Митоз. Мейоз

ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК.

ЛЕКЦИЯ № 9

Митоз -сложное деление клетки, в непрерывном процессе которого различают 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Продолжительность его составляет 0,5-3 ч. (рисунок)

В профазе начинает увеличиваться объем ядра, хромосомы становятся видимыми вследствие спирализации хроматина. К концу профазы заметно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных в области центромеры. Постоянно исчезает ядрышко, растворяется ядерная оболочка, и хромосомы оказываются беспорядочно расположенными в цитоплазме клетки. Центриоли расходятся к полюсам. Начинает формироваться ахроматиновое веретено деления, нити которого идут от полюса к полюсу, а часть их к концу профазы прикрепляется к центромерам хромосом. Генетическая информация в клетке остается неизменной (2n2хр).

Метафаза характеризуется максимальной спирализацией хромосом. Они упорядоченно располагаются на экваторе клетки, образуя метафазную пластинку. В это время отчетливо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид (2n2хр), поэтому подсчет и изучение хромосом проводят именно в этот период.

В анафазе каждая хромосома «расщепляется» в области центромеры на две хроматиды, которые с этого момента называются дочерними хромосомами. Нити веретена, прикрепленные к центромерам, сокращаются и тянут дочерние хромосомы к противоположным полюсам клетки. В этот период содержание генетической информации в клетке у каждого полюса составляет диплоидный набор хромосом, но каждая хромосома содержит одну хроматиду (2n1хр у каждого полюса).

В телофазу собравшиеся у полюсов хромосомы деспирализуются и становятся плохо видимыми. Вокруг них из мембранных структур цитоплазмы образуется ядерная оболочка. Восстанавливаются ядрышки. Одновременно идет деление цитоплазмы в животных клетках путем перетяжки, а в растительных – путем построения мембраны, начиная с середины клетки. Образовавшиеся дочерние клетки имеют диплоидный набор хромосом, каждая из которых состоит из одной хроматиды (2n1хр).

Огромное биологическое значение митоза заключается в точном распределении хромосом и содержащейся в них генетической информации между дочерними клетками, что обеспечивает постоянство кариотипа и генетическую преемственность в многочисленных клеточных поколениях. Митоз обуславливает важнейшие явления жизнедеятельности: рост, развитие, восстановление тканей и органов организма.

При прямом делении клеток – амитозе вначале происходит разделение ядрышка, а затем ядра на две или несколько частей путем перетяжек; далее цитоплазма перешнуровывается, и образуются две или несколько дочерних клеток. В некоторых случаях разделение цитоплазмы не происходит, вследствие чего образуются многоядерные клетки. Амитозом делятся прокариоты и некоторые эукариотические клетки, например клетки поврежденных тканей, печени, эпителия мочевого пузыря.

Мейоз – разновидность митоза, в результате которого из особыхсоматических клеток половых желез, имеющих диплоидный набор хромосом (2n), образуются половые клетки (у животных и растений) или споры (у споровых) с гаплоидным (1n) набором хромосом. При оплодотворении ядра половых клеток сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом. Таким образом, мейоз обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и количества ДНК.

Мейоз представляет собой непрерывный процесс, состоящий из двух последовательных делений, называемых мейозом I и мейозом II. В каждом делении различают те же фазы, что и при митозе, однако их продолжительность и преобразование генетического материала имеют отличия. В результате мейоза I число хромосом уменьшается вдвое (редукционное деление); при мейозе II гаплоидность клеток сохраняется (эквационное деление).

В профазе мейоза I происходит постепенная спирализация хромосом, гомологичные хромосомы попарно сближаются, образуя одну общую структуру, состоящую из двух хромосом и четырех хроматид. Их называют бивалентами или тетрадами. Тесное соприкосновение двух гомологичных хромосом называется коньюгацией. В процессе коньюгации между некоторыми хроматидами гомологичных хромосом может происходить обмен участками – кроссинговер, приводящий к перекомбинации генетического материала. Содержание генетической информации в этот период - 2n2хр.

В метафазе мейоза I гомологичные хромосомы располагаются попарно в экваториальной плоскости клетки. В этот момент спирализация их достигает максимума. Содержание генетической информации не изменяется (2n2хр).

В анафазе мейоза I гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, расходятся к противоположным полюсам клетки. Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна – число хромосом уменьшается вдвое (происходит редукция). Содержание генетической информации становится 1n2хр у каждого полюса.

В телофазе происходит формирование ядер и разделение цитоплазмы – образуются две дочерние клетки. Каждая клетка содержит гаплоидный набор хромосом, состоящих из двух хроматид (1n2хр).

Интеркинез (интерфаза) между первым и вторым мейотическими делениями очень короткая. В ней не происходит репликации ДНК, и клетка быстро вступает в мейоз II, протекающий по типу митоза.

В результате мейоза из одной диплоидной материнской клетки образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом. Кроме того, в профазе

мейоза I происходит перекомбинация генетического материала (кроссинговер), а в анафазе – случайное отхождение гомологичных хромосом к одному или другому полюсу. Все это является причиной комбинативной изменчивости, которая обеспечивает приспособляемость организмов к разнообразным условиям существования и широко используется человеком в селекции.

Дата добавления: 2013-12-12