Inovace studijního oboru Regenerace a výživa ve sportu (CZ.107/2.2.00/15.0209) 1 Buněčný cyklus MUDr.Kateřina Kapounková DNA,geny  genom = soubor všech genů a všechna DNA buňky; kompletní genetický materiál organismu  buňka člověka má DNA dlouhou 3m!  Genetický kód homo sapiens téměř 30 000 genů  uloženo v buněčném jádře  řetězce DNA – šroubovice se dvěma polarizovanými vlákny spojenými vodíkovými vazbami  Karyotyp = soubor chromozómů charakteristický pro daný druh 44 somatických chromozomů pohlavní hormony (X,Y) 46 chromozomů Duplikace a distribuce chromosomu během mitózy Buněčný cyklus  je posloupnost vzájemně koordinovaných procesů  od jednoho buněčného rozdělení k následujícímu Lze rozdělit na  mitotická fáze M fázi (mitóza)  interfáze – 90 - 95% celého buněčného cyklu  Interfáze se dělí na G1, S, G2 fázi Buněčný cyklus Interfáze ( 95% cyklu)  Obecně v interfázi probíhá:  tvorba buněčné stěny  růst buňky na původní velikost  tvorba cytoplazmy, dělí se mitochondrie, vznikají membrány atd.  G1 (postmitotická fáze)– metabolická aktivita zdvojení buněčné hmoty, intenzivní syntetické procesy – RNA, proteiny. Buňka roste, vytváří se zásoba nukleotidů a syntetizují se enzymy pro budoucí replikaci jaderné DNA 50%  S – fáze – probíhá zdvojení (replikace) DNA 30%  G2 (premitotická fáze)–syntéza a aktivace proteinů (ke kondenzaci chromozomů, ke tvorbě mitotického aparátu a destrukci jaderného obalu), končí zahájením mitózy, 15% BUŇKA SE NEDĚLÍ Mitóza ( 5% cyklu) = souvislý, kontinuální proces  profáze  metafáze  anafáze  telofáze Mitóza  Mitóza = jaderné dělení, při kterém vznikají dceřinná jádra o stejném počtu chromozómů jako mateřské jádro.  za život v těle 1016 mitóz!  … pak se v průběhu života buňky našeho těla kompletně vymění nejméně 100x! (všechny buňky samozřejmě ne, jsou zde buňky, které se nedělí) Mitóza  postmitotická buňka = buňka, která se již nikdy nebude dělit  většina velmi specializovaných buněk (neurony, svalové buňky) se po svém vzniku již nikdy nedělí a jsou tedy postmitotické  o postmitotických buňkách přitom nelze říci, že jsou ve fázi G nula, neboť z této fáze se buňka může opět dostat zpět do buněčného cyklu. postmitotická buňka se zpět do buněčného cyklu již nikdy nedostane Profáze  Chromozomy se kondenzují a spiralizují, stávají se viditelné a barvitelné  každý chromozóm se objevuje jako útvar ze dvou sesterských chromatid, spojených k sobě  Mizí jaderná blána a jadérko  V cytoplazmě se u opačných pólů jádra vytváří tzv. hyalinní čepičky, které obsahují základy mikrotubulů dělícího vřeténka Metafáze  nejdelší část mitózy, trvá cca 20 min  jaderná blána a jadérko zcela zmizely  Chromozómy se dostávají do rovníkové (ekvatoriální, centrální) roviny dělícího vřeténka  Chromozómy jsou rozštěpeny na dvě identické poloviny Anafáze  nejkratší část mitózy, trvá jen několik minut  Na počátku nastane simultánní rozdělení centromer a oddělení sesterských chromatid  chromozómy se rozcházejí k pólům dělícího vřeténka  celá buňka se protahuje na konci anafáze jsou na opačných pólech dvě ekvivalentní skupiny chromozómů Telofáze  seskupení chromozomů u pólů buňky  chromozomy se postupně despiralizují a rozplétají do funkční, aktivní formy  jaderná membrána se obnovuje takto vzniklá jádra mají stejný počet chromozómů ale poloviční obsah DNA než mateřské jádro Mitóza Regulace buněčného cyklu  Některé buňky, např. buňky kůže se dělí v průběhu celého života  většina buněk našeho těla je ve fázi G0  jiné, jako např. buňky jater, jsou připraveny se dělit, ale dělí se pouze v případě zranění  mechanismus regulace buněčného cyklu je klíčový pro pochopení vzniku rakoviny je zřejmě řízena chemickými látkami Kontrolní body pokud buňka nedostane signál „vpřed“ v G1 fázi, dostane se do fáze G0 V této fázi je většina buněk našeho těla NEJDŮLEŽITĚJŠÍ KONTROLNÍ BOD Karyotyp Meióza  Jediné buňky v našem těle, které nevznikají mitózou, jsou gamety  mitóza - uchovává původní počet chromosomů  meióza - redukuje původní počet chromosomů na polovinu spermie - varlata oocyty - vaječníky Meióza = redukční dělení = dvě po sobě následující dělení označované jako meióza I. (heterotypické) meióza II. (homeotypické) V průběhu meiózy vzniknou z jedné diploidní buňky 4 buňky haploidní Meióza - přehled Z obrázku je třeba nastudovat, jaký je rozdíl mezi homologními chromosomy a sesterskými chromatidami •dva chromosomy homologního páru jsou dva individuální chromosomy zděděné jeden od matky a druhý od otce Meióza I Meióza II. Mitóza a meióza - srovnání