Ý nghĩa của tế bào chết theo chương trình PCD

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
KHOA SINH HỌC
Giáo viên giảng dạy:
TS. LÊ THỊ TRỄ
Nhóm 1
Bài thuyết trình:
Ý nghĩa của tế bào
chết theo chương trình PCD
ĐẶT VẤN ĐỀ
Giải phẫu lá
Giải phẫu phôi
Giải phẫu thân
Giải phẫu rễ
-
Cơ thể thực vật được cấu tạo từ tế bào.
- Tế bào chỉ sống khi chúng thể hiện đầy đủ các đặc tính như :
Trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản, cảm ứng và thích nghi với môi trường sống.
Chu trình phát triển của thực vật có hoa điển hình
Liệu phải chăng chỉ những quá trình phân bào mới tham gia vào
chu trình phát triển của cơ thể thực vật và mọi tế bào sinh ra từ đó
đều tồn tại, hoạt động chức năng suốt đời sống cá thể?
ĐẶT VẤN ĐỀ
- Nguyên phân làm tăng số lượng tế bào với bộ gen giống nhau, giảm phân tạo các
giao tử trãi qua quá trình thụ tinh tạo thành hợp tử. Song song với quá trình đó,
các sinh vật đa bào còn có những cơ chế phức tạp kiểm soát sự chết của tế bào theo
chu trình hay sự chết không theo chu trình
Phân bào nguyên nhiễm Tế bào chết theo chương trình Apotosis
- Sự lão hóa và chết của tế bào thực vật được chương trình hóa đóng một vai trò
hết sức quan trong trong suốt đời sống thực vật trong quá trình sinh trưởng và
biệt hóa cơ quan, mô tế bào, sự lão hóa và chết của tế bào diễn ra liên tục
bên trong cơ thể.

Vậy
Sự lão hóa và chết của tế bào thực vật
theo chương trình diễn ra như thế nào
bên trong tế bào?
Những yếu tố nào chi phối quá trình
này ?
Ý nghĩa của nó như thế nào?
Đó là vấn đề
chúng ta cần
thảo luận!
1. Các khái niệm liên quan
2. Các giả thuyết về nguyên nhân lão hóa
và chết của tế bào theo chương trình
3. Phân loại PCD
4. Nguyên nhân, cơ chế gây nên PCD ở
thực vật
5. Các yếu tố điều khiển quá trình PCD
6. Ý nghĩa của PCD ở thực vật
NỘI DUNG
TRÌNH BÀY
NỘI DUNG
1. Các khái niệm:
- Sự lão hóa (senescence- tiếng La tinh senex: người già tuổi già) là một
trạng thái hay quá trình già (processing of aging)
- Lão hóa tế bào là hiện tượng tế bào biểu hiện sự hạn chế về khả năng phân
chia .
-
Khi già tế bào có những biểu hiện rõ rệt như :
+ Suy giảm các quá trình tổng hợp,
+ Lục lạp và diệp lục bị phân giải,

+ Lưới nội bào và thể Golgi bị phân giải,
+ Gia tăng quá trình thủy phân,
+ Tăng hoặt tính enzym như hydrolase, perosidase,
+ Hình thành nhiều giọt lipid trong các bào quan và trong tế bào chất…
=> Kết thúc sự già là cái chết.
-
Sự chết của tế bào được chương trình hóa (PCD):

Là quá trình tự chết của tế bào có những biến đổi hình
thái đặc trưng diễn ra theo một trình tự nhất định được
điều khiển bởi những yếu tố di truyền bên trong tế bào
nhằm đạt được và duy trì trạng thái cân bằng trong quá
trình phát triển và chống lại các stress của môi trường
và tác nhân gây bệnh.
Quá trình chết của TB được điều khiển bởi những yếu tố
di truyền trong tế bào chống lại các tác nhân môi trường
HÌNH:
2. Các giả thuyết về nguyên nhân lão hóa và chết của
tế bào theo chương trình:
-
Lí thuyết chương trình ( The program theory) hay sự chết tế bào được chương
trình hóa ( Programmed Cell Death): người ta cho rằng trong nhiều cơ thể, chết được
xem như biến cố đã được chương trình hóa sẵn trong tế bào.
Ví dụ như thực vật một năm.
+ Cheng- Hung Yen và Chang- Hsien Yang (1998) đã tìm bằng chứng về lí
thuyết trên thông qua sự nghiên cứu lão hóa của lá ở 5 loài thực vật:
Philodendron hastatum, Epipremum aureum, Bauhinia pupurea , Delonix regia,
và Butea monosperma.
+ Một số người khác ủng hộ lí thuyết này giải thích sự già và chết tế bào được
chương trình hóa trong tế bào bởi những “gen lão hóa’’ (aging genes)

- Tuy nhiên trong khi nghiên cứu bản chất của thể mút, các nhà di truyền học đã phát
hiện ra một loại enzym có tính chất ngăn ngừa sự mất mát những đoạn lặp lại của thể
mút.Cơ chế ‘’ bào mòn’’ xảy ra trong mỗi lần phân bào, còn cơ chế ‘’thêm bào’’ được
xác định bởi hoặt động của enzym telomerase.
- Một số nhà khoa học khác cho rằng nguyên nhân lão hóa tế bào là do nhiễm sắc thể
của nhân chuẩn có cấu trúc thẳng, nên sau mỗi lần nhân bản NST thu ngắn lại.
Thể mút ngắn lại qua các lần phân chia Enzim telomerase
- Theo Hayflick: những tế bào bình thường có thể phân chia’’khoảng chừng
50 lần’’ trước khi kiệt sức. Phát hiện về giới hạn số lần phân bào được gọi là
giới hạn Hayflick (Hayflick Limit) (Rufer N. và Nabholz M., 2003)
- Từ những phát hiện bản chất của telomerase và enzym telomerase, một
số nhà khoa học cho rằng tuổi của tế bào được đo bằng sự mất AND thể
mút nằm trên đầu mút nhiễm sắc thể. Nếu telomerase được hoạt hóa trong
tế bào, tế bào tiếp tục sinh trưởng và phân chia. Điều này dẫn đến sự ‘’bất
tử’’ của tế bào( immortal cell ).
3. Phân loại PCD:
3.1. Apoptosis:
- Apoptosis là một quá trình chết sinh lý nhằm loại bỏ các tế bào không
mong muốn.
- Xảy ra ở từng tế bào hay cụm tế bào riêng lẻ trong chu trình tái sinh của
mô tế bào
- Apotosis cần năng lượng và thường đòi hỏi tồng hợp các đại phân tử
mới
3.1. Apoptosis:
Apotosis thường trãi qua nhiều giai đoạn:
Tế bào co lại=> bề mặt tế bào có mụn nước=> không bào được tạo ra trong tế bào
⇒
nhân có mụn nước=> chromatin cô đặc và có cạnh=> tế bào và nhân gãy thành
đoạn=> các thể apotosis tạo thành=> tế bào kế cận hay macrophage tiêu hủy các
thể apotosis(apotosis body)=> các thể apotosis bị tiêu hủy hoàn toàn do lyzosome

4. Nguyên nhân, cơ chế gây nên PCD ở thực vật:
4 1 Nguyên nhân:
-
Tế bào bị hư hại do oxy hóa hoặc các chất khác như: ánh sáng ngoại
tử, X- quang, thuốc hóa học trị liệu.
Kích thích bao gồm stress nặng hoặc thiệt hại thành phần tế bào quan
trọng, có thể gây ra bởi sốc nhiệt, chất độc, tách rời tế bào từ các mô
xung quanh, hoặc nhiễm vi khuẩn virus , hoặc gây ung thư tín hiệu.
- Việc loại bỏ các tế bào lão hóa và chết theo chương trình là điều kiện
cần thiết cho sự sống và quá trình phát triển bình thường các các tế bào
lân cận
Nguyên nhân bên ngoài:
- Mặt khác việc loại bỏ các tế bào lão hóa và chết sẽ là điều kiện cần
thiết để loại bỏ các virus, vi khuẩn mang những mầm bệnh có thể gây hại
đến các quá trình xảy ra bên trong tế bào.
Hình 4: Một số nguyên nhân dẫn đến PCD
Nguyên nhân bên trong:
Một số nhà khoa học khác cho rằng nguyên nhân lão hóa tế bào liên
quan đến phần nằm ở hai đầu NST gọi là thể mút (telomera)-đó là một
cấu trúc đặc biệt bảo vệ đầu mút của nhiễm sắc thể ở sinh vật có nhân
thật, không cho chúng kết hợp với nhau để tránh sự rối loạn trong phân
chia tế bào.
NST của nhân chuẩn có cấu thẳng, nên sau mỗi lần nhân bản
NST thu ngắn lại.
4.2. Cơ chế:
Quá trình Apoptosis xảy ra theo hai con đường:
Con đường thông qua ty thể.
Thông qua các tác nhân bên ngoài.
1.Con đường thông qua ty thể:

- Sau khi nhận được kích thích với cường độ mạnh là các tác nhân bên ngoài như nhiệt
độ, ánh sáng, độ ẩm…( các tín hiệu stress) thì những phân tử protein gắn lên màng
ngoài ty thể để truyền tín hiệu cho các quá trình diễn ra bên trong ty thể.
Lúc này cũng đồng thời xảy ra quá trình biến tín hiệu môi trường thành thông tin hóa
học( cytochrome).
- Sau đó cytochrome c được phóng thích ra ngoài ty thể kết hợp với A paf và ATP để
tạo ra phức hợp apoptosome.
Phức hợp này sẽ hoạt hóa protease- vốn là 1 enzym tham gia vào quá trình phân hủy
AND.
Hình 5: Con đường ty thể
- Ngoài ra ở ty thể còn sản sinh ra chất SMAC kết hợp với protein ức chế
apoptosis để vô hiệu hóa hoạt tính của nó làm cho protein ức chế này
không thể kìm hãm quá trình opoptosis và từ đó quá trình này diễn ra
theo đúng chương trình lập sẵn làm tế bào lão hóa và chết.
Hình 5: Con đường ty thể
- Khi những điều kiện bên ngoài như ánh sáng ngoại tử, X- quang, thuốc hóa học trị
liệu-gây stress nặng đến tế bào thưc vật làm các tế bào này sản sinh ra những phối tử
để kích hoạt DR4 và DR5 dẫn đến việc kích hoạt các procaspose nhằm tạo ra các loại
caspase 8 và caspase 10 hoạt hóa để xúc tiến quá trình apoptosis để gây ra sự chết tế
bào.
Hình 6: Con đường bên ngoài
 Thôngqua các tác nhân bên ngoài:
 Thôngqua các tác nhân bên ngoài:
- Ngoài ra, còn có ý kiến cho rằng những protein arabinogalactan cũng
đóng vai trò trong việc gây ra sự lão hóa và chết tế bào bằng việc tác
dụng làm rời rạc cấu trúc vách tế bào và phá vỡ sự tương tác giữa những
tế bào với nhau trong những tế bào mạch dẫn đang phát triển của bao lá
mầm ngô
Sự chết theo chương trình cũng được quan sát thấy trong suốt một số giai
đoạn sinh sản của thực vật.

Ví dụ:
Ở ngô, ban đầu các tế bào mầm hoa xuất hiện cả nhị và nhụy.
Tuy nhiên để hình thành và tạo điều kiện hoa đực phát triển mà không cần có sự hiện
diện của những tế bào mầm cái thì nhờ có Protein Ts2 được tạo ra từ gen Tasselseed sẽ
đóng vai trò trong việc kích hoạt PCD và làm cho các tế bào mầm cái không còn khả
năng sinh sản và bắt đầu chết theo lập trình có sẵn trong tế bào.