Порушення, які виникають у мітозі, їх наслідки
Порушення, які виникають у мітозі призводять до виникнення клітин з різними каріотипами. Такий мітоз отримав назву патологічний мітоз. Він є одним із механізмів виникнення соматичної анеуплоїдії (від грец. άνευ – без, άπλόος – один і είδος – вигляд) – зміни числа хромосом у клітинах організму, що пов’язано з втратою або додаванням до хромосомного набору однієї або більше хромосом.
З патологічними мітозами пов’язано виникнення захворювань. Порушення мітозу спостерігається при раку, променевій хворобі, вірусних інфекціях. Хромосомні захворювання в результаті втрати або появи зайвих хромосом теж у своєму розвитку мають неправильне розподілення хромосом. Внаслідок порушення процесу мітозу можуть виникати хромосомні мости, пошкодження центромери, порушення руху хромосом, утворення мікроядер, склеювання хромосом або їх розриви та ін. Значні зміни процесу мітозу спостерігаються в пухлинних клітинах. Вважають, що виникнення патологічних мітозів – одна з причин злоякісного переродження клітин.
Клітини з аномальним числом хромосом переважають у людей літнього і старечого віку. Так, у клітинах кісткового мозку в людей старшого віку частіше втрачається Y-хромосома.
Соматичні мутації
Соматичними називають клітини, які складають тіло (сому) багатоклітинних організмів і не беруть участі в статевому розмноженні.
Соматичні і статеві клітини мають спільне походження, оскільки утворюються з генетично однакових ембріональних клітин, які містять всю генетичну інформацію, необхідну для утворення клітин різних типів під час розвитку організму.
Як індуковані штучно, так і спонтанні мутації можуть виникати і в соматичних і в статевих клітинах.
Мутації (від лат. mutatio – зміна), що виникають в соматичних тканинах отримали назву соматичних мутацій. Соматичні клітини складають популяцію, утворену при безстатевому розмноженні (поділ клітин). Соматичні мутації зумовлюють генотипову різноманітність тканин, часто не передаються по спадковості й обмежені тим індивідуумом, в якому вони виникли. Соматичні мутації виникають у диплоїдних клітинах, тому проявляються тільки за домінантними генами або за рецесивними, але в гомозиготному стані. Чим раніше в житті людини виникла мутація, тим більша ділянка соматичної клітини відхиляється від норми. І навпаки, чим пізніше в процесі розвитку організм зазнає мутаційного впливу, тим менша та ділянка тканини, яка утворюється із мутаційної клітини. Наприклад, деякі особливості забарвлення райдужної оболонки ока: білий або карий сегменти на блакитній райдужці зумовлені соматичною мутацією. Вважають, що наслідком соматичних мутацій є ракове переродження. Злоякісний ріст викликається канцерогенами, серед яких найбільш ефективні проникаюча радіація і активні хімічні сполуки (речовини). І хоча соматичні мутації не успадковуються, вони знижують репродуктивні можливості організму, в якому виникли.
Самостійна навчально-дослідницька робота:
1. Вивчити мікропрепарати мітозу в корінці цибулі, мітоз в яєчнику кінської аскариди:
Розгляньте в мікроскопі готовий мікропрепарат мітозу в корінці цибулі при великому його збільшенні. Знайдіть клітини в інтерфазі і різних фазах мітозу. Зверніть увагу на інтерфазне ядро, воно має оболонку, одно або два ядерця в каріоплазмі і дуже забарвлені зерна хроматину.
Знайдіть клітину, ядро якої набрякло. Це перші зміни перед поділом.
Знайдіть клітину в профазі, де внаслідок спіралізації хромосоми утворюють щільний клубок, а оболонка ядра стала тоншою.
Вивчіть клітину в пізній профазі, коли хромосоми утворюють пухкий клубок. Зверніть увагу на зникнення ядерної оболонки і ядерця.
Знайдіть клітину в стадії метафази. Зверніть увагу на розміщення хромосом в одній екваторіальній площині, кожна складається з двох хроматид.
Розгляньте клітину в анафазі, уважно роздивіться стан хромосом, розходження дочірних хромосом (хроматид) до полюсів клітини.
Вивчіть телофазу, коли на полюсах клітини хромосоми деспіралізуються, зверніть увагу на стан ядра, ядерної оболонки, ядерця, цитоплазми. З’являється клітинна оболонка, що росте від центру клітини до периферії. Запишіть спостереження.
Розгляньте готовий мікропрепарат мітозу в яєчнику кінської аскариди, зверніть увагу на яйцеклітини в різних стадіях поділу, в яких видно бластомери, а в них хромосоми на різних стадіях поділу. Запишіть спостереження.
Вивчіть мікрофотографії мітозу рослинних (рис.31) і тваринних
(рис.32) клітин. Зверніть увагу на подібність фаз мітозу в них. Запишіть спостереження.
Приготувати, вивчити, зарисувати й описати мікропрепарат мітозу в корінці цибулі.
Рис. 31. Мітоз у клітинах корінця цибулі:
1 – інтерфаза;
2 – профаза (стадія щільного клубка);
З – профаза (стадія пухкого клубка);
4 – метафаза;
5 – ахроматинове веретено поділу;
6 – анафаза;
7 – телофаза, ×400
Кінчики корінців цибулі завдовжки 0,5 см, куди входить зона поділу, кладуть на 2 год у 0,1%-ний розчин колхіцину. Потім корінці переносять у розчин фіксатора (3 частини 96°-го етилового спирту і 1 частина льодяної оцтової кислоти) і витримують дві години. Промивають і зберігають у 70°-му етиловому спирті.
Хід роботи:
а) корінець із спирту перенесіть у бюкс з водою на 5 хв;
б) перенесіть корінець до краплини оцеторсеїну на край предметного скельца;
в) обережно нагрійте над спиртівкою до кипіння;
г) перенесіть корінець до свіжої краплини оцеторсеїну на середині предметного скельца;
д) вкрийте накривним скельцем і злегка підігрійте над полум'ям спиртівки;
Рис. 32. Мітоз тваринної клітини (печінка аксолотля):
1 – клітини в інтерфазі;
2 – профаза (стадія щільного клубка);
З – профаза (стадія пухкого клубка);
4 – метафаза;
5 – анафаза
е) обережно розчавіть корінець ручкою препарувальної голки. Під малим та великим збільшеннями мікроскопа знайдіть і розгляньте забарвлені у фіолетовий колір хромосоми в різних фазах мітозу. Зверніть увагу на форму хромосом та їхнє розташування в клітині. Запишіть спостереження. Зарисуйте клітини в інтерфазі, профазі, метафазі, анафазі, телофазі.
Сформулюйте загальний висновок.
Набути практичних навичок:
1. Уміти аналізувати й описати готові мікропрепарати мітозу клітин рослинного й тваринного походження.
2. Уміти приготувати й описати тимчасовий мікропрепарат мітозу клітин рослинного походження.
Питання для самоконтролю:.
1. Які причини поділу клітин?
2. Який біологічний сенс мітозу?
3. Яка відмінність між поняттями «життєвий цикл» і “мітотичний цикл клітини ”?
4. На які періоди поділяють інтерфазу, яка їхня сутність?
5. В який період мітотичного циклу відбувається редуплікація ДНК?
6. Назвіть і охарактеризуйте фази мітозу.
7. Вкажіть особливості стану хромосом у кожній фазі мітозу.
8. Чому клітини втрачають здатність до поділу?
9. Яку фазу мітозу використовують для вивчення каріотипу?
10. Що таке мітотичний індекс ( МІ % )?
11. Який механізм руху хромосом під час мітозу?
12. Що таке ендомітоз, ендоамітоз?
13. Що відомо про вплив алкоголю, нікотину, наркотиків на процес авторепродукції клітин?