19.Клітинний цикл.Мітоз як механіз безстатевого розмноження еукаріот.Фази мітозу.Поняття про реплікони, генетичне значення мітозу.

Клітинний цикл, або Цикл клітинного поділу — це серія подій веукаріотичній клітині між одним поділом клітини і наступним. Таким чином, це процес, завдяки якому одна клітина (така як заплідненаяйцеклітина) розвивається у сформований організм, і процес, завдяки якому відновлюються волосся, шкіра, клітини крові, а також деякі внутрішні органи. Спеціалізовані форми клітинного поділу відповідні за клітинну дифференціацію протягом ембріогенезу іморфогенезу, а також за підтримку стовбурових клітин протягом життя дорослого організму.

Клітинний цикл складається з чотирьох фаз: фази G₁, S-фази, G₂-фази (ці три фази також відомі під назвою інтерфаза) і М-фази. М-фаза сама по собі складається з двох тісно пов'язанах процесів:мітозу, коли хромосоми клітини розподіляються між двома дочірніми клітинами, і цитокінезу, коли цитоплазма клітини фізично розділяється. Клітини, що тимчасово припинили ділитися, входять у фазу спокою, так звану G₀ фазу. У той самий час клітини, що назавжди припинили поділ через вік або через накопичення пошкоджень у ДНК, називаються старими. Деякі клітини у дорослому організмі, такі як паренхімальні клітини печінки чи нирок, входять у G₀-фазу майже назавжди. Вони можуть почати поділ знову тільки за дуже специфічних обставин; інші типи клітин, такі як клітини епітелію, продовжують ділитися протягом усього життя організму.

Молекулярні процеси, що відбуваються протягом клітинного циклу, є послідовними. Неможливе «повернення» клітинного циклу у протилежний бік. Існує два ключові класи регуляторних молекул, що спрямовують клітинний цикл: це цикліни і циклін-залежні кінази. Л. Хартуелл (Leland H. Hartwell), Р. Хунт (R. Timothy Hunt) і П. Нерз (Paul M. Nurse) отримали Нобелівську Премію в галузі Медицини і Фізіології 2001 року за відкриття цих центральних молекул у регуляції клітинного циклу.

 Мітоз – це є безстатевий поділ клітини в результаті якого з однієї клітини з диплоїдним набором хромосом утворюється дві клітини також з диплоїдним набором хромосом. Розрізняють 4 морфологічні фази мітозу: 1. Профаза; 2. Метафаза; 3. Анафаза; 4. Телофаза.

Стадія профази. Збільшуються розміри ядра клітини. Зменшуються розміри ядерця , котре із закінченням профази зникає. На початку профази розпочинається поділ хітинного центра на дві субодиниці, які протягом цієї стадії встигають розійтися до полюсів клітини. Навколо цих субодиниці виникає промениста зона, яка дістала назву астросфери. Виникнення і формування астросфери супроводжується формуванням веретена поділу клітини. В клітинах вищих рослин центріолі відсутні. Тому в них астросфери не утворюється. Тут нитки веретена поділу формуються за рахунок ф-ій хромосомного центромеру.  З початком профази розпочинається спіралізація хромосом. Кожна окрема хромосома утворює хромосомну структуру. На стадії ранньої профази хромосоми починають проявлятися у вигляді тонких спіралей, які розміщуються вздовж меридіанів на периферії об’єму ядра. Хромонеми побудовані з двох поздовжньо укладених ниток, кожна з них спаралізується, утворює хроматину. Закінчується профаза зникненням ядерної оболонки.

Стадія метафази. На цій стадії хромосоми переміщуються в екваторіальну площину веретена поділу, де зупиняються своїми центром ерами. Плечі хромосом можуть відхилятись  від цієї площини в будь-який бік. На цій стадії закінчується процес формування мітотичного апарату. Під цим терміном розуміють комплекс структур, які беруть участь у процесі поділу клітини. Це клітинні центри, веретина поділу та хромосоми. Клітинний центр представлений цитоплазматичним органоїдом – центріоллю. В процесі поділу та розходженню дочірніх центріоль формується веретена поділу. Воно складається з фібрил. На початку метафази кожна хромосома своєю центром ерою з’єднується з однією з ниток веретина поділу. При цьому точки приєднання центром ер до ниток веретина розміщуються суворо в екваторіальній площині клітини. Це означає, що точки з»єднання  центромер з нитками находяться на абсолютно однаковій відстані від полюсів клітини. Отже, нитки веретина поділу практично фіксують положення хромосом на екваторіальній площині .

Стадія анафази. Кожна хромосома складається з двох хроматид. На цій стадії хроматини між собою розходяться хроматини. Кожна сестринська хроматида набуває статусу хромосоми. Процес роз’єднання хроматид відбувається синхронно. Після цього кожна з дочірніх хромосом рухається до протилежних полюсів. Рух хромосом відбувається за рахунок скорочення ниток веретина поділу.

Стадія телофази. На цій стадії закінчується процес руху хромосом до протилежних полюсів. При цьому хромосоми починають деспіралізуватися. Цей процес супроводжується відокремленням ядерної оболонки. В ядрах дочірніх клітин відновлюються ядерця. На цій стадії відбувається подвоєння, або ж реплікація центріолей. Утворюється клітинна перегоротка.

Біологічне значення мітозу полягає в точному розподілі генетичної інформації між дочірніми клі-

тинами й у підтриманні сталості кількості хромосом.

Генетичне значення мітозу- з однієї клітини утворюються 2 клітини з однаковим генетичним змістом, дочірні клітини ідентичні вихідній; кожна клітина містить однаковий ( повний) набір хромосом. 2 – ключова стадія клітинного циклу при підготовці до мітозу. Під час G2 ріст клітин та метаболізм продовжуються , але репліації хр не відбувається. Ключовою в підготовці клітини до мітозу є період S інтерфази, у якому відбувається подвоєння ДНК. На стадії Профази мітозу відбувається провідна подія ядерного поділу. Провідна подія ядерного поділу відбувається у анафазі, коли відбувається розходження сестринських хроматид до полюсів. Хр подвоюються під час особливого періоду S- синтез ДНК хромосом.