БИОЛОГИЯ Конспект лекций - Золотые страницы 2003

3. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ

Митоз

Митоз (от греч. «миос» — нить) — основной способ деления клеток. Кариокинез — непрямое деление ядра (карион — ядро, кинез — движение), т. е. через стадии.

Митоз — это часть митотического цикла (митоз + интерфаза).

Фазы митоза

Профаза. Состоит из нескольких стадий:

1. Утолщение, укорочение хроматина.

2. Суперспирализация.

3. Уплотнение.

4. Исчезновение ядерной оболочки.

5. Распад ядрышка, переход в материал.

6. Расхождение центриоли, образование полюсов (микротрубочки растут от полюсов).

7. Вовлечение хромосом в скачкообразное движение, определяемое микротрубочками и ядерным матриксом.

8. Образование ахроматиновых нитей, которые тянутся от центриолей.

9. Образование веретена деления.

Метафаза — хромосомы располагаются по экватору веретена, их скачкообразные движения прекращаются.

Каждая хромосома оказывается разделенной на две хроматиды (продольно); хроматиды удерживаются в центромере (кинетохор), к центромерам присоединены (прикреплены) ахроматиновые нити.

Метафазное веретено напоминает мяч для американского футбола или регби с хромосомами по экватору.

Веретено образовано нитями двух типов: соединяющими хромосомы с полюсами и тянущимися от полюса к полюсу. Это пучки микротрубочек, которые имеют различные размеры.

Анафаза — хроматиды делятся на 2 дочерние хромосомы, направленные к противоположным полюсам.

Нить веретена, соединяющая кинетохор с соответствующим полюсом, оказывает на хромосому воздействие, направленное к полюсу. Величина усилия пропорциональна длине нити. Роль регулятора скорости движения хромосом отводится МТ — «мотору». Для удлинения веретена в метафазе необходима АТ Ф (АТФ-аза динеина). Движение хромосом к полюсам не требует АТФ (отталкивание полюсов друг от друга). Регуляторами сборки МТ являются центросома и кинетохор, Са2+ (концентрация тубулина и т. д.).

Телофаза — хромосомы деспирализуются, намечается место образования ядерной оболочки, образуется ядрышко. Возникают две новые дочерние клетки, идентичные материнской, но в 2 раза меньше.

После достижения размера материнской клетки могут вступать в деление.

Цитокинез — разделение в конце митоза или мейоза тела материнской клетки на две дочерние. Обычно следует за телофазой (или вместе с ней) и ведет к постмитотическому (пресинтетическому) периоду интерфазы.

Значение митоза:

1) точная передача наследственной информации дочерним клеткам;

2) увеличение числа клеток в организме, т. е. один из главных механизмов роста;

3) способ бесполого размножения организмов и регенерация клеток.

Амитоз (от греч. «а» — отрицательная частица и «митоз») — прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования хромосом вне митотического цикла. Амитоз может сопровождаться делением клетки, а также ограничиваться делением ядра без разделения цитоплазмы, что ведет к образованию дву- и многоядерных клеток. Амитоз встречается в различных тканях в специализированных обреченных на гибель клетках, особенно в клетках зародышевых оболочек млекопитающих. Клетка, претерпевающая амитоз, в дальнейшем не способна вступить в нормальный митотический цикл.

Мейоз (от греч. «мейозис» — уменьшение) — способ деления диплоидных клеток, в результате которого набор хромосом уменьшается вдвое и становится гаплоидным, поэтому мейоз называется еще редуцированным делением. При этом из одной клетки образуются четыре дочерние.

Особенностью мейоза является также обмен участками хромосом, следовательно, и ДНК между хроматидами парных хромосом, прежде чем они разойдутся в дочерние клетки. Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра и короткой интерфазы между ними. Первое деление — наиболее сложный и важный этап. Он подразделяется на фазы: профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I. В профазе I парные хромосомы диплоидной материнской клетки подходят друг к другу, перекрещиваются (кроссинговер), образуя мостики (хиазмы), затем обмениваются участками, при этом осуществляется перекомбинация генов, после чего хромосомы разъединяются. В метафазе I эти парные хромосомы располагаются по экватору клетки, к каждой из них присоединяется нить веретена деления: к одной хромосоме — от одного полюса, ко второй — от другого. В анафазе I к полюсам клетки расходятся двухроматидные хромосомы: одна из каждой пары к одному полюсу, вторая — к другому. При этом число хромосом у полюсов становится вдвое меньше, чем в материнской клетке. Но они остаются двухроматидными. Затем проходят телофаза I, интерфаза (эти фазы могут отсутствовать). В интерфазе между I и II делением мейоза отсутствует синтетический период, так как после I деления хромосомы остались удвоенными (молекулы ДНК также удвоены). Второе деление мейоза отличается от митоза только тем, что его проходят клетки с гаплоидным (одинарным) набором хромосом. Профаза II иногда отсутствует. В метафазе II двухроматидные хромосомы располагаются по экватору, при этом деление отмечается сразу в двух дочерних клетках. В анафазе II к полюсам отходят уже однохроматидные хромосомы. В телофазе II в четырех дочерних клетках формируются ядра и перегородки между клетками. Таким образом, в результате мейоза получаются четыре гаплоидные клетки с однохроматидными хромосомами (1n1с). Это либо половые клетки (гаметы) у животных и человека, либо споры у растений.

Значение мейоза:

• создание гаплоидного набора хромосом;

• создание наследственной изменчивости за счет кроссинговера и вероятного расхождения хромосом.