1.5. Поділ клітин (мітоз, мейоз; овогенез, сперматогенез)

Клітинний цикл

Клітинний цикл — це час життєдіяльності клітини від поділу до поділу або від утворення до смерті. Клітинний цикл поділяють на інтерфазу та мітоз.

Інтерфаза складається з таких періодів:

— пресинтетичного, який характеризується посиленим ростом молодої клітини і накопиченням білків;

— синтетичного , в якому відбувається подвоєння кіль­кості хромосом і ДНК;

— постсинтетичного, премітотичного періоду, що ха­рактеризується синтезом рРНК рибосом, синтезу тубулінів — білків мітотичного веретена.

Мітоз — непрямий поділ, універсальний і широко розповсюджений.

Мітоз складається з чотирьох фаз:

1. Профаза, в якій відбувається конденсація хромосом, внас­лідок чого вони стають видимими. Кожна хромосома склада­ється з двох тяжів - хроматид, ядерця зменшуються в розмірах і зникають, центріолі розходяться і між ними починає форму­ватися веретено поділу, оболонка ядра зникає.

2. Метафаза, в якій завершується формування веретена по­ділу і розміщуються хромосоми в екваторіальній площині клітини. Веретено поділу складається з мікротрубочок, центра­ми формування яких є центріолі, частина мікротрубочок лежить від полюса до полюса (від центріолі до центріолі), інші тягнуть­ся до центромера (перетяжки) однієї з хромосом.

3. Анафаза, в якій відбувається роз'єднання центромерів і розхо­дження хроматид з участю веретена поділу до полюсів клітини.

4. Телофаза, в якій відбувається поділ цитоплазми, деспіралізація хромосом, реконструкція оболонки ядра, поява ядерець.

1. Профаза	2а. Рання метафаза 2б. Пізня метафаза
Хромосоми — в вигляді нит­чатих структур. б) Ядерця зникають в) Ядерна оболонка посту­пово руйнується. г) Диплосоми починають розхо­дитись по полюсах клітини	Ядерна оболонка відсутня. Хромосоми: а) максимально конденсивані, б)утворюють в екваторіальній площині клітини т.з.материн­ську зірку, в) наприкінці фази разділяються на 2 хроматиди. Центріолі досягають полюсів клітини. Зформоване веретено ді­лення.

3. Анафаза	4а, Рання телофаза	4 б,в. Пізня телофаза
Хроматиди починають расхо­дитись до протилежних полюсів клітитини.	а) Разходження хромосом завершуєтся. б) Формуються ядерні оболонки. в) Між ядрами відбувається разділеня тіла клітини — цитотомія.

Схема. Стадії мітозу

Мейоз — це форма клітинної репродукції, характерна для поділу статевих клітин. Мейоз складається з двох послідовних мітотичних процесів, між якими відсутня інтерфаза. Один із них називається редукційним або першим мейотичним поділом , при якому число хромосом зменшується у два рази; інший – екваційний (рівний)), або другий редукційний поділ, який нагадує мітотичний поділ. В резуль­таті мейозу утворюються клітини з гаплоїдним набором хро­мосом (зменшення вдвоє).

З допомогою мейозу утворюються статеві клітини (сперматозоїди і яйцеклітини).

У мейоз, як і в мітоз, вступають клітини з хромосамами, які складаються з двох сестринських хроматид. Після першого поділу швидко настає другий поділ, без підготовки і без синтезу ДНК. Другий мейотичний поділ відбувається за типом мітозу, тільки з тією відмінністю, що на всіх фазах буде вдвоє менше число хромосом.

У кожному поділі мейозу розрізняють профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Фази першого поділу позначають римською цифрою І (профаза І, матафаза І і т.д.), а фази другого поділу цифрою ІІ (профаза ІІ, матафаза ІІ і т.д.).

Характерною особливістю профази мейозу є кросинго­вер — обмін гомологічними ділянками хромосом, що є одним і істотних чинників мінливості організмів.

Сперматогенез – процес формування чоловічих статевих клітин (сперматозоонів) відбувається в сім’яниках. Сім’яник складається з безлічі канальців. На поперечному розрізі крізь каналець можна спостерігати кілька шарів клітин. Це послідовні стадії розвитку сперматозоонів.

Зовнішній шар (зона розмноження) утворений сперматогоніями – клітинами кулястої форми, з з відносно великим ядром і значною кількістю цитоплавзми. У період ембріонального розвитку і після народження до статевого дозрівання сперматогонії діляться шляхом мітозу, внаслідок чого збільшується кількість клітин і розміри сім’яника.

Після настання статевої зрілості частина сперматогоній також продовжує ділитися мітотично й утворює клітини, частина з яких переміщується у наступну зону – зону росту, яка розташована ближче до просвіту канальця. Клітини збільшуються в розмірі, їх називають первинними сперматоцитами.

Третя зона розвитку чоловічих гамет називається зоною дозрівання. У цей період відбувається два поділи, які швидко проходять один за одним. З кожного первинного сперматоцида (мейоз) спочатку утворюються два вторинних сперматоциди, а потім чотири сперматиди, які мають овальну форму і значно менші розміри. Сперматиди преміщуються ближче до просвіту канальця, де з них формуються зрілі сперматозоони (зона формування).

Овогенез – процес формування жіночих статевих клітин (яйцеклітин).

Фази овогенезу подібні до фаз сперматогенезу. У цьому процесі також є період розмноження, коли інтенсивно діляться овогонії – дрібні клітини з відносно великим ядром і незначною кількістю цитоплазми. У людини цей період закінчується ще до народження. Сформовані первинні овоцити зберігаються без змін тривалий час (місяці, роки). З настанням статевої зрілості окремі овоцити вступають в період росту, клітини збільшуються, в них нагромаджується жовток, жир, пігменти. Потім настає період дозрівання, коли здійснюються два послідовних поділи з перебудовою хромосомного апарату (мейоз). Крім того, ці поділи супроводжуються нерівномірним розподілом цитоплазми між дочірними клітинами. При поділі первинного овоцита утворюється одна велика клітина – вторинний овоцит і маленька клітина – первинний полоцит.

При другому поділі дозрівання розподіл цитоплазми знову відбувається нерівномірно. Утворюється один великий вторинний овоцит і вторинний полоцит. У цей час первинний полоцитит також може поділитися на дві клітини. Таким чином, із одного первинного овоцита утворюється один вторинний овоцит і три полоцити (редукційні тільця). Потім із вторинного овоцита формується зріла яйцеклітина, а полоцити розсмоктуються. Або зберігаються на поверхні яйця, але не беруть участі в подальшому розвитку.

У ссавців і людини періоди розмноження і росту яйцеклітин відбуваються у фолікулах. Зрілий фолікул заповнений рідиною, всеридині якого знаходиться яйцеклітина. Під час овуляції стінка фолікула тріскає, яйцеклітина потрапляє в черевну порожнину, а потім, у труби матки. Період дозрвання яйцеклітин відбувається у маткових трубах, де вони і запліднюються.

Мал. 3. Схема овогенезу, сперматогенезу