Основные типы деления эукариотических клеток. Клеточный цикл и его периоды

Жизнь клетки с момента ее возникновения в результате деления материнской клетки до ее собственного деления или смерти называется жизненным циклом.

Существуют различные способы деления клеток: амитоз, митоз, мейоз.

Амитоз – прямое деление клетки. Сохраняется интерфазное состояние ядра – видны ядерная оболочка и ядрышко, хромосомы не видны, веретено деления не образуется. Ядро делится путем перетяжки, иногда перешнуровывается и цитоплазма.

Митоз. Чтобы сохранялось и строго поддерживалось определенное количество ДНК, делению обязательно предшествует удвоение хромосом. Если количество хромосом в гаплоидном наборе обозначить через n, а содержание ДНК – c, то в диплоидном наборе до редупликации будет – 2n2c, после редупликации – 2n4c.

Митотический цикл состоит из интерфазы и самого деления:

Интерфаза – подготовка клетки к делению, состоит из трех периодов:

§ пресинтетический – синтезируются РНК, различные белки, рибосомы, митохондрии. Клетка интенсивно растет. Набор генетического материала (2n2c).

§ синтетический – происходит репликация количества ДНК, а также синтез РНК и белков (2n4c)

§ постсинтетический – клетка запасается энергией, синтезируются белки ахроматинового веретена (2n4c).

Само деление клетки включает несколько фаз: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу, телофазу.

Профаза – происходит спирализация и укорочение хромосом, они становятся короткими толстыми видимыми. Ядрышко и ядерная оболочка исчезают, центриоли расходятся к полюсам клетки, формируются нити веретена (2n4c).

Прометафаза – хромосомы оказываются в цитоплазме, к центромерам прикрепляются нити веретена с обоих полюсов и хромосомы движутся к плоскости экватора (2n4c).

Метафаза – все хромосомы располагаются в плоскости экватора; хорошо видно, что они состоят из двух хроматид (2n4c).

Анафаза – сестринские хроматиды расходятся к полюсам клетки (2n2c)

Телофаза – обратна профазе: хроматиды из коротких толстых видимых становятся длинными невидимыми в световой микроскоп; формируется ядерная оболочка и ядрышко. Происходит разделение цитоплазмы и образование двух дочерних клеток (2n2c)/

Биологическое значение митоза.

1. Дочерние клетки получают точно такой же набор хромосом, кт был у материнской – поддерживается постоянное число хромосом.

2. Митозом делятся все соматические клетки, поэтому:

а) происходит рост организма;

б) функционально устаревшие клетки заменяются новыми;

в) происходит процесс регенерации.

Мейоз – деление, приводящее к уменьшению числа хромосом вдвое. За счет мейоза происходит образование и создание половых клеток (яйцеклеток и сперматозоидов). Мейоз состоит из двух последовательных делений, причем удвоение ДНК происходит только перед первым делением. В мейоз также, как и в митоз, вступают клетки с хромосомами, состоящими из двух сестринских хроматид. После первого деления наступает второе без интерфазы (т.е. без синтеза ДНК). В мейозе и митозе фазы называются одинаково: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Профаза 1 – начинается спирализация хромосом, можно различить, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных в области центромеры. Гомологичные хромосомы сближаются, т.е. конъюгируют, удерживаясь одна около другой белковыми нитями с утолщениями на сводном конце («молния» – застежка) – бивалент. Здесь возможен обмен гомологическими локусами – кроссинговер.

Метафаза 1 – конъюгированные хромосомы располагаются по экватору, причем центромеры обращены к разным полюсам клетки. К ним прикрепляются нити веретена деления.

Анафаза 1 – хромосомы расходятся к различным полосам, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна. Число хромосом уменьшается вдвое (гаплоидный набор хромосом), но каждая хромосома состоит из двух хроматид, т.е. по прежнему содержит удвоенное количество ДНК – 1n2c.

Телофаза 1 – на непродолжительное время образуется ядерная оболочка – дочерние ядра, делится цитоплазма и образуется две дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом, но они еще состоят из двух хроматид – 1n2c.

Вследствие случайности расхождения отцовских и материнских хромосом в анафазе 1 образующиеся клетки получают самые разнообразные комбинации родительских хромосом (например, в одной из них может оказаться 3 отцовских и 20 материнских хромосом, в другой – 10 отцовских и 13 материнских и т.д.). С учетом кроссинговера, происходящего в профазе 1 можно говорить о неповторимом наборе генов в каждой клетке.

Вслед за телофазой без предварительной подготовки сразу наступает второе мейотическое деление как обычное митотическое.

Анафаза 2. Центромеры, соединяющие сестринские хроматиды в каждой хромосоме делятся и хроматиды начинают движение к полюсам клетки.

С завершением телофазы 2 заканчивается весь процесс мейоза: из исходной половой клетки образуется четыре гаплоидные клетки с хромосомным набором 1n1c.

Биологическое значение мейоза.

1. Приводит к уменьшению числа хромосом в двое, что обуславливает постоянство видов на Земле.

2. Обеспечивает разнородность гамет по генному составу (в профазе – кроссинговер, в метафазе – сводное перекомбинирование хромосом).

3. Случайная встреча гамет с различным набором генов обуславливает комбинативную изменчивость.

Итак, в результате мейоза у человека образуются половые клетки с гаплоидным набором хромосом.

Поиск по сайту: