6. Жизненный цикл клетки. Деление клетки

Деление клетки

Многоклеточный организм начинает свое развитие с однойединственной клетки; все его многочисленные клетки образуются затем путем многократных клеточных делений. Кроме того, каждомуделению клетки должен предшествовать удвоение клеточных органелл;в противном случае дочерние клетки постоянно недополучали бы необходимые органеллы.

Перед началом клеточного деления ДНК клетки должна реплицироваться (удвоиться) с очень высокой точностью, поскольку ДНКнесет в себе информацию, необходимую клетке для синтеза белков.

Одноклеточный организм прокариот содержит в клетке толькоодну молекулу ДНК, которая перед делением клетки реплицируется,образуя две идентичные молекулы, прикрепленные к клеточной мембране. Когда клетка делится, клеточная мембрана врастает междуэтими двумя молекулами ДНК, так что при расхождении каждая дочерняя клетка имеет по одной молекуле ДНК.

МИТОЗ

Деление клетки включает два этапа - кариокинез (митоз) и деление цитоплазмы - цитокинез.

Митоз - сложное, непрямое деление ядра- его биологическая роль - точное идентичное распределение дочерних хромосом с содержащейся в них генетической информацией между ядрами дочерних клеток. Хромосомы являются носителями наследственной информации, способными к самостоятельной репликации. Все остальные органоиды клетки реплицируются в наследственную информацию под контролем ядра.

Митоз у растений был открыт в 1874 году ботаником И.Д.Чистяковым, а в клетках животных в 1882 г. В.Флемингом.

В процессе кариокинеза (митоза) условно выделяют 5 стадий: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. Все эти фазы взаимосвязаны и каждая предыдущая является переходом к последующей.

Митоз, сочетающийся с задержкой цитокинеза, приводит к образованию многоядерных клеток. Такой процесс наблюдается при размножении простейших, это – шизогония. У многоклеточных организмов так образуются синцитии, т.е. ткани, состоящие из протоплазмы, в которой отсутствуют границы между клетками. К таким относятся некоторые мышечные ткани, этот феномен встречается также у плоских червей.

Продолжительность каждой из фаз митоза различна, от нескольких минут до сотен часов. Это зависит от типа ткани и условий внешней среды.

АМИТОЗ.

Амитоз - так называют прямое деление ядра клетки. При этом делении морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра. Хорошо видны ядрышко и ядерная мембрана. Хромосомы не выявляются, и равномерного их распределения не происходит. Ядро делится на две относительно равные части без образования ахроматинового аппарата. На этом деление может закончиться и возникает двухядерная клетка: иногда перешнуровывается цитоплазма. Такое деление встречается в скелетной мускулатуре, клетках кожного эпителия, соединительной ткани и др., а также в патологически измененных клетках.

ЭНДОМИТОЗ.

При эндомитозе после редупликации (удвоения) хромосом деление клетки не происходит. Это приводит к увеличению числа хромосом, иногда в десятки раз по сравнению с диплоидным набором. Эндомитоз характерен для интенсивно функционирующих клеток ряда тканей, например - клеток печени.

ПОЛИТЕНИЯ

Политения - воспроизведение в хромосомах тонких структур - хромонем, количество которых может увеличиваться многократно, достигая тысячи и более, но увеличения числа хромосом при этом не происходит. Хромосомы при этом приобретают гигантские размеры. Политения наблюдается в некоторых специализированных клетках - в слюнных железах двукрылых.

МЕЙОЗ - это особый способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом вдвое и переход клеток из диплоидного состояния(2n) в гаплоидное(n). С помощью мейоза образуются споры и половые клетки –гаметы .В процессе оплодотворения(слияния гамет) организм нового поколения получит опять диплоидный набор хромосом, одна из которых от материнской, а другая от отцовской гаметы. Вследствие этого важнейшее значение мейоза - это обеспечение постоянства кариотипов ряду поколений организмов данного вида.

Мейоз состоит из двух быстро следующих одно за другим делений. Перед началом делений, в результате репликации, в ядре содержится эквивалент 4-хнаборов гомологичных хромосом (4с). Поэтому для того, чтобы образовались ядра гамет, содержащие гаплоидный набор хромосом, необходимы 2 ядерных деления. Эти деления так и называются - первое деление мейоза и второе деление мейоза. Интерфаза отсутствует между этими двумя делениями.