Модуль 3. Развитие человека и репродуктивные технологии

Комплексная цель

Раскрыть вопросы, касающиеся развития человека. Рассмотреть основные этапы внутриутробного развития человека и описать важнейшие репродуктивные технологии. Поэтапно представить особенности постанатального развития человека.

Отразить генетические аспекты процесса старения

Видео: "Процесс митоза"

Содержание:

Глава 7. Гаметогенез и беременность

Автор: Деревянчук Екатерина Григорьевна

Глава 8. Постнатальное развитие

Автор: Деревянчук Екатерина Григорьевна

Глава 7. Гаметогенез и беременность

7.1. Клеточный цикл и его периоды

7.2. Гаметогенез

7.3. Эмбриогенез

7.4. Пренатальная диагностика

7.5. Экстракорпоральное оплодотворение

7.1. Клеточный цикл и его периоды

Клетка в своей жизни проходит разные состояния: фазу роста и фазы подготовки к делению и деления. Клеточный цикл – это период жизнедеятельности клетки от конца одного деления до конца следующего. Клеточный цикл состоит из интерфазы и деления клетки (митоз).

В интерфазе хромосомы находятся в деспирализованном состоянии и поэтому не видны под световым микроскопом, вследствие чего поначалу исследователи полагали, что ядро, пребывающее в неделящемся состоянии, находится в состоянии покоя. На самом деле именно в интерфазе в ядре отмечается наибольшая активность метаболических процессов, а клетка выполняет свои обычные для нее функции или подготавливается к последующему делению (рис. 7.1.1).

Рис.7.1.1. Клеточный цикл.

В интерфазе выделяют три стадии: G1 – пресинтетическая, S – синтетическая и G2 – постсинтетическая. После деления клетка вступает в фазу G1. Клетка растет, и в ней синтезируются РНК, белки и различные вещества, необходимые для удвоения хромосом, увеличивается количество рибосом и митохондрий. Набор генетического материала можно представить как 2n2c (диплоидный), где n – количество хромосом (центромер), c – количество молекул ДНК (хроматид). Часть клеток из этой фазы переходит в фазу G0, это могут быть специализированные клетки, которые больше не делятся, а выполняют определенные функции (например, эритроциты, миоциты, нейтрофилы и др) или стволовые клетки, которые в этой стадии могут находится от нескольких часов до нескольких десятков лет. Но большинство клеток, накопив необходимые вещества и восстановив свой размер, а иногда и без изменения размеров после предыдущего деления, начинают подготовку к следующему делению. Эта фаза называется фаза S – фаза репликации количества ДНК (2n4c). При подготовке к делению происходит удвоение молекул ДНК, на каждой хромосоме синтезируется ее копия. Пока эти хромосомы после удвоения не расходятся, каждая хромосома в этой паре называется хроматидой. После репликации ДНК конденсируется, хромосомы приобретают более компактную укладку, и в таком состоянии их можно увидеть в световом микроскопе. Между делениями эти хромосомы не столь конденсированы и в большей степени расплетены. Понятно, что в конденсированном состоянии им трудно функционировать. Раньше считалось, что между делениями клетки хромосомная ДНК (хроматин) находится в полностью расплетенном состоянии, но сейчас выясняется, что структура хромосом достаточно сложная и степень деконденсации хроматина между делениями не очень велика (рис.7.1.2).

После того, как хромосомы удвоились, клетка переходит в фазу G2 – постсинтетический период или фазу подготовки в митозу. В этот период происходит активное накопление энергии и ферментов, необходимых для последующего деления (2n4c). После G2-фазы наступает непрямое деление клетки или митоз. Собственно митотическое деление занимает лишь незначительную часть клеточного цикла, после деления клетки цикл повторяется заново.

Рис.7.1.2. Различные состояния хромосом в клеточном цикле.