63. Клеточный цикл его периоды

Клеточный цикл  — это период существования клетки от момента её образования путем деления материнской клетки до собственного деления.

Таким образом клеточный цикл составляют два периода:

1) период клеточного роста , называемый " интерфаза ", и

2) период клеточного деления , называемый " фаза М " В свою очередь, в каждом периоде выделяют несколько фаз

Обычно интерфаза занимает не меньше 90% времени всего клеточного цикла . Например, у быстро делящихся клеток высших эукариот последовательные деления происходят один раз в 16-24 часа, и каждая фаза М длится 1-2 часа. Большая часть компонентов клетки синтезируется на протяжении всей интерфазы, это затрудняет выделение в ней отдельных стадий

В интерфазе выделяют фазу G₁, фазу S и фазу G₂. Период интерфазы, когда происходит репликация ДНК клеточного ядра , был назван " фаза S " Период между фазой М и началом фазы S обозначен как фаза G₁ , а период между концом фазы S и последующей фазой М - как фаза G₂.

Период клеточного деления ( фаза М ) включает две стадии: митоз (деление клеточного ядра) и цитокинез (деление цитоплазмы). В свою очередь, митоз делится на пять стадий Описание клеточного деления базируется на данных световой микроскопии в сочетании с микрокиносъемкой и на результатах световой и электронной микроскопии фиксированных и окрашенных клеток.

64. Митоз и мейоз, фазы, значения. Место мейоза в жизненном цикле организма

Мейоз — это деление в зоне созревания половых клеток, сопровождающееся уменьшением числа хромосом вдвое. Он состоит из двух последовательно идущих делений, имеющих те же фазы, что и митоз. Однако, как показано в таблице «Сравнение митоза и мейоза», продолжительность отдельных фаз и происходящие в них процессы значительно отличаются от процессов, происходящих при митозе.Эти отличия в основном состоят в следующем.

В мейозе профаза I более продолжительна. В ней происходит конъюгация (соединение гомологичных хромосом) и обмен генетической информацией. В анафазе I центромеры, скрепляющие хроматиды, не делятся, а к полюсам отходит одна из гомологмейоза

Митоз и его фазы

митоза и ичных хромосом. Интерфаза перед вторым делением очень короткая, в ней ДНК не синтезируется. Клетки (галиты), образующиеся в результате двух мейотических делений, содержат гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Диплоидность восстанавливается при слиянии двух клеток — материнской и отцовской. Оплодотворенную яйцеклетку называют зиготой.

Митоз, или непрямое деление, наиболее широко распространен в природе. Митоз лежит в основе деления всех неполовых клеток (эпителиальных, мышечных, нервных, костных и др.). Митоз состоит из четырех последовательных фаз (см. далее таблицу). Благодаря митозу обеспечивается равномерное распределение генетической информации родительской клетки между дочерними. Период жизни клетки между двумя митозами называют интерфазой. Она в десятки раз продолжительнее митоза. В ней совершается ряд очень важных процессов, предшествующих делению клетки: синтезируются молекулы АТФ и белков, удваивается каждая хромосома, образуя две сестринские хроматиды, скрепленные общей центромерой, увеличивается число основных органоидов цитоплазмы.

В профазе спиралируются и вследствие этого утолщаются хромосомы, состоящие из двух сестринских хроматид, удерживаемых вместе центромерой. К концу профазы ядерная мембрана и ядрышки исчезают и хромосомы рассредоточиваются по всей клетке, центриоли отходят к полюсам и образуют веретено деления. В метафазе происходит дальнейшая спирализация хромосом. В эту фазу они наиболее хорошо видны. Их центромеры располагаются по экватору. К ним прикрепляются нити веретена деления.

В анафазе центромеры делятся, сестринские хроматиды отделяются друг от друга и за счет сокращения нитей веретена отходят к противоположным полюсам клетки.

В телофазе цитоплазма делится, хромосомы раскручиваются, вновь образуются ядрышки и ядерные мембраны. В животных клетках цитоплазма перешнуровывается, в растительных — в центре материнской клетки образуется перегородка. Так из одной исходной клетки (материнской) образуются две новые дочерние.

У многоклеточных животных организм развивается из зиготы и является диплоидным, а мейоз проходит у взрослого организма перед образованием половых клеток . Затем следует их слияние - оплодотворение , дающее начало новому диплоидному организму зиготе ( рис. 73 ). У грибов, некоторых водорослей мейоз происходит сразу за слиянием гамет и возникновением зиготы. Образовавшиеся гаплоидные клетки размножаются митозом и дают начало организму, все клетки которого являются гаплоидными. У растений в той или иной степени представлены и гаплоидная, и диплоидная стадии развития. У мхов, печеночников, папоротников, например, самостоятельное растение вырастает как из диплоидной, так и из гаплоидной клеток. Следует напомнить, что размножаться могут и диплоидная форма растения (спорами), и гаплоидная (гаметами). У покрытосеменных растений основная стадия диплоидная, а гаплоидная сведена к нескольким митотическим делениям клеток после мейоза, перед тем как они превратятся в настоящие половые клетки. Разновидностью полового размножения является партеногенез (греч. partenos - девственница, genesis - возникновение), при котором новый организм развивается из материнской половой клетки без оплодотворения. Партеногенетическое размножение описано для тлей , дафний , ящериц , некоторых рыб и других животных. Образование яйцеклетки при партеногенезе, как правило, происходит путем обычного митотического деления, без редукции числа хромосом и их перекомбинирования. Развивающиеся организмы при этом полностью идентичны материнскому. У многих перепончатокрылых насекомых, в том числе и у медоносной пчелы, яйцеклетки образуются в результате мейоза и являются гаплоидными. Они могут быть оплодотворены, а могут развиваться и партеногенетически. Пчелиная матка, например, откладывает как оплодотворенные, диплоидные яйца, так и неоплодотворенные, гаплоидные. Из диплоидных яиц развиваются самки (в зависимости от кормления личинок - рабочие пчелы или матки), а из гаплоидных в результате партеногенетического развития возникают трутни. У рыб, в частности у серебряного карася, у некоторых тритонов наблюдается разновидность партеногенеза - гиногенез (греч. gyne - женщина). В случае гиногенеза обязательное условие развития неоплодотворенного яйца - проникновение в него спермия, который может быть и другой видовой принадлежности. При этом истинного оплодотворения не происходит, ядро спермия погибает, но само проникновение спермия в яйцо является стимулом для начала дробления неоплодотворенной яйцеклетки. Партеногенез можно вызвать экспериментально, воздействуя на неоплодотворенные яйца высокой температурой, кислотами, светом и другими агентами. Возможность искусственного партеногенеза показана для многих водных и наземных беспозвоночных и позвоночных животных