CYKL KOMÓRKOWY

- program wzrostu, różnicowania i rozmnażania komórki

- fazy:

a) G1 (Gap 1) - ekspresja genów i synteza białek, umożliwiających wzrost komórki i produkcję białek niezbędnych do syntezy DNA, dojrzewanie i różnicowanie się komórek

b) G0 (Gap 0) - odpowiednik G1 komórek nie dzielących się

c) S - replikacja DNA (komórka zawiera podwojona ilość DNA), umożliwia podział komórki, synteza białek pistonowych.

d) G2 (Gap 2) - stały poziom DNA, synteza białek komórkowych, wzrost komórki, występowanie licznych „checkpoints”

e) mitoza M - kariokineza i cytokineza

„checkpoint” - sprawdzenie prawidłowości przebiegu syntezy

Po przejściu całego cyklu komórkowego albo komórka zatrzyma się w G0 albo znowu przejdzie do G1

Brak kontroli cyklu komórkowego prowadzi do kolejnych, następujących po sobie podziałów.

Białka regulujące i kontrolujące cykl:

- cykliny

- kinazy zależne od cyklin

- inhibitory kinaz zależnych od cyklin

- supresory genów

Niekontrolowany wzrost i podział komórek prowadzi do nowotworów

MITOZA

1. Podział komórek somatycznych

2. Powstają 2 identyczne komórki

3. Rodzaj kariokinezy

4. Za rozdział chromosomów odpowiedzialne jest wrzeciono kariokinetyczne

Mikrotubule wrzeciona kariokinetycznego połączone są z chromosomem w kinetochorze (rejon centromeru).

Na każdym replikującym chromosomie są dwa kinetochory (jeden na każdej chromatydzie).

5. Etapy mitozy:

- profaza

- prometafaza

- metafaza

- anafaza

- telofaza/cytokineza

Fragmoplast:

- struktura komórek roślinnych;

- powstaje podczas cytokinezy

- zespół mikrotubul i mikrofilamentów

- ułożone równolegle względem siebie i prostopadle do płaszczyzny podziału komórki

ROZMNAŻANIE PŁCIOWE

1. Połączenie gamet tworzących zygotę.

2. Taka sama liczba chromosomów (n+n)

Jądro zygoty - 2n chromosomów

n- haploid

2n - diploid

3n - triploid

4n - tetraploid

Powyżej 3n - niestabilność (do 6n)

3. Cykl życiowy S. cerevisiae

Komórka nie pączkuje w nieskończoność

4. Zaburzenia w rozejściu się chromosomów

W czasie mitozy - nondysfunkcje - w ich wyniku powstają aneuploidy. Mają brak lub nadmiar pojedynczych chromosomów

5. diplofaza -> haplofaza

MEJOZA

1. Fundamentalny proces wszystkich organizmów rozmnażających się generatywnie.

2. Rekombinacja materiału genetycznego komórek rodzicielskich

3. Redukcja liczby chromosomów

4. Mejoza rozpoczyna się koniugacją chromosomów homologicznych w profazie I

Profaza I

- preleptoten (A)

- leptoten (B)

- zygoten (C)

- pachyten (D)

- diploten (E)

- diakineza (F)

A- chromosomy wydłużają się, są bardzo cienkie

B - dekondensacja chromosomów do postaci cienkich, bezładnie ułożonych nici

C - kondensacja chromosomów, zbliżenie chromosomów homologicznych

Początkowo przylegają w kilku miejscach, a następnie na całej długości.

Para chromosomów homologicznych to biwalent (4 chromatydy)

D - stadium grubych nici. Biwalenty grubieją, skracają się i splatają. Crossing-over - wymiana fragmentów chromatyd pomiędzy chromosomami homologicznymi

E- częściowy rozdział chromosomów homologicznych, powstają chiazmy

F- redukcja liczby chiazm, przesuwających się ku końcowi ramion chromosomów.

Funkcje telomeru:

- ochrona końca chromosomu przed uszkodzeniem lub nieprawidłową rekombinacją.

- uniemożliwienie całkowitej replikacji chromosomu

- nadzorowanie ekspresji genów

- wspomaganie organizacji chromosomów w trakcie podziałów komórki

Metody badań cytologicznych:

- preparaty mikroskopowe

a) przeżyciowe (bezpośrednie) - żywy materiał, można stosować barwniki

b) utrwalone

- reakcje cytochemiczne:

a) barwienie przeżyciowe komórek

* mała toksyczność barwników

* niskie stężenia

* błękit metylenowy, czerwień obojętna

b) barwienie preparatów trwałych:

- autoradiografia

a) wizualizacja znakowanych składników wbudowanych lub metabolizowanych przez komórki,

- izolowanie frakcji subkomórkowych:

a) homogenizowanie ( niszczenie cytoplazmy) (mechaniczna, chemiczna, ultradźwięki)

b) wirowanie różnicowe przy różnych przyspieszeniach odśrodkowych (oddzielanie organelli)

c) wirowanie w gradiencie stężeń (oddzielanie organelli)

Wirowanie różnicowe przy różnych przyspieszeniach odśrodkowych:

- wstępne rozdzielenie frakcji subkomórkowych.

- stopniowe zwiększanie przyspieszenia odśrodkowego

- od 100g do 105000g

- szybkość sedymentacji zależy od wielkości cząstek i różnicy gęstości cząstek i płynu zawiesiny.

Wirowanie w gradiencie stężeń:

- rozdzielenia małych próbek po wirowaniu różnicowym

- jedna frakcja po wirowaniu różnicowym wprowadzana na powierzchnię roztworu rozdzielającego

- najczęściej stosowany roztwór sacharozy

- najwyższe stężenie na dnie probówki

- cząstki umiejscawiają się w warstwie o tej samej gęstości.

Mikrochirurgia - izolacja pojedynczych organelli

Zasada działania mikromanipulatora:

Zamiana za pomocą systemu mechanicznego lub pneumatycznego ruchów ręki operatora (milimetry) na precyzyjny ruch końcówki mikromanipulatora (mikrometry)

Końcówki robocze mikromanipulatora:

- mikroigły

- mikropipety

- mikroelektrody

- mikroogniwa

Zastosowanie mikromanipulacji i mikroiniekcji:

- izolacja organelli komórkowych

- dysekcja komórek

- izolacja komórek

- otrzymywanie form haploidalnych organizmów

- prowadzenie operacji jednostkowych na komórkach (np. pomiary potencjału międzybłonowego)

Optymalne warunki wzrostu komórek i tkanek

- parametry fizyczne

Temp. Ok. 25 stopni C, pH 5.0-6.0, ciśnienie osmotyczne - środowisko izotoniczne lub lekko hipertoniczne, naświetlanie - fotoperiod, intensywność, rodzaj światła, natężenie światła 1000-3000lux, wilgotność do 100% w hodowlach in vitro.

- parametry chemiczne

Skład pożywek (źródła węgla, azotu, mikroelementy, witaminy, stymulatory wzrostu (auksyny, cytokiny), brak substancji toksycznych, skład atmosferyczny hodowli.

---