Добави към любими
У дома Ултразвук на глава и шия

Първо митотично делене. Митоза - индиректно делене

Митотично клетъчно делене

Митоза(от гръцки Mitos - нишка), наричана още кариокинеза, или непряко клетъчно делене, е универсален механизъм на клетъчно делене. Митозата следва периода G2 и завършва клетъчния цикъл.

Продължава 1-3 часа и осигурява равномерно разпределениегенетичен материал в дъщерни клетки. Митозата включва 4 основни фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Митозата е един от основните процеси на онтогенезата. Митотичното делене осигурява растежа на многоклетъчните еукариоти чрез увеличаване на популациите на тъканните клетки.

В резултат на митотичното делене на меристемните клетки се увеличава броят на клетките на растителната тъкан. Фрагментацията на оплодената яйцеклетка и растежът на повечето тъкани при животните също се случват чрез митотични деления.

Базиран морфологични особеностиМитозата условно се разделя на етапи: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза. Първите описания на фазите на митозата и установяването на тяхната последователност са предприети през 70-80-те години на 19 век. В края на 1870 г. немският хистолог Уолтър Флеминг въвежда термина „митоза“, за да обозначи процеса на непряко клетъчно делене.

Средната продължителност на митозата е 1-2 часа. Митозата на животинските клетки, като правило, продължава 30-60 минути, а на растенията - 2-3 часа. В продължение на 70 години в човешкото тяло се случват общо около 10 14 клетъчни деления.

Първите непълни описания относно поведението и промените на ядрата в делящите се клетки са открити в трудовете на учени в началото на 1870 г.

Работата на руския ботаник Русов, датираща от 1872 г., ясно описва и изобразява метафазни и анафазни пластини, състоящи се от отделни хромозоми.

Година по-късно немският зоолог G.A. Шнайдер описа митотичното делене още по-ясно и последователно, но, разбира се, не напълно, използвайки примера за раздробяване на яйца на ректалната турбелария Mesostomum. В неговия труд по същество са описани и илюстрирани в правилна последователност основните фази на митозата: профаза, метафаза, анафаза (ранна и късна). През 1874 г. московският ботаник И.Д. Чистяков също наблюдава отделни фази на клетъчно делене в спорите на клубен мъх и хвощ. Въпреки първите успехи, нито Русов, нито Шнайдер, нито Чистяков успяват да дадат ясно и последователно описание на митотичното делене.

През 1875 г. произведения, съдържащи повече от подробни описаниямитози. O. Büchli описва цитологичните модели в смачкани яйца кръгли червеии мекотели и в сперматогенни клетки на насекоми.

E. Strassburger изследва митотичното делене в клетките на зеленото водорасло Spirogyra, в майчините клетки на прашеца от лук и в майчините спорови клетки на мъха. Позовавайки се на работата на О. Бюхли и въз основа на собствените си изследвания, Е. Страсбургер обърна внимание на единството на процесите на клетъчно делене в растителните и животинските клетки.

В края на 1878 - началото на 1879 г. подробна работаШлайхер и В. Флеминг. В работата си през 1879 г. Шлайхер предлага термина "кариокинеза", за да се отнася до него сложни процесиклетъчно делене, което предполага движение компонентиядки. Уолтър Флеминг е първият, който въвежда термина "митоза", за да се отнася до индиректното клетъчно делене, което по-късно става общоприето. Флеминг е отговорен и за окончателното формулиране на дефиницията на митозата като цикличен процес, който завършва с разделянето на хромозомите между дъщерните клетки.

През 1880 г. О.В. Баранецки установи спиралната структура на хромозомите. В хода на по-нататъшни изследвания бяха разработени идеи за спирализацията и деспирализацията на хромозомите по време на митотичния цикъл.

В началото на 1900 г. хромозомите са идентифицирани като носители на наследствена информация, което по-късно дава обяснение биологична ролямитоза, която се състои от образуването на генетично идентични дъщерни клетки.

През 70-те години на миналия век започва дешифрирането и подробното изследване на регулаторите на митотичното делене, благодарение на серия от експерименти върху сливането на клетки, разположени на различни етапиклетъчен цикъл. В тези експерименти, когато клетка в М фаза се комбинира с клетка в който и да е от интерфазните етапи (G 1, S или G 2), интерфазните клетки влизат в митотично състояние (започва хромозомна кондензация и ядрената мембрана се разпада).

В резултат на това се стигна до заключението, че цитоплазмената клетка съдържа фактор (или фактори), който стимулира митозата, или, с други думи, М-стимулиращ фактор (MSF, от английското M-phase-promoting factor, MPF).

За първи път „факторът за стимулиране на митозата“ е открит в зрели неоплодени яйца на жаба с нокти във фазата М на клетъчния цикъл. Цитоплазмата на такава яйцеклетка, инжектирана в ооцита, води до преждевременен преход към М-фазата и до началото на узряването на ооцита (първоначално съкращението MPF означава Фактор за насърчаване на съзряването, което се превежда като „насърчаване на съзряването фактор”). В хода на по-нататъшни експерименти беше установено универсалното значение и същевременно високата степен на запазване на „фактора за стимулиране на митозата“: екстракти, приготвени от митотични клеткимного различни организми, когато се въвеждат в овоцити на жаба с нокти, те се прехвърлят в М фаза.

Последващите проучвания разкриха, че стимулиращият митозата фактор е хетеродимерен комплекс, състоящ се от циклинов протеин и циклин-зависима протеин киназа. Циклинът е регулаторен протеин и се среща във всички еукариоти. Концентрацията му нараства периодично по време на клетъчния цикъл, достигайки максимум в метафазата на митозата. С настъпването на анафазата се наблюдава рязко намаляване на концентрацията на циклин, което се дължи на разграждането му с помощта на сложни протеинови протеолитични комплекси - протеазоми. Циклин-зависимата протеин киназа е ензим (фосфорилаза), който модифицира протеините чрез прехвърляне на фосфатна група от АТФ към аминокиселините серин и треонин. Така с установяването на ролята и структурата на основния регулатор на митотичното делене започват изследванията върху фините регулаторни механизми на митозата, които продължават и до днес.

Разработването на единна типология и класификация на митозите се усложнява от цял ​​набор от характеристики, които в различни комбинации създават разнообразие и хетерогенност в моделите на митотичното делене. В същото време някои варианти на класификация, разработени по отношение на някои таксони, са неприемливи по отношение на други, тъй като не отчитат спецификата на техните митози. Например, някои опции за класифициране на митози, характерни за животни или растителни организми, се оказват неприемливи за водораслите.

Една от ключовите характеристики, лежащи в основата на различни типологии и класификации на митотичното делене, е поведението на ядрената обвивка. Ако образуването на вретеното и самото митотично делене се случват вътре в ядрото без разрушаване на ядрената мембрана, тогава този тип митоза се нарича затворена. Митозата с разпадането на ядрената мембрана, съответно, се нарича отворена, а митозата с разпадането на ядрената мембрана само на полюсите на шпиндела, с образуването на „полярни прозорци“ се нарича полузатворена.

Още едно характерна особеносте типът на симетрия на митотичното вретено. При плевромитозата вретеното е двустранно симетрично или асиметрично и се състои по правило от две половини вретена, разположени в метафаза-анафаза под ъгъл един спрямо друг. Категорията на ортомитозите се характеризира с биполярна симетрия на вретеното, а в метафазата често се наблюдава различима екваториална плоча.

В рамките на посочените симптоми най-многобройната е типичната отворена ортомитоза, например принципите и етапите на митотичното делене са разгледани по-долу. Този тип митоза е характерен за животни, висши растения и някои протозои.

Профазата започва с кондензация на хромозоми, които стават видими под светлинен микроскоп като нишковидни структури. Всяка хромозома се състои от две успоредни сестрински хроматиди, свързани в центромера. Ядрото и ядрената обвивка изчезват до края на фазата (последната се разпада на мембранни везикули, подобни на елементите на EPS, а комплексът на порите и ламината се дисоциират на субединици). Кариоплазмата е смесена с цитоплазма.

Центриолите мигрират към противоположните полюси на клетката и пораждат нишките на митотичното (ахроматиново) вретено. В областта на центромера се образуват специални протеинови комплекси - кинетохори, към които са прикрепени някои микротубули на вретеното (кинетохорни микротубули); Доказано е, че самите кинетохори са способни да индуцират сглобяване на микротубули и следователно могат да служат като центрове за организиране на микротубули. Останалите микротубули на вретеното се наричат ​​полюсни микротубули, тъй като те се простират от единия полюс на клетката до другия; Микротубулите, разположени извън вретеното, отклоняващи се радиално от клетъчните центрове към плазмалемата, се наричат ​​астрални или микротубули (нишки) на сиянието.

Метафазата съответства на максималното ниво на кондензация на хромозомите, които се подреждат в екваторната област на митотичното вретено, образувайки картина на екваториалната (метафазна) плоча (изглед отстрани) или звездата майка (изглед от полюсите). Хромозомите се придвижват към екваториалната равнина и се задържат там от балансираното напрежение на кинетохорните микротубули. До края на тази фаза сестринските хроматиди се разделят от цепнатина, но се задържат в областта на центромера.

Анафазата започва със синхронното разделяне на всички хромозоми на сестрински хроматиди (в областта на центромера) и движението на дъщерните хромозоми към противоположните полюси на клетката, което се случва по протежение на микротубулите на вретеното със скорост 0,2-0,5 μm / min. Сигналът за началото на анафазата включва рязко (с порядък) повишаване на концентрацията на калциеви катиони в хиалоплазмата, секретирана от мембранни везикули, които образуват клъстери в полюсите на вретеното. Механизмът на движение на хромозомите в анафазата не е напълно изяснен, но е установено, че в областта на вретеното, в допълнение към актина, има протеини като миозин и динеин, както и редица регулаторни протеини. Според някои наблюдения се причинява от скъсяване (разглобяване) на микротубули, прикрепени към кинетохорите. Анафазата се характеризира с удължаване на митотичното вретено поради известна дивергенция на клетъчните полюси. Завършва с натрупването в полюсите на клетката на два идентични комплекта хромозоми, които образуват картини на звезди (етап на дъщерни звезди). В края на анафазата, поради свиването на актинови микрофиламенти, концентрирани около обиколката на клетката (контрактилен пръстен), започва да се образува клетъчна констрикция, която, задълбочавайки се, ще доведе до цитотомия в следващата фаза.

Телофазата е последният етап на митозата, по време на който ядрата на дъщерните клетки се реконструират и разделянето им завършва. Около кондензираните хромозоми на дъщерни клетки от мембранни везикули (според други източници, от EPS) се възстановява кариолеммата, с която е свързана образуващата се ламина, и отново се появяват ядра, които се образуват от участъци от съответните хромозоми. Клетъчните ядра постепенно се уголемяват и хромозомите прогресивно се деспирират и изчезват, като се заместват от хроматиновия модел на интерфазното ядро. В същото време клетъчното стесняване се задълбочава и клетките остават свързани за известно време чрез стесняващ се цитоплазмен мост, съдържащ сноп от микротубули (средно тяло). По-нататъшното лигиране на цитоплазмата завършва с образуването на две дъщерни клетки. В телофазата органелите се разпределят между дъщерните клетки; Еднаквостта на този процес се улеснява от факта, че някои органели са доста много (например митохондриите), докато други (като ER и комплекса на Голджи) се разпадат на малки фрагменти и везикули по време на митоза.

Атипичните митози възникват при увреждане на митотичния апарат и се характеризират с неравномерно разпределение на генетичния материал между клетките - анеуплоидия (от гръцки an - не, eu - правилен, ploon - гънка); в много случаи няма цитотомия, което води до образуването на гигантски клетки. Атипичните митози са характерни за злокачествени тумории облъчени тъкани. Колкото по-висока е тяхната честота и по-голяма степенанеуплоидия, толкова по-злокачествен е туморът. Нарушаването на нормалното митотично клетъчно делене може да бъде причинено от хромозомни аномалии, които се наричат ​​хромозомни аберации (от латинското Aberratio - отклонение). Вариантите на хромозомните аберации включват адхезия на хромозоми, тяхното разпадане на фрагменти, загуба на участък, обмен на фрагменти, удвояване на отделни участъци от хромозоми и др. Хромозомните аберации могат да възникнат спонтанно, но по-често се развиват в резултат на действието на мутагени и йонизиращо лъчение върху клетките.

Кариотипиране - диагностичен тестза да се оцени кариотипа (набор от хромозоми), се извършва чрез изследване на хромозомите в метафазната плоча. За кариотипиране се получава клетъчна култура, в която се въвежда колхицин, вещество, което блокира образуването на митотичното вретено. От такива клетки се извличат хромозоми, които след това се оцветяват и идентифицират. Нормалният човешки кариотип е представен от 46 хромозоми - 22 двойки автозоми и две полови хромозоми (XY при мъжете и XX при жените). Кариотипирането ви позволява да диагностицирате редица заболявания, свързани с хромозомни аномалии, по-специално синдром на Даун (тризомия 21-ва хромозома), синдром на Едуардс (тризомия 18-та хромозома), синдром на Патау (тризомия 13-та хромозома), както и редица синдроми, свързани с аномалии на половите хромозоми - синдром на Клайнфелтер (генотип - XXY) , Търнър (генотип - XO) и др.

Предполага се, че сложният митотичен процес на висшите организми се е развил постепенно от механизмите на делене на прокариотите. Това предположение се потвърждава от факта, че прокариотите са се появили около милиард години по-рано от първите еукариоти. В допълнение, подобни протеини участват в митозата на еукариотите и бинарното делене на прокариотите.

Възможни междинни етапи между бинарно делене и митоза могат да бъдат проследени в едноклетъчните еукариоти, при които ядрената мембрана не се разрушава по време на деленето. При повечето други еукариоти, включително растения и животни, вретеното се формира извън ядрото и ядрената обвивка се разрушава по време на митозата. Въпреки че митозата при едноклетъчните еукариоти все още не е достатъчно проучена, може да се приеме, че тя произхожда от бинарно делене и в крайна сметка е достигнала нивото на сложност, открито в многоклетъчни организми.

При много прости еукариоти митозата също остава процес, свързан с мембраната, но сега не плазмена, а ядрена.

Основните регулаторни механизми на митозата са процесите на фосфорилиране и протеолиза.

Обратимите реакции на фосфорилиране и дефосфорилиране позволяват обратими събития на митоза, като сглобяване/дезинтеграция на вретено или дезинтеграция/възстановяване на ядрената обвивка. Протеолизата е в основата на необратимите събития на митозата, като разделянето на сестрински хроматиди в анафазата или разграждането на митотичните циклини в късни етапимитоза

Деленето на всички еукариотни клетки е свързано с образуването на специален апарат за клетъчно делене.

Активна роля в митотичното клетъчно делене често се приписва на цитоскелетните структури. Универсално както за животинските, така и за растителните клетки е биполярното митотично вретено, състоящо се от микротубули и свързани протеини. Вретеното осигурява строго идентично разпределение на хромозомите между полюсите на делене, в областта на които се образуват ядрата на дъщерните клетки в телофаза.

Процесът на митоза осигурява строго равномерно разпределение на хромозомите между две дъщерни ядра, така че в многоклетъчния организъм всички клетки имат абсолютно еднакви (по брой и характер) набори от хромозоми.

Хромозомите съдържат генетична информация, кодирана в ДНК, и следователно редовният, подреден митотичен процес също така гарантира, че цялата информация се предава напълно на всяко от дъщерните ядра; в резултат на това всяка клетка има цялата генетична информация, необходима за развитието на всички характеристики на организма. В тази връзка става ясно защо една клетка, взета от напълно диференцирано възрастно растение, може при подходящи условия да се развие в цяло растение. Ние описахме митоза в диплоидна клетка, но този процес протича по подобен начин в хаплоидните клетки, например в клетките на гаметофитното поколение растения.

  • анемия Определение. Класификация. Желязодефицитна анемия. Етиология. клинична картина. Диагностика. Лечение. Предотвратяване. Характеристики на приема на добавки с желязо при деца.
  • Антисептици, определение, видове съвременни антисептици (механични, физични, химични, биологични).
  • Асфиксия на новороденото. Определение. Етиология. Класификация. клинична картина. Първични и интензивни грижи.
  • Атопичен дерматит. Определение. Етиология. Класификация. клинична картина. Диагностика. Лечение. грижа. Диетична терапия. Организиране на живота на болно дете.
  • Двойен метод при изследване на признаци с непрекъснато разпределение

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

    Лукови клетки в различни фази на клетъчния цикъл

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

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

    Митоза

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

    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.

    2. Период на синтез на ДНК (S)

    4. митоза.

    4. Отворете биологично значениемитоза

    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 този, който ви подхожда най-добре правилен вариант. 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.

    На какви структури преминават клетките? най-големите променипо 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) спирализиране на хромозомите, изчезване на ядрената мембрана
    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 участиехромозоми в протеиновата биосинтеза
    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
    Б) 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 основата безполово 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

    Най-важното събитие, което се случва в митозата, е равномерното разпределение на генетичния материал. Митоза при животни и растителни клеткипочти същото, но има редица разлики, които са посочени в нашата таблица (фиг.

    4). В растителната клетка няма центриоли, а в животинска клеткаНалице са центриоли, клетъчна плоча се образува в растителна клетка, но не и в животинска клетка.

    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 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.

    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. промяна физическо състояниеи химическа организация на хромозомите;
    3. разминаване на дъщерни, или по-скоро сестрински, хромозоми към полюсите на клетката;
    4. последващо делене на цитоплазмата и пълно възстановяванедве нови ядра в сестрински клетки.

    По този начин, в митоза всички жизнен цикълядрени гени: дублиране, разпространение 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 профазата мрежестата структура на ядрото постепенно се превръща в хромозомни нишки. От най-ранната профаза дори през светлинен микроскопможе да се наблюдава двойствената природа на хромозомите. Това предполага, че в ядрото най-много е в ранната или късната интерфаза важен процесмитоза - удвояване или редупликация на хромозоми, при което всяка от майчините хромозоми изгражда подобна - дъщерна хромозома. 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.

    IN напоследъкМежду профазата и метафазата изследователите започнаха да разграничават междинен етап, наречен 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.

    Както вътрешни, така и външни факторисреди, действащи върху растежа на организма и неговото функционално състояние, влияят върху продължителността на клетъчното делене и отделните му 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.

    Характерът на митозата, както вече казахме, варира в зависимост от вида и функционално състояниетъкани. Клетките на различните тъкани се характеризират с различни видове митози.При описания тип митоза клетъчното делене протича по еднакъв 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 постоянно се среща в клетките на редица специализирани и патологични тъкани, например в 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 функционални характеристикидиференцирана 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 на клетъчната теория се основава 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.

    Размножаването е едно от най-важните свойства на живите 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 нервните клетки спират да се делят дори по време вътрематочно развитие. Веднъж образувани, клетките вече не се делят, за да образуват напречно набраздени мускулна тъканпри животни и складови тъкани при растения. 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 едно 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, микропредметни стъкла „Митоза в клетки от корен на лук.“

    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 значим процес, много усилия и време бяха изразходвани от учените, 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 дозирадиация, някои химикали. Например под влияние рентгенови лъчиДНК на една хромозома може да се счупи и хромозомите също се счупват. Такива хромозоми не могат да се движат, например, в анафаза. някои химически вещества, 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)

    Днес урокът беше посветен на най-важния процес - митозата. 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

    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 . Основното биологично значение на митозата е 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.

    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.

    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 се нарича по различен начин фаза на покойно 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 профазата мрежестата структура на ядрото 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 митоза - 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 на хромозомите, които се наричат сестрински хроматиди, не се разминават в профаза, тъй като се държат заедно от една обща област - 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 ред в сравнение с промените, които е претърпяло 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.

    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, физиологичното състояние на организма, външните фактори (температура, осветеност) и е 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 на различните тъкани се характеризират с различни видове митози.При описания тип митоза клетъчното делене протича по еднакъв 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.

    И така, всички фази на клетъчната митоза, компоненти, 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 пълния цикъл на митоза, на който се основава асексуалното и вегетативното размножаване.
    КАТЕГОРИИ
    Прожекция
    Ултразвук на крайници
    Видове ултразвук
    Коремна ехография
    ултразвук на гръдния кош

    ПОПУЛЯРНИ СТАТИИ
    Отрицанието не с глаголи (в лична форма, в инфинитив, под формата на герундий) се пише отделно: да не взема, не беше, без да знае, бавно

    Отрицанието не с глаголи (в лична форма, в инфинитив, под формата на герундий) се пише отделно: да не взема, не беше, без да знае, бавно
    Презентация, докладвайте основните характеристики на философията на възраждането

    Презентация, докладвайте основните характеристики на философията на възраждането
    Художествен стил

    Художествен стил
    Деца на земята Презентация ние сме деца на земята за детска градина

    Деца на земята Презентация ние сме деца на земята за детска градина
    Презентация по темата за бариерите в комуникацията, работата беше завършена от ученици. Без комуникация ние се заключваме в себе си

    Презентация по темата за бариерите в комуникацията, работата беше завършена от ученици. Без комуникация ние се заключваме в себе си

    2023 “kingad.ru” - ултразвуково изследване на човешки органи