МИНОБРНАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Биологический факультет

Кафедра радиационной биологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

Исследование клеточного цикла у людей, подвергшихся низкоинтенсивному хроническому радиационному воздействию

Выполнила: студентка группы ББ-401(3)

Преображенская Юлия

Научный руководитель: Тряпицына Г.А.

Челябинск

2012 Г. Содержание

Введение 3

1. Клеточный цикл 4

1.1. Стадии клеточного цикла 4

1.2. Фазы митоза 6

1.3. Методы изучения регуляции клеточного цикла 9

2. Регуляция клеточного цикла 13

2.1. Циклины и циклинзависимые киназы 13

2.2. Ингибиторы клеточного цикла 15

2.3. Контроль клетки за прохождением клеточного цикла 16

2.3.1. Объекты контроля и сверочные точки 16

2.3.2. Механизм остановки цикла 19

2.4. Датчики АТМ и АТR 21

2.5. Чекпойнт-киназы Chk1 и Chk2 22

2.6. Белок Ki-67 24

3. Нарушения регуляции клеточного цикла и канцерогенез 25

4. Клеточный цикл и ионизирующее излучение 27

5. Проведение методики оценки задержки клеточного цикла

лимфоцитов периферической крови методом проточной цитометрии 30

5.1. Выделение лимфоцитов периферической крови

человека на градиенте фиколл-урографин 30

5.2. Культивирование лимфоцитов периферической

крови человека 30

5.3. Анализ пролиферативной активности лимфоцитов

с использованием набора Кi-67 31

5.4. Анализ проб на проточном цитометре 32

Заключение 33

Список использованной литературы 34

Введение

Деление клетки - важный биологический процесс, контролируемый высоко скоординированными механизмами. Задержка клеточного цикла может свидетельствовать о повреждении генетического материала клетки. А увеличение скорости прохождения клетки по циклу, и/или усиление пролиферации клеток может указывать, как на нарушение механизмов регуляции клеточного цикла (системы сверочных точек), так и на компенсаторные процессы, связанные с восстановлением клеточного состава ткани. Такие эффекты изменения параметров клеточного цикла наблюдаются при радиационном и ультрафиолетовом облучении.

Возрастающий риск облучения человека, связанный с бурно развивающейся атомной энергетикой и широким применением в медицине радиоизотопных методов диагностики и лечения приводит к необходимости исследования эффектов радиационного воздействия. После крупных радиационных инцидентов прошлых лет: атомной бомбардировки городов Хиросимы и Нагасаки, аварии на ЧАЭС, радиоактивного загрязнения вод р. Теча, ставшего результатом деятельности ПО «МАЯК», а также в связи с произошедшей в 2011 году радиационной аварией на Фукусиме-1, особое место занимает проблема отдаленных эффектов радиационного воздействия на человека.

1. Клеточный цикл

1.1. Стадии клеточного цикла

Период жизни клетки от одного деления до другого называется митотическим (клеточным) циклом.

Полный митотический цикл включает 4 периода.

1) G1-пepиод (постмитотический, или пресинтетический): начинается сразу после образования клетки (наряду с сестринской) в результате митоза материнской клетки.

В этот период в новой клетке постепенно растёт содержа­ние цитоплазматнческих белков, отчего сама клетка увеличива­ется до размеров материнской.

В этот же период принимается «решение»: вступает ли клетка (по «стопам» материнской) в митотический цикл или она не будет делиться.

О клетках, вышедших из ци­кла, говорят, что они вступили в G0-период. Этот выход может быть необратимым (если клетка вступает в дифференцировку и далеко заходит на этом пути), но может быть и обратимым — для «заснувших» стволовых клеток и некоторых дифференци­рованных клеток (например, фибробластов и лимфоцитов). Воз­вращаясь под действием внешних сигналов в митотический цикл, клетки вступают в его S- пepиод.

Примерно так же и «решение» о вступлении клетки в деление может быть обратимым и необратимым. Если подготовка к делению зашла слишком далеко, то клетка войдет в S-период даже тогда, ког­да на нее перестают действовать митогены. В таком случае говорят, что клетка прошла точку рестрикции. Очевидно, эта точка предшествует периоду, т. е. для постоянно делящихся клеток находит­ся где-то в конце G1-периода. а для клетки, начинающей деление после перерыва, где-то в конце Gn- периода.

2) S-период (синтетический): а ядре клетки происходит удвоение ДНК (кроме центромерных участков) и хромосомных белков; в цитоплазме — удвоение центриолей. К концу периода клетка становится тетраплоидной по ДНК.

Каждая хромосома реплицируется сразу во многих точках, что значительно сокращает продол­жительность репликации. Но ни в одной такой точке реплика­ции процесс не инициируется более одного раза.

3) G2-период (постсинтетический, или премитотический): происходит синтез других белков, необходимых для про­хождения митоза, и в т. ч. тубулина. из которого формируются микротрубочки веретена деления.

4) М - митоз: деление тетраплоидной (по ДНК) клетки на две диплоидные.

Примерная продолжительность периодов цикла для быстро делящихся клеток человека:

G1-период — 9 ч.

S-период - 10 ч.

G2-период — 4,5 ч.

М (митоз) — 0.5 ч.

Итого 24 ч. Но, разумеется, это очень приблизительные оценки, и дли каких-то клеток цикл может быть более продол­жительным. В частности для сперматогоний S-период длится 15 ч. И, соответственно, в 1,5 раза больше оказывается у них общая продолжительность цикла примерно 1,5 суток. Так что на 10 митотических делений сперматогоний (происходящих на первом этапе сперматогенеза) требуется 2 недели.