Какво е митотично делене? Какво научихме? От това кратко разглеждане става ясно, че основната характеристика на митозата като цяло е появата на вретеновидни структури, образувани във връзка с центрове на различни структури

Митоза- Това е най-често срещаният начин за делене на еукариотните клетки. По време на митозата геномите на всяка от двете получени клетки са идентични една на друга и съвпадат с генома на оригиналната клетка.

Митозата е последният и обикновено най-краткият етап клетъчен цикъл. С края си жизнен цикълклетки приключва и започват цикли на две новообразувани.

Диаграмата илюстрира продължителността на етапите на клетъчния цикъл. Буквата М означава митоза. Най-висока скоростМитозата се наблюдава в зародишните клетки, най-малките в тъканите с висока степен на диференциация, ако клетките им изобщо се делят.

Въпреки че митозата се разглежда независимо от интерфазата, състояща се от периодите G 1, S и G 2, подготовката за нея се случва точно в нея. Повечето важен моменте репликация на ДНК, която се случва в синтетичния (S) период. След репликацията всяка хромозома вече се състои от две идентични хроматиди. Те са близо една до друга по цялата си дължина и са свързани в центромера на хромозомата.

По време на интерфазата хромозомите са разположени в ядрото и представляват плетеница от тънки, много дълги хроматинови нишки, които се виждат само под електронен микроскоп.

Митозата има редица последователни фази, които също могат да бъдат наречени етапи или периоди. В класическата опростена версия на разглеждането се разграничават четири фази. Това профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Често се разграничават повече фази: прометафаза(между профаза и метафаза), препрофаза(характерна за растителните клетки, предшества профазата).

Друг процес, свързан с митозата, е цитокинеза, което се проявява главно през периода на телофазата. Можем да кажем, че цитокинезата е, така да се каже, интегрална часттелофази, или и двата процеса протичат паралелно. Цитокинезата се отнася до отделянето на цитоплазмата (но не и на ядрото!) на родителската клетка. Ядреното делене се нарича кариокинезаи предшества цитокинезата. Въпреки това, по време на митозата като такава ядреното делене не се случва, тъй като първо едното, родителят, се разпада, след което се образуват две нови, дъщерните.

Има случаи, когато има кариокинеза, но не и цитокинеза. В такива случаи се образуват многоядрени клетки.

Продължителността на самата митоза и нейните фази е индивидуална и зависи от вида на клетката. Обикновено профазата и метафазата са най-дългите периоди.

Средната продължителност на митозата е около два часа. Животинските клетки обикновено се делят по-бързо от растителните.

Когато еукариотните клетки се делят, непременно се образува биполярно вретено на делене, състоящо се от микротубули и свързани протеини. Благодарение на него това се случва равно разпределениенаследствен материал между дъщерните клетки.

По-долу ще дадем описание на процесите, които протичат в клетката по време на различните фази на митозата. Преходът към всяка следваща фаза се контролира в клетката от специални биохимични контролни точки, които “проверяват” дали всичко е наред необходими процесибяха попълнени правилно. Ако има грешки, разделянето може или не може да спре. В последния случай се появяват анормални клетки.

Фази на митоза

В профазата протичат следните процеси (предимно паралелно):

Хромозомите се кондензират

Нуклеолите изчезват

Ядрената обвивка се разпада

Оформят се два полюса на шпиндела

Митозата започва със скъсяване на хромозомите. Съставните им двойки хроматиди се спираловидно, в резултат на което хромозомите силно се скъсяват и удебеляват. Към края на профазата те могат да се видят под светлинен микроскоп.

Нуклеолите изчезват, тъй като частите от хромозомите, които ги образуват (нуклеоларни организатори), вече са в спирална форма, следователно те са неактивни и не взаимодействат помежду си. В допълнение, нуклеоларните протеини се разпадат.

В животински клетки и по-ниски растенияЦентриолите на клетъчния център се отклоняват към полюсите на клетката и изпъкват микротубулни организиращи центрове. Макар че висши растенияНяма центриоли, образуват се и микротубули.

Късите (астрални) микротубули започват да се отклоняват от всеки център на организация. Образува се звездовидна структура. Не се произвежда в растения. Техните полюси на делене са по-широки, микротубулите излизат не от малка, а от относително широка област.

Разпадането на ядрената мембрана на малки вакуоли бележи края на профазата.

Вдясно на микроснимката зеленомикротубулите са подчертани, хромозомите са подчертани в синьо, хромозомните центромери са подчертани в червено.

Трябва също да се отбележи, че по време на профазата на митозата настъпва фрагментация на EPS, тя се разпада на малки вакуоли; Апаратът на Голджи се разпада на отделни диктиозоми.

Ключовите процеси на прометафазата протичат предимно последователно:

Хаотично подреждане и движение на хромозомите в цитоплазмата.

Свързвайки ги с микротубули.

Преместване на хромозомите към екваториалната равнина на клетката.

Хромозомите се озовават в цитоплазмата и се движат произволно. Веднъж достигнали до полюсите, те имат по-голям шанс да се прикрепят към плюсовия край на микротубула. В крайна сметка нишката се прикрепя към кинетохора.

Такава кинетохорна микротубула започва да расте, което отдалечава хромозомата от полюса. В даден момент друга микротубула е прикрепена към кинетохора на сестринския хроматид, израствайки от другия полюс на делене. Тя също започва да изтласква хромозомата, но в обратната посока. В резултат на това хромозомата се намира на екватора.

Кинетохорите са протеинови образувания в центромерите на хромозомите. Всеки сестрински хроматид има свой собствен кинетохор, който „узрява“ в профаза.

В допълнение към астралните и кинетохорните микротубули има такива, които преминават от единия полюс към другия, като че ли разширяват клетката в посока, перпендикулярна на екватора.

Признак за началото на метафазата е подреждането на хромозомите по екватора, така нареченият метафаза или екваториална плоча. По време на метафазата броят на хромозомите, техните различия и фактът, че се състоят от две сестрински хроматиди, свързани в центромера, са ясно видими.

Хромозомите се държат заедно чрез балансирани сили на напрежение върху микротубулите на различни полюси.

Сестринските хроматиди се разделят, като всяка се движи към своя полюс.

Полюсите се отдалечават един от друг.

Анафазата е най-кратката фаза на митозата. Започва, когато центромерите на хромозомите се разделят на две части. В резултат на това всяка хроматида се превръща в независима хромозома и е прикрепена към микротубула с един полюс. Нишките "дърпат" хроматидите към противоположните полюси. Всъщност микротубулите се разглобяват (деполимеризират), т.е. съкращават се.

В анафазата на животинските клетки се движат не само дъщерните хромозоми, но и самите полюси. Благодарение на други микротубули, които те раздалечават, астралните микротубули се прикрепят към мембраните и също „дърпат“.

Движението на хромозомите спира

Хромозомите се декондензират

Появяват се нуклеоли

Ядрената мембрана се възстановява

Повечето микротубули изчезват

Телофазата започва, когато хромозомите спрат да се движат, спирайки на полюсите. Деспирират, стават дълги и нишковидни.

Микротубулите на вретеното се разрушават от полюсите до екватора, т.е. от минусовите им краища.

Около хромозомите се образува ядрена обвивка чрез сливане на мембранни везикули, в които майчиното ядро ​​и EPS се разпадат в профаза. На всеки полюс се образува собствено дъщерно ядро.

Когато хромозомите се размотават, нуклеоларните организатори стават активни и се появяват нуклеоли.

Синтезът на РНК се възобновява.

Ако центриолите на полюсите все още не са сдвоени, тогава двойка се изгражда близо до всяка. Така на всеки полюс се пресъздава собствен клетъчен център, който ще отива към дъщерната клетка.

Обикновено телофазата завършва с отделяне на цитоплазмата, т.е. цитокинеза.

Цитокинезата може да започне още в анафазата. До началото на цитокинезата клетъчните органели се разпределят относително равномерно по полюсите.

Разделянето на цитоплазмата на растителни и животински клетки става по различни начини.

В животинските клетки, поради еластичността, цитоплазмената мембрана в екваториалната част на клетката започва да се издува навътре. Образува се бразда, която в крайна сметка се затваря. С други думи, майчината клетка се дели чрез лигиране.

IN растителни клеткиПо време на телофазата нишките на вретеното не изчезват на екватора. Те се приближават до цитоплазмена мембрана, броят им се увеличава и се образуват фрагмопласт. Състои се от къси микротубули, микрофиламенти и части от EPS. Рибозомите, митохондриите и комплексът на Голджи се движат тук. Везикулите на Голджи и тяхното съдържание в екватора образуват средната клетъчна плоча, клетъчните стени и мембраната на дъщерните клетки.

Значение и функции на митозата

Митозата осигурява генетична стабилност: точно възпроизвеждане на генетичен материал през серия от поколения. Ядрата на новите клетки съдържат същия брой хромозоми като родителската клетка и тези хромозоми са точни копияродителски (освен ако, разбира се, не са възникнали мутации). С други думи, дъщерните клетки са генетично идентични с майчината клетка.

Митозата обаче изпълнява и редица други важни функции:

височина многоклетъчен организъм,

безполово размножаване,

замяна на клетки от различни тъкани в многоклетъчни организми,

При някои видове може да настъпи регенерация на части от тялото.

Това е непрекъснат процес, всеки етап от който неусетно преминава в следващия след него. Има четири етапа на митозата: профаза, метафаза, анафаза и телофаза (фиг. 1). Когато изучаваме митозата, основният фокус е върху поведението на хромозомите.

Профаза . В началото на първия етап на митозата - профаза - клетките запазват същия вид като в интерфазата, само ядрото значително се увеличава по размер и в него се появяват хромозоми. В тази фаза е ясно, че всяка хромозома се състои от две хроматиди, спирално усукани една спрямо друга. Хроматидите се скъсяват и удебеляват в резултат на процеса на вътрешна спирализация. Започва да се появява слабо оцветен и по-малко кондензиран участък от хромозомата - центромерът, който свързва две хроматиди и е разположен на строго определено място на всяка хромозома.

По време на профазата нуклеолите постепенно се разпадат: ядрената мембрана също се разрушава и хромозомите се озовават в цитоплазмата. В късната профаза (прометафаза) митотичният апарат на клетката се формира интензивно. По това време центриолата се дели и дъщерните центриоли се разпръскват в противоположните краища на клетката. Тънки нишки с форма на лъч се простират от всеки центриол; между центриолите се образуват вретеновидни нишки. Има два вида нишки: вретенообразни нишки, прикрепени към центромерите на хромозомите, и поддържащи нишки, свързващи полюсите на клетката.

Когато свиването на хромозомите достигне максималната си степен, те се превръщат в къси пръчковидни тела и се насочват към екваториалната равнина на клетката.

Метафаза . В метафазата хромозомите са напълно разположени в екваториалната равнина на клетката, образувайки така наречената метафаза или екваториална плоча. Центромерът на всяка хромозома, който държи двете хроматиди заедно, е разположен точно в екватора на клетката, а рамената на хромозомите са разширени повече или по-малко успоредно на нишките на вретеното.

В метафазата формата и структурата на всяка хромозома се разкриват ясно, образуването на митотичния апарат завършва и настъпва прикрепването на издърпващите нишки към центромерите. В края на метафазата настъпва едновременно разделяне на всички хромозоми на дадена клетка (и хроматидите се превръщат в две напълно отделни дъщерни хромозоми).

Анафаза. Веднага след центромерното делене хроматидите се отблъскват взаимно и се придвижват към противоположните полюси на клетката. Всички хроматиди започват да се движат към полюсите едновременно. Центромерите играят важна роля в ориентираното движение на хроматидите. В анафазата хроматидите се наричат ​​сестрински хромозоми.

Движението на сестринските хромозоми в анафазата се осъществява чрез взаимодействието на два процеса: свиване на теглещите нишки и удължаване на поддържащите нишки на митотичното вретено.

Телофаза. В началото на телофазата движението на сестринските хромозоми завършва и те се концентрират в полюсите на клетката под формата на компактни образувания и съсиреци. Хромозомите се деспирират и губят привидната си индивидуалност. Около всяко дъщерно ядро ​​се образува ядрена обвивка; нуклеолите се възстановяват в същото количество, както са били в майчината клетка. Това завършва ядреното делене (кариокинеза) и образуването на клетъчната мембрана. Едновременно с образуването на дъщерни ядра в телофазата се извършва разделянето на цялото съдържание на първоначалната клетка-майка или цитокинеза.

Когато клетката се дели, на нейната повърхност близо до екватора се появява стеснение или жлеб. Постепенно се задълбочава и разделя цитоплазмата на

две дъщерни клетки, всяка от които има ядро.

По време на процеса на митоза две дъщерни клетки възникват от една майчина клетка, съдържаща същия набор от хромозоми като оригиналната клетка.

Фигура 1. Диаграма на митозата

Биологично значение на митозата . Основи биологично значениеМитозата се състои от точното разпределение на хромозомите между две дъщерни клетки. Редовният и подреден митотичен процес осигурява трансфера на генетична информация към всяко от дъщерните ядра. В резултат на това всяка дъщерна клетка съдържа генетична информация за всички характеристики на организма.

Мейозата е специално делене на ядрото, което завършва с образуването на тетрада, т.е. четири клетки с хаплоиден набор от хромозоми. Половите клетки се делят чрез мейоза.

Мейозата се състои от две клетъчни деления, при които броят на хромозомите е наполовина, така че гаметите получават наполовина по-малко хромозоми от останалите клетки на тялото. Когато две гамети се обединят по време на оплождането, нормалният брой хромозоми се възстановява. Намаляването на броя на хромозомите по време на мейозата не се случва случайно, а съвсем естествено: членовете на всяка двойка хромозоми се разпръскват в различни дъщерни клетки. В резултат на това всяка гамета съдържа по една хромозома от всяка двойка. Това се постига чрез свързване по двойки на подобни или хомоложни хромозоми (те са идентични по размер и форма и съдържат подобни гени) и последващо разминаване на членовете на двойката, всеки от които отива към един от полюсите. По време на конвергенцията на хомоложни хромозоми може да възникне кръстосване, т.е. взаимен обмен на гени между хомоложни хромозоми, което повишава нивото на комбинирана променливост.

При мейозата протичат редица процеси, които са важни за наследяването на белези: 1) редукция - намаляване наполовина на броя на хромозомите в клетките; 2) конюгиране на хомоложни хромозоми; 3) пресичане; 4) произволна дивергенция на хромозомите в клетките.

Мейозата се състои от две последователни деления: първото, което води до образуването на ядро ​​с хаплоиден набор от хромозоми, се нарича редукция; второто разделение се нарича еквационално и протича като митоза. Във всяка от тях се разграничават профаза, метафаза, анафаза и телофаза (фиг. 2). Фазите на първото разделение обикновено се обозначават с числото Ι, второто - P. Между Ι и P разделенията клетката е в състояние на интеркинеза (лат. inter - между + gr. kinesis - движение). За разлика от интерфазата, при интеркинезата ДНК не се репликира и хромозомният материал не се удвоява.

Фигура 2. Диаграма на мейозата

Редукционно деление

Профаза I

Фазата на мейозата, по време на която се извършват сложни структурни трансформации на хромозомния материал. Той е по-дълъг и се състои от редица последователни етапи, всеки от които има свои собствени отличителни свойства:

– лептотен – етап на лептонема (свързване на нишки). Отделните нишки - хромозоми - се наричат ​​моновалентни. Хромозомите в мейозата са по-дълги и по-тънки от хромозомите в най-ранния стадий на митозата;

– зиготена – етап на зигонема (свързване на нишки). Възниква конюгация или синапсис (свързване по двойки) на хомоложни хромозоми и този процес се извършва не само между хомоложни хромозоми, но между точно съответстващи отделни точки на хомолози. В резултат на конюгацията се образуват биваленти (комплекси от хомоложни хромозоми, свързани по двойки), чийто брой съответства на хаплоидния набор от хромозоми.

Синапсисът възниква от краищата на хромозомите, така че местоположенията на хомоложните гени на едната или другата хромозома съвпадат. Тъй като хромозомите са удвоени, има четири хроматиди в двувалентната, всяка от които в крайна сметка се оказва хромозома.

– пахитена – стадий на пахинема (дебели нишки). Размерите на ядрото и ядрото се увеличават, бивалентите се скъсяват и удебеляват. Връзката на хомолозите става толкова близка, че е трудно да се разграничат две отделни хромозоми. На този етап се извършва кръстосване или кръстосване на хромозоми;

– диплотен – стадий на диплонема (двойни нишки), или стадий на четири хроматиди. Всяка от хомоложните хромозоми на двувалентната е разделена на две хроматиди, така че двувалентната съдържа четири хроматиди. Въпреки че тетрадите на хроматидите се отдалечават една от друга на някои места, те са в близък контакт на други места. В този случай хроматидите на различни хромозоми образуват X-образни фигури, наречени хиазми. Наличието на хиазма държи моновалентите заедно.

Едновременно с продължаващото скъсяване и съответно удебеляване на двувалентните хромозоми настъпва тяхното взаимно отблъскване - дивергенция. Връзката се запазва само в равнината на прекръстването - в хиазмата. Обменът на хомоложни области на хроматидите е завършен;

– диакинезата се характеризира с максимално скъсяване на диплотенните хромозоми. Бивалентите на хомоложните хромозоми се простират до периферията на ядрото, така че са лесни за преброяване. Фрагментите на ядрената обвивка и нуклеолите изчезват. Това завършва профаза 1.

Метафаза I

– започва от момента на изчезване на ядрената мембрана. Образуването на митотичното вретено е завършено, бивалентите са разположени в цитоплазмата в екваториалната равнина. Хромозомните центромери се прикрепят към митотичното вретено, но не се делят.

Анафаза I

– характеризира се с пълно разпадане на връзката между хомоложните хромозоми, отблъскването им една от друга и разминаване към различни полюси.

Имайте предвид, че по време на митозата еднохроматидните хромозоми се разминават към полюсите, всеки от които се състои от две хроматиди.

По този начин по време на анафазата настъпва редукция - запазване на броя на хромозомите.

Телофаза I

– тя е много краткотрайна и слабо отделена от предишната фаза. В телофаза 1 се образуват две дъщерни ядра.

Интеркинеза

Това е кратко състояние на почивка между 1 и 2 деления. Хромозомите са слабо деспирализирани, репликацията на ДНК не се извършва, тъй като всяка хромозома вече се състои от две хроматиди. След интеркинезата започва второто разделение.

Тройното делене се случва и в двете дъщерни клетки по същия начин, както при митозата.

Профаза П

В ядрата на клетките хромозомите са ясно видими, всяка от които се състои от две хроматиди, свързани с центромер. Те изглеждат като доста тънки нишки, разположени по периферията на сърцевината. В края на профаза Р ядрената обвивка се фрагментира.

Метафаза П

Във всяка клетка завършва образуването на делителното вретено. Хромозомите са разположени по екватора. Нишките на вретеното са прикрепени към центромерите на хромозомите.

Анафаза П

Центромерите се делят и хроматидите обикновено се движат бързо към противоположните полюси на клетката.

Телофаза П

Сестринските хромозоми се концентрират в клетъчните полюси и се деспирализират. Образуват се ядрото и клетъчната мембрана. Мейозата завършва с образуването на четири клетки с хаплоиден набор от хромозоми.

Биологично значение на мейозата

Подобно на митозата, мейозата осигурява точното разпределение на генетичния материал в дъщерните клетки. Но, за разлика от митозата, мейозата е средство за повишаване на нивото на комбинирана променливост, което се обяснява с две причини: 1) в клетките се среща свободна, произволна комбинация от хромозоми; 2) кръстосване, което води до появата на нови комбинации от гени в хромозомите.

Във всяко следващо поколение на делящи се клетки, в резултат на горните причини, в гаметите се образуват нови комбинации от гени, а когато животните се възпроизвеждат, в тяхното потомство се образуват нови комбинации от гени на родителите. Това всеки път отваря нови възможности за действие на селекция и създаване на генетично различни форми, което позволява на група животни да съществуват в променливи условия на околната среда.

Така мейозата се оказва средство за генетична адаптация, повишаваща надеждността на съществуването на индивидите през поколенията.

Време от един до следващ. Протича в два последователни етапа – интерфаза и самото делене. Продължителността на този процес варира и зависи от вида на клетката.

Интерфазата е периодът между две клетъчни деления, времето от последното делене до момента, в който клетката умре или загуби способността си да се дели.

През този период клетката расте и удвоява своята ДНК, както и митохондриите и пластидите. Други също преминават през интерфаза органични съединения. Процесът на синтез протича най-интензивно в синтетичния период на интерфазата. По това време ядрените хроматиди се удвояват, натрупва се енергия, която ще се използва по време на разделянето. Увеличава се и броят на клетъчните органели и центриоли.

Интерфазата заема почти 90% от клетъчния цикъл. След това настъпва митоза, която е основният метод за делене на клетките при еукариотите (организми, чиито клетки съдържат оформено ядро).

По време на митозата хромозомите се уплътняват и се образува специален апарат, който е отговорен за равномерно разпределениенаследствена информация между клетките, които се образуват в резултат на този процес.

Провежда се на няколко етапа. Характеризират се етапите на митозата индивидуални характеристикии определена продължителност.

Фази на митоза

По време на митотичното клетъчно делене преминават съответните фази на митозата: профаза, последвана от метафаза, анафаза и крайната фаза е телофазата.

Фазите на митозата се характеризират със следните характеристики:

Какво е биологичното значение на процеса на митоза?

Фазите на митозата допринасят за точното предаване на наследствената информация на дъщерните клетки, независимо от броя на деленията. В този случай всеки от тях получава 1 хроматид, който помага да се поддържа постоянен брой хромозоми във всички клетки, които се образуват в резултат на делене. Това е митозата, която осигурява трансфера на стабилен набор от генетичен материал.

1. Определете жизнения и митотичния цикъл на клетката.

Жизнен цикъл- периодът от време от момента на възникване на клетка в резултат на делене до нейната смърт или до следващото делене.

Митотичен цикъл- набор от последователни и взаимосвързани процесипо време на подготовката на клетката за делене, както и по време на самата митоза.

2. Отговорете как понятието „митоза“ се различава от понятието „митотичен цикъл“.

Митотичният цикъл включва самата митоза и етапите на подготовка на клетката за делене, докато митозата е само клетъчно делене.

3. Избройте периодите на митотичния цикъл.

1. период на подготовка за синтез на ДНК (G1)

2. Период на синтез на ДНК (S)

3. период на подготовка за клетъчно делене (G2)

4. Разширете биологичното значение на митозата.

По време на митоза дъщерните клетки получават диплоиден набор от хромозоми, идентичен на майчината клетка. Постоянството на структурата и правилното функциониране на органите би било невъзможно без поддържането на един и същ набор от генетичен материал в клетъчните поколения. Митозата осигурява ембрионално развитие, растеж, възстановяване на тъканите след увреждане, поддържане на структурната цялост на тъканите с постоянна загуба на клетки в процеса на тяхното функциониране.

5. Посочете фазите на митозата и направете схематични чертежи, отразяващи събитията, протичащи в клетката по време на определена фаза на митозата. Попълнете таблицата.

Име на фазата на митозата	Схематичен чертеж
1. Профаза
2. Метафаза
3. Анафаза
4. Телофаза	В растителна клетка

анемия Определение. Класификация. Желязодефицитна анемия. Етиология. Клинична картина. Диагностика. Лечение. Предотвратяване. Характеристики на приема на добавки с желязо при деца.

Антисептици, определение, видове съвременни антисептици (механични, физични, химични, биологични).

Асфиксия на новороденото. Определение. Етиология. Класификация. Клинична картина. Първични и интензивни грижи.

Атопичен дерматит. Определение. Етиология. Класификация. Клинична картина. Диагностика. Лечение. грижа. Диетична терапия. Организиране на живота на болно дете.

Двойен метод при изследване на признаци с непрекъснато разпределение

Има два метода на делене: 1) най-често срещаното, пълно делене е митозата (не директно деление) и 2) амитоза (директно делене). По време на митотичното делене цитоплазмата се пренарежда, ядрената мембрана се разрушава и хромозомите се разкриват. В живота на клетката има период на самата митоза и интервал между деленията, който се нарича интерфаза. Въпреки това, периодът на интерфаза (неделяща се клетка) може да бъде различен по природа. В някои случаи по време на интерфазата клетката функционира и в същото време се подготвя за следващото делене. В други случаи клетките влизат в интерфаза, функционират, но вече не са готови за делене. Като част от сложен многоклетъчен организъм има множество групи клетки, които са загубили способността си да се делят. Те включват напр. нервни клетки. Подготовката на клетката за митоза се извършва в интерфазата. За да си представите основните характеристики на този процес, помнете структурата на клетъчното ядро.

Лукови клетки в различни фази на клетъчния цикъл

Основен структурна единицаядрата са хромозоми, състоящи се от ДНК и протеин. В ядрата на живите неделящи се клетки, като правило, отделните хромозоми са неразличими, но по-голямата част от хроматина, който се намира в оцветени препарати под формата на тънки нишки или зърна с различни размери, съответства на хромозоми. В някои клетки отделните хромозоми са ясно видими в интерфазното ядро, например в бързо делящите се клетки на развиваща се оплодена яйцеклетка и ядрата на някои протозои. IN различни периодиПо време на живота на клетката хромозомите претърпяват циклични промени, които могат да бъдат проследени от едно делене до друго. Хромозомите по време на митозата са удължени плътни тела, по дължината на които могат да се разграничат две нишки - хроматиди, съдържащи ДНК, които са резултат от удвояване на хромозомите. Всяка хромозома има първична стеснение или центромер. Тази стеснена част от хромозомата може да бъде разположена или в средата, или по-близо до един от краищата, но за всяка конкретна хромозома нейното място е строго постоянно. По време на митозата хромозомите и хроматидите са плътно навити нишки (навито или кондензирано състояние). В интерфазното ядро ​​хромозомите са силно удължени, т.е. деспирализирани, което ги прави трудни за разграничаване. Следователно цикълът на хромозомните промени се състои от спирализация, когато те се скъсяват, удебеляват и стават ясно различими, и деспирализация, когато те са силно удължени, преплетени и тогава става невъзможно да се разграничи всяка поотделно. Спирализацията и деспирализацията са свързани с активността на ДНК, тъй като тя функционира само в деспирализирано състояние. Издаването на информация, образуването на РНК върху ДНК в спирално състояние, т.е. по време на митоза, спира. Фактът, че хромозомите присъстват в ядрото на неделяща се клетка, се доказва и от постоянството на количеството ДНК, броя на хромозомите и запазването на тяхната индивидуалност от делене до делене.

Подготовка на клетката за митоза. По време на интерфазата протичат редица процеси, които позволяват митоза. Нека назовем най-важните от тях: 1) центриолите се удвояват, 2) хромозомите се удвояват, т.е. количеството ДНК и хромозомни протеини, 3) синтезират се протеини, от които се изгражда ахроматиновото вретено, 4) енергията се натрупва под формата на АТФ, който се изразходва по време на деленето, 5) клетъчният растеж завършва. Синтезът на ДНК и хромозомното дублиране са от първостепенно значение при подготовката на клетката за митоза. Хромозомното дублиране е свързано предимно със синтеза на ДНК и едновременния синтез на хромозомни протеини. Процесът на удвояване продължава 6-10 часа и отнема средна частинтерфаза. Дублирането на хромозоми протича по такъв начин, че всяка стара единична верига на ДНК изгражда втора. Този процес е строго подреден и, започвайки от няколко точки, се разпространява по цялата хромозома.

Митоза

Митозата е универсален метод за клетъчно делене при растения и животни, чиято основна същност е точното разпределение на дублирани хромозоми между двете получени дъщерни клетки. Подготовката на клетката за делене, както виждаме, заема значителна част от интерфазата и митозата започва едва когато подготовката в ядрото и цитоплазмата е напълно завършена. Целият процес е разделен на четири фази. По време на първата от тях - профаза - центриолите се разделят и започват да се разминават в противоположни посоки. Около тях от цитоплазмата се образуват ахроматични нишки, които заедно с центриолите образуват ахроматично вретено. Когато дивергенцията на центриолите приключи, цялата клетка се оказва полярна, и двете центриоли са разположени на противоположни полюси, а средната равнина може да се нарече екватор. Нишките на ахроматиновото вретено се събират в центриолите и са широко разположени на екватора, наподобявайки форма на вретено. Едновременно с образуването на вретено в цитоплазмата, ядрото започва да набъбва и в него ясно се вижда топка от удебелени нишки - хромозоми. По време на профазата хромозомите спираловидно се скъсяват и удебеляват. Профазата завършва с разтваряне на ядрената мембрана и хромозомите лежат в цитоплазмата. По това време е ясно, че всички хромозоми вече са двойни. След това идва втората фаза – метафазата. Хромозомите, първоначално подредени произволно, започват да се движат към екватора. Всички те обикновено са разположени в една и съща равнина на еднакво разстояние от центриолите. По това време част от нишките на вретеното са прикрепени към хромозомите, докато другата част от тях все още се простира непрекъснато от една центриола до друга - това са поддържащите нишки. Тяговите или хромозомните нишки са прикрепени към центромерите (първични стеснения на хромозомите), но трябва да се помни, че и хромозомите, и центромерите вече са двойни. Издърпващите нишки от полюсите са прикрепени към онези хромозоми, които са по-близо до тях. Следва кратка пауза. Това централна частмитоза, след което започва третата фаза – анафаза. По време на анафазата влакната на вретеното започват да се свиват, издърпвайки хромозомите към различни полюси. В този случай хромозомите се държат пасивно, те, огъвайки се като фиби, се движат напред с центромери, чрез които се издърпват от нишка на вретено. В началото на анафазата вискозитетът на цитоплазмата намалява, което допринася за бързото движение на хромозомите. Следователно нишките на вретеното осигуряват точното разминаване на хромозомите (удвоени в интерфаза) към различни полюси на клетката. Митозата завършва последен етап- телофаза. Хромозомите, приближаващи се до полюсите, са тясно преплетени една с друга. В същото време започва тяхното удължаване (деспирализация) и става невъзможно да се разграничат отделните хромозоми. Постепенно от цитоплазмата се образува ядрена мембрана, ядрото набъбва, появява се ядро ​​и се възстановява предишната структура на интерфазната клетка