Цитологические основы генетики Митоз и Мейоз Клеточный

Цитологические основы генетики Митоз и Мейоз

Клеточный цикл Период существования клетки от одного деления до другого называется митотическим, или клеточным циклом. Клеточный цикл у растений продолжается от 10 до 30 часов. Деление ядра (митоз) занимает около 10% этого времени. П 1 - пресинтетический период С - синтетический период П 2 - постсинтетический период

МИТОЗ, ИЛИ НЕПРЯМОЕ ДЕЛЕНИЕ Митоз (лат. mitos – нить) –такое деление клеточного ядра, при котором образуется два дочерних ядра с набором хромосом, идентичных родительской клетки. Митоз = деление ядра + деление цитоплазмы. Первые описания фаз митоза и установление их последовательности были предприняты в 70— 80 -х годах XIX века. В конце 1870 -х — начале 1880 -х годов немецкий гистолог Вальтер Флемминг для обозначения процесса непрямого деления клетки ввёл термин «митоз» . Впервые митоз у растений наблюдал И. Д. Чистяков в 1874 г. , а детально процесс был описан нем. ботаником Э. Страсбургером (1877) и нем. гистологом и зоологом В. Флемингом (1882).

Строение хромосом в разные периоды клеточного цикла 1 2 3 4 1, 2 – предсинтетический период; 3 – синтетический и постсинтетический период; 4 – метафаза. 1. В предсинтетический период клетка растет: происходит синтез белка, РНК и увеличивается количество органических веществ. 2. В синтетический период происходит репликация ДНК (удвоение). С этого момента каждая хромосома состоит из двух хроматид. 3. В постсинтетический период идет интенсивный синтез белка и АТФ, необходимых для деления клетки.

Глыбки хроматина в интерфазном ядре 1. Нить ДНК в виде хроматина. 2. Она же в виде хромосомы при делении клетки

Общая схема митоза

ПРОФАЗА Хроматин спирализуется в двухроматидные хромосомы; ядерная оболочка и ядрышко растворяются; центриоли расходятся к полюсам; (2 n 4 c). 900 igr. net

МЕТАФАЗА Двухроматидные хромасомы выстраиваются на экваторе клетки; центриоли образуют нити веретена, которые прикрепляются к центромерам хромосом; (2 n 4 c). 900 igr. net

АНАФАЗА При сокращении нитей веретена центромеры хромосом делятся и хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам клетки; (2 n 4 c). 900 igr. net

ТЕЛОФАЗА 900 igr. net Однохроматидные (дочерние) хромосомы раскручиваются, формируется ядрышко и вокруг них образуется ядерная оболочка; на экваторе начинает формироваться перегородка; в ядрах 2 n 2 c.

ЦИТОКИНЕЗ (ДЕЛЕНИЕ ЦИТОПЛАЗМЫ) Цитокинез клетки (фото) Образование двухмембранной перегородки по экватору клетки с последующим полным отделением дочерних клеток. У растений по экватору клетки формируется клеточная стенка.

Совокупность хромосом (число, форма и размер) в соматической клетке называется кариотипом. Кариотип содержит двойной (диплоидный) набор хромосом (2 n), постоянный для каждого вида организмов. Диплоидный набор хромосом человека

З Н А Ч Е Н И Е М И Т О З А Продолжительность митоза в среднем составляет 1— 2 часа. Митоз клеток животных, как правило, длится 30— 60 минут, а растений — 2— 3 часа. За 70 лет в теле человека суммарно осуществляется порядка 1014 клеточных делений. 1. Приводит к увеличению числа клеток и обеспечивают рост многоклеточного организма. 2. Обеспечивает замещение изношенных или поврежденных тканей. 3. Сохраняет набор хромосом во всех соматических клетках. 4. Служит механизмом бесполого размножения, при котором создается потомство, генетически идентичное родителям. 5. Позволяет изучить кариотип организма (в метафазе). Триполярный митоз – развитие рака молочной железы

АМИТОЗ или прямое деление ► Амитоз – это деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования веретена деления. ► Распространенность в природе: Норма 1. Амебы Патология 2. Большое ядро 1. При воспалениях инфузорий 2. Злокачественные 3. Эндосперм 4. Клубень картофеля 5. Роговица глаза 6. Хрящевые и печеночные клетки новообразования Значение: экономичный (мало энергозатрат) процесс воспроизводства клеток

МЕЙОЗ Отдельные фазы мейоза у животных описал В. Флемминг (1882), а у растений – Э. Страсбургер (1888), а затем российский ученый В. И. Беляев. В это же время (1887) А. Вайсман теоретически обосновал необходимость мейоза как механизма поддержания постоянного числа хромосом. Первое подробное описание мейоза в ооцитах кролика дал Уиниуортер (1900). Изучение мейоза продолжается до сих пор.

МЕЙОЗ Мейоз состоит из двух последовательных делений – мейоза 1 и мейоза 2. Удвоение ДНК происходит только перед мейозом 1, а между делениями отсутствует интерфаза. При первом делении расходятся гомологичные хромосомы и их число уменьшается вдвое, а во втором – хроматиды и образуются зрелые гаметы. Особенностью первого деления является сложная и длительная по времени профаза.

Схема кроссинговера во время мейоза, происходящего на стадии Б рис. 38. 1 — две гомологичные хромосомы, каждая из которых состоит из двух сестринских хроматид; 2 — гомологичные хромосомы сплелись друг с другом; 3 — каждая хромосома расщепляется на составляющие ее хроматиды; хромосомы начинают отталкиваться друг от друга и расходиться, но в некоторых точках <на рисунке — в четырех) они остаются связанными; в центральной петле сдвоены сестринские хроматиды, а в обеих крайних петлях — несестринские; точки, где возможен кроссинговер, показаны стрелками; 4 — хроматиды обменялись участками, и хромосомы, претерпев как бы взаимную гибридизацию, расходятся: 5 — две разошедшиеся, но уже «гибридные» (в отличие от показанных на 1) хромосомы.

Примеры микрофотографий различных стадий митотического и мейотического делений Кариокинез в клетках лука и чеснока Профаза Анафаза Профаза (продолжение) Телофаза Метафаза Продолжение роста ядер и клеток http: //funsci. com/fun 3_en/mitosis/garlic. htm

Покоящееся ядро клетки слюнной железы мушки Drosophila melanogaster. Гены прошли восемь циклов удвоения и поэтому выглядят как серии поперечных полосок, из которых каждая содержит 256 генов. Более крупные гены дают сильнее окрашенные полоски (X 1500) http: //coollib. net/b/175492/read

Сблизившиеся попарно хромосомы в материнских клетках пыльцы двух видов Tradescantia. Справа - шесть пар в клетках, фиксированных и окрашенных в ацеторсеине. Слева - двенадцать пар в живой клетке, сфотографированной в ультрафиолетовом свете(* 1000) http: //coollib. net/b/175492/read

КАРИОКИНЕЗ В КЛЕТКАХ КОРЕШКА ЛУКА http: //www. shvedun. ru/images/fotomicro/C_IMAGE_0843. jpg