Кой описа фазите на митозата. Митоза, амитоза, просто бинарно делене, мейоза

Обща организация на митозата

Както постулира клетъчната теория, увеличаването на броя на клетките възниква единствено поради разделянето на оригиналната клетка, която преди това е удвоила своя генетичен материал. Това е основното събитие в живота на клетката като такава, а именно завършването на възпроизводството на собствения вид. Целият „интерфазен“ живот на клетките е насочен към пълното осъществяване на клетъчния цикъл, завършващ с клетъчното делене. Самото клетъчно делене е неслучаен процес, строго генетично обусловен, при който се изгражда цяла верига от събития в последователна серия.

Както вече беше посочено, деленето на прокариотните клетки става без кондензация на хромозоми, въпреки че трябва да има редица метаболитни процеси и на първо място синтеза на редица специфични протеини, участващи в „простото“ делене на бактериална клетка в две.

Разделянето на всички еукариотни клетки е свързано с кондензацията на дублирани (репликирани) хромозоми, които приемат формата на плътни нишковидни структури. Тези нишковидни хромозоми се прехвърлят към дъщерните клетки чрез специална структура - вретено.Този тип еукариотно клетъчно делене е митоза(от гръцки митос- нишки), или митоза,или непряко деление- е единственият пълен начин за увеличаване на броя на клетките. Директното клетъчно делене или амитозата е надеждно описано само по време на разделянето на полиплоидни макроядра на ресничките; техните микроядра се делят само митотично.

Деленето на всички еукариотни клетки е свързано с образуването на специална апарат за клетъчно делене.Когато клетките се дублират, настъпват две събития: дивергенцията на репликираните хромозоми и разделянето на клетъчното тяло - цитотомия.Първата част от събитието при еукариотите се осъществява с помощта на т.нар шпиндели,състоящ се от микротубули, а втората част възниква поради участието на актомиозинови комплекси, които причиняват образуването на стесняване в клетки от животински произход или поради участието на микротубули и актинови нишки в образуването на фрагмопласт, първичната клетъчна преграда в растителни клетки.

Във формирането на вретеното на делене във всички еукариотни клетки участват два типа структури: полярни тела (полюси) на вретено и кинетохори на хромозоми. Полярните телца или центрозомите са центровете на организация (или нуклеация) на микротубулите. Микротубулите израстват от тях със своите плюс краища, образувайки снопове, които се простират към хромозомите. В животинските клетки центрозомите включват и центриоли. Но много еукариоти нямат центриоли и центровете за организиране на микротубулите присъстват под формата на безструктурни аморфни зони, от които се простират множество микротубули. По правило организацията на апарата за разделяне включва две центрозоми или две полярни тела, разположени в противоположните краища на сложно, вретеновидно тяло, състоящо се от микротубули. Втората структура, характерна за митотичното клетъчно делене, свързваща микротубулите на вретено с хромозомата, е кинетохори.Кинетохорите, взаимодействащи с микротубулите, са отговорни за движението на хромозомите по време на клетъчното делене.

Всички тези компоненти, а именно: полярни тела (центрозоми), вретеновидни микротубули и хромозомни кинетохори, се намират във всички еукариотни клетки, от дрожди до бозайници, и осигуряват труден процесдивергенция на репликирани хромозоми.

Различни видове еукариотна митоза

Описаното по-горе делене на животински и растителни клетки не е така единствената форманепряко клетъчно делене (фиг. 299). Най-простият тип митоза е плевромитоза.Това до известна степен напомня на бинарното делене на прокариотните клетки, при което нуклеоидите след репликация остават свързани с плазмената мембрана, която започва да расте между точките на свързване на ДНК и по този начин, така да се каже, пренася хромозомите до различни части на клетката (за разделянето на прокариотите вижте по-долу). След това, когато се образува клетъчно стеснение, всяка от ДНК молекулите ще се окаже в нова отделна клетка.

Както вече споменахме, характерно за деленето на еукариотните клетки е образуването на вретено, изградено от микротубули (фиг. 300). При затворена плевромитоза(нарича се затворен, защото дивергенцията на хромозомите става без разрушаване на ядрената мембрана) не центриолите, а други структури, разположени от вътрешната страна на ядрената мембрана, участват като центрове за организиране на микротубули (MTOCs). Това са така наречените полярни тела с несигурна морфология, от които се простират микротубулите. Има две от тези тела, те се отклоняват едно от друго, без да губят връзка с ядрената обвивка, и в резултат на това се образуват две полу-вретена, свързани с хромозоми. Целият процес на образуване на митотичния апарат и хромозомната дивергенция се случва в този случай под ядрената обвивка. Този тип митоза се среща сред протозоите, той е широко разпространен в гъбите (хитриди, зигомицети, дрожди, оомицети, аскомицети, миксомицети и др.). Има форми на полузатворена плевромитоза, когато ядрената мембрана се разрушава в полюсите на образуваното вретено.

Друга форма на митоза е ортомитоза. INВ този случай COMMTs се намират в цитоплазмата и от самото начало се образуват не полувретена, а биполярно вретено. Има три форми на ортомитоза: отворен(обикновена митоза), полузатворенИ затворен.При полузатворена ортомитоза се образува бисиметрично вретено с помощта на COMMTs, разположени в цитоплазмата; ядрената обвивка се запазва по време на митозата, с изключение на полярните зони. Маси от гранулиран материал или дори центриоли могат да бъдат намерени тук като COMMT. Тази форма на митоза се среща в зооспори на зелени, кафяви и червени водорасли, в някои низши гъби и грегарини. При затворена ортомитоза ядрената обвивка е напълно запазена, под която се образува истинско вретено. Микротубулите се образуват в кариоплазмата, по-рядко растат от интрануклеарния COMMT, който не е свързан (за разлика от плевромитозата) с ядрената обвивка. Този тип митоза е характерна за разделянето на микроядрата на ресничестите, но се среща и при други протозои. При отворена ортомитоза ядрената обвивка се разпада напълно. Този тип клетъчно делене е характерен за животинските организми, някои протозои и клетки висши растения. Тази форма на митоза от своя страна е представена от астрален и анстрален тип (фиг. 301).

От това кратко разглеждане става ясно, че основна характеристикаМитозата като цяло е появата на вретеновидни структури, образувани във връзка с CTOM на различни структури.

Морфология на митотична фигура

Както вече беше споменато, митотичният апарат е изследван най-подробно в клетките на висшите растения и животни. Той е особено добре изразен в метафазния стадий на митозата (виж фиг. 300). В живите или фиксирани клетки в метафаза хромозомите са разположени в екваториалната равнина на клетката, откъдето т.нар. резба на вретено,конвергиращи в два различни полюса на митотичната фигура. Така че митотичното вретено е колекция от хромозоми, полюси и влакна. Влакната на вретеното са единични микротубули или снопове от микротубули. Микротубулите започват от полюсите на вретеното и някои от тях отиват до центромерите, където се намират кинетохорите на хромозомите (кинетохорни микротубули), някои преминават по-нататък към противоположния полюс, но не го достигат - „междуполярни микротубули“. В допълнение, група радиални микротубули се простира от полюсите, образувайки нещо като „лъчист блясък“ около тях - това са астрални микротубули.

Според общата морфология митотичните фигури са разделени на два вида: астрални и анастрални (виж фиг. 301).

Астралният тип вретено (или конвергентен) се характеризира с факта, че неговите полюси са представени от малка зона, към която микротубулите се сближават (конвергират). Обикновено центрозомите, съдържащи центриоли, са разположени на полюсите на астралните вретена. Въпреки че има известни случаи на центриоларни астрални митози (по време на мейозата на някои безгръбначни). В допълнение, радиалните микротубули се отклоняват от полюсите, които не са част от вретеното, но образуват звездни зони - цитастри. Като цяло този тип митотично вретено по-скоро прилича на дъмбел (виж Фиг. 301, А).

Анастралният тип митотична фигура няма цитастри на полюсите. Полярните области на вретеното тук са широки, наричат ​​се полярни шапки и не включват центриоли. В този случай влакната на вретеното не се отклоняват от една точка, а се отклоняват в широк фронт (отклоняват се) от цялата зона на полярните шапки. Този тип вретено е характерно за делящи се клетки на висши растения, въпреки че понякога се среща и при висши животни. По този начин в ранната ембриогенеза на бозайниците, по време на разделянето на узряването на ооцитите и по време на първото и второто делене на зиготата се наблюдават центриоларни (дивергентни) митози. Но започвайки от третото клетъчно делене и във всички следващи, клетките се делят с участието на астрални вретена, на полюсите на които винаги се намират центриоли.

Като цяло, за всички форми на митоза, общите структури остават хромозомите с техните кинетохори, полярни тела (центрозоми) и вретеновидни влакна.

Центромери и кинетохори

Центромерите, като места, където хромозомите се свързват с микротубулите, могат да имат различни локализации по дължината на хромозомите. Например, холоцентриченцентромерите се появяват, когато микротубулите са свързани по дължината на цялата хромозома (някои насекоми, нематоди, някои растения) и моноцентриченцентромери - когато микротубулите са свързани с хромозоми в една област (фиг. 302). Моноцентричните центромери могат да бъдат точка(например при някои пъпкуващи дрожди), когато само една микротубула се приближи до кинетохора и зонален, където сноп от микротубули се доближава до сложен кинетохор. Въпреки разнообразието от центромерни зони, всички те са свързани със сложна структура кинетохор,има фундаментално сходство в структурата и функцията при всички еукариоти.

Ориз. 302. Кинетохори в центромерната област на хромозомите 1 - кинетохор; 2 - пакет от кинетохорни микротубули; 3 - хроматид

Най-простата структура на моноцентричен кинетохор се намира в клетките на хлебната мая ( Saccharomyces cerevisiae). Той е свързан със специален участък от ДНК на хромозомата (центромерен или CEN локус). Този регион се състои от три ДНК елемента: CDE I, CDE II, CDE III. Интересното е, че нуклеотидните последователности на CDE I и CDE III са силно запазени и подобни на тези на Drosophila. Областта CDE II може да бъде с различни размери и е обогатена с A-T двойки. За връзка с микротубули S. cerevisiaРегионът CDE III е отговорен, взаимодействайки с редица протеини.

Зоналните центромери се състоят от многократно повтарящи се CEN локуси, обогатени с области на конститутивен хетерохроматин, съдържащ сателитна ДНК, свързана с кинетохори.

Кинетохорите са специални протеинови структури, разположени предимно в центромерните зони на хромозомите (виж Фиг. 302). Кинетохорите са по-добре проучени при висшите организми. Кинетохорите са сложни комплекси, състоящи се от много протеини. Морфологично те са много сходни, имат една и съща структура, варираща от диатомеи до хора. Кинетохорите са трислойни структури (фиг. 303): вътрешен плътен слой, съседен на тялото на хромозомата, среден свободен слой и външен плътен слой. Много фибрили се простират от външния слой, образувайки така наречената фиброзна корона на кинетохора (фиг. 304).

IN обща формакинетохорите имат формата на плочи или дискове, разположени в зоната на първичното стесняване на хромозомата, в центромера. Обикновено има един кинетохор на хроматид (хромозома). Преди анафазата кинетохорите на всеки сестрински хроматид са разположени противоположно, като всеки се свързва със свой собствен пакет от микротубули. При някои растения кинетохорите не приличат на плочи, а на полусфери.

Кинетохорите са сложни комплекси, където в допълнение към специфична ДНК участват много кинетохорни протеини (CENP протеини) (фиг. 305). В центромерната област на хромозомата, под трислойния кинетохор, има област от хетерохроматин, обогатен с α-сателитна ДНК. Тук също се намират редица протеини: CENP-B, който се свързва с α-ДНК; MCAC - кинезин-подобен протеин; както и протеини, отговорни за сдвояването на сестрински хромозоми (кохезини). Във вътрешния слой на кинетохора са идентифицирани следните протеини: CENP-A - вариант на хистон NZ, който вероятно се свързва с CDE II региона на ДНК; CENP-G, който се свързва с протеини на ядрената матрица; запазен CENP-C протеин, с неизвестна към момента функция. В средния рохкав слой е открит протеин 3F3/2, който очевидно по някакъв начин регистрира напрежението на снопчетата микротубули. Във външния плътен слой на кинетохора бяха идентифицирани протеини CENP-E и CENP-F, които участват в свързването на микротубулите. Освен това има протеини от семейството на цитоплазмения динеин.

Функционалната роля на кинетохорите е да свързват сестрински хроматиди един с друг, да закотвят митотичните микротубули, да регулират разделянето на хромозомите и действително да движат хромозомите по време на митоза с участието на микротубули.

Микротубулите, израстващи от полюсите, от центрозомите, се приближават до кинетохорите. Техният минимален брой в дрожди - една микротубула на хромозома. При висшите растения този брой достига 20-40. IN напоследъкБеше възможно да се покаже, че сложните кинетохори на висшите организми са структура, състояща се от повтарящи се субединици, всяка от които е способна да образува връзки с микротубули (фиг. 306). Според един от моделите на структурата на центромерната област на хромозомата (Zinkowski, Meine, Brinkley, 1991) се предполага, че в интерфазата кинетохорните субединици, съдържащи всички характерни протеини, са разположени на специфични участъци от ДНК. Тъй като хромозомите се кондензират в профаза, тези субединици се групират по такъв начин, че се създава зона, обогатена с тези протеинови комплекси, - кинетохор.

Кинетохори, протеин в обща структура, удвояват се в S-периода, успоредно с удвояването на хромозомите. Но техните протеини присъстват на хромозомите във всички периоди на клетъчния цикъл (виж Фиг. 303).

Динамика на митозата

В много раздели на тази книга вече сме засегнали поведението на различни клетъчни компоненти (хромозоми, нуклеоли, ядрена мембрана и т.н.) по време на клетъчното делене. Но нека се върнем накратко към тези най-важни процеси, за да ги разберем като цяло.

За клетките, които са влезли в цикъла на делене, фазата на истинската митоза, непрякото делене, отнема сравнително кратко време, само около 0,1 от времето на клетъчния цикъл. Така в делящите се клетки на кореновата меристема интерфазата може да продължи 16-30 часа, а митозата може да отнеме само 1-3 часа. епителни клеткиЧервата на мишката продължават около 20-22 часа, докато митозата е само 1 час.Когато яйцата се смачкат, целият клетъчен период, включително митозата, може да бъде по-малко от час.

Процесът на митотично клетъчно делене обикновено се разделя на няколко основни фази: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза (фиг. 307-312). Границите между тези фази са много трудни за точно установяване, тъй като самата митоза е непрекъснат процес и смяната на фазите става много постепенно: едната от тях незабележимо преминава в другата. Единствената фаза, която има истинско начало, е анафазата - началото на движението на хромозомите към полюсите. Продължителността на отделните фази на митозата е различна, като най-кратка е анафазата (табл. 15).

Времето на отделните фази на митозата се определя най-добре чрез директно наблюдение на деленето на живите клетки в специални камери. Познавайки времето на митозата, е възможно да се изчисли продължителността на отделните фази въз основа на процента на тяхното възникване сред делящите се клетки.

Профаза.Още в края на периода G 2 в клетката започват да се случват значителни пренареждания. Невъзможно е да се определи точно кога настъпва профазата. Най-добрият критерий за началото на тази фаза на митозата може да бъде появата на нишковидни структури в ядрата - митотични хромозоми. Това събитие е предшествано от повишаване на активността на фосфорилазите, които модифицират хистоните, предимно хистон H1. В профазата сестринските хроматиди са свързани една до друга една до друга с помощта на кохезинови протеини, които образуват тези връзки в периода S, по време на хромозомното дублиране. Чрез късната профаза връзката между сестринските хроматиди се поддържа само в кинетохорната зона. В профазните хромозоми вече могат да се наблюдават зрели кинетохори, които нямат никакви връзки с микротубулите.

Кондензацията на хромозомите в ядрото на профазата съвпада с рязкото намаляване на транскрипционната активност на хроматина, която напълно изчезва до средата на профазата. Поради намаляване на синтеза на РНК и кондензацията на хроматин, нуклеоларните гени също се инактивират. В този случай отделните фибриларни центрове се сливат, така че да се превърнат в нуклеолообразуващи области на хромозоми, в нуклеоларни организатори. Повечето от нуклеоларните протеини се дисоциират и се намират свободни в клетъчната цитоплазма или свързани с повърхността на хромозомите.

В същото време се получава фосфорилиране на редица протеини на ламината, ядрената мембрана, която се разпада. В този случай връзката между ядрената мембрана и хромозомите се губи. След това ядрената обвивка се фрагментира на малки вакуоли и комплексите на порите изчезват.

Успоредно с тези процеси се наблюдава активиране на клетъчни центрове. В началото на профазата микротубулите в цитоплазмата се разглобяват и започва бърз растеж на много астрални микротубули около всяка от удвоените диплозоми (фиг. 308). Скоростта на растеж на микротубулите в профаза е почти два пъти по-висока от растежа на интерфазните микротубули, но тяхната лабилност е 5-10 пъти по-висока от цитоплазмените микротубули. По този начин, ако полуживотът на микротубулите в цитоплазмата е около 5 минути, тогава през първата половина на митозата е само 15 секунди. Тук динамичната нестабилност на микротубулите е още по-изразена. Всички микротубули, простиращи се от центрозомите, растат напред с плюсовите си краища.

Активираните центрозоми - бъдещите полюси на вретеното на делене - започват да се отклоняват един от друг на известно разстояние. Механизмът на такава профазна дивергенция на полюсите е следният: антипаралелните микротубули, движещи се една към друга, взаимодействат помежду си, което води до тяхната по-голяма стабилизация и отблъскване на полюсите (фиг. 313). Това се дължи на взаимодействието на динеиноподобни протеини с микротубули, които в централната част на вретеното подреждат интерполярни микротубули успоредни един на друг. В същото време продължава тяхната полимеризация и растеж, които са придружени от избутването им към полюсите поради работата на кинезиноподобни протеини (фиг. 314). По това време, по време на образуването на вретеното, микротубулите все още не са свързани с кинетохорите на хромозомите.

В профазата, едновременно с разглобяването на цитоплазмените микротубули, ендоплазменият ретикулум се дезорганизира (разпада се на малки вакуоли, разположени по периферията на клетката) и апаратът на Голджи, който губи перинуклеарната си локализация, се разделя на отделни диктиозоми, произволно разпръснати в цитоплазмата.

Прометафаза.След разрушаването на ядрената мембрана митотичните хромозоми лежат в зоната на предишното ядро ​​без определен ред. В прометафазата започва тяхното движение и движение, което в крайна сметка води до образуването на екваториална хромозомна „плоча“, до подреденото разположение на хромозомите в централната част на вретеното вече в метафаза. В прометафазата има постоянно движение на хромозомите или метакинеза, при което те или се приближават до полюсите, или се отдалечават от тях към центъра на вретеното, докато заемат средната позиция, характерна за метафазата (конгресия на хромозомите).

В началото на прометафазата хромозомите, разположени по-близо до един от полюсите на формиращия шпиндел, започват бързо да се приближават към него. Това не става изведнъж, а отнема определено време. Установено е, че такъв първичен асинхронен дрейф на хромозомите към различни полюси се осъществява с помощта на микротубули. Използвайки видео-електронно усилване на фазовия контраст в светлинен микроскоп, беше възможно да се наблюдава в живи клетки, че отделни микротубули, простиращи се от полюсите, произволно достигат до един от кинетохорите на хромозомата и се свързват с него, „уловени“ от кинетохора. След това настъпва бързо плъзгане на хромозомата по протежение на микротубула към нейния минус край със скорост около 25 µm/min. Това води до факта, че хромозомата се приближава до полюса, от който произхожда тази микротубула (фиг. 315). Важно е да се отбележи, че кинетохорите могат да контактуват със страничната повърхност на такива микротубули. По време на това движение хромозомите не разглобяват микротубулите. Най-вероятно моторен протеин, подобен на цитоплазмения динеин, открит в кинетохорната корона, е отговорен за такова бързо движение на хромозомите.

В резултат на това първоначално прометафазно движение, хромозомите произволно се доближават до полюсите на вретеното, където продължава да се образуват нови микротубули. Очевидно е, че колкото по-близо е хромозомният кинетохор до центрозомата, толкова по-голяма е случайността на неговото взаимодействие с други микротубули. В този случай нови, растящи микротубули плюс краища се „захващат“ от кинетохорната коронна зона; Сега сноп от микротубули е свързан с кинетохора, чийто растеж продължава в техния плюс край. Тъй като такъв пакет расте, кинетохорът, а с него и хромозомата, трябва да се придвижат към центъра на вретеното и да се отдалечат от полюса. Но до този момент собствените микротубули растат от противоположния полюс към втория кинетохор на другия сестрински хроматид, чийто сноп започва да дърпа хромозомата към противоположния полюс. Наличието на такава теглителна сила се доказва от факта, че ако сноп от микротубули на един от кинетохорите се разреже с лазерен микролъч, хромозомата започва да се движи към противоположния полюс (фиг. 316). При нормални условия хромозомата, правейки малки движения към единия или другия полюс, в крайна сметка постепенно заема средно положение в шпиндела. По време на прометафазния дрейф на хромозомите, удължаването и растежът на микротубулите се появяват в плюсовите краища, когато кинетохорът се отдалечава от полюса, а разглобяването и скъсяването на микротубулите също се случва в плюсовия край, когато сестринският кинетохор се движи към полюса.

Тези редуващи се движения на хромозомите тук и там водят до факта, че те в крайна сметка се озовават на екватора на вретеното и се подреждат в метафазната плоча (виж Фиг. 315).

Метафаза(фиг. 309). В метафазата, както и в други фази на митозата, въпреки известната стабилизация на сноповете микротубули, тяхното постоянно обновяване продължава поради сглобяването и разглобяването на тубулините. По време на метафазата хромозомите са подредени така, че техните кинетохори са обърнати към противоположни полюси. В същото време има постоянна реорганизация на интерполярните микротубули, чийто брой достига максимум в метафазата. Ако погледнете метафазна клетка от страната на полюса, можете да видите, че хромозомите са подредени така, че центромерните им региони са обърнати към центъра на вретеното, а рамената им са обърнати към периферията. Тази подредба на хромозомите се нарича "звезда-майка" и е характерна за животинските клетки (фиг. 317). При растенията, в метафазата, хромозомите често лежат в екваториалната равнина на вретеното без строг ред.

До края на метафазата процесът на отделяне на сестринските хроматиди един от друг завършва. Раменете им лежат успоредни едно на друго и пролуката, която ги разделя, се вижда ясно между тях. Последното място, където се поддържа контакт между хроматидите, е центромерът; до самия край на метафазата хроматидите във всички хромозоми остават свързани в центромерните области.

Анафазазапочва внезапно, което може ясно да се наблюдава по време на витален преглед. Анафазата започва с отделянето на всички хромозоми наведнъж в центромерните области. По това време настъпва едновременна деградация на центромерни кохезини, които до този момент свързват сестрински хроматиди. Това едновременно разделяне на хроматидите позволява да започне тяхното синхронно отделяне. Всички хромозоми внезапно губят своите центромерни снопове и синхронно започват да се отдалечават една от друга към противоположните полюси на вретеното (фиг. 310 и 318). Скоростта на движение на хромозомите е еднаква, може да достигне 0,5-2 µm/min. Анафазата е най-краткият етап на митозата (няколко процента от общото време), но през това време цяла линиясъбития. Основните от тях са разделянето на два идентични комплекта хромозоми и транспортирането им до противоположните краища на клетката.

Ориз. 318. Анафазна хромозомна сегрегация А - анафаза А; 6 - анафаза Б

Докато хромозомите се движат, те променят ориентацията си и често приемат V-образна форма. Върхът им е насочен към разделителните полюси, а раменете им изглеждат изхвърлени назад към центъра на вретеното. Ако хромозомното рамо се счупи преди анафазата, тогава по време на анафазата то няма да участва в движението на хромозомите и ще остане в централната зона. Тези наблюдения показват, че именно центромерната област, заедно с кинетохорите, е отговорна за движението на хромозомите. Изглежда, че отвъд центромера хромозомата е изтеглена към полюса. При някои висши растения (ожика) няма изразено центромерно свиване и вретеновите влакна контактуват с много точки на повърхността на хромозомите (полицентрични и холоцентрични хромозоми). В този случай хромозомите са разположени напречно на влакната на вретеното.

Всъщност хромозомната дивергенция се състои от два процеса: 1 - хромозомна дивергенция поради кинетохорни снопове от микротубули; 2 - разминаване на хромозомите заедно с полюсите поради удължаването на междуполярните микротубули. Първият от тези процеси се нарича "анафаза А", вторият е "анафаза Б" (виж Фиг. 318).

По време на анафаза А, когато групи от хромозоми започват да се движат към полюсите, кинетохорните микротубулни снопове се скъсяват. Може да се очаква, че в този случай деполимеризацията на микротубулите трябва да настъпи в минусовите им краища, т.е. завършва най-близо до полюса. Доказано е обаче, че микротубулите се разглобяват, но най-вече (80%) от плюсовите краища, съседни на кинетохорите. В експеримента тубулинът, свързан с флуорохром, се въвежда в живи тъканни клетки с помощта на метода на микроинжектиране. Това направи възможно жизненоважното виждане на микротубулите като част от вретеното. В началото на анафазата вретеното на една от хромозомите се облъчва със светлинен микролъч приблизително по средата между полюса и хромозомата. При тази експозиция флуоресценцията изчезва в облъчената зона. Наблюденията показват, че облъчената зона не се приближава до полюса, но хромозомата го достига, когато кинетохорният сноп се скъси (фиг. 319). Следователно, разглобяването на микротубулите на кинетохорния сноп се извършва главно от плюсовия край, в точката на връзката му с кинетохора, и хромозомата се придвижва към минус края на микротубулите, който се намира в зоната на центрозомата. Оказа се, че такова движение на хромозомите зависи от наличието на АТФ и от наличието на достатъчна концентрация на Ca 2+ йони. Фактът, че протеинът динеин е открит в короната на кинетохора, в която са монтирани плюсовите краища на микротубулите, ни позволява да вярваме, че това е моторът, който дърпа хромозомата към полюса. В същото време настъпва деполимеризация на кинетохорните микротубули в плюс края (фиг. 320).

След като хромозомите спрат на полюсите, се наблюдава допълнителна дивергенция поради разстоянието на полюсите един от друг (анафаза В). Доказано е, че в този случай има увеличение на плюс краищата на интерполярните микротубули, които могат значително да се увеличат по дължина. Взаимодействието между тези антипаралелни микротубули, което води до тяхното плъзгане една спрямо друга, се определя от други моторни кинезин-подобни протеини. В допълнение, полюсите се изтеглят допълнително към клетъчната периферия поради взаимодействието с астралните микротубули на динеин-подобни протеини на плазмената мембрана.

Последователността на анафазите А и В и техният принос в процеса на хромозомна сегрегация може да бъде различен в различните обекти. По този начин при бозайниците етапи А и Б възникват почти едновременно. При протозоите анафаза B може да доведе до 15-кратно увеличение на дължината на вретеното. В растителните клетки етап В отсъства.

Телофазазапочва с хромозомен арест (ранна телофаза, късна анафаза) (фиг. 311 и 312) и завършва с началото на реконструкцията на ново интерфазно ядро ​​(ранен G 1 период) и разделянето на оригиналната клетка на две дъщерни клетки (цитокинеза ).

В ранната телофаза хромозомите, без да променят ориентацията си (центромерни региони към полюса, теломерни региони към центъра на вретеното), започват да декондензират и да увеличават обема си. В местата на техния контакт с мембранните везикули на цитоплазмата започва да се изгражда нова ядрена обвивка, която се образува първо върху страничните повърхности на хромозомите, а по-късно в центромерните и теломерните области. След затварянето на ядрената обвивка започва образуването на нови нуклеоли. Клетката навлиза в G 1 периода на нова интерфаза.

В телофазата започва и завършва процесът на разрушаване на митотичния апарат - разглобяването на микротубулите. Тя преминава от полюсите към екватора бивша килия: В средната част на вретеното микротубулите се задържат най-дълго (остатъчно тяло).

Едно от основните събития на телофазата е деленето на клетъчното тяло, т.е. цитотомия,или цитокинеза.Вече беше казано по-горе, че при растенията клетъчното делене става чрез вътреклетъчно образуване на клетъчна преграда, а в животинските клетки - чрез свиване, инвагинация на плазмената мембрана в клетката.

Митозата не винаги завършва с разделянето на клетъчното тяло. По този начин в ендосперма на много растения за известно време могат да се извършват множество процеси на митотично делене на ядра без разделяне на цитоплазмата: образува се гигантски многоядрен симпласт. Също така, без цитотомия, множество ядра на плазмодиевите миксомицети се делят синхронно. На ранни стадииПо време на развитието на ембрионите на някои насекоми се извършва и многократно делене на ядра без разделяне на цитоплазмата.

В повечето случаи образуването на стеснението по време на деленето на животински клетки се извършва строго в екваториалната равнина на вретеното. Тук в края на анафазата, в началото на телофазата се появява кортикално натрупване на микрофиламенти, които образуват контрактилен пръстен (виж фиг. 258). Микрофиламентите на пръстена включват актинови фибрили и къси пръчковидни молекули, направени от полимеризиран миозин II. Взаимното плъзгане на тези компоненти води до намаляване на диаметъра на пръстена и до появата на вдлъбнатина на плазмената мембрана, което в крайна сметка причинява свиване на оригиналната клетка на две.

След цитотомия две нови (дъщерни) клетки навлизат в стадия G1, клетъчния период. По това време цитоплазмените синтези се възобновяват, вакуоларната система се възстановява и диктиозомите на апарата на Голджи отново се концентрират в перинуклеарната зона във връзка с центрозомата. От центрозомата започва растежът на цитоплазмените микротубули и възстановяването на интерфазния цитоскелет.

Самоорганизация на микротубулната система

Прегледът на формирането на митотичния апарат показва, че процесът на сглобяване на сложен ансамбъл от микротубули изисква наличието както на центрове за организиране на микротубули, така и на хромозоми.

Въпреки това, има редица примери, които показват, че образуването на цитастри и вретена може да се случи независимо, чрез самоорганизация. Ако с помощта на микроманипулатор се отреже част от цитоплазмата на фибробласта, в която не се намира центриола, тогава настъпва спонтанна реорганизация на микротубулната система. Първоначално в изрязания фрагмент те са разположени хаотично, но след известно време се събират в краищата си в звездообразна структура - цитастър, където плюсовите краища на микротубулите са разположени в периферията на клетъчния фрагмент (фиг. 321). ). Подобна картина се наблюдава в центриоларни фрагменти от меланофори - пигментни клетки, носещи гранули от пигмента меланин. В този случай се получава не само самосглобяване на цитастъра, но и растеж на микротубули от пигментни гранули, събрани в центъра на клетъчния фрагмент.

В други случаи самосглобяването на микротубулите може да доведе до образуването на митотични вретена. Така, в един от експериментите, цитозолът беше изолиран от делящи се яйца на ксенопус. Ако малки топчета, покрити с фагова ДНК, се поставят в такъв препарат, тогава възниква митотична фигура, където мястото на хромозомите се заема от тези ДНК топчета, които нямат кинетохорни последователности, и те са в съседство с две половини вретена, при полюсите, на които няма TsOMTs.

Подобни модели се наблюдават и в естествени условия. Например, по време на разделянето на яйце на Drosophila в отсъствието на центриоли, микротубулите започват хаотично да полимеризират около група прометафазни хромозоми, които след това се пренареждат в биполярно вретено и се свързват с кинетохори. Подобна картина се наблюдава при мейотичното делене на яйцеклетката на ксенопус. И тук първо възниква спонтанна организация на неориентирани микротубули около група хромозоми, а по-късно се образува нормално биполярно вретено, на полюсите на което също няма центрозоми (фиг. 322).

Тези наблюдения доведоха до заключението, че моторните протеини, подобни на кинезин и подобни на динеин, участват в самоорганизацията на микротубулите. Открити са двигателни плюс-крайни протеини - хромокинезини,които свързват хромозомите с микротубули и принуждават последните да се движат в посока на минус края, което води до образуването на конвергентна структура като полюс на вретено. От друга страна, двигатели, подобни на динеин, свързани с вакуоли или гранули, могат да движат микротубулите, така че минусовите им краища да са склонни да образуват конусообразни снопчета и да се събират в центъра на полувретената (фиг. 323). Подобни процеси протичат при образуването на митотични вретена в растителните клетки.

Митоза на растителна клетка

Митотично делениеклетките на висшите растения има редица характерни особености, които се отнасят до началото и края на този процес. В интерфазните клетки на различни растителни меристеми микротубулите са разположени в кортикалния субмембранен слой на цитоплазмата, образувайки пръстеновидни снопове от микротубули (фиг. 324). Периферните микротубули влизат в контакт с ензими, които образуват целулозни фибрили, целулозни синтетази, които са интегрални протеини на плазмената мембрана. Те синтезират целулоза на повърхността на плазмената мембрана. Смята се, че по време на растежа на целулозните фибрили тези ензими се движат по субмембранните микротубули.

Митотичното пренареждане на цитоскелетните елементи се случва в началото на профазата. В този случай микротубулите изчезват в периферните слоеве на цитоплазмата, но в близкия мембранен слой на цитоплазмата в екваториалната зона на клетката се появява пръстеновиден пакет от микротубули - предпрофазен пръстен,който включва повече от 100 микротубула (фиг. 325). Имунохимично, актин също беше открит в този пръстен. Важно е да се отбележи, че препрофазният пръстен от микротубули е разположен там, където в телофазата ще се образува клетъчна преграда, разделяща двете нови клетки. По-късно в профазата този пръстен започва да изчезва и около периферията на профазното ядро ​​се появяват нови микротубули. Техният брой е по-голям в полярните зони на ядрата, те като че ли оплитат цялата ядрена периферия. По време на прехода към прометафаза се появява биполярно вретено, чиито микротубули се приближават до така наречените полярни шапки, в които се наблюдават само малки вакуоли и тънки фибрили с несигурна морфология; в тези полярни зони не се откриват признаци на центриоли. Така се образува анастричното вретено.

В прометафазата, по време на деленето на растителните клетки, се наблюдава и сложен дрейф на хромозомите, тяхното колебание и движение от същия тип, както се случва в прометафазата на животинските клетки. Събитията в анафазата са подобни на тези в астралната митоза. След хромозомна дивергенция се появяват нови ядра, също поради декондензация на хромозома и образуване на нова ядрена мембрана.

Процесът на цитотомия на растителни клетки се различава рязко от разделянето чрез стесняване на клетки от животински произход (фиг. 326). В този случай, в края на телофазата, също се случва разглобяване на вретеновидни микротубули в полярните области. Но микротубулите на основната част на вретеното между двете нови ядра остават, освен това тук се образуват нови микротубули. Това създава снопове от микротубули, с които са свързани множество малки вакуоли. Тези вакуоли произлизат от вакуолите на апарата на Голджи и съдържат пектинови вещества. С помощта на микротубули множество вакуоли се придвижват до екваториалната зона на клетката, където се сливат помежду си и образуват плоска вакуола в средата на клетката - фрагмопласт, който расте към периферията на клетката, включително повече и още нови вакуоли (фиг. 324, 325 и 327).

Това създава първичната клетъчна стена. В крайна сметка фрагмопластните мембрани се сливат с плазмената мембрана: отделят се две нови клетки, разделени от новообразувана клетъчна стена. Тъй като фрагмопластът се разширява, снопове от микротубули се придвижват все повече към клетъчната периферия. Вероятно процесът на разтягане на фрагмопласта и преместване на сноповете микротубули към периферията се улеснява от снопове актинови нишки, простиращи се от кортикалния слой на цитоплазмата на мястото, където е бил препрофазният пръстен.

След клетъчното делене микротубулите, участващи в транспорта на малки вакуоли, изчезват. Ново поколение интерфазни микротубули се образува в периферията на ядрото и след това се разполага в кортикалния, близо до мембранния слой на цитоплазмата.

Така е общо описаниеделене на растителните клетки, но този процес е изследван крайно недостатъчно. В полярните зони на вретената не са открити протеини, които са част от COMMT на животински клетки. Установено е, че в растителните клетки тази роля може да играе ядрената обвивка, от която плюсовите краища на микротубулите са насочени към периферията на клетката, а минусовите - към ядрената обвивка. По време на образуването на вретеното кинетохорните снопчета са ориентирани с минус края си към полюса и плюса към кинетохорите. Как се случва това преориентиране на микротубулите остава неясно.

По време на прехода към профаза около ядрото се появява плътна мрежа от микротубули, наподобяваща кошница, която след това започва да наподобява форма на вретено. В този случай микротубулите образуват серия от сближаващи се снопове, насочени към полюсите. По-късно в прометафазата микротубулите комуникират с кинетохорите. В метафазата кинетохорните фибрили могат да образуват общ център за конвергенция - миниполи на вретено или центрове за конвергенция на микротубулите. Най-вероятно образуването на такива миниполи се дължи на обединяването на минусовите краища на микротубулите, свързани с кинетохори. Очевидно в клетките на висшите растения процесът на реорганизация на цитоскелета, включително образуването на митотичното вретено, е свързан със самоорганизацията на микротубулите, която, както в животинските клетки, се осъществява с участието на моторни протеини.

Движение и делене на бактериални клетки

Много бактерии са способни на бързо движение, използвайки особени бактериални флагели или флагели. Основната форма на движение на бактериите е с помощта на флагел. Бактериалните флагели са фундаментално различни от камшичетата на еукариотните клетки. Според броя на камшичетата се делят на: монотрихи - с едно камшиче, политрихи - със сноп камшичета, перитрихи - с много камшичета в различни областиповърхност (фиг. 328).

Бактериалните флагели имат много сложна структура; те се състоят от три основни части: външна дълга вълнообразна нишка (самият камшик), кука и базално тяло (фиг. 329).

Флагеларната нишка е изградена от белтъка флагелин. Молекулното му тегло варира в зависимост от вида на бактериите (40-60 хиляди). Глобуларните субединици на флагелина се полимеризират в спирално усукани нишки, така че се образува тръбна структура (да не се бърка с еукариотни микротубули!) с диаметър 12-25 nm, куха отвътре. Флагелините не са способни на движение. Те могат спонтанно да се полимеризират във влакна с постоянна стъпка на вълната, характерна за всеки вид. В живите бактериални клетки растежът на камшичетата се случва в техния дистален край; Вероятно флагелините се транспортират през кухата среда на флагела.

Отблизо клетъчна повърхносткамшичестата нишка, флагела, преминава към по-широка област, така наречената кука. Той е дълъг около 45 nm и се състои от друг протеин.

Бактериалното базално тяло няма нищо общо с базалното тяло на еукариотната клетка (виж Фиг. 290, b, c). Състои се от прът, свързан с кука и четири пръстена - дискове. Двата горни дискови пръстена се предлагат с грам-отрицателни бактерии, са локализирани в клетъчната стена: единият пръстен (L) е потопен в липозахаридната мембрана, а вторият (P) е потопен в муреиновия слой. Другите два пръстена, S-статорният и М-роторният протеинов комплекс, са локализирани в плазмената мембрана. В съседство с този комплекс от страната на плазмената мембрана има кръгова серия от Mot протеини А и В.

Базалните тела на грам-положителните бактерии имат само два долни пръстена, свързани с плазмената мембрана. Базалните тела заедно с куките могат да бъдат изолирани. Оказа се, че те съдържат около 12 различни протеина.

Принципът на движение на бактериалните флагели е напълно различен от този на еукариотите. Ако при еукариотите камшичетата се движат поради надлъжното плъзгане на дублетите на микротубулите, тогава при бактериите движението на камшичетата възниква поради въртенето на базалното тяло (а именно S- и M-дисковете) около оста си в равнината на плазмената мембрана.

Това е доказано с редица експерименти. По този начин, чрез прикрепване на флагели към субстрат с помощта на антитела срещу флагелин, изследователите наблюдават въртенето на бактериите. Беше отбелязано, че многобройни мутации във флагелините (промени в огъването на нишките, „къдрене“ и т.н.) не влияят на способността на клетките да се движат. Мутациите в базалните комплексни протеини често водят до загуба на движение.

Движението на бактериалните флагели не зависи от АТФ, а се осъществява благодарение на трансмембранния градиент на водородните йони на повърхността на плазмената мембрана. В този случай М-дискът се върти.

Заобиколени от М-диска, Mot протеините са способни да пренасят водородни йони от периплазменото пространство към цитоплазмата (до 1000 водородни йона се прехвърлят на ход). В същото време флагелата се върти с огромна скорост - 5-100 rps, което позволява на бактериалната клетка да се движи с 25-100 μm/s.

Обикновено деленето на бактериалните клетки се описва като "бинарно": след дублиране нуклеоидите, свързани с плазмената мембрана, се разминават поради разтягане на мембраната между нуклеоидите и след това се образува стеснение или преграда, разделяща клетката на две. Този тип разделяне води до много прецизно разпределение на генетичния материал, практически без грешки (по-малко от 0,03% от дефектните клетки). Нека си припомним, че ядреният апарат на бактериите, нуклеоидът, е циклична гигантска (1,6 mm) ДНК молекула, която образува многобройни примкови домейни в състояние на свръхнавиване; редът на нагъване на примковите домейни е неизвестен.

Средното време между деленията на бактериалните клетки е 20-30 минути. През този период трябва да се случат редица събития: репликация на нуклеоидната ДНК, сегрегация, отделяне на сестрински нуклеоиди, тяхното по-нататъшно разминаване, цитотомия поради образуването на преграда, разделяща оригиналната клетка точно наполовина.

Всички тези процеси бяха интензивно изследвани през последните години, което доведе до важни и неочаквани наблюдения. Така се оказа, че в началото на синтеза на ДНК, който започва от точката на репликация (произход), и двете растящи ДНК молекули първоначално остават свързани с плазмената мембрана (фиг. 330). Едновременно със синтеза на ДНК, процесът на премахване на супернавиването както на старите, така и на реплициращите се бримкови домейни се извършва поради редица ензими (топоизомераза, гираза, лигаза и др.), което води до физическото разделяне на две дъщерни (или сестрински) хромозоми на нуклеоиди, които все още са в близък контакт един с друг. След такава сегрегация нуклеоидите се разпръскват от центъра на клетката, от мястото си предишно местоположение. Освен това това несъответствие е много точно: една четвърт от дължината на клетката в две противоположни посоки. В резултат на това в клетката се намират два нови нуклеоида. Какъв е механизмът за това несъответствие? Бяха направени предположения (Delamater, 1953), че деленето на бактериалните клетки е подобно на митозата на еукариотите, но данни в полза на това предположение не се появиха дълго време.

Нова информация за механизмите на делене на бактериални клетки е получена чрез изследване на мутанти, при които клетъчното делене е нарушено.

Установено е, че в процеса на нуклеоидна дивергенция участват няколко групи специални протеини. Един от тях, протеинът Muk B, е гигантски хомодимер (молекулно тегло около 180 kDa, дължина 60 nm), състоящ се от централна спирална секция и крайни глобуларни секции, напомнящи по структура на еукариотни нишковидни протеини (миозин II верига, кинезин) . В N-края Muk B се свързва с GTP и ATP, а в С-края с ДНК молекула. Тези свойства на Muk B дават основание да се счита, че той е моторен протеин, участващ в дивергенцията на нуклеоидите. Мутациите на този протеин водят до смущения в нуклеоидната сегрегация: в мутантната популация, голям бройбезядрени клетки.

В допълнение към протеина Muk B, снопове от фибрили, съдържащи протеина Caf A, който може да се свързва с тежките вериги на миозина, като актин, очевидно участват в дивергенцията на нуклеоидите (фиг. 331).

Образуването на стеснение или преграда също като цяло наподобява цитотомията на животински клетки. В този случай протеините от семейството на Fts (фибриларни термочувствителни) участват в създаването на прегради. Тази група включва няколко протеина, сред които протеинът FtsZ е най-изследваният. Подобен е в повечето бактерии, архибактерии, и се среща в микоплазмите и хлоропластите. Това е глобуларен протеин, подобен по своята аминокиселинна последователност на тубулина. Когато взаимодейства с GTP in vitro, той е способен да образува дълги нишковидни протофиламенти. В интерфазата FtsZ е дифузно локализиран в цитоплазмата, количеството му е много голямо (5-20 хиляди мономера на клетка). По време на клетъчното делене целият този протеин се локализира в септалната зона, образувайки контрактилен пръстен, много напомнящ на актомиозиновия пръстен по време на клетъчно делене от животински произход (фиг. 332). Мутациите в този протеин водят до спиране на клетъчното делене: появяват се дълги клетки, съдържащи много нуклеоиди. Тези наблюдения показват пряка зависимост на деленето на бактериалните клетки от присъствието на Fts протеини.

По отношение на механизма на образуване на прегради, има няколко хипотези, постулиращи свиване на пръстена в септалната зона, което води до разделянето на оригиналната клетка на две. По едната от тях протофиламентите трябва да се плъзгат една срещу друга с помощта на все още неизвестни моторни протеини, по другата - намаляването на диаметъра на септума може да настъпи поради деполимеризация на FtsZ, закотвен в плазмената мембрана (фиг. 333).

Успоредно с образуването на септума, муреиновият слой на бактериалната клетъчна стена расте поради работата на полиензимния комплекс PBP-3, който синтезира пептидогликани.

По този начин по време на деленето на бактериалните клетки се извършват процеси, които в много отношения са подобни на разделянето на еукариотите: дивергенцията на хромозомите (нуклеоиди) поради взаимодействието на моторни и фибриларни протеини, образуването на стесняване поради фибриларен протеини, които създават контрактилен пръстен. При бактериите, за разлика от еукариотите, в тези процеси участват напълно различни протеини, но принципите на организация на отделните етапи на клетъчното делене са много сходни.

Един от най-важните процеси в индивидуалното развитие на живия организъм е митозата. В тази статия ще се опитаме кратко и ясно да обясним какви процеси се случват по време на клетъчното делене и да говорим за биологичното значение на митозата.

Дефиниция на понятието

От учебниците за 10 клас по биология знаем, че митозата е клетъчно делене, в резултат на което от една майчина клетка се образуват две дъщерни клетки с еднакъв набор от хромозоми.

В превод от старогръцки терминът "митоза" означава "нишка". Това е като връзка между стари и нови клетки, в която е запазен генетичният код.

Процесът на делене като цяло започва от ядрото и завършва в цитоплазмата. Той се нарича митотичен цикъл, който се състои от етапа на митоза и интерфаза. В резултат на делене на диплоидна соматична клетка се образуват две дъщерни клетки. Благодарение на този процес се увеличава броят на тъканните клетки.

Етапи на митоза

Базиран морфологични особености, процесът на разделяне е разделен на следните етапи:

• Профаза ;

На този етап ядрото се уплътнява, вътре в него се кондензира хроматин, който се усуква в спирала и хромозомите се виждат под микроскоп.

ТОП 4 статиикоито четат заедно с това

Под въздействието на ензими ядрата и техните черупки се разтварят; хромозомите през този период са произволно разположени в цитоплазмата. По-късно центриолите се отделят до полюсите и се образува вретено на клетъчното делене, чиито нишки са прикрепени към полюсите и хромозомите.

Този етап се характеризира с удвояване на ДНК, но двойки хромозоми все още се придържат една към друга.

Преди фазата на профазата растителната клетка има подготвителна фаза - препрофаза. Какво включва подготовката на клетката за митоза може да се разбере на този етап. Характеризира се с образуването на препрофазен пръстен, фрагмозоми и нуклеация на микротубули около ядрото.

• Прометафаза ;

На този етап хромозомите започват да се движат и се придвижват към най-близкия полюс.

В много учебници препрофазата и прометофазата се наричат ​​етап на профаза.

• Метафаза ;

В началния етап хромозомите са разположени в екваториалната част на вретеното, така че натискът на полюсите действа върху тях равномерно. По време на този етап броят на микротубулите на вретеното непрекъснато нараства и се обновява.

Хромозомите са подредени по двойки в спирала по екватора на вретеното в строг ред. Хроматидите постепенно се отделят, но все още се държат на нишките на вретеното.

• Анафаза ;

На този етап хроматидите се удължават и постепенно се придвижват към полюсите, докато нишките на вретеното се свиват. Образуват се дъщерни хромозоми.

Това е най-кратката фаза от гледна точка на време. Сестринските хроматиди внезапно се разделят и се преместват на различни полюси.

• Телофаза ;

Това е последната фаза на делене, когато хромозомите се удължават и близо до всеки полюс се образува нова ядрена обвивка. Нишките, изграждащи вретеното, са напълно унищожени. На този етап цитоплазмата се разделя.

Завършването на последния етап съвпада с деленето на майчината клетка, което се нарича цитокинеза. Именно преминаването на този процес определя колко клетки се образуват по време на деленето; може да има две или повече от тях.

Ориз. 1. Етапи на митоза

Значение на митозата

Биологичното значение на процеса на клетъчно делене е неоспоримо.

• Благодарение на него е възможно да се поддържа постоянен набор от хромозоми.
• Възпроизвеждането на идентична клетка е възможно само чрез митоза. По този начин клетките на кожата, чревния епител, кръвни клеткиеритроцити, жизнен цикълкоето е само 4 месеца.
• Копиране и следователно запазване на генетична информация.
• Осигуряване на развитието и растежа на клетките, поради което се образува многоклетъчен организъм от едноклетъчна зигота.
• С помощта на такова разделение е възможна регенерация на части от тялото при някои живи организми. Например лъчите на морска звезда се възстановяват.

Ориз. 2. Регенерация на морска звезда

• Сигурност безполово размножаване. Например пъпкуването на хидрата, както и вегетативното размножаване на растенията.

Ориз. 3. Hydra Budding

Какво научихме?

Клетъчното делене се нарича митоза. Благодарение на него генетичната информация на клетката се копира и съхранява. Процесът протича в няколко етапа: подготвителна фаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза. В резултат на това се образуват две дъщерни клетки, които са напълно подобни на оригиналната майчина клетка. В природата значението на митозата е голямо, тъй като благодарение на нея е възможно развитието и растежа на едноклетъчни и многоклетъчни организми, регенерацията на някои части на тялото и безполовото размножаване.

Тест по темата

Оценка на доклада

среден рейтинг: 4.6. Общо получени оценки: 296.

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.

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

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– съвкупност от последователни и взаимосвързани процеси в периода на подготовка 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.

2. Период на синтез на ДНК (S)

4. митоза.

4. Разширете биологичното значение на митозата.

Митозата (непряко делене) е деленето на соматичните клетки (клетките на тялото). Биологичното значение на митозата е възпроизвеждането на соматични клетки, производството на копиращи клетки (със същия набор от хромозоми, с абсолютно същата наследствена информация). Всички соматични клетки в тялото са получени от една родителска клетка (зигота) чрез митоза.

1) Профаза

• хроматиновите спирали (усуква се, кондензира) в хромозоми
• нуклеолите изчезват
• ядрената обвивка се разпада
• Центриолите се отклоняват към клетъчните полюси, образува се вретено

2) Метафаза- хромозомите се подреждат по екватора на клетката, образува се метафазна плоча

3) Анфаза- дъщерните хромозоми се отделят една от друга (хроматидите стават хромозоми) и се придвижват към полюсите

4) Телофаза

• хромозомите се деспирират (отвиват, декондензират) до състояние на хроматин
• се появяват ядрото и нуклеолите
• шпинделните нишки се разрушават
• настъпва цитокинеза - разделяне на цитоплазмата на майчината клетка на две дъщерни клетки

Продължителността на митозата е 1-2 часа.

Клетъчен цикъл

Това е периодът от живота на клетката от момента на нейното образуване през разделянето на клетката-майка до нейното собствено делене или смърт.

Клетъчният цикъл се състои от два периода:

• интерфаза(състоянието, когато клетката НЕ се дели);
• делене (митоза или мейоза).

Интерфазата се състои от няколко фази:

• пресинтетичен: клетката расте, в нея протича активен синтез на РНК и протеини и броят на органелите се увеличава; освен това се получава подготовка за удвояване на ДНК (натрупване на нуклеотиди)
• синтетичен: възниква удвояване (репликация, редупликация) на ДНК
• постсинтетичен: клетката се подготвя за делене, синтезира вещества, необходими за делене, например протеини на вретено.

ПОВЕЧЕ ИНФОРМАЦИЯ: Митоза, Разлики между митоза и мейоза, Клетъчен цикъл, Дублиране на ДНК (репликация)
ЧАСТ 2 ЗАДАЧИ: Митоза

Тестове и задачи

Инсталирай правилна последователностпроцеси, протичащи по време на митоза. Запишете номерата, под които са посочени.
1) разпадане на ядрената обвивка
2) удебеляване и скъсяване на хромозомите
3) подреждане на хромозомите в централната част на клетката
4) началото на движението на хромозомите към центъра
5) дивергенция на хроматидите към клетъчните полюси
6) образуване на нови ядрени мембрани

Изберете една, най-правилната опция. Процесът на възпроизвеждане на клетките в организмите различни кралствадивата природа се нарича
1) мейоза
2) митоза
3) оплождане
4) смачкване

Всички от следните характеристики, с изключение на две, могат да се използват за описание на процесите на интерфазата на клетъчния цикъл. Идентифицирайте две характеристики, които „изпадат“ от общ списък, и запишете номерата, под които са посочени в таблицата.
1) клетъчен растеж
2) разминаване на хомоложни хромозоми
3) подреждане на хромозомите по екватора на клетката
4) ДНК репликация
5) синтез на органични вещества

Изберете една, най-правилната опция. На какъв етап от живота хромозомите се движат спираловидно в клетките?
1) интерфаза
2) профаза
3) анафаза
4) метафаза

Изберете три опции.

Кои клетъчни структури претърпяват най-големи промени по време на митоза?
1) ядро
2) цитоплазма
3) рибозоми
4) лизозоми
5) клетъчен център
6) хромозоми

1. Установете последователността на процесите, протичащи в клетка с хромозоми в интерфаза и последваща митоза
1) подреждане на хромозомите в екваториалната равнина
2) Репликация на ДНК и образуване на двухроматидни хромозоми
3) хромозомна спирализация
4) дивергенция на сестринските хромозоми към клетъчните полюси

2. Установете последователността на процесите, протичащи по време на интерфазата и митозата. Запишете съответната последователност от числа.
1) спирализация на хромозомите, изчезване на ядрената обвивка
2) дивергенция на сестринските хромозоми към клетъчните полюси
3) образуване на две дъщерни клетки
4) удвояване на ДНК молекули
5) разположение на хромозомите в равнината на клетъчния екватор

3. Установете последователността на процесите, протичащи в интерфазата и митозата. Запишете съответната последователност от числа.
1) разтваряне на ядрената мембрана
2) ДНК репликация
3) разрушаване на шпиндела на делене
4) дивергенция на еднохроматидни хромозоми към клетъчните полюси
5) образуване на метафазна плоча

Изберете една, най-правилната опция. Когато клетката се дели, се образува вретено
1) профаза
2) телофаза
3) метафаза
4) анафаза

Изберете една, най-правилната опция. Митозата НЕ възниква в профазата
1) разтваряне на ядрената мембрана
2) образуване на шпиндела
3) удвояване на хромозомите
4) разтваряне на нуклеоли

Изберете една, най-правилната опция. На какъв етап от живота хроматидните клетки стават хромозоми?
1) интерфаза
2) профаза
3) метафаза
4) анафаза

Изберете една, най-правилната опция. Деспирализацията на хромозомите по време на клетъчното делене се случва в
1) профаза
2) метафаза
3) анафаза
4) телофаза

Изберете една, най-правилната опция. В коя фаза на митозата двойките хроматиди са прикрепени чрез своите центромери към нишките на вретеното?
1) анафаза
2) телофаза
3) профаза
4) метафаза

Установете съответствие между процесите и фазите на митозата: 1) анафаза, 2) телофаза. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) образува се ядрената обвивка
Б) сестринските хромозоми се разминават към полюсите на клетката
В) вретеното най-накрая изчезва
Г) деспирални хромозоми
D) хромозомните центромери се разделят

Всички от следните характеристики, с изключение на две, могат да се използват за описание на процесите, протичащи в интерфазата. Определете две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени в таблицата.
1) ДНК репликация
2) образуване на ядрената мембрана
3) хромозомна спирализация
4) Синтез на АТФ
5) синтез на всички видове РНК

Колко клетки се образуват в резултат на митоза на една клетка? Запишете само съответното число в отговора си.

Всички освен две от характеристиките, изброени по-долу, се използват за описание на фазата на митозата, показана на фигурата. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) ядрото изчезва
2) образува се вретено на делене
3) ДНК молекулите се удвояват
4) хромозомите участват активно в биосинтезата на протеини
5) хромозомна спирала

Установете последователността на процесите, протичащи по време на митозата. Запишете съответната последователност от числа.
1) хромозомна спирализация
2) хроматидна дивергенция
3) образуване на вретено на делене
4) деспирализация на хромозомите
5) разделяне на цитоплазмата
6) местоположение на хромозомите на екватора на клетката

Изберете една, най-правилната опция. Какво е придружено от спирализиране на хромозомите в началото на митозата?
1) придобиване на дихроматидна структура
2) активно участие на хромозомите в биосинтезата на протеини
3) удвояване на ДНК молекулата
4) повишена транскрипция

Установете съответствие между процесите и периодите на интерфазата: 1) постсинтетичен, 2) предсинтетичен, 3) синтетичен. Запишете числата 1, 2, 3 в реда, съответстващ на буквите.
А) клетъчен растеж
Б) Синтез на АТФ за процеса на делене
B) Синтез на АТФ за репликация на ДНК молекули
Г) синтез на протеини за изграждане на микротубули
Г) репликация на ДНК
Д) дублиране на центриоли

1. Всички от следните характеристики, с изключение на две, могат да се използват за описание на процеса на митоза. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) е в основата на безполовото размножаване
2) непряко деление
3) осигурява регенерация
4) редукционно деление
5) генетичното разнообразие се увеличава

2. Всички горни характеристики, с изключение на две, могат да се използват за описание на процесите на митоза. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) образуване на двувалентни
2) конюгация и кросингоувър
3) постоянство на броя на хромозомите в клетките
4) образуване на две клетки
5) запазване на хромозомната структура

Всички знаци, изброени по-долу, с изключение на два, се използват за описание на процеса, показан на фигурата. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) дъщерните клетки имат същия набор от хромозоми като родителските клетки
2) неравномерно разпределение на генетичния материал между дъщерните клетки
3) осигурява растеж
4) образуване на две дъщерни клетки
5) директно деление

Всички с изключение на два от изброените по-долу процеси се случват по време на непряко клетъчно делене. Идентифицирайте два процеса, които „изпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) се образуват две диплоидни клетки
2) образуват се четири хаплоидни клетки
3) настъпва делене на соматични клетки
4) възниква конюгация и кръстосване на хромозоми
5) клетъчното делене се предхожда от една интерфаза

Установете съответствие между етапите на жизнения цикъл на клетката и процесите. По време на тях възникват: 1) интерфаза, 2) митоза. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) образува се вретеното
Б) клетката расте, в нея протича активен синтез на РНК и протеини
Б) настъпва цитокинеза
Г) броят на ДНК молекулите се удвоява
Г) възниква хромозомна спирализация

Какви процеси протичат в клетката по време на интерфазата?
1) синтез на протеини в цитоплазмата
2) хромозомна спирализация
3) синтез на иРНК в ядрото
4) редупликация на ДНК молекули
5) разтваряне на ядрената мембрана
6) дивергенция на центриолите на клетъчния център към клетъчните полюси

Определете фазата и вида на разделянето, показани на фигурата. Напишете две числа в реда, посочен в задачата, без разделители (интервали, запетаи и др.).
1) анафаза
2) метафаза
3) профаза
4) телофаза
5) митоза
6) мейоза I
7) мейоза II

© Д. В. Поздняков, 2009-2018

Детектор за блокиране на реклами

Митоза в животински и растителни клетки

Повечето важно събитие, което се случва в митозата, е равномерното разпределение на генетичния материал. Митозата в животинските и растителните клетки е почти еднаква, но има редица разлики, които са посочени в нашата таблица (фиг.

4). IN растителна клеткаНяма центриоли, но в животинската клетка има центриоли; в растителната клетка се образува клетъчна пластина, но в животинската клетка не се образува.

Ориз. 4. Сравнение на характеристиките на митозата в животински и растителни клетки

В растителните клетки по време на цитокинезата не се образува стеснение, но в животинските клетки се образува стеснение. Митозите в растителните клетки се срещат главно в меристемите, докато в животинските клетки митозите се срещат в различни тъкани и области на тялото.

Митозата се разделя на четири последователни фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза (фиг. 5). Интерфазата е основният етап от жизнения цикъл на клетката (виж предишния урок), тя е подготовка за делене или предшества клетъчната смърт, следователно не е фаза на митозата.

Ориз. 5. Интерфаза и следните фази на митозата: профаза, метафаза, анафаза и телофаза

В профазата спирализацията на ДНК настъпва в ядрото и, гледайки клетката през микроскоп, можете да видите плътно усукани хромозоми (фиг. 6).

Ориз. 6. Профаза на митозата

Обикновено се вижда, че всяка хромозома се състои от две хроматиди и свързващи области - центромери. На този етап нуклеолите изчезват. В животински клетки и по-ниски растенияЦентриолите се движат към полюсите на клетката.

Къси микротубули се простират от всяка центриола под формата на лъчи. Те образуват структура с форма на звезда.

Ориз. 7. Профаза на митозата в животински и растителни клетки

Към края на профазата (фиг. 7), ядрената обвивка се разпада или разтваря и микротубулите започват да образуват вретено (фиг. 8).

Ориз. 8. Завършване на профазата и преминаване към метафаза

Следващата фаза е метафазата. Хромозомите са подредени по такъв начин, че техните центромери са разположени в равнината на екватора на клетката (фиг. 9).

9. Метафаза: вретено. На екватора има метафазна плоча.

Образува се така наречената метафазна плоча (фиг. 10), която се състои от хромозоми. Нишките на вретеното са прикрепени към центромерите на всяка хромозома.

Ориз. 10. Метафаза. Цветен препарат. Вретеното се образува от центромери (сини), микрофибрили (лилави) и хромозоми на метафазната плоча - жълти.

Анафазата е много кратка фаза (фиг. 11). Всяка хромозома се разделя надлъжно на две идентични хроматиди, които се отклоняват към противоположните полюси на клетката, сега наречени дъщерни хромозоми (или хроматиди).

Ориз. 11. Анафаза на митозата

Поради идентичността на дъщерните хромозоми, двата полюса на клетката имат еднакъв генетичен материал. Същият, който е бил в клетката преди началото на митозата. Струва си да се отбележи, че близо до всеки полюс има два пъти по-малко носители на информация - ДНК молекули, компактно опаковани в хромозоми - отколкото в оригиналната клетка.

Телофазата е последната фаза, дъщерните хромозоми се деспирират в клетъчните полюси и стават достъпни за транскрипция, започва протеиновият синтез, образуват се ядрени мембрани и нуклеоли (фиг. 12).

Ориз. 12. Телофаза на митоза в животински и растителни клетки

Нишките на шпиндела се разпадат. В този момент кариокинезата завършва и започва цитокинезата (фиг. 13), докато в животинските клетки в екваториалната равнина се появява стеснение. Тя се задълбочава, докато настъпи отделянето на две дъщерни клетки.

Ориз. 13. Цитокинеза

При образуването на стеснение важна роляиграят цитоскелетни структури. Цитокинезата в растителните клетки протича по различен начин, тъй като растенията имат твърда клетъчна стена и те не се делят, за да образуват стесняване, а образуват вътреклетъчна преграда.

Митозата осигурява преди всичко генетична стабилност. В резултат на митозата се образуват две ядра, които съдържат същия брой хромозоми, както в майката или родителската клетка.

Тези хромозоми се образуват чрез точна репликация на ДНК молекулата на родителските хромозоми, в резултат на което техните гени съдържат абсолютно същата наследствена информация.

По този начин дъщерните клетки са генетично идентични с родителската клетка, тъй като митозата не може да направи никакви промени в наследствената информация. Клетъчните популации, получени чрез митоза от родителските клетки, са генетично стабилни.

Митозата е необходима за нормална височинаи развитието на многоклетъчните организми, тъй като броят на клетките се увеличава в резултат на митоза.

Митозата е един от основните механизми на растеж на многоклетъчните еукариоти.

Митозата е в основата на асексуалното размножаване на много животни и растения, осигурява регенерацията на изгубени части (например крайниците на ракообразните), както и замяната на клетките, която се случва в многоклетъчен организъм.

Свързана информация:

Търсене в сайта:

§ 28. Клетъчно делене - Мамонтова, Сонина, 9 клас (отговори)

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.

Митотичният цикъл е набор от последователни и взаимосвързани процеси през периода на подготовка 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.

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 по време 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.

Клетъчното делене е централната точка на възпроизводството.

По време на процеса на делене две клетки възникват от една клетка. Въз основа на асимилацията на органични и неорганични вещества клетката създава своя собствена клетка с характерна структура и функции.

При клетъчното делене могат да се наблюдават два основни момента: ядрено делене - митоза и цитоплазмено делене - цитокинеза, или цитотомия. Основното внимание на генетиците все още е насочено към митозата, тъй като от гледна точка на хромозомната теория ядрото се счита за „орган“ на наследствеността.

По време на процеса на митоза се случва:

1. удвояване на хромозомното вещество;
2. промени във физическото състояние и химическата организация на хромозомите;
3. разминаване на дъщерни, или по-скоро сестрински, хромозоми към полюсите на клетката;
4. последващо разделяне на цитоплазмата и пълно възстановяване на две нови ядра в сестрински клетки.

Така целият жизнен цикъл на ядрените гени е заложен в митозата: дублиране, разпределение и функциониране; В резултат на завършването на митотичния цикъл сестринските клетки завършват с еднакво „наследство“.

По време на деленето клетъчното ядро ​​преминава през пет последователни етапа: интерфаза, профаза, метафаза, анафаза и телофаза; някои цитолози идентифицират още един шести етап - прометафаза.

Диаграма на фазите на митозата в животинска клетка

Между две последователни клетъчни деления ядрото е в интерфазен стадий. През този период ядрото, по време на фиксиране и оцветяване, има мрежеста структура, образувана от боядисване на тънки нишки, които в следващата фаза се оформят в хромозоми. Въпреки че интерфазата иначе се нарича фаза на покойното ядро, върху самото тяло метаболитните процеси в ядрото през този период протичат с най-голяма активност.

Профазата е първият етап от подготовката на ядрото за делене. В профаза мрежеста структураядрото постепенно се превръща в хромозомни нишки. От най-ранната профаза, дори в светлинен микроскоп, може да се наблюдава двойствената природа на хромозомите. Това предполага, че в ядрото именно в ранната или късната интерфаза протича най-важният процес на митозата - удвояването или редупликацията на хромозомите, при което всяка от майчините хромозоми изгражда подобна - дъщерна. В резултат на това всяка хромозома изглежда надлъжно удвоена. Въпреки това, тези половини от хромозоми, които се наричат ​​сестрински хроматиди, не се разделят в профаза, тъй като те се държат заедно от един общ регион - центромера; центромерната област се разделя по-късно. В профазата хромозомите претърпяват процес на усукване по оста си, което води до тяхното скъсяване и удебеляване. Трябва да се подчертае, че в профазата всяка хромозома в кариолимфата е разположена произволно.

В животинските клетки, дори в късна телофаза или много ранна интерфаза, се случва дублирането на центриола, след което в профазата дъщерните центриоли започват да се сближават към полюсите и образуванията на астросферата и вретеното, наречени нов апарат. В същото време нуклеолите се разтварят. Съществен знак за края на профазата е разтварянето на ядрената мембрана, в резултат на което хромозомите се озовават в общата маса на цитоплазмата и кариоплазмата, които сега образуват миксоплазма. Това завършва профазата; клетката навлиза в метафаза.

Напоследък между профазата и метафазата изследователите започнаха да разграничават междинен етап, т.нар прометафаза. Прометафазата се характеризира с разтваряне и изчезване на ядрената мембрана и движението на хромозомите към екваториалната равнина на клетката. Но до този момент образуването на ахроматиновото вретено все още не е завършено.

Метафазанаречен етап на завършване на подреждането на хромозомите на екватора на вретеното. Характерното разположение на хромозомите в екваториалната равнина се нарича екваториална или метафазна плоча. Подреждането на хромозомите една спрямо друга е произволно. В метафазата броят и формата на хромозомите са ясно разкрити, особено при изследване на екваториалната плоча от полюсите на клетъчното делене. Ахроматиновото вретено е напълно оформено: нишките на вретеното придобиват по-плътна консистенция от останалата част от цитоплазмата и са прикрепени към центромерната област на хромозомата. Цитоплазмата на клетката през този период има най-нисък вискозитет.

Анафазанаречена следващата фаза на митозата, в която хроматидите се делят, които сега могат да бъдат наречени сестрински или дъщерни хромозоми, и се отклоняват към полюсите. В този случай, на първо място, центромерните области се отблъскват взаимно и след това самите хромозоми се отклоняват към полюсите. Трябва да се каже, че дивергенцията на хромозомите в анафазата започва едновременно - „сякаш по команда“ - и завършва много бързо.

По време на телофазата дъщерните хромозоми се деспирират и губят своята привидна индивидуалност. Обвивката на ядрото и самото ядро ​​се образуват. Ядрото се реконструира в обратен редв сравнение с промените, които е претърпял в профазата. В крайна сметка се възстановяват и нуклеолите (или ядрото) и то в същото количество, в каквото са присъствали в родителските ядра. Броят на нуклеолите е характерен за всеки тип клетка.

В същото време започва симетричното делене на клетъчното тяло.

Ядрата на дъщерните клетки влизат в интерфазно състояние.

Схема на цитокинезата на животински и растителни клетки

Фигурата по-горе показва диаграма на цитокинезата в животински и растителни клетки. В животинска клетка деленето става чрез свързване на цитоплазмата на клетката майка. В растителна клетка образуването на клетъчна преграда става с участъци от вретеновидни плаки, образуващи преграда, наречена фрагмопласт в екваториалната равнина. Това завършва митотичния цикъл. Продължителността му очевидно зависи от вида на тъканта, физиологично състояниетяло, външни фактори (температура, светлинен режим) и продължава от 30 мин. до 3 ч. Според различни автори скоростта на преминаване на отделните фази е променлива.

Факторите на вътрешната и външната среда, действащи върху растежа на организма и неговото функционално състояние, влияят върху продължителността на клетъчното делене и неговите отделни фази. Тъй като ядрото играе огромна роля в метаболитните процеси на клетката, естествено е да се смята, че продължителността на митотичните фази може да варира в зависимост от функционалното състояние на органната тъкан. Например, установено е, че по време на почивка и сън на животните митотичната активност на различни тъкани е много по-висока, отколкото по време на будност. При редица животни честотата на клетъчните деления намалява на светло и се увеличава на тъмно. Предполага се също, че хормоните влияят върху митотичната активност на клетката.

Причините, които определят готовността на клетката да се дели, все още остават неясни. Има причини да предложим няколко причини:

1. удвояване на масата на клетъчната протоплазма, хромозоми и други органели, поради което се нарушават ядрено-плазмените отношения; За да се дели, клетката трябва да достигне определено тегло и обем, характерни за клетките на дадена тъкан;
2. удвояване на хромозомите;
3. секреция на специални вещества от хромозоми и други клетъчни органели, които стимулират клетъчното делене.

Механизмът на хромозомната дивергенция към полюсите в анафазата на митозата също остава неясен. Изглежда, че активна роля в този процес играят вретеновидни нишки, представляващи протеинови нишки, организирани и ориентирани от центриоли и центромери.

Природата на митозата, както вече казахме, варира в зависимост от вида и функционалното състояние на тъканта. Клетките от различни тъкани се характеризират с Различни видовемитози , В описания тип митоза клетъчното делене се извършва по равен и симетричен начин. В резултат на симетрична митоза, сестринските клетки са наследствено еквивалентни по отношение както на ядрени гени, така и на цитоплазма. Въпреки това, в допълнение към симетричната, има и други видове митоза, а именно: асиметрична митоза, митоза със забавена цитокинеза, делене на многоядрени клетки (деление на синцития), амитоза, ендомитоза, ендорепродукция и политения.

В случай на асиметрична митоза сестринските клетки са различни по размер, количество цитоплазма, а също и по отношение на бъдещата им съдба. Пример за това е нееднаквият размер на сестринските (дъщерните) клетки на невробласта на скакалеца, животинските яйца по време на узряването и по време на спиралната фрагментация; когато ядрата в поленовите зърна се делят, една от дъщерните клетки може да се дели допълнително, другата не може и т.н.

Митозата със забавена цитокинеза се характеризира с това, че клетъчното ядро ​​се дели многократно и едва след това се дели клетъчното тяло. В резултат на това делене се образуват многоядрени клетки като синцитий. Пример за това е образуването на ендоспермни клетки и производството на спори.

Амитозанаречен директно ядрено делене без образуване на фигури на делене. В този случай разделянето на ядрото става чрез "завързване" на две части; понякога от едно ядро ​​се образуват няколко ядра наведнъж (фрагментация). Амитозата се появява постоянно в клетките на редица специализирани и патологични тъкани, например при ракови тумори. Може да се наблюдава под въздействието на различни увреждащи агенти (йонизиращо лъчение и висока температура).

ЕндомитозаТова е името, дадено на процеса, при който ядреното делене се удвоява. В този случай хромозомите, както обикновено, се възпроизвеждат в интерфаза, но тяхното последващо разминаване се случва вътре в ядрото със запазване на ядрената обвивка и без образуване на ахроматиново вретено. В някои случаи, въпреки че ядрената мембрана се разтваря, хромозомите не се разминават към полюсите, в резултат на което броят на хромозомите в клетката се умножава дори няколко десетки пъти. Ендомитозата се среща в клетки от различни тъкани на растения и животни. Например, А. А. Прокофиева-Белговская показа, че чрез ендомитоза в клетките на специализирани тъкани: в хиподермата на циклопа, мастното тяло, перитонеалния епител и други тъкани на кобилата (Stenobothrus) - наборът от хромозоми може да се увеличи 10 пъти . Това увеличение на броя на хромозомите е свързано с функционалните характеристики на диференцираната тъкан.

По време на политения броят на хромозомните нишки се умножава: след редупликация по цялата дължина те не се разминават и остават съседни една на друга. В този случай броят на хромозомните нишки в една хромозома се умножава, в резултат на което диаметърът на хромозомите се увеличава значително. Броят на такива тънки нишки в политенова хромозома може да достигне 1000-2000. В този случай се образуват така наречените гигантски хромозоми. При политенията отпадат всички фази на митотичния цикъл, с изключение на основната - възпроизвеждането на първичните нишки на хромозомата. Феноменът на политенията се наблюдава в клетките на редица диференцирани тъкани, например в тъканта на слюнчените жлези на двукрилите, в клетките на някои растения и протозои.

Понякога има дублиране на една или повече хромозоми без ядрени трансформации - това явление се нарича ендорепродукция.

Така че всички фази на клетъчната митоза, които съставляват митотичния цикъл, са задължителни само за типичен процес.

в някои случаи, главно в диференцирани тъкани, митотичният цикъл претърпява промени. Клетките на такива тъкани са загубили способността да възпроизвеждат целия организъм и метаболитната активност на тяхното ядро ​​е адаптирана към функцията на социализираната тъкан.

Ембрионалните и меристемните клетки, които не са загубили функцията за възпроизвеждане на целия организъм и принадлежат към недиференцирани тъкани, запазват пълен цикълмитоза, на която се основава безполовото и вегетативното размножаване.

Ако намерите грешка, моля, изберете част от текста и натиснете Ctrl+Enter.

Във връзка с

Съученици

Тема на урока. Клетъчно делене. Митоза

Целта на урока:характеризират основния метод на делене на еукариотни клетки - митоза, разкриват характеристиките на всяка фаза на митозата, създават представа за амитоза.

Задачи:

• да формират знания за значението на деленето за растежа, развитието, размножаването на клетката и на организма като цяло; разгледайте механизма на митозата;
• характеризира основните етапи на клетъчния и митотичен цикъл;
• усъвършенстват уменията за работа с микроскоп;
• идентифициране на биологичното значение на митозата.

ресурси:компютър, микроскопи, микропредметни стъкла „Митоза в клетките на корените на лука”, интерактивна дъска, мултимедийна презентация „Клетъчно делене. Митоза”, диск – „лабораторен практикум по биология 6-11 клас”, видео „Етапи на митозата”, динамично ръководство „Митоза”.

Стъпки на урока

1. Организационен момент.

Поставяне на целта на урока, дефиниране на проблема и темата на урока.

По време на раждането едно дете тежи средно 3 - 3,5 kg и има височина около 50 cm, кафява мечка, чиито родители достигат тегло от 200 kg или повече, тежи не повече от 500 g, а малката кенгуруто тежи по-малко от 1 грам. Красив лебед израства от сиво, незабележимо пиленце, пъргава попова лъжица се превръща в улегнала жаба, а жълъд, засаден близо до къщата, расте в огромен дъб, който сто години по-късно радва нови поколения хора със своята красота.

Проблемен въпрос. Какви процеси правят всички тези промени възможни? (Слайд1)

Всички тези промени са възможни благодарение на способността на организмите да растат и да се развиват. Дървото няма да се превърне в семе, рибата няма да се върне в яйцето - процесите на растеж и развитие са необратими. Тези две свойства на живата материя са неразривно свързани помежду си и се основават на способността на клетката да се дели и специализира . Каква е темата на урока? (Слайд 2)

Тема на урока: „Клетъчно делене. Митоза” (Слайд 3)

За да започнем да изучаваме нова тема, трябва да си припомним вече изучения материал (Слайдове 4,5,6)

2. Изучаване на нов материал.

ВИДОВЕ КЛЕТЪЧНО ДЕЛЕНИЕ (Слайд 7)

Една от разпоредбите клетъчна теориявъз основа на заключението на немския учен Рудолф Вирхов „Всяка клетка е от клетка“. Това бележи началото на изучаването на процесите на клетъчно делене, чиито основни принципи са идентифицирани в края на 19 век.

Възпроизвеждането е едно от най-важните свойстваживи организми. Всички живи организми без изключение са способни да се размножават - от бактерии до бозайници. Методи за размножаване различни организмимогат да се различават значително един от друг, но в основата на всеки тип възпроизвеждане е клетъчното делене. Продължителността на живота на многоклетъчния организъм надвишава продължителността на живота на повечето от съставните му клетки. Така, нервни клеткиспрете да разделяте дори по време вътрематочно развитие. Веднъж образувани, клетките, които образуват напречно набраздена мускулна тъкан при животните и складова тъкан при растенията, вече не се делят. Многоклетъчните организми растат, развиват се, обновяват клетките и тъканите, дори части от тялото (Запомнете регенерацията) Известно е, че клетките стареят и умират. Например чернодробните клетки живеят 18 месеца, червените кръвни клетки - 4 месеца, чревният епител 1-2 дни (около 70 милиарда умират всеки ден).

чревни епителни клетки и 2 милиарда червени кръвни клетки). Това означава, че клетките в тялото непрекъснато се обновяват. Известно е също, че средно клетките се обновяват веднъж на 7 години. Следователно почти всички клетки на многоклетъчните организми трябва да се делят, за да заменят умиращите клетки. Всички нови клетки възникват чрез делене от съществуваща клетка.

АМИТОЗА. Директно разделяне на интерфазното ядро ​​чрез свиване без образуване на вретено (хромозомите обикновено са неразличими в светлинен микроскоп). Това разделение се среща в едноклетъчни организми (например полиплоидните големи ядра на ресничестите се разделят чрез амитоза), както и в някои високоспециализирани клетки на растения и животни с отслабена физиологична активност, дегенериращи, обречени на смърт или при различни условия. патологични процеси, като злокачествен растеж, възпаление и др. След амитозата клетката не е в състояние да влезе в митотично делене.

МИТОЗА (от гръцки Mitos - нишка) непряко делене, е основният метод за делене на еукариотните клетки. Митозата е процес на клетъчно делене, при който дъщерните клетки получават генетичен материал, идентичен на този, съдържащ се в майчината клетка.

МЕЙОЗА (индиректно делене) е специален начинклетъчно делене, което води до намаляване (намаляване) на броя на хромозомите наполовина. По време на мейозата се случват две клетъчни деления и от една диплоидна клетка (2n2c) се образуват четири хаплоидни (nc) зародишни клетки. По време на по-нататъшния процес на оплождане (сливане на гамети) организмът на новото поколение отново ще получи диплоиден набор от хромозоми, т.е. кариотипът на организмите от даден вид остава постоянен в продължение на няколко поколения.

Заключение: Има три вида клетъчно делене, благодарение на които организмите растат, развиват се и се възпроизвеждат (амитоза, митоза, мейоза).

Митозата е основният метод за клетъчно делене.

Митозата (от гръцки mitos - нишка) е непряко клетъчно делене. Той осигурява равномерно предаване на наследствена информация от майчината клетка към две дъщерни клетки.

Благодарение на този тип клетъчно делене се образуват почти всички клетки на многоклетъчен организъм.

Митотичният (клетъчен) цикъл се състои от подготвителен етап (интерфаза) и самото делене - митоза (профаза, метафаза, анафаза и телофаза).

Характеристики на митозата.

За да изучим темата, ще работим по двойки.

УПРАЖНЕНИЕ 1.

1. Проучете характеристиките на първата фаза на митозата - профаза.

2. Запишете характеристиките на профазата в тетрадката си, след като обсъдите отговора. (Слайд 9)

ЗАДАЧА 2.

1. Проучете характеристиките на втората фаза на митозата - метафаза.

2. Запишете характеристиките на метафазата в тетрадката си, след като обсъдите отговора. (Слайд 10)

ЗАДАЧА 3.

1. Проучете характеристиките на третата фаза на митозата - анафаза.

2. Запишете характеристиките на анафазата в тетрадката си, след като обсъдите отговора. (Слайд 11)

ЗАДАЧА 4.

1. Проучете характеристиките на четвъртата фаза на митозата - телофаза.

2. Запишете характеристиките на телофазата в тетрадката си, след като обсъдите отговора. (Слайд 12)

Момчета! Сега на вашето внимание ще бъде представен видеоклипът „MITOSIS“. Трябва да го прегледате внимателно и след това да изпълните задачата. (Слайд 12)

УПРАЖНЕНИЕ.Определете и запишете имената на фазата, съответстващи на нейното описание. (Слайд 13)

3. Затвърдяване на изучения материал.

ЛАБОРАТОРНА РАБОТА № 5.(Слайд 14,15)

Тема: „Митоза в клетките на корена на лука.“

Мишена:изследване на процеса на митоза в клетките на корена на лука.

Оборудване: светлинни микроскопи, микропрепарати „Митоза в клетките на корена на лука.“

Напредък

1. Разгледайте готовия микропредметен предмет, ако е възможно, намерете клетки на всички етапи на митозата.

2. Сравнете изображението от микроскопа с микрофотографията в презентацията на урока (слайд).
3. Определете набора от хромозоми във всяка фаза на митозата.
4. Опишете характеристиките на всеки наблюдаван етап от митозата.
5. Направете заключение за ролята на митозата.
Въпроси за консолидация.(Слайд 16, 17, 18)

1. Общата маса на всички ДНК молекули в 46 хромозоми на една човешка соматична клетка е 6-10"9 mg. Каква ще бъде масата на ДНК молекулите в: а) метафазата на митозата; б) телофазата на митозата?

2. Помислете дали условията може заобикаляща средавлияе върху процеса на митоза. До какви последствия за организма може да доведе това?

3. Защо по време на митозата се образуват дъщерни клетки с набор от хромозоми, равен на набора от хромозоми в майчината клетка? Какво означава това в живота на организмите?

4. Помислете дали условията на околната среда могат да повлияят на процеса на митоза. До какви последствия за организма може да доведе това?

5. Защо по време на митозата се образуват дъщерни клетки с набор от хромозоми, равен на набора от хромозоми в майчината клетка? Какво означава това в живота на организмите?

В края на урока резултатите се обобщават.

Митозата е много важен процес; учените са отделили много време и усилия, за да разберат всички характеристики на този процес. Например, установено е, че митозата в растителните и животинските клетки протича с определени разлики и че има фактори, които влияят отрицателно върху нейното протичане.

Освен това в литературата можете да видите друга форма на разделяне - директна или амитоза. Работа с допълнителна литература.

Група 1: задача „Амитоза“

Изберете „референтни“ точки от текста, т.е. В 4-5 позиции посочете основните признаци на амитоза. „Митозата е най-често срещаният, но не и единственият тип клетъчно делене. При почти всички еукариоти се открива така нареченото директно ядрено делене или амитоза. По време на амитоза не настъпва хромозомна кондензация и не се образува вретено, а ядрото се разделя чрез свиване или фрагментиране, оставайки в интерфазно състояние. Цитокинезата винаги следва ядреното делене, което води до образуването на многоядрена клетка. Амитотичното делене е характерно за клетките, които завършват своето развитие: умиращи епителни, фоликуларни клетки на яйчниците... Амитоза се среща и при патологични процеси: възпаление, злокачествено новообразувание... след него клетките не са способни на митотично делене.”

Група 2: задача „нарушение на митозата“

Съставете логически двойки: вид въздействие – последствия.

„правилният ход на митозата може да бъде нарушен от различни външни фактори: високи дози радиация, определени химикали. Например, под въздействието на рентгенови лъчи, ДНК на хромозома може да се счупи и хромозомите също се счупят. Такива хромозоми не могат да се движат, например, в анафаза. Някои химикали, които не са характерни за живите организми (алкохоли, феноли), нарушават последователността на митотичните процеси. Някои хромозоми се движат по-бързо, други по-бавно. Някои от тях може изобщо да не са включени в дъщерните ядра. Има вещества, които предотвратяват образуването на вретенови нишки. Те се наричат ​​цитостатици, например колхицин и колцемид. Чрез въздействие върху клетката може да се спре деленето на етапа на прометафазата. В резултат на този ефект в ядрото се появява двоен набор от хромозоми."

Заключения. (Слайд 19)

Днешният урок беше посветен на най-важният процес– митоза. Отделихме достатъчно време на самия процес, неговите характеристики и проблеми. Най-важното е, че този процес осигурява генетичната стабилност на вида, както и процесите на регенерация, растеж и безполово (вегетативно) размножаване. Процесът е сложен, многоетапен и много чувствителен към факторите на околната среда.

Домашна работа.

1. Изучете § 29

2. Попълнете таблицата „Митотичен клетъчен цикъл“

Обяснете какво определя броя на хромозомите в ДНК на различните етапи на митозата.

Митотичен клетъчен цикъл