Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Соматическая клетка (от древнего греческого σῶμα Сома , что означает «тело»), или растительную клетку , любая биологическая клетка формируя тело организма; то есть в многоклеточном организме любая клетка, кроме гаметы , зародышевой клетки , гаметоцита или недифференцированной стволовой клетки . [1]

Клетка, которая участвует в составе тела организма и делится в процессе бинарного деления и миотического деления, называется соматической клеткой.

Напротив, гаметы - это клетки, которые сливаются во время полового размножения , половые клетки - это клетки, дающие начало гаметам, а стволовые клетки - это клетки, которые могут делиться посредством митоза и дифференцироваться в различные специализированные типы клеток. Например, у млекопитающих соматические клетки составляют все внутренние органы, кожу, кости, кровь и соединительную ткань , в то время как половые клетки млекопитающих дают начало сперматозоидам и яйцеклеткам, которые сливаются во время оплодотворения с образованием клетки, называемой зиготой , которая делится и дифференцируется. в камерыэмбрион . В организме человека около 220 типов соматических клеток. [1]

Теоретически эти клетки не являются половыми клетками (источником гамет); они передают свои мутации своим клеточным потомкам (если они есть), но не потомкам организма. Однако у губок недифференцированные соматические клетки образуют зародышевую линию, а у Cnidaria дифференцированные соматические клетки являются источником зародышевой линии. Митотическое деление клеток наблюдается только в диплоидных соматических клетках . Только некоторые клетки, такие как половые клетки, принимают участие в воспроизводстве. [2]

Эволюция [ править ]

Поскольку многоклеточность развивалась много раз, стерильные соматические клетки тоже. [ необходима цитата ] Эволюция бессмертной зародышевой линии, производящей специализированные соматические клетки, повлекла за собой появление смертности , и ее можно рассматривать в ее простейшей версии у вольвокиновых водорослей. [3] Те виды, у которых существует разделение между стерильными соматическими клетками и зародышевой линией, называются вейсманистами . Однако развитие вейсманистов происходит относительно редко (например, позвоночные , членистоногие , вольвоксы ), поскольку большое количество видов обладают способностью к соматическому эмбриогенезу.(например, наземные растения , большинство водорослей , многие беспозвоночные ). [4] [5]

Генетика и содержание хромосом [ править ]

Как и все клетки, соматические клетки содержат ДНК, расположенную в хромосомах . Если соматическая клетка содержит хромосомы, расположенные попарно, она называется диплоидной, а организм - диплоидным организмом. (Гаметы диплоидных организмов содержат только отдельные непарные хромосомы и называются гаплоидными .) Каждая пара хромосом включает одну хромосому, унаследованную от отца, и одну, унаследованную от матери. Например, у человека соматические клетки содержат 46 хромосом.организованы в 23 пары. Напротив, гаметы диплоидных организмов содержат вдвое меньше хромосом. У человека это 23 непарные хромосомы. Когда две гаметы (т.е. сперматозоид и яйцеклетка) встречаются во время зачатия, они сливаются вместе, образуя зиготу . Из-за слияния двух гамет человеческая зигота содержит 46 хромосом (т.е. 23 пары).

Тем не менее, у большого числа видов хромосомы в соматических клетках расположены четверками (« тетраплоид ») или даже шестерками (« гексаплоид »). Таким образом, они могут иметь диплоидные или даже триплоидные клетки зародышевой линии. Пример этого является современными культурными видами пшеницы , Triticum AESTIVUM Л. , а гексаплоидные виды, соматических клетки содержат шесть копий каждого хроматиде .

Частота спонтанных мутаций значительно ниже в зрелых мужских половых клетках, чем в типах соматических клеток того же человека. [6] Женские половые клетки также показывают более низкую частоту мутаций, чем в соответствующих соматических клетках, и сходную с таковой в мужских половых клетках. [7] Эти результаты, по-видимому, отражают использование более эффективных механизмов для ограничения начального возникновения спонтанных мутаций в половых клетках, чем в соматических клетках. Такие механизмы, вероятно, включают повышенные уровни ферментов репарации ДНК, которые уменьшают большинство потенциально мутагенных повреждений ДНК . [7]

Клонирование [ править ]

В последние годы метод клонирования целых организмов был разработан у млекопитающих, что позволило создавать почти идентичные генетические клоны животного. Один из способов сделать это называется « перенос ядра соматической клетки » и включает удаление ядра из соматической клетки, обычно клетки кожи. Это ядро ​​содержит всю генетическую информацию, необходимую для создания организма, из которого оно было удалено. Это ядро ​​затем вводится в яйцеклетку того же вида, у которой был удален собственный генетический материал. Теперь яйцеклетку больше не нужно оплодотворять, потому что она содержит нужное количество генетического материала ( диплоидное число хромосом). Теоретически яйцеклетку можно имплантировать в матку животного того же вида и дать ей возможность развиваться. Полученное животное будет почти генетически идентичным клоном животного, от которого было взято ядро. Единственное различие вызвано любой митохондриальной ДНК, которая сохраняется в яйцеклетке, которая отличается от клетки, которая пожертвовала ядро. На практике этот метод до сих пор был проблематичным, хотя было несколько громких успехов, таких как Овечка Долли и, совсем недавно, Снуппи , первая клонированная собака . Соматические клетки также собираются в практике криоконсервации генетических ресурсов животных.как средство сохранения генетического материала животных, в том числе для клонирования домашнего скота. [ необходима цитата ]

Генетические модификации [ править ]

Развитие биотехнологии позволило генетические манипуляции с соматическими клетками, будь то для моделирования хронических заболеваний или для предотвращения недомоганий. [8] [9]

Генная инженерия соматических клеток вызвала некоторые противоречия , хотя на Международном саммите по редактированию генов человека было опубликовано заявление в поддержку генетической модификации соматических клеток, поскольку их модификации не передаются потомству. [10]

См. Также [ править ]

  • Подсчет соматических клеток
  • Список нарушений биологического развития

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Кэмпбелл, Нил А .; Рис, Джейн Б.; Урри, Лиза А .; Каин, Майкл Л .; Вассерман, Стивен А .; Минорский, Петр V .; Джексон, Роберт Б. (2009). Биология (9-е изд.). п. 229 . ISBN 978-0-8053-6844-4.
  2. ^ Chernis, PJ (1985). «Петрографические исследования специальных образцов теплопроводности УРГ-2 и УР-6» . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  3. ^ Hallmann A (2011). «Эволюция репродуктивного развития у вольвоциновых водорослей» . Секс. Завод Репрод . 24 (2): 97–112. DOI : 10.1007 / s00497-010-0158-4 . PMC 3098969 . PMID 21174128 .  
  4. Перейти ↑ Ridley M (2004) Evolution, 3rd edition. Блэквелл Паблишинг, стр. 29-297.
  5. ^ Никлас, KJ (2014) Эволюционно-развитие происхождения многоклеточности .
  6. ^ Walter CA, Intano GW, McCarrey JR, Макмэхэн CA, Walter RB (1998). «Частота мутаций снижается во время сперматогенеза у молодых мышей, но увеличивается у старых мышей» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 95 (17): 10015–9. Bibcode : 1998PNAS ... 9510015W . DOI : 10.1073 / pnas.95.17.10015 . PMC 21453 . PMID 9707592 .  
  7. ^ a b Мерфи П., Маклин Ди-джей, МакМахан, Калифорния, Уолтер, Калифорния, Маккарри-младший (2013). «Повышенная генетическая целостность в зародышевых клетках мыши» . Биол. Репродукция . 88 (1): 6. DOI : 10,1095 / biolreprod.112.103481 . PMC 4434944 . PMID 23153565 .  
  8. ^ «Соматическое редактирование генома с помощью CRISPR / Cas9 генерирует и исправляет метаболические нарушения» . Проверено 5 июля 2018 .
  9. ^ «NIH выделяет 190 миллионов долларов на инструменты редактирования соматических генов / технические исследования» . Проверено 5 июля 2018 .
  10. ^ "Почему по-разному относятся к редактированию генов в двух типах человеческих клеток?" . Проверено 5 июля 2018 .