Як відбуваються ріст і розвиток клітин? ЦИТОГЕНЕЗ – це ріст й розвиток клітин, що супроводжуються взаємопов’язаними кількісними й якісними перетвореннями. Після свого утворення «кількісно» ростуть «якісно» розвиваються. Прикладом цитогенетичних перетворень є утворення клітин крові, сперматогенез, овогенез
Розвиток клітин це сукупність якісних змін, що ведуть до появи відмінностей порівняно з попередніми стадіями. Зі збільшенням лінійних розмірів вдвічі площа поверхні клітини збільшується в 4 рази, а об’єм – у 8 разів. Це має важливе значення для обміну речовин, енергії та інформації із зовнішнім для клітини середовищем.
Які клітини є вихідними в процесах цитодиференціації ? Диференціація клітин – це утворення різних клітин із початково однорідних, що забезпечує таку важливу для організмів різноманітність. Диференціація клітин створює різноманітність форми, функцій й поведінки, не порушуючи при цьому єдності організмів. Схема диференціації клітин
Категорії стовбурових клітин: 1) Тотипотентні клітини – клітини, які можуть диференціюватися в будь-який тип клітин організму і з яких може утворитися цілий організм (наприклад, зигота, бластомери); 2) Плюрипотентні клітини – клітини, які також можуть дати початок кожному типу клітин, але новий організм з них утворитися вже не може (наприклад, мезенхімні клітини, які дають початок клітинам крові, хрящової, кісткової та гладкої м’язової тканин); 3) Уніпотентні клітини – клітини, які можуть перетворюватися лише на клітини одного типу (наприклад, клітини епітелію шкіри, сперматогоніїв).
Індуковані стовбурові клітини Лауреатами Нобелівської премії 2012 р. з фізіології і медицини стали британський біолог Д. Гердон та японський науковець С. Яманака «за роботи в галузі біології розвитку і отримання індукованих стовбурових клітин». Їхні експерименти доводять, що кожна клітина має здатність перепрограмувати себе, щоб знову стати юною і перетворитися на будь-яку клітину дорослого організму. В чому суть їхніх експериментів і яке значення цього відкриття для людини? Д. Гердон С. Яманака Дослідники винайшли стовбурові клітини, здатні стати цілим ембріоном
Які чинники визначають розвиток клітин? Детермінація клітин – сукупність процесів, які спрямовують розвиток клітин. Це процес визначення шляху розвитку клітини та виникнення якісної своєрідності клітин. Єдиної теорії механізму детермінації у науці поки що немає. Науковці вважають, що детермінація відбувається внаслідок дії чинників.
Чинники детермінації:1. Диференціальна активність генів. Диференціація клітин відбувається без змін генотипу, тобто всі клітини мають певний набір генів. Основними механізмами, що зумовлюють вибіркову діяльність генів, є: а) генетичні механізми регуляції (на рівні транскрипції, процесингу РНК, трансляції і післятрансляційної модифікації білків);б) епігенетичні механізми регуляції (РНК-інтерференція, метилювання, регуляція на рівні хроматину).
2. Цитоплазматичний розподіл (сегрегація) в результаті чого якісно відмінні ділянки цитоплазми зиготи потрапляють в різні дочірні клітини. Цитоплазма впливає певним чином на активацію або гальмування генів, що приводить до синтезу певних молекул РНК, а тим самим і синтезу білків, даного типу клітин.
Завдання на застосування знань Перед вами ілюстрація процесу диференціації еритроцитів (еритропоезу). Застосуйте свої знання та ілюстрацію для виконання тестового завдання. За умови правильних відповідей отримаєте прізвище науковця, який відкрив еритроцити. Назвіть особливості розвитку еритроцитів, відображених на ілюстрації.
Тест-конструювання «Розвиток еритроцитів»1. Де утворюються еритроцити в організмі дорослої людини?К у печінці Л у червоному кістковому мозку. М у нирках Н у селезінці2. Укажіть вихідні клітини, з яких починається еритропоез. Д уніпотентні стовбурові Е плюрипотентні гемацитобластиЄ проеритробласти Ж ретикулоцити3. Скільки триває процес диференціації еритроцитів у нормі?А 100 – 120 днів Б 50 – 60 днів. В 3 – 5 днів Г упродовж одного дня4. Які клітини є безпосередніми попередниками еритроцитів?В гемоцитобласти Г еритробласти. Д нормобласти Е ретикулоцити5. Де утворюється гормон еритропоетин, що регулює еритропоез?К у наднирковій залозі Л у печінціМ у тимусі Н у нирках
6. Які вітаміни необхідні для росту й розвитку еритроцитів?А тіамін й аскорбінова кислота Б ретинол і нікотинова кислота. В ергокальцифероли Г ціанкобаламін і фолієва кислота7. Які біоелементи необхідні для еритропоезу?У Ферум і Кобальт Ф Натрій і Кальцій. Х Хром і Нікель Ц Алюміній і Магній8. Яка функція визначає особливості будови еритроцитів?К дихальна Л захисна. М зсідання крові Н поживна
Завдання для самоконтролю. Що таке цитогенез? 2. Які процеси є його основою? 3. Що таке диференціація клітин? 4. Назвіть основні категорії стовбурових клітин? 5. Що таке детермінація клітин? 6. Назвіть основні чинники, що визначають диференціацію клітин.7. Які відбуваються ріст і розвиток клітин? 8. Які клітини є вихідними в процесахцитодиференціації? 9. Які чинники визначають розвиток клітин?10. На конкретному прикладі охарактеризуйте процес утворення, росту й диференціації клітин.