Механизмы увеличения количества ДНК в клетке

И их биологическое значение

На основе митотического цикла сформировался ряд механизмов, с по­мощью которых количество ядерной ДНК и, следовательно, скорость обменных процессов в клетке могут быть значительно увеличены. Один из них связан с репликацией ДНК, не сопрово­ждающейся в дальнейшем разрушени­ем ядерной оболочки, дезинтеграцией ядрышка, образованием веретена де­ления и цитокинезом, хотя хромосомы при этом проходят цикл спирализации и деспирализации, благодаря чему ко­личество их удваивается. Этот механизм митоза получил название эндомитоза, или эндоредупликации. Повторные эн­домитозы могут приводить к возникно­вению гигантских клеток с полиплоид­ным ядром, содержащим увеличенное количество ДНК. Примером таких кле­ток служат мегакариоциты (гигантские клетки костного мозга) человека, кото­рые начинают формировать кровяные пластинки, лишь достигнув определен­ного уровня полиплоидии (16—32n) в результате нескольких эндомитозов.

Другой механизм увеличения ко­личества ДНК в клетке, получивший название политении, заключается в многократной репликации ДНК, не со­провождающейся формированием хроматид на основе ее дочерних молекул, в результате чего образуются гигантские многонитчатые (политенные) хромосо­мы, превышающие по своим размерам обычные хромосомы в сотни и более раз. Такие хромосомы обнаруживают­ся, например, в неделящихся клетках слюнных желез некоторых насекомых. К увеличению содержания ДНК в клет­ке приводит митотическое деление ядра (кариокинез), не сопровождающееся разделением цитоплазмы (цитотомией), следствием чего является образование двухъ- и многоядерных клеток. При по­следующем митотическом делении такой двухъядерной клетки хромосомные наборы ядер объединяются в метафазе, приводя к образованию двух дочерних полиплоидных клеток. Например, на­личие полиплоидных тетра-(4n) и октаплоидных (8п) клеток — нормальное явление в некоторых органах человека (печень, поджелудочная железа, слюн­ные железы и др.).

Биологическое значение эндомито­за, политении и других механизмов, обе­спечивающих увеличение количества ДНК в клетке, состоит в том, что все они приводят к экстракопированию генов, в результате чего гены оказываются по­вторенными в клетке более чем 2 раза. За счет этого интенсифицируются об­менные процессы, протекающие в клер­ке, и достигается существенное усиление ее функциональной активности.

Регуляция клеточного цикла

Характеристика молекул,