Митотический (пролиферативный) цикл клетки. Фазы митотического цикла, их характеристика и значение

Жизненный цикл клетки – это периоды существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Возможны три варианта жизненного цикла:

1. Клетки готовятся к делению и заканчивают свою жизнь митозом (митотический цикл)

2. Клетки дифференцируются, функционируют и погибают.

3. Клетки переходят в период G0. При определенных условиях могут выйти либо в митотический цикл, либо терминальную дифференцировку.

Обязательный компонент клеточного цикла, митотический цикл – комплекс взаимодействующих и согласованных во времени событий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению, и на протяжении всего деления. Продолжительность от 10-50 часов. Биологическое значение: обеспечивает преемственность хромосом в ряду клеточных поколений, образования клеток, равноценных по объему и содержанию наследственной информации –механизм воспроизведения клеточной организации эукариотического типа в индивидуальном развитии.

Периоды:

1. Пресинтетический период (G) 2n2с: самый длинный период. Начинается рост клеток, синтез белков и РНК, которые начинаются после митоза. Происходит подготовка клеток к синтезу ДНК (S-периоду). Завершается формирование ядрышка. Из цитоплазмы в ядро поступает до 90% белка. Рост массы клетки.

2. Синтетический период (S) 2n4с: удваивается количество наследственного материала клетки – молекул ДНК. Каждая хромосома становится двух – хроматидной. Происходит репликация молекул ДНК, синтез белков – гистонов, с которыми связана каждая нить ДНК. Синтез РНК увеличивается соответственно количеству ДНК. При репликации второй молекулы ДНК спирали раскручиваются, рвутся водородные связи, каждая становится матрицей для воспроизводства новой цепей ДНК. Синтез новых молекул ДНК осуществляется при участии ферментов. Каждая из двух дочерних молекул обязательно включает одну старую и одну новую спираль – это полуконсервативный способ репликации. Начинается удвоение центриолей. Продолжительность 7-12 часов. Удвоение ДНК и хромосом: репликация ДНК начинается одновременно во многих местах точках инициации. Происходит прикрепление комплекса ферментов (репликационная машина), ДНК освобождается от гистонов и расплетается – репликационный глазок.Разделение исходных матричных и синтез новых дочерних цепей ДНК в глазке происходит одновременно в обе стороны в репликационных вилках. После удвоения ДНК с ними соединяются гистоны, и хромосома становится двойной, состоящей из двух хроматид, которые соединены в области центромеры.

3. Постсинтетический период (G2) 2n4c: отрезок времени от окончания синтетического периода до начала митоза. Интенсивный синтез РНК и белка, накопление АТФ (для деления). Завершается удвоение центриолей, митохондрий, пластид, синтезируются белки из которых строится веретено деления.

4. Митоз – это непрямое деление клетки. Состоит из четырех фаз:

1. Профаза (2n4c): увеличение объема ядра. Хромосомы спирализуются и приобретают вид нитей. Ядрышко разрушается. Распад ядерной оболочки. В цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой сети. Резко сокращается число полисом. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки, между ними микротрубочки образуют веретено деления. Самая длинная фаза.

2. Метафаза (2n4c): заканчивается образование веретена деления. Хромосомы выстраиваются в экваторной плоскости клетки (метафазная пластинка). Микротрубочки веретена деления связаны с кинетахорами хромосом. Каждая хромосома расщепляется на две хроматиды (дочерние хромосомы), соединенные в области кинетохора. Самая короткая.

3. Анафаза (4n4c): связь между хроматидами нарушаются, и они в качестве самостоятельных хромосом перемещаются к полюсам клетки. По завершению движения на полюсах собираются два полных набора хромосом (диплоидных). Короткая фаза.

4. Телофаза (2n2c): реконструируются интерфазные ядра дочерних клеток. Хромосома деспирализуется, образуются ядрышки. Разрушено веретено деления. Материнская клетка делится на две дочерние.

Значение митоза:

точное распределение генетического материала между двумя дочерними клетками. Обе дочерние клетки получают диплоидный набор хромосом. Обеспечивает постоянство числа хромосом, клеточный механизм роста, развитие организма, регенерации, бесполого размножения.

Поиск по сайту: