ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΙΑΙΡΕΣΗ. αναπαραγωγή. αύξηση αριθµού κυττάρων ανάπτυξη

Transcript

1 ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΙΑΙΡΕΣΗ αναπαραγωγή αύξηση αριθµού κυττάρων ανάπτυξη επιδιόρθωση ιστών

2 Κυτταρική οργάνωση του γενετικού υλικού Γονιδίωµα: Το σύνολο του γενετικού υλικού (DNA) ενός κυττάρου Στα προκαρυωτικά κύτταρα το γονιδίωµα είναι ένα µόνο µακρύ µόριο DNA Στα ευκαρυωτικά κύτταρα το γονιδίωµα είναι πολλά µόρια DNA Τα µόρια του DNA συσκευάζονται σε ειδικές δοµές που λέγονται χρωµοσώµατα, Τα ευκαρυωτικά χρωµοσώµατα αποτελούνται από χρωµατίνη, ένα σύµπλοκο DNA, πρωτεϊνών (ιστόνες µη ιστόνες) και RNA

3 Νουκεόσωµα βασική δοµική µονάδα του ινιδίου χρωµατίνης. Περιλαµβάνει δίκλωνο DNA µήκους 146 bp (ζευγών βάσεων) τυλιγµένο γύρω από ένα οκταµερές ιστονών τύποι ιστονών : Η1, Η2Α, Η2Β, Η3, Η4

4 Κύτταρα που τα χρωµοσώµατά τους είναι σε ζεύγη (όπως είναι τα σωµατικά κύτταρα των ανώτερων οργανισµών) χαρακτηρίζονται ως διπλοειδή (2n), ενώ οι προκαρυωτικοί οργανισµοί και οι γαµέτες των ευκαρυωτικών οργανισµών που έχουν µια απλή σειρά χρωµοσωµάτων (n) χαρακτηρίζονται ως απλοειδή. Τα χρωµοσώµατα του κάθε ζευγαριού λέγονται οµόλογα χρωµοσώµατα και είναι ίδια σε µέγεθος και σχήµα και ελέγχουν την ίδια ιδιότητα µε ίδιο ή διαφορετικό τρόπο. Ο αριθµός των χρωµοσωµάτων που υπάρχει στα κύτταρα του κάθε είδους είναι αυστηρά καθορισµένος. Για παράδειγµα τα σωµατικά κύτταρα του ανθρώπου έχουν 23 ζεύγη οµόλογων χρωµοσωµάτων(46 χρωµοσώµατα). Από αυτά τα 22 ζεύγη λέγονται αυτοσωµικά ενώ το 23 ο ζεύγος φυλετικά. Στον άνθρωπο η παρουσία του Y χρωµοσώµατος καθορίζει το αρσενικό άτοµο, ενώ η απουσία του το θηλυκό. Έτσι στον άνδρα τα φυλετικά χρωµοσώµατα είναι το Χ και το Y ενώ στη γυναίκα τα δύο Χ. Η ταξινόµηση των οµόλογων χρωµοσωµάτων ενός κυττάρου σύµφωνα µε το σχήµα τους και το µέγεθος τους λέγεται καρυότυπος και είναι χαρακτηριστικός για κάθε είδους οργανισµό

5 Όταν το κύτταρο δεν διαιρείταιαλλά και όταν είναι στη φάση αντιγραφής του DNAτα χρωµοσώµατα έχουν τη µορφή ινιδίων χρωµατίνης. Μετά το διπλασιασµό τα χρωµοσώµατα συµπυκνώνονται βραχύνονται και κάθε διπλασιασµένο χρωµόσωµα έχει δύο αδελφές χρωµατίδες

6 Campbell Reece, Βιολογία, τόµος I

7 Κεντροµερίδιο: Περιοχή σύνδεσης των αδελφών χρωµατίδων ενός χρωµοσώµατος κατά τη µίτωση ή τη µείωση Κινητοχώρος: Πρωτεϊνική δοµή των χρωµοσωµάτων κατά τη µίτωση στην οποία δεσµεύονται µικροσωληνίσκοι της ατράκτου

8 Άτρακτος: οµή που εµφανίζεται κατά την µιτωτική ή µειωτική διαίρεση. Περιλαµβάνει τα κεντροσώµατα, τους µικροσωληνισκους και τους αστέρες Μικροσωληνίσκοι κινητοχώρου Πολικοί µικροσωληνίσκοι (εµφανίζουν αλληλοεπικάλυψη στη µετάφαση) Αστρικοί µικροσωληνίσκοι Κεντρόσωµα: οµή που αποτελεί το κέντρο οργάνωσης των µικρσωληνίσκων (κυρίως ζωϊκά κύτταρα). Στη µεσόφαση το κεντρόσωµα διπλασιάζεται Από το κεντρόσωµα οι νέοι µικροσωληνίσκοι εξορµούν σαν ακτίνες, αυτός δε ο τρόπος ανάπτυξής τους ονοµάζεται αστέρας.

9 Οι τρεις κατηγορίες µικροσωληνίσκων της ατράκτου

10 Κυτταρικός κύκλος Η χρονική περίοδος µεταξύ δύο διαδοχικών κυτταρικών διαιρέσεων G1: 30-40% µεσόφασης έντονη µεταβολική περίοδος (πρωτεϊνοσύνθεση, έντονη αναπνοή..) S:30-40% µεσόφασης διπλασιασµός DNA G2: 10-20% µεσόφασης προετοιµασία για µίτωση

11 Σκοπός της µίτωσης:ο ακριβής διαχωρισµός των χρωµοσωµάτων και η δηµιουργία δύο πυρήνων, πανοµοιότυπων µεταξύ τους και µε τον αρχικό. Με την ολοκλήρωση της µίτωσης και την κυτταροκίνηση προκύπτουν δύο νέα κύτταρα που το καθένα είναι γενετικά ισοδύναµο µε το αρχικό

12 Στάδια µίτωσης Τελευταίο στάδιο µεσόφασης Campbell Reece, Βιολογία, τόµος I

13 Στάδια µίτωσης Campbell Reece, Βιολογία, τόµος I

14 πρόφαση Μίτωση συσπείρωση χρωµατίνης εξαφάνιση πυρηνίσκου οργάνωση µιτωτικής ατράκτου προµετάφαση µετάφαση διάλυση πυρηνικού φακέλου αλληλεπίδραση µικροσωληνίσκων ατράκτου- πολικών µικροσωληνίσκων κίνηση χρωµοσωµάτων διάταξη χρωµοσωµάτων σε επίπεδο κάθετο της ατράκτου ανάφαση βράχυνση µικροσωληνίσκων κινητοχώρου επιµήκυνση πολικών µικροσωληνίσκων κάθε χρωµατίδα κινείται προς τον πόλο που βλέπει τελόφαση οι χρωµατίδες φτάνουν στους πόλους τα χρωµοσώµατα αποσυσπειρώνονται επανεµφανίζεται ο πυρηνίσκος δηµιουργείται ξανά ο πυρηνικός φάκελος

15 Κυτταροκίνηση Ολοκλήρωση της διαίρεσης του κυτταροπλάσµατος. Ζωικά κύτταρα: σχηµατίζεται ο συσταλτός δακτύλιος (ινίδια ακτίνης- µυοσίνης) περίσφιξη διχοτόµηση του κυττάρου Φυτικά κύτταρα: σχηµατίζεται η κυτταρική πλάκα (συνένωση κυστιδίων από σύµπλεγµα Golgi) σύντηξη µε κυτταροπλασµατική µεµβράνη διχοτόµηση του κυττάρου Campbell Reece, Βιολογία, τόµος I Κυτταροπλασµατική διαίρεση ζωικού κυττάρου Κυτταρική πλάκα (φυτικό κύτταρο )

16 Ρύθµιση κυτταρικού κύκλου χρόνος κυτταρικής διαίρεσης ρυθµός παραδείγµατα (άνθρωπος) επιθηλιακά κύτταρα δέρµατος διαίρεση καθόλη τη διάρκεια της ζωής νευρικά κύτταρα απώλεια ικανότητας διαίρεσης µετά την ωρίµανση κύτταρα ήπατος λανθάνουσα κατάσταση (διαιρούνται µετά από τραυµατισµό)

17 Σύστηµα ελέγχου κυτταρικού κύκλου Στον κυτταρικό κύκλο υπάρχουν σηµεία ελέγχου ή κοµβικά σηµεία ( χρονικά σηµεία στα οποία δρουν διάφορα σήµατα διακοπής ή ελεύθερης πορείας, ενδοκυττάριας ή εξωκυττάριας προέλευσης) σήµα ελεύθερη πορεία G1, G2, S, M σηµείο ελέγχου: φάση G1 νευρικά κύτταρα όχι σήµα φάση Go: αδιαιρεσία πχ

18 MPF ( Maturation Promoting Factor) πρωτεΐνηp53 εµποδίζει κινάσηπρωτεϊνών (CdK) κυκλίνη υποκίνηση µίτωσης σηµεία ελέγχου κυτταρικού κύκλου Σηµείο ελέγχου G1 Σηµείο ελέγχου G2 Σηµείο ελέγχου M

19 Σήµατα διακοπής κυτταρικής διαίρεσης Απουσία στοιχείων στα θράεπτικό υλικό Απουσία αυξητικών παραγόντων Πυκνοεξαρτώµενη αναστολή: αναστολή των κυτταρικών διαιρέσεων όταν ο αριθµός των κυττάρων υπερβεί ένα επιτρεπόµενο αριθµό Εξάρτηση προσκόλλησης από υπόστρωµα Στα καρκινικά κύτταρα απουσιάζουν τα σήµατα διακοπής ( το παράδειγµα Hela )