Деление клетки. Митоз

Возникновение новых клеток происходит только путем деления материнской клетки. Жизнь клетки от момента ее появления в процессе деления материнской клетки и до ее собственного деления, включая это деление, или гибели получила название жизненного цикла. Клетка делится тремя способами: амитоз – непрямое деление (простейшие); митоз – сложное деление соматических клеток; мейоз – сложное деление половых клеток.

Деление клеток тела проходит в три этапа:

- подготовка к делению – интерфаза;

- деление цитоплазмы – цитокинез;

- деление ядра – кариокинез.

Интерфаза. Подготовка клетки к делению состоит из трех периодов:

1. Пресинтетический – 2-3 часа, клетка растет и накапливает энергию.

2. Синтетический – 6-10 часов, удвоение ДНК называют репликацией или редупликацией, синтез белков, увеличение РНК, удвоение центриолей.

3. Постсинтетический – 2-5 часов, накапливается энергия, синтезируются белки микротрубочек.

Митоз. Это основной способ деления эукариотических клеток, при котором сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение между дочерними клетками наследственного материала.

Фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

В профазе хорошо видны центриоли – образования, находящиеся в клеточном центре и играющие роль в делении дочерних хромосом животных. Центриоли делятся и расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей протягиваются микротрубочки, образующие нити веретена деления, которое регулирует расхождение хромосом к полюсам делящейся клетки. В конце профазы ядерная оболочка распадается, ядрышко постепенно исчезает, хромосомы спирализуются и в результате этого укорачиваются и утолщаются.

В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. При этом хорошо видно, что каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, имеет перетяжку – центромеру. Хромосомы своими центромерами прикрепляются у нити веретена деления. После деления центромеры каждая хроматида становится самостоятельной дочерней хромосомой.

Затем наступает анафаза, во время которой дочерние хромосомы (хроматиды одной хромосомы) расходятся к разным полюсам клетки.

Следующая стадия деления клетки – телофаза. Она начинается после того, как дочерние хромосомы, состоящие из одной хроматиды, достигли полюсов клетки. На этой стадии хромосомы вновь деспирализуются и приобретают такой же вид, какой они имели до начала деления клетки в интерфазе (длинные тонкие нити). Вокруг них возникает ядерная оболочка, а в ядре формируется ядрышко, в котором синтезируются рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все органоиды (митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы и др.) распределяются между дочерними клетками более или менее равномерно.

Значение митоза в наследственности:

1. Генетический материал в материнской клетке распределяется поровну между новыми дочерними клетками.

2. Поддерживает постоянное число хромосом. Количество хромосом дочерних клеток равно числу хромосом материнских клеток.

3. Полный набор хромосом называется диплоидным, а его половина – гаплоидным.

4. Митозом делятся соматические клетки. Обеспечивает рост, регенерацию, бесполое размножение.

Амитоз, или прямое деление, – это деление интерфазного ядра путем перетяжки. Был открыт немецким биологом Робертом Ремаком в 1841 году.

При амитозе веретено деления не образуется, отсутствуют все четыре фазы, свойственные митозу, спирализации хромосом не происходит, поэтому в световой микроскоп они не видны. Такое деление встречается у некоторых протистов (большое ядро инфузорий), в тканях растущего клубня картофеля, в клетках эндосперма, стенок завязи пестика, печени и хряща, роговицы глаза. Распределение клеточных органоидов, как и ДНК, осуществляется произвольно.

Амитоз, в отличие от митоза, является самым экономичным способом деления, так как энергетические затраты при этом незначительны.