Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Прокаріотичні клітини діляться надвоє. Спочатку клітка подовжується, в ній утворюється попі-річкова перегородка. На завершальному етапі дочірні клітини розходяться. Відмінною рисою поділу прокаріотичних клітин є безпосередня участь реплікованих ДНК в процесі ділення [14]. Зазвичай прокариотические клітини діляться з утворенням двох однакових за розміром дочірніх клітин, тому цей процес ще іноді називають бінарним поділом. У зв'язку з тим, що в переважній більшості випадків прокариотические клітини мають клітинну стінку, бінарне поділ супроводжується утворенням септи - перегородки між дочірніми клітинами, яка потім розшаровується посередині. Процес поділу клітини прокаріотів детально вивчений на прімереEscherichia coli [15].
Диференціація клітин багатоклітинного організму
(А) Недіфференціірованниеплюріпотентние человеческіеембріональние стовбурові клітини (B) диференційовані нервові клітини, які з них утворюються
Багатоклітинні організми складаються з клітин, які в тій чи іншій мірі відрізняються за будовою і функціями, наприклад у дорослої людини близько 230 різних типів клітин [16]. Всі вони є нащадками однієї клітини - зиготи (в разі статевого розмноження) - і набувають відмінності в результаті процесу диференціювання. Диференціація в переважній більшості випадків не супроводжується зміною спадкової інформації клітини, а забезпечується лише шляхом регуляції активності генів, специфічний характер експресії генів успадковується під час поділу материнської клітини зазвичай завдяки епігенетичних механізмів. Однак є винятки: наприклад, при утворенні клітин специфічної імунної системи хребетних відбувається перебудова деяких генів, еритроцити ссавців повністю втрачають всю спадкову інформацію, а статеві клітини - її половину.
Відмінності між клітинами на перших етапах ембріонального розвитку з'являються, по-перше, внаслідок неоднорідності цитоплазми заплідненої яйцеклітини, через що під час процесу дроблення утворюються клітини, що розрізняються за змістом певних білків і РНК; по-друге, важливу роль відіграє мікрооточення клітини - її контакти з іншими клітинами і середовищем.
Знаходячись під диференціювання, клітини втрачають свої потенції, тобто здатність давати початок клітинам інших типів. З тотипотентних клітин, до яких відноситься, зокрема зигота, може утворитися цілісний організм. Плюрипотентні клітини (наприклад, клітини бластоцисти) мають можливість диференціюватися в будь-який тип клітин організму, але з них не можуть розвинутися позазародкові тканини, а значить і нова особина. Клітини, які здатні дати початок лише обмеженій кількості інших тканин, називаються мультипотентними (стовбурові клітини дорослої людини), а ті, які можуть відтворювати тільки собі подібних - уніпотентнимі. Багато з остаточно диференційованих клітин (наприклад нейрони, еритроцити) повністю втрачають здатність до поділу і виходять з клітинного циклу [2].
У деяких випадках диференціювання може бути зворотною, протилежний їй процес називається дедіфференціровка. Він характерний для процесів регенерації. З деякими застереженнями до явища дедіфференціровкі можна віднести пухлинну трансформацію клітин [17].
Порівняння апоптозу і некрозу
Одноклітинні організми в певному сенсі можна вважати «безсмертними», оскільки, за винятком випадків пошкодження або голодування, вони не вмирають, а проходять етап поділу, в результаті якого утворюється два нових організму. Зате всі клітини багатоклітинних організмів (крім гамет) приречені на загибель, але помирають вони не тільки в разі смерті всієї особини - цей процес відбувається постійно.
Смерть деяких клітин необхідна під час ембріонального розвитку, клітини продовжують вмирати і у дорослих організмів, наприклад, в кістковому мозку і кишечнику людини щогодини гинуть мільярди клітин. Через фізіологічних умов відбувається «запрограмована клітинна смерть», іншими словами клітини «здійснюють суїцид». Найбільш поширеним, однак не єдиним, шляхом клітинного самознищення є апоптоз. Основними ознаками апоптозу є фрагментація ДНК, розпад клітини на апоптичні тільця - везикули, оточені мембранами. На їх поверхні розташовані особливі молекули, які спонукають сусідні клітини і макрофаги фагоцітовать їх таким чином, що процес не супроводжується запаленням. Апоптоз є енергозалежною процесом і вимагає використання АТФ. Цей шлях клітинної смерті важливий не тільки для розвитку організму, нормального функціонування імунної системи, але також і для захисту особи від пошкоджених клітин, які можуть стати на шлях злоякісної трансформації, і від вірусних інфекцій [18].
Фізична або хімічне пошкодження клітин, а також недолік джерел енергії і кисню, може привести до іншої смерті - некротической. Некроз, на відміну від апоптозу, - пасивний процес, він часто супроводжується розривом плазмалемми і витоком цитоплазми. Некроз майже завжди викликає запалення навколишніх тканин. Останнім часом досліджується механізм запрограмованого некрозу як можливої противірусною і протипухлинною захисту [18].
Філіпченкове древо життя, побудоване на основі даних секвенування рРНК
Схема, що відображає гіпотезу «кільця життя», згідно которойеукаріоти утворилися в результаті злиття геномів архей іпрокаріот
Достеменно невідомо, коли на Землі з'явилася перша клітина і яким шляхом вона виникла. Найбільш ранні ймовірні викопні рештки клітин, приблизний вік яких оцінено в 3,49 мільярда років, знайдені на сході Пілбари (Австралія), хоча біогенного їх походження було поставлено під сумнів. Про існування життя в ранньому археї свідчать такжестроматоліти того ж періоду [19] [20].
Виникнення перших клітин мало передувати накопичення органічних речовин в середовищі і поява певної форми Пребіотичний метаболізму. Протоклітини містили як мінімум два обов'язкові елементи: спадкову інформацію у вигляді молекул, здатних до самореплікаціі, і певного роду оболонки, яка захищала внутрішній вміст перших клітин від навколишнього середовища. Найбільш імовірним кандидатом на роль самореплікатівних молекул є РНК, оскільки вона може одночасно виступати і носієм спадкової інформації, і каталізатором; крім того, РНК, на відміну від ДНК, самодостатня для здійснення біосинтезу білків [20] [21].
Невідомо також, з яких речовин були побудовані мембрани перших клітин, однак, цілком ймовірно, це могли були прості амфіфільних сполуки, такі як солі жирних кислот, здатні самоорганізовуватися в ліпосоми, які можуть проходити цикли зростання і ділення. Жирні кислоти були синтезовані в багатьох експериментах по відтворенню пребіотіческіх умов, також вони були знайдені в метеоритах [21] [22]. Вважається, що перші живі клітини були гетеротрофних.