quelli cambiali. Succede che il terzo periodo cade completamente - post-sintetico. Ad esempio, in un ratto di 3 settimane nelle cellule del suo fegato, si riduce a mezz'ora, la durata del tempo di generazione è di 21,5 ore.La durata del periodo sintetico è la più stabile.

In altre situazioni nel primo periodo (presintetico) la cella accumula proprietà per l'implementazione di funzioni specifiche, questo è dovuto al fatto che la sua struttura diventa più complessa. Se la specializzazione non è troppo lontana, può attraversare l'intero ciclo di vita della cellula con la formazione di 2 nuove cellule nella mitosi. In questa situazione, il primo periodo potrebbe aumentare in modo significativo. Ad esempio, il tempo di generazione nelle cellule dell'epitelio cutaneo del topo, vale a dire 585,6 ore, è nel primo periodo - presintetico, e nelle cellule del periostio del ratto - 102 ore su 114.

La parte principale di questo tempo è chiamata G0-periodo - l'implementazione della funzione specifica intensiva della cella. Molte cellule epatiche rimangono in questo periodo, motivo per cui hanno perso la capacità di mitosi.

Se una parte del fegato viene rimossa, la maggior parte delle sue cellule passeranno alla piena vita, prima sintetica, poi al periodo post-sintetico e alla fine, il processo mitotico. Quindi, per varie popolazioni cellulari, la reversibilità di un tale periodo G0 è già stata dimostrata. In altre situazioni, il grado di specializzazione aumenta così tanto che, in condizioni tipiche, le cellule non possono più dividersi mitoticamente. Occasionalmente si verifica la produzione endore. In alcuni, è ripetuto più di una volta, i cromosomi si addensano così tanto che possono essere visti in un normale microscopio ottico.

Così, abbiamo imparato che nel ciclo di vita di una cellula, l'interfase è accompagnato da tre periodi: presintetico, sintetico e postsintetico.

Divisione cellulare

È la base della riproduzione, della rigenerazione, della trasmissione delle informazioni ereditarie, dello sviluppo. Di per sé, la cella esiste solo nel periodo intermedio tra le divisioni.

Il ciclo di vita (divisione cellulare) è il periodo di esistenza dell'unità in questione (inizia dal momento della sua apparizione attraverso la divisione della cellula madre), inclusa la divisione stessa. Finisce con la sua divisione o morte.

Fasi del ciclo cellulare

Ce ne sono solo sei. Le seguenti fasi del ciclo di vita della cellula sono note:

1. Divisione. Qui procede la divisione mitotica.
2. Crescita. Dopo la divisione, la cella aumenta di volume. Raggiunge una certa dimensione.
3. Riposo. In questo momento, l'ulteriore destino non è ancora determinato: la cellula si sta preparando per la divisione o per la specializzazione.
4. Differenziazione Alla fine della fase di crescita, la cellula acquisisce le corrispondenti caratteristiche strutturali e funzionali.
5. Maturità. Una cella esegue determinate funzioni in base alla sua specializzazione.
6. Aging. Indebolimento delle funzioni vitali cellulari. Inoltre - o divisione o morte.

La durata del ciclo di vita, così come il numero di fasi in esso, ogni cella ha il suo. Così dentro tessuto nervoso cellule al completamento dell'iniziale periodo embrionale cessa di dividere, quindi funziona solo per tutta la vita dell'organismo stesso, e poi muore. Ma le cellule dell'embrione nello stadio di frantumazione completano prima 1 divisione, quindi immediatamente, bypassando le fasi rimanenti, procedono alla successiva.

Metodi di divisione cellulare

Da soli due:

1. La mitosi è una divisione indiretta delle cellule.
2. La meiosi è caratteristica di una fase come la maturazione delle cellule germinali, la divisione.

Ora impareremo più in dettaglio ciò che costituisce il ciclo di vita di una cellula - la mitosi.

Divisione cellulare indiretta

La mitosi è una divisione indiretta, cioè cellule somatiche. Questo è un processo continuo, il cui risultato è il primo raddoppio, quindi la stessa distribuzione tra le cellule figlie del materiale ereditario.

Il valore biologico della divisione cellulare indiretta

Consiste nel seguente:

1. Il risultato della mitosi è la formazione di due cellule, ciascuna contenente lo stesso numero di cromosomi della madre. I loro cromosomi sono formati attraverso la replica esatta del DNA materno, motivo per cui i geni delle cellule figlie includono identiche informazioni ereditarie. Sono geneticamente identici alla cellula madre. Quindi, possiamo dire che la mitosi fornisce l'identità della trasmissione di informazioni ereditarie alle cellule figlie dal genitore.

2. Il risultato della mitosi è un certo numero di cellule nell'organismo corrispondente - questo è uno dei meccanismi di crescita più importanti.

3. Un gran numero di animali, le piante lo riproducono asessualmente mediante la divisione cellulare mitotica, quindi la mitosi è la base della riproduzione vegetativa.

4. È la mitosi che fornisce la rigenerazione completa delle parti perse, così come la sostituzione delle cellule, che si verifica in una certa misura in tutti gli organismi pluricellulari.

Così, è diventato noto che il ciclo di vita di una cellula somatica è costituito da mitosi e interfase.

Meccanismo di mitosi

La divisione del citoplasma e del nucleo - 2 processi indipendenti che si svolgono continuamente, in sequenza. Ma per la comodità di studiare gli eventi che si verificano durante il periodo di divisione, è delimitato artificialmente in 4 fasi: pro-, meta-, ana-, telofase. La loro durata varia a seconda del tipo di tessuto, fattori esterni, stato fisiologico. I più lunghi sono i primi e gli ultimi.

prophase

C'è un notevole aumento nel nucleo. Di conseguenza, la spirale si verifica compattazione, accorciando i cromosomi. In una successiva profase, la struttura dei cromosomi è già chiaramente visibile: 2 cromatidi, che sono collegati da un centromero. Inizia il movimento dei cromosomi all'equatore della cellula.

Un fuso di divisione è formato dal materiale citoplasmatico nella profase (in ritardo), che è formato con la partecipazione di centrioli (in cellule animali, in un numero di piante inferiori) o senza di loro (cellule di alcuni protozoi, piante superiori). Successivamente, dai centrioli iniziano ad apparire i filamenti di tipo 2 del fuso, più precisamente:

• supporto, che collega i poli della cella;
• cromosomico (tirando) che si intersecano in metafase a centromeri cromosomici.

Alla fine di questa fase, la membrana nucleare scompare e i cromosomi si trovano liberamente nel citoplasma. Di solito il nucleo scompare un po 'prima.

metafase

Il suo inizio è la scomparsa dell'involucro nucleare. I cromosomi sono allineati per la prima volta sul piano equatoriale, formando una piastra metafase. Allo stesso tempo, i centromeri cromosomici sono posizionati rigorosamente sul piano equatoriale. I filamenti del mandrino si uniscono ai centromeri cromosomici, e alcuni di essi vanno da un polo all'altro senza attaccarsi.

anaphase

Il suo inizio è considerato la divisione dei centromeri dei cromosomi. Di conseguenza, i cromatidi vengono trasformati in due cromosomi figlia separati. Inoltre, questi ultimi cominciano a divergere verso i poli della cellula. Di regola, in questo momento prendono una forma a V speciale. Questa discrepanza viene raggiunta dall'accelerazione del filetto del mandrino. Allo stesso tempo, procede l'allungamento dei fili di supporto, il cui risultato è la separazione dei poli l'uno dall'altro.

telofase

Qui, i cromosomi sono assemblati ai poli delle cellule, poi smontati. La prossima è la distruzione della divisione del fuso. Una membrana nucleare di cellule figlie è formata attorno ai cromosomi. Quindi la cariocinesi è completata, successivamente viene eseguita la citochinesi.

Meccanismi di ingresso del virus nella cellula

Ce ne sono solo due:

1. Fondendo il supercapside virale e le membrane cellulari. Di conseguenza, il nucleocapside viene rilasciato nel citoplasma. Successivamente, viene osservata l'implementazione delle proprietà del genoma del virus.

2. Attraverso pinocitosi (endocitosi mediata dal recettore). Ecco il legame del virus nel sito della fossa frangiata con recettori (specifici). Quest'ultimo viene disegnato all'interno della cella e quindi trasformato in una cosiddetta fiala con frange. A sua volta, contiene il virione assorbito, si fonde con una vescicola intermedia temporanea, che è chiamata endosoma.

Moltiplicazione del virus intracellulare

Dopo la penetrazione nella cellula, il genoma del virus subordina completamente la sua vita ai propri interessi. Attraverso il sistema di sintesi proteica della cellula e dei suoi sistemi di generazione di energia, incarna la propria riproduzione, sacrificando, di regola, la vita delle cellule.

La figura seguente mostra il ciclo di vita del virus nella cellula ospite (la foresta di Semliki è un rappresentante del genere Alphvirus). Il suo genoma è rappresentato da RNA a filamento singolo, positivo, non frammentato. Lì, il virione è dotato di supercapside, che consiste in un doppio strato lipidico. Attraverso esso passa circa 240 copie di un numero di complessi glicoproteici. Il ciclo di vita virale inizia con il suo assorbimento sulla membrana della cellula ospite, dove si lega al recettore della proteina. La penetrazione nella cellula viene eseguita mediante pinocitosi.

conclusione

L'articolo ha esaminato il ciclo di vita della cellula, ne ha descritto le fasi. Dettagli su ciascun periodo di interfase.