Простое бинарное деление

Бактериальные клетки содержат только одну кольцевую молекулу ДНК, прикрепленную к клеточной мембране. Перед делением клетки ДНК реплицируется и образуются две идентичные молекулы ДНК, каждая из которых также прикреплена к клеточной мембране.

При делении клетки мембрана врастает между двумя молекулами ДНК так, что в конечном итоге в каждой дочерней клетке оказывается по одной идентичной молекуле ДНК.

Амитоз, или прямое деление

Это деление интерфазного ядра путем перетяжки. При амитозе веретено деления не образуется и хромосомы в световом микроскопе неразличимы. Распределение клеточных компонентов, как и ДНК, осуществляется произвольно.

Такое деление встречается у одноклеточных организмов, а также в некоторых высокоспециализированных, дегенерирующих и обреченных на гибель клетках, либо при различных патологических процессах, таких как злокачественный рост, воспаление и т. п. Амитоз можно наблюдать в тканях растущего клубня картофеля, эндосперме семян, стенках завязи пестика и паренхиме черешков листьев. У животных и человека такой тип деления характерен для клеток печени, хрящей, мышечных, роговицы глаза.

При амитозе часто наблюдается только деление ядра – кариокинез без последующего цитокинеза, в этом случае могут возникнуть двух- и многоядерные клетки.

Амитоз в отличие от митоза является экономичным способом деления.

Мейоз

Мейоз (греч. meiosis – уменьшение) – способ деления клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом вдвое и переход клеток из диплоидного состояния (2n) в гаплоидное (n). С помощью мейоза образуются споры у растений и половые клетки – гаметы. В ходе дальнейшего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получит также диплоидный набор хромосом, т.е. кариотип организмов данного вида в ряду поколений, остается постоянным.

Значение мейоза:

1. обеспечение постоянства кариотипа в ряду поколений;

2. возникновение наследственной комбинативной изменчивости.

Мейоз включает два последовательных деления. Перед началом мейоза ДНК реплицируется – в S- периоде. Следовательно, в каждом ядре перед мейозом содержится набор 2n4с – диплоидный по числу хромосом и тетраплоидный по числу хроматид. Поэтому для образования гаплоидного набора хромосом, необходимо два ядерных деления. Второе деление мейоза следует практически сразу же за первым, и синтеза ДНК в промежутке между ними не происходит. В результате мейоза из одной диплоидной клетки образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

Первое деление – редукционное

Приводит к образованию из диплоидных клеток (2n) гаплоидных клеток (n).

Профаза I:

• начало спирализации хромосом, одновременно происходит конъюгация – соединение одинаковых участков гомологичных хромосом. В результате конъюгации образуются хромосомные пары – биваленты. Каждая хромосома имеет удвоенное количество ДНК, поэтому бивалент включает уже четыре нити.

• гомологичные хромосомы отталкиваются и несколько отходят одна от другой – становятся видны участки перекреста – хиазмы.

• хромосомы продолжают отталкиваться, в результате в местах конъюгации хроматид может происходить их разрыв, при этом гомологичные хромосомы обмениваются идентичными участками – кроссинговер. В результате, например, отцовская хромосома, получает участок материнской хромосомы, и наоборот. В результате кроссинговера происходит рекомбинация генов, в том числе сцепленных.

• расходятся уже измененные хромосомы. Являясь процессом закономерным, кроссинговер приводит каждый раз к обмену разными по величине участками и обеспечивает эффективную рекомбинацию материала хромосом в гаметах.

• к концу профазы I разрушается ядерная оболочка и начинает формироваться веретено деления.

В отличие от митоза, где начиная с профазы, полностью прекращается синтез РНК, в профазе I мейоза может активно синтезироваться тРНК и рРНК, идет синтез белка – накопление запасных питательных веществ (желток).

Метафаза I:

• завершается формирование веретена деления;

• биваленты выстраиваются в плоскости экватора веретена деления.

Анафаза I:

• гомологичные хромосомы, каждая из двух хроматид, отделяются одна от другой и расходятся к полюсам клетки.

Телофаза I:

• у полюсов собирается гаплоидный набор хромосом;

• восстанавливается ядерная оболочка;

• материнская клетка делится на две дочерние.

Формирование гаплоидного набора обеспечивается расхождением в анафазе I не хроматид, как в митозе, а гомологичных хромосом, которые ранее были объединены в биваленты.

Интерфаза – ДНК не синтезируется.