Порушення, які виникають у мітозі, їх наслідки

Мітоз

Мітотичний поділ клітин завжди відбувається при рості організмів і безстате­вому розмноженні. Мітозом діляться соматичні клітини, у результаті чого дочірні клі­тини отримують точно такий набір хромосом, який мала материнська клітина. Мітоз настає після інтерфази й умовно поділяється на такі фази: 1)профаза, 2) метафаза, 3) анафаза, 4) телофаза. На рис. 30 наведена загальна схема різних фаз мітозу.

Профаза (від грец. πρό – перед і φάσις – прояв) – перша (початкова) фаза мітотичного і мейотичного поділу клітин. Під час профази відбувається поляризація клітин шляхом розходження центріолей до протилежних кінців клітини й утворенням між центріолями веретена поділу клітин. Ядро зростає в розмірах, і з хроматинової сітки в результаті спіралізації вкорочуються хромосоми, які з довгих тонких невидимих ниток наприкінці профази стають короткими, товстими і розміщеними у вигляді клубка видимих хромосом. Вони скорочуються, стовщуються і складаються із двох ниток – хроматид. Хроматиди обвиваються одна навколо одної, утримуючись попарно з допомогою центромери. Профаза завершується зникненням ядерця і розпадом ядерної оболонки. З білка тубуліну формуються мікротрубочки – нитки веретена. Внаслідок розчинення ядерної мембрани, хромосоми розміщаються в цитоплазмі. До центромерів прикріплюються нитки веретена з обох полюсів.

Метафаза (від грец. μετά – після і φάσις – прояв) – друга фаза мітотичного і мейотичного поділу клітин. Розпочинається рухом хромосом у напрямку до екватора. Поступово хромосоми (кожна складається з двох хроматид) розміщаються в площині екватора, утворюючи так звану метафазну пластинку. У тваринних клітинах на полюсах навколо центріолей помітні зірчастоподібні фігури. У цій фазі можна підрахувати число хромосом у клітині. Набір генетичного матеріалу становить 2n4c.

Метафазну пластинку використовують у цитогенетичних дослідженнях для визначення числа і форми хромосом.

Анафаза (від грец. ανα – рух угору і φάσις – період, стадія). Ця фаза мітозу починається з поділу центромер. Сестринські хроматиди відходять одна від одної, розділяється і з’єднуюча їх центромерна ділянка. Всі центромери діляться одночасно у всіх хромосомах даної клітини. Кожна хроматида з окремою центромерою стає дочірньою хромосомою і по нитках веретена починає рухатися до одного з полюсів. У цей час їх називають сестринськими (дочірніми) хромосомами. Всі сестринські хромосоми рухаються до протилежних полюсів одночасно і досить швидко. Хромосоми рухаються за взаємодії двох процесів: скорочення ниток веретена, що тягнуть хромосоми, і подовження центральних ниток веретена. Набір генетичного матеріалу складає 2n2c.

Рис. 30. Мітотичний цикл:

1 – інтерфаза;

2 – рання профаза;

3,4 – пізня профаза;

5 – метафаза;

6,7 – рання і пізня анафаза;

8 – телофаза

Телофаза (від грец. τέλο – кінець і φάσις – період, стадія) – заключна стадія мітотичного і мейотичного поділу клітин; закінчується рух хромосом. Зворотна стосовно профази. Хромосоми, які досягли полюсів, складаються з однієї нитки, стають тонкими, довгими (явище деспіралізації хромосом) і невидимими у світловий мікроскоп. Вони утворюють сітку інтерфазного ядра. Формується ядерна оболонка, з’являється ядерце. У цей час зникає мітотичний апарат, у площині екватора утворюється клітинна перегородка і відбувається цитокінез – розділення цитоплазми, з утворенням двох дочірніх клітин. Набір генетичного матеріалу складає 2n2c.

Біологічне значення мітозу

Мітоз – найбільш поширений спосіб репродукції клітин тварин, рослин, найпростіших. Це основа росту і вегетативного розмноження всіх еукаріот – організмів, які мають ядро. Основна його роль полягає у точному відтворенні клітин, забезпеченні рівномірного розподілу хромосом материнської клітини між виникаючими з неї двома дочірніми клітинами і підтриманні сталості числа і форми хромосом у всіх клітинах рослин і тварин. Мітоз сприяє росту організму в ембріональному і постембріональному періодах, копіюванню генетичної інформації і утворенню генетично рівноцінних клітин. Тому організми, які розмножуються вегетативно (гриби, водорості, найпростіші, багато рослин) утворюють велику кількість ідентичних особин, або клонів. Клонування можливе в деяких багатоклітинних, здатних відновлювати цілий організм із частини тіла: кишковопорожнинні, черви. Клонування хребетних відбувається тільки на ранніх стадіях ембріогенезу. Так, у тварин і людини утворюються монозиготні близнюки з однієї заплідненої яйцеклітини внаслідок її мітотичного розділення. За рахунок мітозу всі функціонально застарілі клітини організму замінюються новими. Цей поділ лежить в основі процесу регенерації – відновлення втрачених тканин.

Порушення, які виникають у мітозі призводять до виникнення клітин з різними каріотипами. Такий мітоз отримав назву патологічний мітоз. Він є одним із механізмів виникнення соматичної анеуплоїдії (від грец. άνευ – без, άπλόος – один і είδος – вигляд) – зміни числа хромосом у клітинах організму, що пов’язано з втратою або додаванням до хромосомного набору однієї або більше хромосом.

З патологічними мітозами пов’язано виникнення захворювань. Порушення мітозу спостерігається при раку, променевій хворобі, вірусних інфекціях. Хромосомні захворювання в результаті втрати або появи зайвих хромосом теж у своєму розвитку мають неправильне розподілення хромосом. Внаслідок порушення процесу мітозу можуть виникати хромосомні мости, пошкодження центромери, порушення руху хромосом, утворення мікроядер, склеювання хромосом або їх розриви та ін. Значні зміни процесу мітозу спостерігаються в пухлинних клітинах. Вважають, що виникнення патологічних мітозів – одна з причин злоякісного переродження клітин.

Клітини з аномальним числом хромосом переважають у людей літнього і старечого віку. Так, у клітинах кісткового мозку в людей старшого віку частіше втрачається Y-хромосома.

Дата добавления: 2017-02-01