Що відбувається під час мітозу. Мітоз, клітинний цикл

Мітоз (каріокінез, непрямий поділ) - це процес розподілу ядра клітин людини, тварин і рослин з наступним поділом цитоплазми клітини. У процесі розподілу ядра клітини (див.) розрізняють кілька стадій. У ядрі, що знаходиться в періоді між розподілом клітини (інтерфаза), (див.) зазвичай представлені тонкими, довгими (рис., а), що переплітаються між собою нитками; добре видно оболонку ядра та ядерце.

Ядро на різних фазах мітозу: а - інтерфазне ядро, що не ділиться; б – г – стадія профази; д – стадія метафази; е – стадія анафази; ж і з – стадія телофази; та - утворення двох дочірніх ядер.

У першій стадії мітозу, так званій профазі, хромосоми стають добре видимими (рис., б-г), відбувається їх укорочування і потовщення, вздовж кожної хромосоми з'являється щілина, що розділяє її на дві абсолютно подібні один одному частини, завдяки чому кожна хромосома виявляється подвійною . У наступній стадії мітозу - метафазі оболонка ядра руйнується, ядерце розчиняється і хромосоми виявляються клітинами, що лежать у цитоплазмі (рис., д). Усі хромосоми розташовуються в один ряд за екватором, утворюючи так звану екваторіальну платівку (стадія зірки). Зазнає змін і центросом. Вона ділиться на дві частини, що розходяться до полюсів клітини, між ними утворюються нитки, що формують двоконусне ахроматинове веретено (рис., д. е).

Мітоз (від грец. mitos - нитка) - це непрямий поділ клітини, що полягає в рівномірному розподілі подвоєного числа хромосом між двома дочірніми клітинами, що утворюються (рис.). У процесі мітозу беруть участь два роду структур: хромосоми і ахроматиновий апарат, що включає клітинні центри і веретено (див. Клітина).

Схематичне зображення інтерфазного ядра та різних стадій мітозу: 1 - інтерфаза; 2 - профаза; 3 – прометафаза; 4 і 5 - метафаза (4 - вид з екватора, 5 - вид з полюса клітини); 6 – анафаза; 7 – телофаза; 8 – пізня телофаза, початок реконструкції ядер; 9 - дочірні клітини на початку інтерфази; ЯО – ядерна оболонка; ЯК - ядерце; ХР – хромосоми; Ц – центріоль; В – веретено.

Перша стадія мітозу – профаза – починається з появи в ядрі клітини тонких ниток – хромосом (див.). Кожна профазна хромосома складається з двох хроматид, що тісно прилягають один до одного по довжині; одна з них – хромосома материнської клітини, інша – новоутворена за рахунок редуплікації її ДНК на ДНК материнської хромосоми в інтерфазі (пауза між двома мітозами). У міру проходження профази відбувається спіралізація хромосом, внаслідок чого вони коротшають і потовщуються. До кінця профази зникає ядерце. У профазі відбувається розвиток ахроматинового апарату. У клітинах тварин клітинні центри (центріолі) роздвоюються; навколо них у цитоплазмі виникають зони, що сильно заломлюють світло (центросфери). Ці утворення починають розходитися в протилежних напрямках, утворюючи до кінця профази два полюси клітини, яка до цього часу часто набуває кулястої форми. У клітинах вищих рослин центріолі відсутні.

Прометафаза характеризується зникненням ядерної оболонки та утворенням у клітині веретеноподібної нитчастої структури (ахроматинове веретено), частина ниток якої з'єднує полюси ахроматинового апарату (інтерзональні нитки), а інші – кожну з двох хроматид з протилежними полюсами клітини (тягучі нитки). Хромосоми, які безладно лежали в профазному ядрі, починають переміщатися в центральну зону клітини, де розташовуються в екваторіальній площині веретена (метакинез). Ця стадія називається метафазою.

Під час анафази відбувається розбіжність партнерів кожної пари хроматид до протилежних полюсів клітини за рахунок скорочення ниток, що тягнуть, веретена. З цього часу кожна хроматида одержує назву дочірньої хромосоми. Хромосоми, що розійшлися до полюсів, збираються в компактні групи, що характерно для наступної стадії мітозу - телофази. При цьому хромосоми починають поступово деспіралізуватись, втрачаючи щільну будову; навколо них з'являється ядерна оболонка – починається процес реконструкції ядер. Відбувається збільшення обсягу нових ядер, в них з'являються ядерця (початок інтерфази, або стадії «ядра, що покоїться»).

Процес поділу ядерної речовини клітини – каріокінез – супроводжується поділом цитоплазми (див.) – цитокінез. У клітин тварин у телофазі в області екваторіальної зони з'являється перетяжка, яка, заглиблюючись, призводить до розподілу цитоплазми вихідної клітини на дві частини. У клітин рослин в екваторіальній площині з дрібних вакуолей ендоплазматичного ретикулуму утворюється клітинна перегородка, що відокремлює один від одного два нові клітинні тіла.

До мітозу в принципі близький ендомітоз, тобто процес подвоєння числа хромосом у клітинах, але без поділу ядер. Слідом за ендомітозом може відбуватися прямий поділ ядер та клітин, так званий амітоз.

також Каріотип, Ядро клітини.

Мітоз- непрямий поділ клітини, який складається з поділу ядра (каріотомія) та цитоплазми (цитотомія).

Мітоз поділяють на профазу (ранню та пізню стадії), прометафазу, метафазу, анафазу та телофазу. Сам поділ займає відносно короткий проміжок часу – близько 30 хв.

Мітоз, або непрямий поділ клітини, - це спосіб поділу еукаріотичної клітини, при якому кожна з двох клітин, що знову утворюються, отримує генетичний матеріал, ідентичний вихідній клітині, тобто призводить до утворення двох повноцінних клітин з диплоїдним набором хромосом і рівномірно розподіленим цитоплазматичним матеріалом.

Профаза. Першою стадією мітозу є профаза. У ранню профазу починається конденсація хромосом (стадія щільного та пухкого клубка), ядерце піддається розпаду, поляризуються центріолі.

На початку профази пари центріолей переміщуються до різних полюсів клітини. Одночасно з цим утворюються тонкі нитки, що радіально розходяться від кожної пари центріолей, - мікротрубочки. Мікротрубочки, що формуються з одного клітинного центру, тягнуться назустріч мікротрубочкам, полімеризується в іншому клітинному центрі. В результаті вони переплітаються. Ядерна оболонка розпадається на бульбашки (каріолізис), і вміст ядра зливається з вмістом матриксу цитоплазми. На мембранах бульбашок, що утворилися в результаті розпаду каріолеми, зберігаються рецепторні комплекси та ламіни.

У пізню стадію профази продовжується конденсація хромосом. Вони товщають і добре видно при світловій мікроскопії. Кожна хромосома складається із двох сестринських хроматид, з'єднаних центроміром. У цю стадію починає утворюватися мітотичне веретено – біполярна структура, що складається з мікротрубочок. Його організують центріолі, що входять до складу клітинного центру, від якого радіально відходять мікротрубочки.

Спочатку центріолі розташовуються поблизу ядерної мембрани, а потім розходяться утворюючи біполярне мітотичне веретено. У цьому процесі беруть участь полюсні мікротрубочки, що взаємодіють між собою в міру подовження. Ядро та ядерце перестають існувати у вигляді відокремлених одиниць. Клітина стає більш подовженою. У профазу хромосоми вперше видно як подвійні ниткоподібні структури. Надалі вони набувають паличкоподібної форми.

У профазу мітозу ЕПС та комплекс Гольджі розпадаються на везикули. Таке тимчасове руйнування органел грає істотну роль рівномірному розподілі цитоплазматичного матеріалу.

Прометафаза. Це продовження пізньої профази. Під час прометафази утворюються кінетохори (центроміри), що функціонують як центри організації кінетохорних мікротрубочок. Відходження кінетохор від кожної хромосоми в обидві сторони та їх взаємодія з полюсними мікротрубочками мітотичного веретена – причина переміщення хромосом.

Метафаза. У цю фазу хромосоми розподіляються в області екватора та формують метафазну пластинку. Якщо метафазна пластинка потрапляє у дотичному зрізі, вона видно як материнська зірка. Ступінь конденсації хромосом досягає максимального рівня. Кожну хромосому утримують пара кінетохорів і пов'язані з нею кінетохірні мікротрубочки, спрямовані до протилежних полюсів мітотичного веретена.

Хромосома містить молекулу ДНК та ДНК-зв'язуючі білки. Хроматин у складі хромосоми утворює численні петлі, що містить безліч щільно упакованих нуклеосом. У профазу та метафазу у ссавців хромосоми мають х - або у-форму. У х-хромосомах є так звана первинна перетяжка (центроміра), що зв'язує плечі хромосом. Ділянки метафізарної хромосоми від центроміру до обох кінців називають плечима хромосоми. Плечі є подвійними структурами, що складаються з сусідніх один до одного s-хромосом. Первинна перетяжка містить кінетохори.

Якщо плечі хромосом рівні, такі хромосоми називаються метацентртескими. Хромосоми, які мають короткі та довгі плечі, називаються акроцентричними. Майже рівні або не сильно відрізняються одна від одної за розмірами плечі мають субметацентричні хромосоми.

В одному з полюсів плеча хромосоми іноді можна зустріти звужену ділянку – вторинну перетяжку. Дистальна зона плеча за вторинною перетяжкою називається супутником. Вторинна перетяжка містить зону ядерного організатора.

Центромери всіх d-хромосом (з подвійним набором ДНК) розташовуються в одній площині – це екваторіальна площина клітини. Вона перетинає клітину під прямим кутом до поздовжньої осі веретена. У центромірі є кінетохор - невелика дископодібна структура, що лежить по обидва боки центромірної ділянки d-хромосоми. Кінетохори такі малі, що їх можна побачити лише за допомогою електронного мікроскопа. В активному стані кінетохори ведуть себе подібно до центріолів, тобто служать центрами організації мікротрубочок (кінетохорні мікротрубочки). Кінетохори виявляють свою активність тільки з моменту руйнування ядерної оболонки та при взаємодії з тубулінами.

Серед мікротрубочок веретена поділу виділяють кілька видів: кінетохірні, полярні та астральні.

Кінетохорні мікротрубочки приєднуються одним полюсом до кінетохору хромосоми, а іншим до однієї з диплосом і розтягують хромосоми. Полярні мікротрубочки прямують від центріолей (диплосом) до центру веретена поділу, де взаємно перекриваються з подібними мікротрубочками протилежної диплосоми.

Астральні мікротрубочки спрямовані від диплосом до поверхні клітини. Останні два види мікротрубочок служать для рівномірного розподілу цитоплазматичного матеріалу та цитокінезу.

Анафаза. Вона починається з розбіжності дочірніх хромосом до полюсів клітин, що формуються. Це відбувається за безпосередньою участю мікротрубочок і йде зі швидкістю близько 1 мкм/хв.

Завдяки розбіжності з кожної d-хромосоми утворюється дві s-хромосоми. В результаті кожна клітина отримує за ідентичним диплоїдним набором s-хромосом. У міру розбіжності хромосом до полюсів кінетохорні мікротрубочки коротшають і веретено поділу витягується. Крім розбирання кінетохорних мікротрубочок процес розбіжності генетичного матеріалу забезпечують подовження полярних мікротрубочок та функціональна активність білків-транслокаторів.

Умовно виділяють ранню та пізню анафазу, залежно від ступеня відділення генетичного матеріалу до протилежних полюсів. Загалом, це найкоротша за часом стадія мітозу.

Телофаза. Це остаточна стадія мітозу. У телофазу хроматиди підходять до полюсів, триває рівномірний розподіл цитоплазматичного матеріалу клітини, у тому числі позаядерної спадковості; утворюється ядерна оболонка, знову формуються ядерця. Завершує телофазу цитокінез клітини з поділом однієї материнської на дві дочірні клітини.

У ранню телофазу конденсовані s-хромосоми розташовуються в протилежних полюсах клітини поблизу клітинних центрів і поки що не змінюють свою орієнтацію.

Продовжуються процеси подовження клітини, що ділиться. Плазмолемма втягується між двома дочірніми ядрами в площині, перпендикулярній довгій осі веретена поділу, і починають контурувати дві нові клітини.

У пізню телофазу починається деконденсація хромосом і утворюються ядерні оболонки шляхом злиття бульбашок з каріолеми, що раніше розпалася, формуються ядерця. Борозна розподілу поглиблюється, і між дочірніми клітинами залишається цитоплазматичний місток, який надалі розділяється клітинною мембраною, що веде до автономності дочірніх клітин.

Утворення клітинної мембрани, що відокремлює дві нові клітини одна від одної, відбувається при скороченні мікрофіламентів в ділянці цитоплазматичного містка і за рахунок транспорту бульбашок, що зливаються одна з одною.

Після цитотомії (поділ клітин) у клітинах зливаються бульбашки, формуючи ЕПС та комплекс Гольджі.

Мітоз і мітотичний цикл - це автоматичні явища - їх регулюють різні чинники. Найбільш вивчені циклінзалежні кінази (протеїнкінази). Ці білки позначають абревіатурою Cdk. Ці білки близькі у всіх клітин тваринних організмів. Дані протеїнкінази фосфорилюють білки, що контролюють окремі стадії мітотичного циклу, пов'язують спеціальні білки – цикліни. Тільки комплекс Cdk із циклінами контролює мітотичний цикл.

Кожній стадії мітотичного циклу відповідає свій циклін, який запускає комплекс біологічних реакцій клітини. У початковій стадії пресинтетичного періоду інтерфази клітина не переходить у Go-період за рахунок комплексів Cdk4 та Cdk6 з цикліном D.

У другій половині G 1 -періоду провідним контролюючим комплексом стає Cdk2 з цикліном Е. У синтетичному періоді змінюється циклін, але протеїнкіназа залишається. Так, на початку S-періоду провідним є комплекс диклін A-Cdk2, а потім циклін B-Cdk2. У 2 -періоді змінюється не циклін, а протеїнкіназа. В результаті, контрольний комплекс позначають як циклін B-Cdk1. Цей останній комплекс власне і вводить клітину в мітоз і називається мітоз-стимулюючим фактором.

Циклін B-Cdk1 здатний фосфорилювати гістон Н1. Такий фосфорильований гістон бере участь у укладанні (конденсації) нитки ДНК. Але цього не достатньо. У прометафазу мітозу мітозстимулюючий фактор фосфорилює також групу білків, комплекс яких називається конденсином і його утворення якраз і запускається фосфорилуванням. Під дією гістону Н1 та конденсину хромосоми укладаються у метафазні структури. Цей процес потребує використання АТФ.

Крім цього, під дією мітоз-стимулюючого фактора в профазу відбувається фосфорилювання ламінів внутрішньої поверхні ядерної оболонки. В результаті А - і С-ламіни переходять у розчинений стан. Структурна цілісність оболонки порушується і вона розпадається на систему бульбашок. Подібне, можливо, виникає і в ЕПС із комплексом Гольджі.

Під впливом мітоз-стимулюючого фактора в профазу відбувається активація полімеризації мікротрубочок та блокада легких ланцюгів міозину, що запобігає передчасній цитотомії клітини.

Клітинний поділ регулюють дві групи факторів: мітогенні та антимітогенні, або кейлони. Мітогенні фактори виробляються в тканинах (тканинні гормони) та активізують поділ клітин, при цьому чисельність популяції клітин збільшується. До мітогенних відносять фактори зростання фібробластів, епідермісу, тромбоцитів, трансформуючі фактори росту та ін.

Мітогенні фактори викликають поділ клітин через активацію тирозинкінази. Це стимулює утворення низки факторів транскрипції, так званих генів ранньої та уповільненої відповіді. Зміна їхньої активності стимулює утворення циклінзалежних кіназ і циклінів. Це, своєю чергою, спонукає клітини до поділу.

Концентрація факторів зростання відносно невелика, і як тільки кількість клітин значно збільшується, факторів росту стає недостатньо, а клітини, що припиняють поділ, починають диференціюватися. Деякі автори вважають, що механізм припинення поділу та початок диференціювання контролюють спеціальні біологічно активні речовини – кейлони чи інші регулятори. Прикладом такого регулятора є йодовані гормони щитовидної залози - трийодтиронін і тетрайодтиронін. Ці гормони активізують процеси диференціювання клітин та блокують поділ. Важливим у цьому відношенні є дія тетрайодтироніну на диференціювання нейронів, у зв'язку з чим при його нестачі розвивається кретинізм, що супроводжується розумовою відсталістю (олігофренією).

Прикладом антимітогенного фактора може бути фактор некрозу пухлин. Він блокує утворення комплексу мітогенактивуючих протеїнкіназ через низку внутрішньоклітинних посередників (сфінгозин). Зрештою знижується вміст комплексів цикліну D з Cdk6 і Cdk4, а розподіл клітин припиняється.

Варіантом мітозу є поділ - це поділ клітин, коли в коротку інтерфазу не відбувається збільшення материнської клітини. В результаті після кожного поділу розмір клітин зменшується. Дроблення притаманно освіти з одноклітинного зародка (зиготи) багатоклітинного організму (бластули) у ранні терміни зародкового розвитку.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Зростання та розвиток живих організмів неможливе без процесів поділу клітин. Одним із них є мітоз - процес поділу еукаріотичних клітин, при якому передається та зберігається генетична інформація. У цій статті Ви докладніше дізнаєтесь про особливості мітотичного циклу, познайомитеся з характеристикою всіх фаз мітозу, яка буде внесена до таблиці.

Поняття «мітотичний цикл»

Всі процеси, що відбуваються в клітці, починаючи від одного поділу до іншого, і закінчуючи отриманням двох дочірніх клітин, називають мітотичним циклом. Життєвим циклом клітини також є стан спокою та період виконання своїх прямих функцій.

До основних стадій мітозу відносяться:

• Самоподвоєння чи редуплікація генетичного коду, що передається від материнської клітини до двох дочірніх Процес впливає на структуру та утворення хромосом.
• Клітинний цикл- Складається з чотирьох періодів: пресинтетичного, синтетичного, постсинтетичного і, власне, мітозу.

Перші три періоди (пресинтетичний, синтетичний та постсинтетичний) відносяться до інтерфази мітозу.

Деякі вчені синтетичний та постсинтетичний період називають препрофазою мітозу. Так як всі стадії відбуваються безперервно, плавно переходячи від однієї до іншої, чіткого поділу між ними немає.

Процес безпосереднього поділу клітини, мітоз, відбувається у чотири фази, відповідаючи такій послідовності:

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

• Профаза;
• Метафаза;
• Анафаза;
• Телофаза.

Мал. 1. Фази мітозу

Ознайомитись з коротким описом кожної фази можна у таблиці «Фази мітозу», яка представлена ​​далі.

Таблиця "Фази мітозу"

№ п/п	Фаза	Характеристика
		У профазі мітозу відбувається розчинення ядерної оболонки і ядерця, центріолі розходяться до різних полюсів, починається формування мікротрубочок, про ниток веретена поділу, конденсуються хроматиди в хромосомах.
	Метафаза	На цьому етапі максимально конденсуються хроматиди в хромосомах і шикуються в екваторіальній частині веретена, утворюючи метафазну пластинку. Нитки центріолей прикріплюються до центромірів хроматид або розтягуються між полюсами.
		Є короткочасною фазою, під час якої відбувається поділ хроматид після розпаду центромір хромосом. Пара розходиться до різних полюсів і починає самостійний спосіб життя.
	Телофаза	Є заключним етапом мітозу, при якому новостворені хромосоми набувають звичайних розмірів. Навколо них утворюється нова ядерна оболонка з ядерцем усередині. Нитки веретена розпадаються і зникають, починається процес розподілу цитоплазми та її органоїдів (цитотомія).

Процес цитотомії у тваринній клітині відбувається за допомогою борозни поділу, а в рослинній клітині – за допомогою клітинної платівки.

Нетипові форми мітозу

У природі іноді зустрічаються і нетипові форми мітозу:

• Амітоз - спосіб прямого поділу ядра, у якому зберігається будова ядра, ядерце не розпадається, хромосоми у своїй не проглядаються. В результаті одержуємо двоядерну клітину.

Мал. 2. Амітоз

• Політіння - кратно збільшуються клітини ДНК, але збільшення вмісту хромосом.
• Ендомітоз - під час процесу після реплікації ДНК немає поділу хромосом на дочірні хроматиди. При цьому число хромосом збільшується у десятки разів, виникають поліплоїдні клітини, які можуть призвести до мутації.

Мал. 3. Ендомітоз

Що ми дізналися?

Процес непрямого поділу клітин-еукаріотів проходить у кілька етапів, кожен із яких має свої особливості. Мітотичний цикл складається із стадій інтерфази та безпосереднього клітинного поділу, що складається з чотирьох фаз: профази, метафази, анафази та телофази. Іноді в природі зустрічаються нетипові способи поділу, до них належать амітоз, політенія та ендомітоз.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.4. Усього отримано оцінок: 518.

Серед усіх цікавих і досить складних тем у біології варто виділити два процеси поділу клітин в організмі. мейоз та мітоз. Спочатку може здатися, що ці процеси однакові, оскільки в обох випадках відбувається розподіл клітин, але насправді між ними існує велика різниця. Насамперед, потрібно розібратися з мітозом. Що цей процес являє собою, що таке інтерфаза мітозу і яку роль вони грають в людському організмі? Докладніше про це і йтиметься у цій статті.

Складний біологічний процес, який супроводжується розподілом клітин та розподілом хромосом між цими клітинами – все це можна сказати про мітоз. Завдяки йому між дочірніми клітинами організму рівномірно розподіляються хромосоми, в яких міститься ДНК.

Існує 4 основні фази процесу мітозу. Всі вони пов'язані між собою, оскільки фази плавно переходять із однієї на іншу. Поширеність мітозу в природі обумовлена ​​тим, що саме він бере участь у процесі розподілу всіх клітин, серед яких м'язові, нервові тощо.

Коротко про інтерфаз

Перед потраплянням у стан мітозу клітина, яка розділяється, перетворюється на період інтерфази, тобто зростає. Тривалість інтерфази може тривати понад 90% всього часу активності клітини у звичайному режимі.

Інтерфаза ділиться на 3 основні періоди:

• фаза G1;
• S-фаза;
• фаза G2.

Усі вони проходять у певній послідовності. Розглянемо кожну із цих фаз окремо.

Інтерфаза - основні складові (формула)

Фаза G1

Цей період характеризується підготовкою клітини до поділу. Вона збільшується в обсягах подальшої фази синтезу ДНК.

S-фаза

Це наступний етап у процесі інтерфази, у якому відбувається розподіл клітин організму. Як правило, синтез більшості клітин відбувається на невеликий проміжок часу. Після поділу клітини не збільшуються у розмірах, а починається остання фаза.

Фаза G2

Фінальний етап інтерфази, протягом якого клітини продовжують синтезувати білки, збільшуючись у розмірах. У цей період у клітині, як і раніше, є нуклеоли. Також в останній частині інтерфази відбувається дублювання хромосом, а поверхня ядра тим часом покривається спеціальною оболонкою, що має захисну функцію.

На замітку!По завершенню третьої фази настає мітоз. Він також включає кілька стадій, після яких відбувається розподіл клітини (цей процес у медицині називається цитокінезом).

Стадії мітозу

Як ми вже відзначали раніше, мітоз ділиться на 4 стадії, але іноді їх може бути і більше. Нижче представлені основні їх.

Таблиця. Опис основних фаз мітозу.

Назва фази, фото	Опис
	Під час профази відбувається спіралізація хромосом, внаслідок чого вони набувають скрученої форми (вона більш компактна). Зупиняються всі синтетичні процеси у клітині організму, тому рибосоми не виробляються.
	Багато фахівців не виділяють прометафазу як окрему фазу мітозу. Нерідко всі процеси, що у ній відбуваються, відносять до профази. У цей період цитоплазма огортає хромосоми, які вільно переміщаються клітиною до певного моменту.
	Наступна фаза мітозу, що супроводжується розподілом на екваторіальній площині конденсованих хромосом. У цей період відбувається оновлення мікротрубочок на постійній основі. При метафазі хромосоми розташовані так, що їх кінетохори знаходяться в іншому напрямку, тобто спрямовані до протилежних полюсів.
	Ця фаза мітозу супроводжується відділенням хроматид кожної з хромосом один від одного. Наростання мікротрубочок припиняється, вони тепер починають розумітися. Анафаза триває недовго, але за цей проміжок часу клітини встигають розійтися ближче до різних полюсів приблизно в рівній кількості.
	Це остання стадія, протягом якої починається деконденсація хромосом. Еукаріотичні клітини завершують свій поділ, а довкола кожного набору хромосом людини утворюється спеціальна оболонка. При скороченні кільця скорочення відбувається поділ цитоплазми (в медицині цей процес називається цитотомією).

Важливо!Тривалість повного процесу мітозу зазвичай становить не більше 1,5-2 годин. Тривалість може змінюватися в залежності від виду клітини, що розділяється. Також тривалість процесу впливають і зовнішні чинники, такі як світловий режим, температура тощо.

Яку біологічну роль відіграє мітоз?

Тепер спробуємо розібратися з особливостями мітозу та його важливістю у біологічному циклі. В першу чергу, він забезпечує багато процесів життєдіяльності організму, серед яких – ембріональний розвиток.

Також мітоз відповідає за відновлення тканин та внутрішніх органів організму після різних видів ушкодження, внаслідок чого відбувається регенерація. У процесі функціонування клітини поступово відмирають, але з допомогою мітозу структурна цілісність тканин постійно підтримується.

Мітоз забезпечує збереження певної кількості хромосом (воно відповідає числу хромосом у материнській клітині).

Відео – Особливості та види мітозу

Мітоз- основний спосіб поділу еукаріотичних клітин, при якому спочатку відбувається подвоєння, а потім рівномірний розподіл між дочірніми клітинами спадкового матеріалу.

Мітоз є безперервним процесом, в якому виділяють чотири фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Перед мітозом відбувається підготовка клітини до поділу або інтерфазу. Період підготовки клітини до мітозу і власне мітоз разом складають Мітотичний цикл. Нижче наведено коротку характеристику фаз циклу.

Інтерфазаскладається з трьох періодів: пресинтетичного, або постмітотичного, - G1, синтетичного - S, постсинтетичного, або премітотичного, - G2.

Пресинтетичний період (2n 2c, де n- Число хромосом, з- Число молекул ДНК) - зростання клітини, активізація процесів біологічного синтезу, підготовка до наступного періоду.

Синтетичний період (2n 4c) - Реплікація ДНК.

Постсинтетичний період (2n 4c) - підготовка клітини до мітозу, синтез та накопичення білків та енергії для майбутнього поділу, збільшення кількості органоїдів, подвоєння центріолей.

Профаза (2n 4c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу, «зникнення» ядерців, конденсація двороматидних хромосом.

Метафаза (2n 4c) - вибудовування максимально конденсованих двороматидних хромосом в екваторіальній площині клітини (метафазна пластинка), прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом.

Анафаза (4n 4c) - Поділ двороматидних хромосом на хроматиди і розбіжність цих сестринських хроматид до протилежних полюсів клітини (при цьому хроматиди стають самостійними однохроматидними хромосомами).

Телофаза (2n 2cу кожній дочірній клітині) - деконденсація хромосом, утворення навколо кожної групи хромосом ядерних мембран, розпад ниток веретена поділу, поява ядерця, поділ цитоплазми (цитотомія). Цитотомія в тваринних клітинах відбувається за рахунок борозни розподілу, у рослинних клітинах - за рахунок клітинної платівки.

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

Біологічне значення мітозу.Дочірні клітини, що утворилися в результаті цього способу поділу, є генетично ідентичними материнській. Мітоз забезпечує сталість хромосомного набору серед поколінь клітин. Лежить основу таких процесів, як зростання, регенерація, безстатеве розмноження та інших.

- це особливий спосіб поділу еукаріотичних клітин, в результаті якого відбувається перехід клітин з диплоїдного стану в гаплоїдний. Мейоз і двох послідовних поділів, яким передує одноразова реплікація ДНК.

Перший мейотичний поділ (мейоз 1)називається редукційним, оскільки саме під час цього поділу відбувається зменшення числа хромосом удвічі: з однієї диплоїдної клітини (2 n 4c) утворюються дві гаплоїдні (1 n 2c).

Інтерфаза 1(на початку - 2 n 2c, в кінці - 2 n 4c) – синтез та накопичення речовин та енергії, необхідних для здійснення обох поділів, збільшення розмірів клітини та числа органоїдів, подвоєння центріолей, реплікація ДНК, яка завершується у профазі 1.

Профаза 1 (2n 4c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу, «зникнення» ядерців, конденсація двороматидних хромосом, кон'югація гомологічних хромосом та кросинговер. Кон'югація- процес зближення та переплетення гомологічних хромосом. Пару кон'югуючих гомологічних хромосом називають бівалентом. Кросинговер – процес обміну гомологічними ділянками між гомологічними хромосомами.

Профаза 1 поділяється на стадії: лептотену(Завершення реплікації ДНК), зиготена(кон'югація гомологічних хромосом, утворення бівалентів), пахітена(кросинговер, перекомбінація генів), диплотена(Виявлення хіазм, 1 блок овогенезу у людини), діакінез(Терміналізація хіазм).

1 - лептотену; 2 - зиготена; 3 - пахітена; 4 - Диплотен; 5 - діакінез; 6 - метафаза 1; 7 - анафаза 1; 8 - телофаза 1;
9 - профаза 2; 10 - метафаза 2; 11 - анафаза 2; 12 - телофаза 2.

Метафаза 1 (2n 4c) - вибудовування бівалентів в екваторіальній площині клітини, прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом.

Анафаза 1 (2n 4c) - випадкова незалежна розбіжність двороматидних хромосом до протилежних полюсів клітини (з кожної пари гомологічних хромосом одна хромосома відходить до одного полюса, інша - до іншого), перекомбінація хромосом.

Телофаза 1 (1n 2cу кожній клітині) - утворення ядерних мембран навколо груп двороматидних хромосом, поділ цитоплазми. У багатьох рослин клітина з анафази 1 відразу переходить у профазу 2.

Другий мейотичний поділ (мейоз 2)називається екваційним.

Інтерфаза 2, або інтеркінез (1n 2c), являє собою коротку перерву між першим і другим мейотичним поділом, під час якого не відбувається реплікація ДНК. Характерна тваринам клітин.

Профаза 2 (1n 2c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу.

Метафаза 2 (1n 2c) - вибудовування двороматидних хромосом в екваторіальній площині клітини (метафазна пластинка), прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом; 2 блок овогенезу у людини.

Анафаза 2 (2n 2з) — поділ двороматидних хромосом на хроматиди та розбіжність цих сестринських хроматид до протилежних полюсів клітини (при цьому хроматиди стають самостійними однохроматидними хромосомами), перекомбінація хромосом.

Телофаза 2 (1n 1cв кожній клітині) - деконденсація хромосом, утворення навколо кожної групи хромосом ядерних мембран, розпад ниток веретена поділу, поява ядерця, поділ цитоплазми (цитотомія) з утворенням в результаті чотирьох гаплоїдних клітин.

Біологічне значення мейозу.Мейоз є центральною подією гаметогенезу у тварин та спорогенезу у рослин. Будучи основою комбінативної мінливості, мейоз забезпечує генетичну різноманітність гамет.

Амітоз

Амітоз- Прямий поділ інтерфазного ядра шляхом перетяжки без утворення хромосом, поза мітотичного циклу. Описаний для старіючих, патологічно змінених та приречених на загибель клітин. Після амітозу клітина не здатна повернутися до нормального мітотичного циклу.

Клітинний цикл

Клітинний циклжиття клітини від моменту її появи до поділу або смерті. Обов'язковим компонентом клітинного циклу є мітотичний цикл, який включає період підготовки до поділу і власне мітоз. Крім цього, у життєвому циклі є періоди спокою, під час яких клітина виконує властиві їй функції та обирає подальшу долю: загибель чи повернення в мітотичний цикл.

Перейти до лекції №12«Фотосинтез. Хемосинтез»

Перейти до лекції №14«Розмноження організмів»