Нарушения митоза
Правильное течение митоза может быть нарушено различными внешними воздействиями: высокими дозами радиации, некоторыми химическими веществами.
Выделяют 3 основные вида нарушений механизмов митоза:
1. ПОВРЕЖДЕНИЯ ХРОМОСОМ (набухание, склеивание, фрагментация, образование мостов, повреждение центромер), отставание хромосом при движении, нарушение их спирализации и деспирализации, раннее разъединение хроматид, образование микроядер.
2. ПОВРЕЖДЕНИЯ МИТОТИЧЕСКОГО АППАРАТА (задержка митоза в метафазе, многополюсный, моноцентрический и асимметричный митоз и др.).
3. НАРУШЕНИЯ ЦИТОТОМИИ. Патологические митозы возникают после воздействия митотических ядов, токсинов, экстремальных факторов (ионизирующее излучение, аноксия, гипотермия), при вирусной инфекции и в опухоли.
Резкое увеличение числа патологических митозов типично для злокачественных опухолей.
Результатом нарушения митоза являются:
1. Полиплоидизация –увеличение числа хромосом в ядре.
2. Многоядерность – это увеличение количества ядер в клетке.
АМИТОЗ (от греч. а - отриц. частица и митоз) – прямое деление интерфазного ядра путем перешнуровывания без преобразования хромосом.
При амитозе не происходит равномерное расхождение хроматид к полюсам. И это деление не обеспечивает образование генетически равноценных ядер и клеток.
По сравнению с митозом амитоз более кратковременный и экономичный процесс. Амитотическое деление может осуществляться несколькими способами. Наиболее распространенный тип амитоза – это перешнуровывание ядра на две части. Этот процесс начинается с разделения ядрышка.
Перетяжка углубляется, и ядро разделяется надвое. После этого начинается разделение цитоплазмы, однако это происходит не всегда.
Если амитоз ограничивается только делением ядра, то это приводит к образованию дву- и многоядерных клеток. При амитозе может также происходить почкование и фрагментация ядер.
Клетка, претерпевшая амитоз, в последующем не способна вступить в нормальный митотический цикл.
Амитоз встречается в клетках различных тканей растений и животных. У растений амитотическое деление довольно часто встречается в эндосперме, в специализирующихся клетках корешков и в клетках запасающих тканей.
Амитоз также наблюдается в высокоспециализированных клетках с ослабленной жизнеспособностью или дегенерирующих, при различных патологических процессах, таких как злокачественный рост, воспаление и т. п.
По физиологическому значению различают три вида амитотического деления: амитоз генеративный, дегенеративный и реактивный.
Генеративный амитоз - полноценное деление клеток, дочерние клетки которых способны в последующем к митотическому делению и к характерному для них нормальному функционированию.
Реактивный амитоз обусловлен влиянием на клетку различных повреждающих факторов — облучения, химических препаратов, температуры и др. Он может быть вызван нарушениями обменных процессов в клетке (при голодании, денервации ткани и др.). Этот тип амитотического деления ядра, как правило, не завершается цитотомией и приводит к появлению многоядерных клеток. Многие исследователи склонны рассматривать реактивный амитоз как внутриклеточную компенсаторную реакцию, обеспечивающую интенсификацию метаболизма клетки.
Дегенеративный амитоз. При этой форме амитоза происходит фрагментация, или почкование, ядер, не связанная с синтезом ДНК, что в ряде случаев является признаком начинающегося некробиоза тканей.
ЗАДАЧИ
1. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6*109 мг.
Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде и соматической клетке перед началом митотического деления и после его окончания. Ответ поясните.
2. Клетки корешков лука содержит по 16 хромосом (2n). Определите число хромосом в анафазе митоза в клетках эндосперма, если у него триплоидный набор хромосом (3n). Ответ поясните.
Решение:
1. В триплоидной клетке эндосперма семени лука содержится 24 хромосомы;
2. В интерфазе происходит удвоение ДНК, теперь каждая хромосома состоит из двух хроматид, число молекул ДНК в клетке 48;
3. В период анафазы происходит расхождение хроматид к полюсам клетки. Каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой, поэтому число хромосом в период анафазы 48.
3. Хромосомный набор соматических клеток речного рака равен 116.
Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток в профазе митоза, в метафазе митоза и телофазе митоза.
Поясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.
4. Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев цветкового растения. Объясните результат в каждом случае.
Ответ: 1) в клетках зародыша семени диплоидный набор хромосом – 2n, так как зародыш развивается из зиготы – оплодотворённой яйцеклетки;
2) в клетках эндосперма семени триплоидный набор хромосом – 3n, так как образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка (2n) и одного спермия (n);
3) клетки листьев цветкового растения имеют диплоидный набор хромосом – 2n, так как взрослое растение развивается из зародыша.
5. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза 1 и в анафазе мейоза 2. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.
6. Какой хромосомный набор характерен для ядер клеток эпидермиса листа и восьмиядерного зародышевого мешка семязачатка цветкового растения?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
7. Укажите число хромосом и количество молекул ДНК в профазе первого и второго мейотического деления клетки.
Какое событие происходит с хромосомами в профазе первого деления?
8. Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке в профазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
9. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.
10. Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза I? Объясните результаты в каждом случае.
11. Какой хромосомный набор характерен для гаметофита и гамет мха сфагнума? Объясните из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки?
12. У крупного рогатого скота в соматических клетках 60 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках яичников при овогенезе в интерфазе перед началом деления и после деления мейоза I. Объясните полученные результаты на каждом этапе.
13. В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Какое число хромосом и молекул ДНК содержится в ядре при гаметогенезе перед началом мейоза I и мейоза II? Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.
14. В соматических клетках мухи дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках при сперматогенезе в зоне размножения и в конце зоны созревания гамет. Ответ обоснуйте. Какие процессы происходят в этих зонах?
15. Какой хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки
16. Кариотип собаки включает 78 хромосом. Определите число хромосом и число молекул ДНК в клетках при овогенезе в зоне размножения и в конце зоны созревания гамет. Какие процессы происходят в этих зонах?