- •Цель занятия:
- •Задачи занятия:
- •Формируемые компетенции:
- •Студент должен знать:
- •Студент должен уметь:
- •Студент должен владеть:
- •Оснащение занятия:
- •Хронологическая карта занятия:
- •Теоретический обзор
- •Клеточный цикл
- •Интерфаза
- •Митоз
- •Митотическое веретено
- •Цитостатики
- •Нетипичные формы митоза
- •Лимит Хейфлика
- •Регуляторы клеточного деления
- •Дифференцировка клеток. Клеточный тип и его фенотипы
- •Смерть клеток
- •Стволовые клетки
- •Практическая часть
- •Микропрепараты. Клеточный цикл
- •Лабораторная работа. Гибридизация in situ
клеточного дыхания (аэробное, анаэробное) мышечных волокон. По скорости сокращения мышечные волокна делятся на быстрые и медленные, что определяется экспрессией генов, кодирующих либо быстрые, либо медленные изоформы сократительных белков. По уровню экспрессии генов, контролирующих гликолиз (распад глюкозы с образованием АТФ), различают окислительные, гликолитические и промежуточные фенотипы. На практике различают три фенотипа типа мышечных волокон: быстрые красные, быстрые белые, медленные промежуточные.
Смерть клеток
Клеточный состав многоклеточного организма постоянно изменяется, и для его нормального существования предполагается наличие баланса между клеточной пролиферацией и гибелью клеток.
Удаление из организма ненужных, постаревших и клеток с повреждённой ДНК происходит с помощью регулируемого процесса самоуничтожения — апоптоза. Программа апоптоза консервативна и универсальна от червя до человека. Смерть клетки при апоптозе является следствием экспрессии определённых генов, поэтому апоптоз — генетически запрограммированная гибель клетки. Апоптоз индуцируется различными внеклеточными и внутриклеточными сигналами.
•Внеклеточными сигналами апоптоза могут быть специальные молекулы смерти (TNFα, FasL), которые взаимодействуют со своими рецепторами смерти (TNFR1, Fas/CD95), а также различные повреждающие факторы (облучение, стресс, действие фармакологических препаратов или вирусов). Апоптоз, опосредованный рецепторами смерти, инициируется сборкой смертьиндуцирующего сигнального комплекса DISC (Death-Inducing Signaling Complex), который контролирует активацию каспазного каскада (каспазы — ферменты, расщепляющие клеточные белки в ходе апоптоза) и деградацию ДНК. Проникшая в ядро каспаза-3 расщепляет неактивную форму ICAD (Inactive Caspase-Activated DNase). Отделившаяся от ICAD часть молекулы в виде CAD (CaspaseActivated DNase) «разрезает» ДНК между нуклеосомами.
•Апоптозные стимулы, возникающие в самой клетке, часто происходят из ядра вследствие повреждения ДНК при облучении, применении лекарств, стрессе. В большинстве случаев повреждение ДНК сопровождается активацией белка p53, который поддерживает экспрессию проапоптозных белков (Bax, Bak) и рецепторов смерти и угнетает экспрессию противоапоптозных белков (Bcl-2 и Bcl -XL). Проапоптозные белки способствуют образованию в мембране
21
митохондрий пор, через которые из митохондрий в цитозоль выходят проапоптозные факторы (например, цитохром с), участвующие в сборке апоптосом (апоптосома — четвертичная белковая структура, платформа активации инициаторных каспаз) и последующей активации каспазного каскада.
Гибель клетки может наступить также путём некроза вследствие воздействия на организм внешних химических и физических факторов. Некроз — всегда патологическая ситуация.
Стволовые клетки
Стволовыми клетками эмбриона, плода или взрослого организма считаются клетки, способные длительное время воспроизводить себе подобных и в течение жизни давать начало специализированным клеткам, образующим разные ткани организма.
•Тотипотентная (лат. totus — целый, полный) клетка обладает потенциалом дать начало всем специализированным клеткам, формирующим ткани эмбриона и обеспечивающим его развитие. Например, зигота и бластомеры по всем признакам относятся к тотипотентным клеткам.
•Плюрипотентные (лат. plures — несколько, много) клетки
дифференцируются в разные полипотентные клетки всех трёх зародышевых листков — экто-, энто- и мезодермы. Клетки внутренней клеточной массы бластоцисты относятся к плюрипотентным клеткам.
Стволовые клетки взрослого организма выделены из красного костного мозга, периферической крови, пульпы зуба, спинного и головного мозга, кровеносных сосудов, скелетной мышцы, эпителия кожи и пищеварительной системы, роговицы и сетчатки глаза, печени и поджелудочной железы. Это полипотентные клетки, потомки которых дают начало ограниченному количеству типов коммитированных (унипотентных) клеток-предшественниц. К настоящему времени плюрипотентная стволовая клетка взрослого организма, способная дать начало всем клеточным типам организма, не обнаружена.
Эмбриональные стволовые клетки получают из бластоцисты на 4–5 сутки после оплодотворения яйцеклетки. Полученные клетки культивируют in vitro с целью выделения чистой клеточной линии, способной формировать шарообразные скопления — эмбриоидные тела. С помощью специфических факторов роста можно направлять дифференцировку диссоциированных клеток эмбриоидных тел в различные клеточные типы всех трёх зародышевых листков.
22