Митоз от греч mítos нить кариокинез непрямое

Митоз (от греч. mítos — нить) кариокинез, непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ воспроизведения (репродукции) клеток, обеспечивающий тождественное распределение генетического материала между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений. • Биологическое значение определяется сочетанием в нём удвоения хромосом путём продольного расщепления их и равномерного распределения между дочерними клетками. • Началу предшествует период подготовки, включающий накопление энергии, синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и репродукцию центриолей. • Источником энергии служат богатые энергией, или так называемые макроэргические, соединения. • Митоз не сопровождается усилением дыхания, т. к. окислительные процессы происходят в интерфазе (наполнение «энергетического резервуара» ). Периодическое наполнение и опустошение энергетического резервуара — основа энергетики митоза.

Интерфаза (от лат. inter — между и Фаза) интеркинез, стадия жизненного цикла клетки между двумя последовательными митотическими делениями. Обычно различают гетеросинтетическую интерфазу, когда клетка растет, дифференцируется, осуществляет свойственные ей функции, и автосинтетическую, в течение которой происходит подготовка клетки к следующему делению. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Интерфаза.

В зависимости от интенсивности синтеза ДНК автосинтетическую интерфазу делят на 3 периода: G 1 — предсинтетический, или постмитотический, S — синтетический и G 2 — предмитотический, или постсинтетический. В G 1 -периоде осуществляются накопление необходимых для деления клетки энергетических ресурсов, синтез РНК, идёт подготовка к удвоению молекул ДНК; за счёт синтезированного в этот период белка увеличивается масса клетки и образуется ряд ферментов, необходимых для синтеза ДНК в следующем периоде. В S-периоде происходит синтез ДНК, т. е. осуществляется репликация её молекул. В G 2 -периоде синтез ДНК закончен, усиливается синтез РНК и белков, видимо, идущих на построение митотического аппарата.

Стадии митоза. Единый процесс митоз обычно подразделяют на 4 стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Иногда описывают ещё одну стадию, предшествующую началу профазы, — препрофазу (антефазу). Препрофаза — синтетическая стадиямитоза, соответствующая концу интерфазы (S — G 2 периоды), включает удвоение ДНК и синтез материала митотического аппарата.

В профазе происходят реорганизация ядра с конденсацией и спирализацией хромосом, разрушение ядерной оболочки и формирование митотического аппарата путём синтеза белков и «сборки» их в ориентированную систему веретена деления клетки. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Профаза (фигура рыхлого клубка).

Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Поздняя профаза (разрушение ядерной оболочки).

Метафаза заключается в движении хромосом к экваториальной плоскости (метакинез, или прометафаза), формировании экваториальной пластинки ( «материнской звезды» ) и в разъединении хроматид, или сестринских хромосом. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Прометафаза.

Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Метафаза.

Анафаза — стадия расхождения хромосом к полюсам. Анафазное движение связано с удлинением центральных нитей веретена, раздвигающего митотические полюсы, и с укорочением хромосомальных микротрубочек митотического аппарата. Удлинение центральных нитей веретена происходит либо за счёт поляризации «запасных» макромолекул, достраивающих микротрубочки веретена, либо за счёт дегидратации этой структуры. Укорочение хромосомальных микротрубочек обеспечивается свойствами сократительных белков митотического аппарата, способных к сокращению без утолщения. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Анафаза.

Телофаза заключается в реконструкции дочерних ядер из хромосом, собравшихся у полюсов, разделении клеточного тела (цитотомия, цитокинез) и окончательном разрушении митотического аппарата с образованием промежуточного тельца. Реконструкция дочерних ядер связана с деспирализацией хромосом, восстановлением ядрышка и ядерной оболочки. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Ранняя телофаза.

Цитотомия осуществляется путём образования клеточной пластинки (в растительной клетке) или путём образования борозды деления (в животной клетке). Механизм цитотомии связывают либо с сокращением желатинизированного кольца цитоплазмы, опоясывающего экватор (гипотеза «сократимого кольца» ), либо с расширением поверхности клетки вследствие распрямления петлеобразных белковых цепей (гипотеза «расширения мембран» ). Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Поздняя телофаза.

Продолжительность митоза зависит от размеров клеток, их плоидности, числа ядер, а также от условий окружающей среды, в частности от температуры. В животных клетках М. длится 30— 60 мин, в растительных — 2— 3 часа. Более длительны стадии М. , связанные с процессами синтеза (препрофаза, телофаза); самодвижение хромосом (метакинез, анафаза) осуществляется быстро. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Образование дочерних клеток.

Интерфаза Предмейотическая интерфаза отличается от обычной интерфазы тем, что процесс репликации ДНК не доходит до конца: примерно 0, 2. . . 0, 4 % ДНК остается неудвоенной. Таким образом, деление клетки начинается на синтетической стадии клеточного цикла. Поэтому мейоз образно называют преждевременным митозом. Однако в целом, можно считать, что в диплоидной клетке (2 n) содержание ДНК составляет 4 с. При наличии центриолей происходит их удвоение таким образом, что в клетке имеется две диплосомы, каждая из которых содержит пару центриолей.

Мейоз (от греч. meiosis — уменьшение), редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делений даёт начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом). Восстановление диплоидного числа хромосом происходит в результате оплодотворения. Мейоз — обязательное звено полового процесса и условие формирования половых клеток (гамет). Биологическое значение Мейоза заключается в поддержании постоянства кариотипа в ряду поколений организмов данного вида и обеспечении возможности рекомбинации хромосом и генов при половом процессе. Мейоз — один из ключевых механизмов наследственности и наследственной изменчивости. Поведение хромосом при Мейозе обеспечивает выполнение основных законов наследственности.

Первое деление мейоза (редукционное деление, или мейоз I) Итак, сущность редукционного деления заключается в уменьшении числа хромосом в два раза: из исходной диплоидной клетки образуется две гаплоидные клетки с двухроматидными хромосомами (в состав каждой хромосомы входит 2 хроматиды).

Схема мейоза Профаза I: 1 — лептотена; 2 — зиготена; 3 — пахитена; 4 — диплотена; 5 — диакинез; 6 — метафаза I; 7 — анафаза I; 8 — телофаза I; 9 — интеркинез; 10 — метафаза II; 11 — анафаза II; 12 — телофаза II.

В зависимости от места Мейоза в жизненном цикле организмов различают 3 типа Мейоза: Гаметный, или терминальный, Мейоз (у всех многоклеточных животных и ряда низших растений), происходит в половых органах и приводит к образованию гамет. Зиготный, или начальный, Мейоз (у многих грибов и водорослей), происходит в зиготе сразу после оплодотворения и приводит к образованию гаплоидного мицелия или таллома, а затем спор и гамет. Споровый, или промежуточный, Мейоз (у высших растений), имеет место накануне цветения и приводит к образованию гаплоидного гаметофита, в котором позднее образуются гаметы. У простейших (Protozoa) встречаются все 3 типа Мейоза

Первое деление мейоза Профаза I мейоза разделяетя на ряд стадий. лептотена (стадия тонких нитей) начинается спирализация х-м зиготена (стадия сливающихся нитей), сближение и начало конъюгации гомологичных х-м, кот объединяются в бивалент пахитена (стадия толстых нитей) м-у гомологичными х-мами осуществляется кроссинговер диплотена (стадия двойных нитей) отталкивание гомологичных х-м, кот отделяются др от др в области центромер, но остаются связанными в областях прошедшего кроссинговера – хиазмах диакинез (стадия обособления двойных нитей) гомологичные хромосомы удерживаются в месте лишь в отдельных точках хиазм – уменьшение числа хиазм, компактность бивалентов

Лептотена (стадия тонких нитей). Хромосомы видны в световой микроскоп в виде клубка тонких нитей. Раннюю лептотену, когда нити хромосом видны еще очень плохо, называют пролептотена. Зиготена (стадия сливающихся нитей). Происходит конъюгация гомологичных хромосом. Гомологичные хромосомы (или гомологи) – это хромосомы, сходные между собой в морфологическом и генетическом отношении. У нормальных диплоидных организмов гомологичные хромосомы – парные: одну хромосому из пары диплоидный организм получает от матери, а другую – от отца. При конъюгации образуются биваленты. Каждый бивалент – это относительно устойчивый комплекс из одной пары гомологичных хромосом. Гомологи удерживаются друг около друга с помощью белковых синаптонемальных комплексов. Один синаптонемальный комплекс может связывать только две хроматиды в одной точке. Количество бивалентов равно гаплоидному числу хромосом. Иначе биваленты называются тетрады, так как в состав каждого бивалента входит 4 хроматиды.

Пахитена (стадия толстых нитей). Хромосомы спирализуются, хорошо видна их продольная неоднородность. Завершается репликация ДНК (образуется особая пахитенная ДНК). Завершается кроссинговер – перекрест хромосом, в результате которого они обмениваются участками хроматид. Диплотена (стадия двойных нитей). Гомологичные хромосомы в бивалентах отталкиваются друг от друга. Они соединены в отдельных точках, которые называются хиазмы (от древнегреч. буквы χ – «хи» ). Диакинез (стадия расхождения бивалентов). Отдельные биваленты располагаются на периферии ядра.

Метафаза I - завершается формирование веретена деления, его нити прикрепляются к центромерам хромосом, в результате чего биваленты устанавливаются в плоскости экватора веретена деления, образуя экваториальную пластинку. Анафаза I - связи в бивалентах ослабляются и гомологичные хромосомы отходят друг от друга, направляясь к противоположным полюсам веретена деления. К каждому полюсу подходит гаплоидный набор хромосом, состоящий из двух хроматид.

Телофаза I - у полюсов веретена деления собирается одинарный гаплоидный набор хромосом, каждая из них содержит удвоенное количество ДНК (n 2 c). Интеркинез - временной промежуток между первым и вторым делениями мейоза. Не всегда обязателен. Второе мейотическое отделение (эквационное) протекает как митоз, только клетки, вступающие в него, несут гаплоидный набор хромосом.

Укажите черты сходства митоза со вторым делением мейоза. В метафазе в экваториальной плоскости клетки располагаются отдельные хромосомы Перед делением не происходит удвоение хромосом В анафазе к полюсам клетки расходятся хроматиды Перед делением происходит удвоение хромосом В анафазе к полюсам клетки расходятся целые хромосомы В метафазе в экваториальной плоскости клетки располагаются биваленты