1.1.4. Клеточное деление

Задачей этого раздела не является изложе­ние основ генетики. Мы опишем лишь морфо­логические проявления деления клеток.

Необходимо отметить, что биологический смысл клеточного деления сводится к воспро­изведению дочерней клетки, идентичной ма­теринской. В генетическом плане суть деле­ния сводится к тому, что материнская клетка, обладающая определенным набором хромосом (23 пары хромосом у человека), первоначально удваивает генетический материал, и только за­тем происходит разделение клетки. При этом генетический материал равномерно распреде­ляется между двумя идентичными в геноти-пическом плане клетками. Это свойство кле­ток является не только основой возникновения, развития организма, но и поддержания его це­лостности на протяжении всей жизни. Огром­ное значение деление клеток имеет и при ре­генерации поврежденных тканей.

Наиболее распространенной формой само­воспроизведения клетки является митоз, на мор­фологических проявлениях которого мы и оста­новимся несколько ниже. Первоначально необ-

Клетка

21

ходимо охарактеризовать стадию, предшествую­щую митозу, а именно интерфазу (рис. 1.1.31, 1.1.32).

D

Рис. 1.1.31. Клеточный цикл:

14

G,, G₂ и G,, — периоды интерфазы; М — митоз; D — гибель клетки

Рис. 1.1.32. Фазы митотического деления (по А. Хэм, Д.Кормак, 1982):

а — интерфаза (G₂); 6—профаза; в — метафаза; г — анафаза; д — телофаза; е — интерфаза (G,) (/ — ядрышко; 2— центрио-ли; 3—веретено деления; 4—звезда; 5—ядерная оболочка; 6—кинетохор; 7 — непрерывные микротрубочки; 8 — s-хромо-сома; 9 — d-хромосома; 10— хромосомные микротрубочки; // — формирование ядра; 12— борозда дробления; 13 — пучок актино-вых нитей; 14 — остаточное (срединное) тельце)

Интерфаза характеризуется наличием по­следовательных структурных и биохимических преобразований, подготавливающих клетку к митозу. Весьма важным в интерфазе являет­ся матричный синтез ДНК и удвоение хромо­сом — S-фаза. Промежуток времени между де-

лением и наступлением S-фазы называется фа­зой G, (постмитотическая или постсинтетичес­кая фаза), а между S-фазой и митозом — фазой G₂ (постсинтетическая или предмитотическая фаза). В течение фазы G, клетка диплоидная, в течение фазы S плоидность возрастает до четырех. Таким образом, в фазе G₉ клетка уже тетраплоидная.

В интерфазе усиливаются биосинтетические процессы. Удваивается масса клетки, происхо­дит деление центриолей. В течение предмитоти-ческой фазы (G₂) обе материнские центриоли осуществляют сборку микротрубочек, усилива­ется формирование лизосом, делятся митохонд­рии и синтезируются новые белки, необходи­мые для осуществления митоза. К концу интер­фазы хроматин конденсирован, ядрышко хоро­шо видно, ядерная оболочка не нарушена.

Наиболее важным и сложным процессом, происходящим в интерфазе, является удвоение набора хромосом. Суть удвоения состоит в том, что на цепочке ДНК синтезируется точно такая же параллельная цепочка. Этот процесс назы­вается репликацией. Биологическая суть репли­кации сводится к тому, что при этом происхо­дит передача генетической информации, храня­щейся в родительской ДНК, путем точного ее воспроизведения в дочерней клетке. При этом каждая родительская цепь ДНК является мат­рицей для синтеза дочерней (матричный синтез ДНК). Процесс репликации довольно сложен.

Рис. 1.1.33. Микроскопия фаз митоза на примере кле­ток бластулы (по Copenhaver, 1971):

а — поздняя профаза; б — метафаза; в — раняя анафаза; г — телофаза

22