Временная организация клетки,клеточный и митотический циклы

Клеточный цикл – это период жизнедеятельности клетки от момента её появления до гибели или образования дочерних клеток. Типы деления эукариотических клеток: амитоз, митоз, мейоз.

Митотический цикл – это период жизнедеятельности клетки от момента её образования и до разделения на дочерние. Митотический цикл включает интерфазу и митоз.

1). Жизненный цикл клетки, интерфаза– это период функционирования и подготовки клетки к делению, подразделяется на три периода:

а) Пресинтетический (постмитотический) G₁ – продолжительность от нескольких часов до нескольких месяцев и даже лет. Клетка выполняет свои функции, увеличивается в размерах, в ней идёт синтез белков и нуклеотидов, накапливается энергия и вещества. Такая клетка содержит диплоидный набор хромосом, каждая хромосома имеет одну хроматиду – 2n2c.

б) Синтетический период S – продолжительность 6 – 8 часов. В клетке происходит репликация молекул ДНК и её содержание в клетке удваивается, т. е. каждая хроматида достраивает себе подобную, генетическая информация к концу периода 2n4c.

в) Постсинтетический(премитотический) период G₂ – продолжительность меньше, чем у предыдущих периодов. Клетка готовится к делению, самоудваиваются митохондрии, идёт интенсивный синтез АТФ и накопление энергии, синтезируются белки веретена деления, постепенно затухают все синтетические процессы, необходимые для репродукции органоидов, меняется вязкость цитоплазмы, происходит репликация центриолей и начало образования веретена деления. Генетическая информация 2n4c. Клетка вступает в митоз.

2). Митоз – это основной способ деления соматических клеток. Непрерывный процесс митоза подразделяют на 4 стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

В профазев делящихся клетках все хромосомы сильно спирализуются, укорачиваются, утолщаются и приобретают компактные размеры и форму, становятся видимыми. Ядрышко, как участок более плотного хроматина, исчезает, весь хроматин конденсируется. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки, между ними формируются нити веретена деления. Ядерная оболочка распадается на фрагменты, соединяется с каналами эндоплазматической сети (т. е. «исчезает»).

В метафазеспирализация хромосом достигает максимума, они все располагаютсяв центральной, экваториальной части клетки в одной плоскости, образуя так называемую «метафазную пластинку». К центромерам хромосом крепятся нити веретена деления от каждой центриоли. В эту фазу хромосомы удобнее всего изучать.

В анафазенити веретена деления сокращаются, растягивая хроматиды от каждой хромосомы к противоположным полюсам клетки. Центромеры каждой из хромосом разделяются и сестринские хроматиды с этого момента становятся самостоятельными дочерними хромосомами.

В телофазехромосомы, растянутые к полюсам, деспирализуются, вокруг них строятся ядерные оболочки, формируются ядра дочерних клеток, в ядре появляются ядрышки.

После кариокинеза – деления ядерного содержимого, происходит цитокинез – деление цитоплазмы.Митоз заканчивается образованием двух дочерних клеток, каждая из которых имеет двойной набор хромосом, каждая хромосома однохроматидная.

Значение митоза в точном распределении генетической информации между дочерними клетками, в поддержании постоянства числа хромосом, в увеличении числа клеток, обеспечивающих рост организма и регенерацию тканей и органов.

Эукариотические клетки могут делиться и прямым делением – амитозом. Это прямое деление клеток и ядер, находящихся в условиях физиологической и репаративной регенерации, или опухолевых клеток. При этом не происходит образования видимых хромосом и веретена деления, возникает перетяжка ядра, затем цитоплазмы, и разделение их на две части. В последнее время установлено, что при амитозе происходит также равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками, хотя механизм его не вполне ясен.

Патология митоза – эндомитоз, политения (эндорепродукция). При эндомитозе происходит удвоение хромосом без деления ядра, что приводит к образованию полиплоидных клеток. Образование новых клеток нарушается, а хромосомы продолжают удваиваться. В результате этого в клетках возникают необычайно крупные ядра с большим на число, кратное гаплоидному, набором хромосом. Или могут возникнуть многоядерные клетки, если кариокинез всё-таки происходит. При политении наблюдается многократное удвоение хроматид, но они не расходятся, и в результате образуются политенные (многонитчатые, гигантские) хромосомы, например, такиекак в слюнных железах мухи дрозофилы.

3). Мейоз – это деление половых клеток на стадии созревания, в результате которого образуются половые клетки, гаметы. Мейоз - это основное звено гаметогенеза, особый способ деления половых клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное.

В стадию созревания, после стадии роста, вступают предшественники половых клеток – сперматоциты I-го порядка и овоцитыI-го порядка с диплоидным набором хромосом 2n4c.

Мейотическое деление протекает в два этапа – мейоз I и мейоз II. Каждое мейотическое деление подразделяют на 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Наиболее сложной является профаза мейоза I, в которой выделяют 5 стадий:

1. Лептотена – стадия тонких нитей, начало конденсации хромосом.

2. Зиготена – стадия сливающихся нитей,на этой стадии происходит конъюгация гомологичных хромосом, их тесное сближение, слипание.К концу её все гомологи объединяются в биваленты или тетрады.Хромосомы образуют комплексы, состоящие из 4-х хроматид (4-х наборов ДНК).

3. Пахитена– стадия толстых нитей, хромосомы максимально спирализованыи между гомологичными хромосомами происходит кроссинговер, т. е. обмен одинаковыми участками.

4. Диплотена – стадия двойных нитей, начинается взаимное отталкивание гомологичных хромосом и появление хиазм, белковых мостиков, между отдельными участками не вполне разделённых хромосом-гомологов. Это наиболее длительный период профазы I (у человека от 12 до 50 лет).

5. Диакинез – стадия обособления двойных нитей, уменьшение числа хиазм, значительная компактность бивалентов.

В профазе I также фрагментируется ядерная оболочка, редуцируются ядрышки и формируется веретено деления.

В анафазе I гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, отходят к противоположным полюсам клетки. Расхождение хромосом носит случайный характер. Содержание генетической информации у каждого полюса становится 1n2c.

В телофазеI происходит образование двух дочерних гаплоидных клеток, но хромосомы не деспирализуются. После окончания мейоза I наступает короткий промежуток – интеркинез, в течение которого не происходят репликация ДНК и удвоение хроматид.

Мейоз II протекает по типу обычного митоза. В анафазе этого мейоза к полюсам отходят хроматиды и содержание генетического материала становится 1n1c у каждого полюса клетки. В телофазе мейоза II после цитокинеза образуются клетки с гаплоидным набором хромосом, содержащих по одной хроматиде.

Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидные.

Значение мейоза в редукции числа хромосом в половых клетках для последующего восстановления набора хромосом в зиготе, в конъюгации гомологичных хромосом и рекомбинации генетического материала.

Патология мейоза – не расхождение хромосом после конъюгации и, как следствие, избыток генетического материала, или его недостаток в одной из дочерних клеток – хромосомные и геномные мутации. Также возможны мутации генные как при митозе, так и при мейозе.

Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 439; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!