Тема: Митотический цикл. Регуляция, генетический контроль. Апоптоз

2. Цель: сформировать у студентовсовременные представления о молекулярно-генетических механизмах регуляции и контроля митотического цикла. Сформировать у студентов современные представления о молекулярно-генетические механизмы апоптоза и его значение в медицине.

3. Тезисы лекций:

3.1. Клеточный цикл, определение, периоды.

3.2. Митотический цикл, периоды и их характеристика.

3.3. Генетическая регуляция процессов, обеспечивающих клеточный цикл.

3.4. Генетический контроль процессов, обеспечивающих клеточный цикл

(пункты контроля – check-points).

3.5. Апоптоз, определение, значение, стадии.

3.6. Генетический контроль апоптоза: гены каспазного каскада, эндонуклеаз, р53.

 

Клеточным циклом называется период существования клетки с момента ее возникновения путем деления материнской клетки до повторного деления или гибели.

Клеточный цикл состоит из 3-х периодов:

1. Митотический цикл.

2. Период выполнения клеткой определенной функции.

3. Период покоя.

Митотический цикл состоит из 4-х фаз:

1. Митоз.

2. Постмитотический период (G₁).

3. Синтетический период (S).

4. Постсинтетический период (G₂).

Периоды G₁, G₂, и S объединяются в период интерфазы, характеризующейся активностью генов. В митозе гены находятся в неактивном состоянии.

Клеточный (митотический) цикл регулируется многими генами. Ключевую роль играют гены, синтезирующие циклины и циклинзависимые киназы.

Продукты активности этих генов образуют комплес циклин+циклинзависимая киназа (Ц+ЦЗК), в которой циклин является активаторной субъединицей, а циклинзависимая киназа – каталитической субъединицей. Каждый из периодов митотического цикла регулируется специфическим комплексом Ц+ЦЗК.

Контроль за правильностью прохождения митотического цикла осуществляется в 4 сверочных точках (cheek - point) в G₁, G₂, S – периодах интерфазы и метафазе митоза.

Вступление клетки в митоз или его остановка регулируется также генами, стимулирующими или подавляющими деление клетки.

Продолжительность жизни клетки зависит от многих факторов: видовой продолжительности организма, специфики выполняемой функции и др.

«Старение» клетки приводит в конечном итоге к ее естественной гибели, апоптозу.

Апоптоз – это естественный, генетически запрограммированный процесс гибели клеток. Это динамический процесс, протекающий в несколько стадий.

Апоптоз является генетически контролируемым процессом. В нем участвуют гены, контролирующие синтез специфических ферментов – каспаз. В свою очередь активность каспаз контролируется генами – активаторами и генами – ингибиторами каспаз.

В процессе апоптоза принимают участие специфические «апоптозные» ядерные эндонуклеазы.

Ключевую роль в процессе апоптоза играет белок р53.

Механизм апоптоза лежит в основе распознования, исправления повреждений, элиминации клеток с повреждениями генетического материала и обеспечения нормальной жизнедеятельности клеток и организма в целом.

 

4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 4.

5. Литература:

5.1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.

5.2. Гинтер Е. К. Медицинская генетика. М., 2003.

5.3. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2007.

5.4. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.

5.5. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.

 

6. Контрольные вопросы (обратная связь):

6.1. Характеристика клеточного цикла.

6.2. Характеристика митотического цикла.

6.3. Регуляторные механизмы митотического цикла.

6.4. Контролирующие механизмы клеточного цикла.

6.5. Значение пролиферации клеток в медицине.

6.6. Причины развития процесса апоптоза.

6.7. Стадии апоптоза.

6.8. Гены (белки), участвующие в процессе апоптоза.

6.9. Значение апоптоза в медицине.

 

Лекция № 5