Какво се случва по време на митоза. Митоза, клетъчен цикъл

Митозата (кариокинеза, индиректно делене) е процес на делене на ядрото на човешки, животински и растителни клетки, последван от делене на клетъчната цитоплазма. В процеса на делене на клетъчното ядро ​​(виж) се разграничават няколко етапа. В ядрото, което е в периода между клетъчното делене (интерфаза), (виж) обикновено са представени от тънки, дълги (фиг., а), преплетени нишки; Ядрената мембрана и ядрото са ясно видими.

Ядрото в различни фази на митозата: а - интерфазно неразделящо се ядро; b - d - етап на профаза; d - етап на метафаза; д - стадий на анафаза; g и h - стадий на телофаза; и - образуването на две дъщерни ядра.

В първия етап на митозата, така наречената профаза, хромозомите стават ясно видими (фиг., b-d), те се скъсяват и удебеляват, по дължината на всяка хромозома се появява празнина, която я разделя на две части, напълно подобни една на друга, поради което всяка хромозома изглежда двойна. В следващия етап на митозата - метафазата, ядрената мембрана се разрушава, ядрото се разтваря и хромозомите се оказват в цитоплазмата на клетката (фиг., д). Всички хромозоми са подредени в един ред по екватора, образувайки така наречената екваториална плоча (звезден етап). Центрозомата също претърпява промени. Той е разделен на две части, отклоняващи се към полюсите на клетката; между тях се образуват нишки, образуващи биконично ахроматиново вретено (фиг. д. е).

Митозата (от гръцки mitos - нишка) е непряко клетъчно делене, състоящо се в равномерно разпределение на двойния брой хромозоми между двете получени дъщерни клетки (фиг.). Процесът на митоза включва два вида структури: хромозоми и ахроматинов апарат, който включва клетъчни центрове и вретено (виж Клетка).

Схематично представяне на интерфазното ядро ​​и различните етапи на митозата: 1 - интерфаза; 2 - профаза; 3 - прометафаза; 4 и 5 - метафаза (4 - изглед от екватора, 5 - изглед от клетъчния полюс); 6 - анафаза; 7 - телофаза; 8 - късна телофаза, начало на ядрена реконструкция; 9 - дъщерни клетки в началото на интерфазата; NW - ядрена обвивка; ЯК - ядро; XP - хромозоми; С - центриол; B - шпиндел.

Първият етап на митозата - профаза - започва с появата в клетъчното ядро ​​на тънки нишки - хромозоми (виж). Всяка профазна хромозома се състои от две хроматиди, плътно съседни една на друга по дължина; едната от тях е хромозомата на майчината клетка, другата е новообразувана поради редупликацията на нейната ДНК върху ДНК на майчината хромозома в интерфаза (пауза между две митози). С напредването на профазата хромозомите се спирали, което ги кара да се скъсяват и удебеляват. До края на профазата ядрото изчезва. В профазата настъпва и развитието на ахроматиновия апарат. В животинските клетки клетъчните центрове (центриоли) се раздвояват; около тях в цитоплазмата се появяват зони, които силно пречупват светлината (центросфери). Тези образувания започват да се разминават в противоположни посоки, образувайки до края на профазата два полюса на клетката, която по това време често придобива сферична форма. В клетките на висшите растения няма центриоли.

Прометафазата се характеризира с изчезването на ядрената мембрана и образуването в клетката на вретеновидна нишковидна структура (ахроматиново вретено), някои от нишките на която свързват полюсите на ахроматиновия апарат (интерзонални нишки), а други - всяка от две хроматиди с противоположни полюси на клетката (дърпащи нишки). Хромозомите, разположени произволно в профазното ядро, започват да се движат към централната зона на клетката, където се намират в екваториалната равнина на вретеното (метакинеза). Този етап се нарича метафаза.

По време на анафазата партньорите на всяка двойка хроматиди се отклоняват към противоположните полюси на клетката поради свиването на нишките на теглещото вретено. От този момент нататък всяка хроматида получава името на дъщерна хромозома. Хромозомите, които са се отклонили към полюсите, се събират в компактни групи, което е характерно за следващия етап на митозата - телофаза. В този случай хромозомите започват постепенно да се деспирират, губейки своята плътна структура; около тях се появява ядрена обвивка – започва процесът на ядрена реконструкция. Обемът на новите ядра се увеличава и в тях се появяват нуклеоли (началото на интерфазата или етапът на „почиващото ядро“).

Процесът на отделяне на ядрената субстанция на клетката - кариокинеза - е придружен от отделяне на цитоплазмата (виж) - цитокинеза. В животинските клетки в телофаза се появява стеснение в екваториалната зона, което при задълбочаване води до разделяне на цитоплазмата на изходната клетка на две части. В растителните клетки в екваториалната равнина се образува клетъчна преграда от малки вакуоли на ендоплазмения ретикулум, разделящи две нови клетъчни тела едно от друго.

По принцип близо до митозата е ендомитозата, т.е. процесът на удвояване на броя на хромозомите в клетките, но без разделяне на ядрата. След ендомитоза може да настъпи директно делене на ядрата и клетките, така наречената амитоза.

Вижте също Кариотип, Клетъчно ядро.

Митоза- непряко клетъчно делене, което се състои от разделяне на ядрото (кариотомия) и цитоплазмата (цитотомия).

Митозата се разделя на профаза (ранен и късен етап), прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. Самото разделяне отнема сравнително кратко време - около 30 минути.

Митозата или индиректното клетъчно делене е метод за делене на еукариотна клетка, при който всяка от двете новообразувани клетки получава генетичен материал, идентичен на оригиналната клетка, тоест води до образуването на две пълноценни клетки с диплоиден набор от хромозоми и равномерно разпределен цитоплазмен материал.

Профаза. Първият етап на митозата е профаза. В ранната профаза започва хромозомна кондензация (етап на плътна и рехава топка), ядрото претърпява разпадане и центриолите се поляризират.

В началото на профазата двойки центриоли се придвижват към различни полюси на клетката. В същото време се образуват тънки нишки, които се отклоняват радиално от всяка двойка центриоли - микротубули. Микротубулите, образувани от един клетъчен център, се привличат към микротубулите, полимеризиращи се в друг клетъчен център. В резултат на това те се преплитат. Ядрената обвивка се разпада на везикули (кариолиза) и съдържанието на ядрото се слива със съдържанието на цитоплазмения матрикс. На мембраните на везикулите, образувани в резултат на разпадането на кариолемата, се запазват рецепторни комплекси и ламини.

В късния стадий на профазата хромозомната кондензация продължава. Те се удебеляват и се виждат ясно под светлинен микроскоп. Всяка хромозома се състои от две сестрински хроматиди, свързани с центромера. На този етап започва да се формира митотичното вретено - биполярна структура, състояща се от микротубули. Тя е организирана от центриоли, които са част от клетъчния център, от който радиално се простират микротубули.

Центриолите първоначално са разположени близо до ядрената мембрана и след това се отклоняват, за да образуват биполярно митотично вретено. Този процес включва полюсни микротубули, които взаимодействат помежду си, докато се удължават. Ядрото и ядрото престават да съществуват като отделни единици. Клетката става по-удължена. По време на профазата хромозомите първо се виждат като двойни нишковидни структури. По-късно те придобиват пръчковидна форма.

По време на профазата на митозата ER и комплексът на Голджи се разпадат на везикули. Това временно разрушаване на органелите играе важна роля за равномерното разпределение на цитоплазмения материал.

Прометафаза. Това е продължение на късната профаза. По време на прометафазата се образуват кинетохори (центромери), които функционират като центрове за организиране на кинетохорни микротубули. Отпътуването на кинетохори от всяка хромозома в двете посоки и тяхното взаимодействие с полюсните микротубули на митотичното вретено е причината за движението на хромозомите.

Метафаза. По време на тази фаза хромозомите се разпределят в екваториалната област и образуват метафазната плоча. Ако метафазната плоча е уловена в тангенциален участък, тогава тя се вижда като родителска звезда. Степента на хромозомна кондензация достига максимално ниво. Всяка хромозома се задържа на място от чифт кинетохори и свързани кинетохорни микротубули, насочени към противоположните полюси на митотичното вретено.

Хромозомата съдържа ДНК молекула и ДНК-свързващи протеини. Хроматинът в една хромозома образува множество бримки и съдържа много плътно опаковани нуклеозоми. По време на профаза и метафаза при бозайници, хромозомите имат x или y форма. В Х хромозомите има така наречената първична стеснение (центромер), свързваща рамената на хромозомите. Участъците на метафизната хромозома от центромера до двата края се наричат ​​хромозомни рамена. Ръцете са двойни структури, състоящи се от s-хромозоми, съседни една на друга. Първичната констрикция съдържа кинетохори.

Ако хромозомните рамена са равни, тогава такива хромозоми се наричат ​​метацентрични. Хромозомите, които имат къси и дълги рамена, се наричат ​​акроцентрични. Ръцете, които са почти еднакви или не много различни по размер, имат субметацентрични хромозоми.

На един от полюсите на хромозомното рамо понякога можете да намерите стеснен участък - вторично стесняване. Дисталната област на рамото зад вторичното стесняване се нарича сателит. Вторичната констрикция съдържа зоната на ядрения организатор.

Центромерите на всички d-хромозоми (с двоен набор от ДНК) са разположени в една и съща равнина - това е екваториалната равнина на клетката. Той пресича клетката под прав ъгъл спрямо надлъжната ос на шпиндела. Центромерът има кинетохор - малка дисковидна структура, разположена от двете страни на центромерната област на d хромозомата. Кинетохорите са толкова малки, че могат да се видят само с електронен микроскоп. В активно състояние кинетохорите се държат като центриоли, т.е. служат като центрове за организиране на микротубули (кинетохорни микротубули). Кинетохорите проявяват своята активност само от момента на разрушаване на ядрената обвивка и при взаимодействие с тубулини.

Сред микротубулите на вретеното се разграничават няколко типа: кинетохор, полярен и астрален.

Кинетохорните микротубули са прикрепени с единия си полюс към кинетохора на хромозомата, а с другия към една от диплозомите и раздалечават хромозомите. Полярните микротубули са насочени от центриолите (диплозомите) към центъра на вретеното, където взаимно се припокриват с подобни микротубули на противоположната диплозома.

Астралните микротубули са насочени от диплозомата към клетъчната повърхност. Последните два вида микротубули служат за равномерно разпределение на цитоплазмения материал и цитокинеза.

Анафаза. Започва с разминаването на дъщерните хромозоми към полюсите на развиващите се клетки. Това се случва с прякото участие на микротубулите и става със скорост около 1 μm/min.

Поради дивергенция, две s хромозоми се образуват от всяка d-хромозома. В резултат на това всяка клетка получава идентичен диплоиден набор от s-хромозоми. Докато хромозомите се придвижват към полюсите, кинетохорните микротубули се скъсяват и вретеното се удължава. В допълнение към разглобяването на кинетохорните микротубули, процесът на дивергенция на генетичния материал се осигурява от удължаването на полярните микротубули и функционалната активност на транслокаторните протеини.

Условно се разграничават ранна и късна анафаза в зависимост от степента на разделяне на генетичния материал към противоположните полюси. Като цяло това е най-краткият етап на митозата.

Телофаза. Това е последният етап на митозата. По време на телофазата хроматидите се приближават до полюсите и равномерното разпределение на цитоплазмения материал на клетката продължава, включително екстрануклеарно наследяване; Образува се ядрената обвивка и отново се образуват нуклеолите. Телофазата завършва с клетъчна цитокинеза с разделянето на една майчина клетка на две дъщерни клетки.

По време на ранната телофаза кондензираните s-хромозоми са разположени на противоположните полюси на клетката близо до клетъчните центрове и все още не променят своята ориентация.

Процесите на удължаване на делящата се клетка продължават. Плазмалемата се прибира между двете дъщерни ядра в равнина, перпендикулярна на дългата ос на вретеното, и две нови клетки започват да се очертават.

В късната телофаза започва декондензацията на хромозомите и се образуват ядрени мембрани чрез сливането на везикули от преди това дезинтегрирана кариолема и се образуват нуклеоли. Браздата на разцепване се задълбочава и между дъщерните клетки остава цитоплазмен мост, който впоследствие се разделя от клетъчната мембрана, което води до автономност на дъщерните клетки.

Образуването на клетъчна мембрана, която разделя две нови клетки една от друга, става със свиването на микрофиламентите в областта на цитоплазмения мост и поради транспортирането на везикули, които се сливат една с друга.

След цитотомия (отделяне на клетките) везикулите в клетките се сливат, за да образуват ER и комплекса на Голджи.

Митозата и митотичният цикъл не са автоматични явления - те се регулират от различни фактори. Най-изследвани са циклин-зависимите кинази (протеинкинази). Тези протеини са съкратено Cdk. Тези протеини са подобни във всички клетки на животински организми. Тези протеин кинази фосфорилират протеини, които контролират отделните етапи на митотичния цикъл и свързват специални протеини - циклини. Само Cdk комплексът с циклини контролира митотичния цикъл.

Всеки етап от митотичния цикъл има свой собствен циклин, който задейства комплекс от биологични реакции на клетката. В началния етап на пресинтетичния период на интерфазата клетката не навлиза в Go периода поради комплекси на Cdk4 и Cdk6 с циклин D.

През втората половина на G 1 периода водещ контролен комплекс става Cdk2 с циклин Е. В синтетичния период циклинът се променя, но протеин киназата остава. Така в началото на S-периода водещият комплекс е диклин A-Cdk2, а след това циклин B-Cdk2. В С 2 периода не се променя циклинът, а протеин киназата. В резултат на това контролният комплекс е обозначен като циклин B-Cdk1. Този последен комплекс всъщност въвежда клетката в митоза и се нарича стимулиращ митозата фактор.

Циклин B-Cdk1 е способен да фосфорилира хистон H1. Този фосфорилиран хистон участва в сгъването (кондензацията) на ДНК веригата. Но това не е достатъчно. По време на прометафазата на митозата митозо-стимулиращият фактор също фосфорилира група протеини, чийто комплекс се нарича кондензин и неговото образуване се задейства точно от фосфорилирането. Под влияние на хистон Н1 и кондензин, хромозомите се подреждат в метафазни структури. Този процес изисква използването на АТФ.

В допълнение, под въздействието на митоза-стимулиращ фактор в профазата, настъпва фосфорилиране на ламини на вътрешната повърхност на ядрената мембрана. В резултат на това А- и С-ламини преминават в разтворено състояние. Структурната цялост на черупката е нарушена и тя се разпада на система от мехурчета. Подобно нещо вероятно се случва в спешното отделение с комплекса на Голджи.

Под въздействието на митозо-стимулиращ фактор в профазата се активира полимеризацията на микротубулите и миозиновите леки вериги се блокират, което предотвратява преждевременната клетъчна цитотомия.

Клетъчното делене се регулира от две групи фактори: митогенни и антимитогенни, или кейлони. Митогенните фактори се произвеждат в тъканите (тъканни хормони) и активират клетъчното делене, докато размерът на клетъчната популация нараства. Митогенните фактори включват растежни фактори на фибробласти, епидермис, тромбоцити, трансформиращи растежни фактори и др.

Митогенните фактори причиняват клетъчно делене чрез активиране на тирозин киназата. Това стимулира образуването на редица транскрипционни фактори, така наречените гени за ранен и забавен отговор. Промените в тяхната активност стимулират образуването на циклин-зависими кинази и циклини. Това от своя страна насърчава клетките да се делят.

Концентрацията на растежни фактори е относително ниска и веднага щом броят на клетките се увеличи значително, растежните фактори стават недостатъчни и клетките спират да се делят и започват да се диференцират. Някои автори смятат, че механизмът на прекратяване на деленето и началото на диференциацията се контролира от специални биологично активни вещества - кейлони или други регулатори. Пример за такъв регулатор са йодираните хормони на щитовидната жлеза - трийодтиронин и тетрайодтиронин. Тези хормони активират процесите на клетъчна диференциация и блокират клетъчното делене. Важен в това отношение е ефектът на тетрайодотиронина върху диференциацията на невроните и следователно с неговия дефицит се развива кретинизъм, придружен от умствена изостаналост (олигофрения).

Пример за антимитогенен фактор е факторът на туморната некроза. Той блокира образуването на митоген-активиращ протеин киназен комплекс чрез редица вътреклетъчни посредници (сфингозин). В крайна сметка съдържанието на циклин D комплекси с Cdk6 и Cdk4 намалява и клетъчното делене спира.

Вариант на митозата е разцепването - това е клетъчно делене, когато майчината клетка не се уголемява по време на кратка интерфаза. В резултат на това след всяко делене размерът на клетката намалява. Фрагментацията е характерна за образуването на многоклетъчен организъм (бластула) от едноклетъчен ембрион (зигота) в ранните етапи на ембрионалното развитие.

Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.

Растежът и развитието на живите организми е невъзможен без процесите на клетъчно делене. Една от тях е митозата - процесът на делене на еукариотните клетки, при който се предава и съхранява генетична информация. В тази статия ще научите повече за характеристиките на митотичния цикъл и ще се запознаете с характеристиките на всички фази на митозата, които ще бъдат включени в таблицата.

Концепцията за "митотичен цикъл"

Всички процеси, които се случват в клетката, започвайки от едно делене до друго и завършвайки с производството на две дъщерни клетки, се наричат ​​митотичен цикъл. Жизненият цикъл на клетката също е състояние на покой и период на изпълнение на нейните преки функции.

Основните етапи на митозата включват:

• Самоудвояване или редупликация на генетичния код, който се предава от майчината клетка на две дъщерни клетки. Процесът засяга структурата и образуването на хромозомите.
• Клетъчен цикъл- състои се от четири периода: пресинтетичен, синтетичен, постсинтетичен и всъщност митоза.

Първите три периода (пресинтетичен, синтетичен и постсинтетичен) се отнасят до интерфазата на митозата.

Някои учени наричат ​​синтетичния и постсинтетичния период препрофаза на митозата. Тъй като всички етапи протичат непрекъснато, плавно преминавайки от един към друг, няма ясно разделение между тях.

Процесът на директно клетъчно делене, митоза, протича в четири фази, съответстващи на следната последователност:

ТОП 4 статиикоито четат заедно с това

• Профаза;
• метафаза;
• анафаза;
• Телофаза.

Ориз. 1. Фази на митозата

Можете да намерите кратко описание на всяка фаза в таблицата „Фази на митозата“, която е представена по-долу.

Таблица "Фази на митоза"

Не.	Фаза	Характеристика
		В профазата на митозата ядрената мембрана и ядрото се разтварят, центриолите се отклоняват към различни полюси, започва образуването на микротубули, така наречените вретенови нишки, и хроматидите в хромозомите се кондензират.
	Метафаза	На този етап хроматидите в хромозомите се кондензират възможно най-много и се подреждат в екваториалната част на вретеното, образувайки метафазна плоча. Центриолните нишки са прикрепени към центромерите на хроматидите или опънати между полюсите.
		Това е най-кратката фаза, по време на която настъпва разделянето на хроматидите след разпадането на хромозомните центромери. Двойката отива на различни полюси и започва независим начин на живот.
	Телофаза	Това е последният етап на митозата, по време на който новообразуваните хромозоми придобиват нормалния си размер. Около тях се образува нова ядрена обвивка с ядро ​​вътре. Вретенените нишки се разпадат и изчезват и започва процесът на разделяне на цитоплазмата и нейните органели (цитотомия).

Процесът на цитотомия в животинска клетка се осъществява с помощта на браздата на разцепване, а в растителната клетка - с помощта на клетъчната плоча.

Атипични форми на митоза

В природата понякога се срещат атипични форми на митоза:

• Амитоза - метод на директно разделяне на ядрото, при който структурата на ядрото се запазва, ядрото не се разпада и хромозомите не се виждат. Резултатът е двуядрена клетка.

Ориз. 2. Амитоза

• Политения - ДНК клетките се увеличават многократно, но без да се увеличава съдържанието на хромозоми.
• Ендомитоза - По време на процеса след репликация на ДНК няма разделяне на хромозомите на дъщерни хроматиди. В този случай броят на хромозомите се увеличава десетки пъти, появяват се полиплоидни клетки, което може да доведе до мутация.

Ориз. 3. Ендомитоза

Какво научихме?

Процесът на непряко делене на еукариотните клетки протича в няколко етапа, всеки от които има свои собствени характеристики. Митотичният цикъл се състои от етапите на интерфаза и директно клетъчно делене, състоящ се от четири фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Понякога в природата има нетипични методи за разделяне, те включват амитоза, политения и ендомитоза.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.4. Общо получени оценки: 518.

Сред всички интересни и доста сложни теми в биологията си струва да се подчертаят два процеса на делене на клетките в тялото - мейоза и митоза. Първоначално може да изглежда, че тези процеси са еднакви, тъй като и в двата случая се случва клетъчно делене, но всъщност има голяма разлика между тях. На първо място, трябва да разберете митозата. Какъв е този процес, какво представлява интерфазата на митозата и каква роля играят в човешкото тяло? Това ще бъде обсъдено по-подробно в тази статия.

Сложен биологичен процес, придружен от клетъчно делене и разпределение на хромозомите между тези клетки - всичко това може да се каже за митозата. Благодарение на него хромозомите, съдържащи ДНК, се разпределят равномерно между дъщерните клетки на тялото.

Има 4 основни фази в процеса на митоза. Всички те са взаимосвързани, тъй като фазите плавно преминават от една към друга. Разпространението на митозата в природата се дължи на факта, че тя участва в процеса на делене на всички клетки, включително мускулни, нервни и т.н.

Накратко за интерфазата

Преди да влезе в състояние на митоза, клетката, която се дели, преминава в интерфаза, т.е. расте. Продължителността на интерфазата може да заема повече от 90% от общото време на клетъчна активност в нормален режим.

Интерфазата е разделена на 3 основни периода:

• фаза G1;
• S-фаза;
• фаза G2.

Всички те се извършват в определена последователност. Нека разгледаме всяка от тези фази поотделно.

Интерфаза - основни компоненти (формула)

Фаза G1

Този период се характеризира с подготовката на клетката за делене. Той се увеличава в обем за следващата фаза на синтеза на ДНК.

S-фаза

Това е следващият етап от интерфазния процес, по време на който клетките на тялото се делят. По правило синтезът на повечето клетки се извършва за кратък период от време. След деленето клетките не се увеличават по размер, но започва последната фаза.

Фаза G2

Крайният етап на интерфазата, по време на който клетките продължават да синтезират протеини, докато увеличават размера си. През този период в клетката все още има нуклеоли. Също така в последната част на интерфазата се случва дублиране на хромозоми и повърхността на ядрото по това време е покрита със специална обвивка, която има защитна функция.

За бележка!В края на третата фаза настъпва митоза. Той също така включва няколко етапа, след което настъпва клетъчно делене (този процес в медицината се нарича цитокинеза).

Етапи на митоза

Както беше отбелязано по-рано, митозата е разделена на 4 етапа, но понякога може да има повече. По-долу са основните.

Таблица. Описание на основните фази на митозата.

Име на фаза, снимка	Описание
	По време на профазата настъпва спирализация на хромозомите, в резултат на което те придобиват усукана форма (тя е по-компактна). Всички синтетични процеси в клетката на тялото спират, така че рибозомите вече не се произвеждат.
	Много експерти не разграничават прометафазата като отделна фаза на митозата. Често всички процеси, които се случват в него, се означават като профаза. През този период цитоплазмата обгръща хромозомите, които се движат свободно в клетката до определен момент.
	Следващата фаза на митозата, която е придружена от разпределението на кондензираните хромозоми в екваториалната равнина. През този период микротубулите се обновяват непрекъснато. По време на метафазата хромозомите са подредени така, че техните кинетохори са в различна посока, тоест насочени към противоположните полюси.
	Тази фаза на митозата е придружена от отделянето на хроматидите на всяка хромозома един от друг. Растежът на микротубулите спира, сега те започват да се разглобяват. Анафазата не трае дълго, но през този период от време клетките успяват да се разпръснат по-близо до различни полюси в приблизително равен брой.
	Това е последният етап, по време на който започва декондензацията на хромозомите. Еукариотните клетки завършват деленето си и около всеки набор от човешки хромозоми се образува специална обвивка. Когато контрактилният пръстен се свие, цитоплазмата се отделя (в медицината този процес се нарича цитотомия).

важно!Продължителността на пълния процес на митоза, като правило, е не повече от 1,5-2 часа. Продължителността може да варира в зависимост от типа клетка, която се разделя. Освен това продължителността на процеса се влияе от външни фактори, като светлинни условия, температура и т.н.

Каква биологична роля играе митозата?

Сега нека се опитаме да разберем характеристиките на митозата и нейното значение в биологичния цикъл. Преди всичко, осигурява много жизненоважни процеси на тялото, включително ембрионалното развитие.

Митозата е отговорна и за възстановяването на тъканите и вътрешните органи на тялото след различни видове увреждания, което води до регенерация. В процеса на функциониране клетките постепенно умират, но с помощта на митозата структурната цялост на тъканите се поддържа постоянно.

Митозата осигурява запазването на определен брой хромозоми (съответства на броя на хромозомите в майчината клетка).

Видео - Характеристики и видове митоза

Митоза- основният метод за разделяне на еукариотни клетки, при който първо се случва удвояването, а след това наследственият материал се разпределя равномерно между дъщерните клетки.

Митозата е непрекъснат процес с четири фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Преди митозата клетката се подготвя за делене или интерфаза. Периодът на подготовка на клетката за митоза и самата митоза заедно представляват митотичен цикъл. По-долу е дадено кратко описание на фазите на цикъла.

Интерфазасе състои от три периода: пресинтетичен или постмитотичен - G 1, синтетичен - S, постсинтетичен или премитотичен - G 2.

Пресинтетичен период (2н 2° С, Където н- брой хромозоми, с- брой ДНК молекули) - клетъчен растеж, активиране на процесите на биологичен синтез, подготовка за следващия период.

Синтетичен период (2н 4° С) - репликация на ДНК.

Постсинтетичен период (2н 4° С) - подготовка на клетката за митоза, синтез и натрупване на протеини и енергия за предстоящото делене, увеличаване на броя на органелите, удвояване на центриолите.

Профаза (2н 4° С) - разглобяване на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки, „изчезване“ на нуклеоли, кондензация на бироматидни хромозоми.

Метафаза (2н 4° С) - подравняване на максимално кондензирани бихроматидни хромозоми в екваториалната равнина на клетката (метафазна плоча), прикрепване на нишки на вретено в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.

Анафаза (4н 4° С) - разделяне на двухроматидни хромозоми в хроматиди и дивергенция на тези сестрински хроматиди към противоположните полюси на клетката (в този случай хроматидите стават независими еднохроматидни хромозоми).

Телофаза (2н 2° Свъв всяка дъщерна клетка) - декондензация на хромозоми, образуване на ядрени мембрани около всяка група хромозоми, разпадане на нишки на вретено, поява на ядро, разделяне на цитоплазмата (цитотомия). Цитотомията в животинските клетки възниква поради браздата на разцепване, в растителните клетки - поради клетъчната плоча.

1 - профаза; 2 - метафаза; 3 - анафаза; 4 - телофаза.

Биологично значение на митозата.Дъщерните клетки, образувани в резултат на този метод на делене, са генетично идентични с майчините. Митозата осигурява постоянството на хромозомния набор през редица клетъчни поколения. Той е в основата на процеси като растеж, регенерация, безполово размножаване и др.

е специален метод за делене на еукариотни клетки, в резултат на което клетките преминават от диплоидно състояние в хаплоидно състояние. Мейозата се състои от две последователни деления, предшествани от единична репликация на ДНК.

Първо мейотично делене (мейоза 1)се нарича редукция, тъй като по време на това делене броят на хромозомите се намалява наполовина: от една диплоидна клетка (2 н 4° С) два хаплоидни (1 н 2° С).

Интерфаза 1(в началото - 2 н 2° С, накрая - 2 н 4° С) - синтез и натрупване на вещества и енергия, необходими за двете деления, увеличаване на размера на клетката и броя на органелите, удвояване на центриолите, репликация на ДНК, която завършва в профаза 1.

Профаза 1 (2н 4° С) - разглобяване на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретенообразни нишки, „изчезване“ на нуклеоли, кондензация на бихроматидни хромозоми, конюгиране на хомоложни хромозоми и кръстосване. Конюгация- процесът на събиране и преплитане на хомоложни хромозоми. Нарича се двойка конюгиращи хомоложни хромозоми двувалентен. Кръстосането е процесът на обмен на хомоложни области между хомоложни хромозоми.

Профаза 1 е разделена на етапи: лептотен(завършване на репликацията на ДНК), зиготена(конюгация на хомоложни хромозоми, образуване на бивалентни), пахитен(кросингоувър, рекомбинация на гени), диплотен(откриване на хиазми, 1 блок на оогенезата при хора), диакинеза(терминализиране на хиазмата).

1 - лептотен; 2 - зиготена; 3 - пахитен; 4 - диплотен; 5 - диакинеза; 6 — метафаза 1; 7 - анафаза 1; 8 — телофаза 1;
9 — профаза 2; 10 — метафаза 2; 11 - анафаза 2; 12 - телофаза 2.

Метафаза 1 (2н 4° С) - подреждане на бивалентите в екваториалната равнина на клетката, прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.

Анафаза 1 (2н 4° С) - произволна независима дивергенция на двухроматидни хромозоми към противоположните полюси на клетката (от всяка двойка хомоложни хромозоми една хромозома отива към единия полюс, другата към другия), рекомбинация на хромозоми.

Телофаза 1 (1н 2° Свъв всяка клетка) - образуването на ядрени мембрани около групи дихроматидни хромозоми, разделяне на цитоплазмата. В много растения клетката преминава от анафаза 1 веднага към профаза 2.

Второ мейотично делене (мейоза 2)Наречен уравнение.

Интерфаза 2, или интеркинеза (1n 2c), е кратка пауза между първото и второто мейотично делене, по време на която не се извършва репликация на ДНК. Характеристика на животински клетки.

Профаза 2 (1н 2° С) - разглобяване на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки.

Метафаза 2 (1н 2° С) - подравняване на бихроматидните хромозоми в екваториалната равнина на клетката (метафазна плоча), прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите; 2 блок на оогенезата при хората.

Анафаза 2 (2н 2с) - разделяне на двухроматидни хромозоми на хроматиди и дивергенция на тези сестрински хроматиди към противоположните полюси на клетката (в този случай хроматидите стават независими еднохроматидни хромозоми), рекомбинация на хромозоми.

Телофаза 2 (1н 1° Свъв всяка клетка) - декондензация на хромозоми, образуване на ядрени мембрани около всяка група хромозоми, разпадане на нишките на вретеното, поява на ядрото, разделяне на цитоплазмата (цитотомия) с последващо образуване на четири хаплоидни клетки.

Биологично значение на мейозата.Мейозата е централното събитие на гаметогенезата при животните и спорогенезата при растенията. Като основа на комбинираната изменчивост, мейозата осигурява генетично разнообразие на гаметите.

Амитоза

Амитоза- директно разделяне на интерфазното ядро ​​чрез свиване без образуване на хромозоми, извън митотичния цикъл. Описан за стареещи, патологично променени и обречени клетки. След амитоза клетката не е в състояние да се върне към нормалния митотичен цикъл.

Клетъчен цикъл

Клетъчен цикъл- животът на клетката от момента на нейното появяване до деленето или смъртта. Основен компонент на клетъчния цикъл е митотичният цикъл, който включва периода на подготовка за делене и самата митоза. Освен това в жизнения цикъл има периоди на почивка, през които клетката изпълнява присъщите си функции и избира по-нататъшната си съдба: смърт или връщане към митотичния цикъл.

Отидете на лекции No12„Фотосинтеза. хемосинтеза"

Отидете на лекции No14"Размножаване на организми"