Місце реплікації днк в клітинному циклі Схеми мітоза і мейозу

Реплікативний синтез ДНК тісно пов'язаний з поділом клітини.

Як відомо, клітинні поділи бувають двох типів: мейоз і мітоз.

Мейоз використовується лише в одному випадку: так проходит останній поділ попередників статевих клітин. Інші поділи здійснюються шляхом мітоза; це всі попередні поділи статевих клітин, а також усі поділи соматичних клітин.

Якщо позначити кількість ДНК в одинарному наборі хромосом через n, то його зміна в ході вказаних двох типів поділі відіб'ється в хромосомному наборі.

2n →4n→2n

↓

2n

n

↑

2n→4n→2n→n

↓

2n→n

↓

n

Схема мітоза

Схема мейоза

У обох випадках ядро початкової клітини містить звичайний подвійний набір хромосом і в ньому - диплоїдна (2n) кількість ДНК. При підготовці до поділу ця кількість шляхом реплікації зростає до тетраплоїдної (4n), а в ході наступного поділу розподіляється порівну між двома дочірніми клітинами.

Але при мейозі додається ще один поділ, причому без попередньої реплікації ДНК; отже у результаті утворюються чотири клітини з одинарним, або гаплоїдним (n), числом ДНК.

Отже, серед усіх поділів еукаріотичних клітин лише в одному випадку (у другому поділі мейозу) не виникає попереднього подвоєння ДНК.

Відмінним є і той період клітинного циклу, коли здійснюється реплікація ДНК.

У мейотичних клітинах (сперматоцитах і овоцитах) синтез ДНК вважають початком профази першого поділу, а саме - прелептотенною стадією профази. Потім слідує лептотенна стадія профази (конденсація хромосом). Причому в цілому профаза мейозу (що включає шість стадій) триває дуже довго - близько місяця в сперматоцитах і до декількох десятиліть (включаючи тривалий період спокою) в овоцитах.

У мітотичних же клітинах, навпаки, між реплікацією ДНК і початком профази розрізняють певний проміжок часу, а сама профаза проходить досить швидко (не більше декількох годин).

Мітотичний цикл

У результаті життєвий цикл клітини (мітотичний цикл), що мітотично діляться, поділяють наступним чином (мал. 1.8).

S-період: період, коли в ядрі відбувається реплікація практично усієї ДНК. Нереплікованими, напевно, залишаються лише центромерні ділянки ДНК: вони подвоюються на початку анафази мітозу.

У сперматогоніях S-період триває близько 15 годин; у інших клітинах він може тривати менше (8 годин) або більше. Для порівняння: в мейотичних клітинах сперматоцитах - подвоєння ДНК займає близько 100 годин.

Упродовж S-періоду кількість ДНК в ядрі поступово зростає від 2n до 4n.

У S-період подвоюється також кількість хромосомних білків в ядрі, а біля ядра відбувається дуплікація центріолей.

G₂-період - постсинтетичний, або премітотичний. Зазвичай він не дуже тривалий і включає синтез ряду інших речовин, необхідних для проходження мітозу. В цей час активно синтезується білок мікротрубочок тубулін, який використовується для формування веретена поділу.

Вміст ДНК в цей період – 4n.

Потім відбувається мітотичний поділ (на схемі - М), що включає чотири фази (профазу, метафазу, анафазу, телофа-зу), що призводить до утворення двох диплоїдних клітин.

Нарешті,G₂-період - постсинтетичний, або премітотичний. Це деякий інтервал часу від закінчення мітоза до початку синтезу ДНК (і ядерних білків) в дочірній клітині. У цей період відновлюється вміст цитоплазматичних білків і, як наслідок, відбувається ріст клітини (до разміру материнської). Вміст ДНК в клітині – 2n.

Стадії , G₁, S, G₂ разом складають інтерфазу.