Лекарственные растения и травы

Меню сайта

Деление клетки: митоз. Деление клеток растений


Типы деления клетки

Способность к делению - важнейшее свойство клеток. Без деления невозможно представить себе увеличение числа одно клеточных существ, развитие сложного многоклеточного организма из одной оплодотворенной яйцеклетки, возобновление клеток, тканей и даже органов, утраченных в процессе жизнедеятельности организма. Деление клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления происходят определенные процессы. Они приводят к удвоению генетического материала (синтезу ДНК) и его распределению между дочерними клетками. Период жизни клетки от одного деления до следующего называется клеточным циклом.

Амитоз

Амитоз, или прямое деление, - это деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования веретена деления (хромосомы в световом микроскопе вообще неразличимы). Такое деление встречается у одноклеточных организмов (например, амитозом делятся полиплоидные большие ядра инфузорий), а также в некоторых высокоспециализированных клетках растений и животных с ослабленной физиологической активностью, дегенерирующих, обреченных на гибель, либо при различных патологических процессах, таких как злокачественный рост, воспаление и т. п. Амитоз можно наблюдать в тканях растущего клубня картофеля, эндосперме, стенках завязи пестика и паренхиме черешков листьев. Такой тип деления характерен для клеток печени, хрящевых клеток, роговицы глаза. Очень часто при амитозе наблюдается только деление ядра, в этом случае могут возникнуть двух- и многоядерные клетки. Если же за делением ядра следует деление цитоплазмы, то распределение клеточных компонентов, как и ДНК, осуществляется произвольно. Амитоз в отличие от митоза является самым экономичным способом деления, так как энергетические затраты при этом весьма незначительны. К амитозу близко клеточное деление у прокариот. Бактериальная клетка содержит только одну, чаще всего 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 клеточная мембрана врастает между этими двумя молекулами ДНК, так что в конечном итоге в каждой дочерней клетке, оказывается, по одной идентичной молекуле ДНК. Такой процесс лучил название прямого бинарного деления.

Подготовка к делению. Эукариотические организмы, состоящие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в интерфазе. Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических соединений синтезируется ее точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК. Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10-20 ч. Затем наступает процесс деления клетки - митоз.

Митоз

Митоз (от греч. Mitos- нить) непрямое деление, - основной способ деления эукариотических клеток. Митоз - это деление ядра, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, что и в родительском ядре. Вслед за делением ядра обычно следует деление самой клетки, поэтому часто термином - «митоз» обозначают деление клетки целиком. Митоз впервые наблюдали в спорах папоротников, хвощей плаунов Г. Э. Руссов, преподаватель Дерптского университета в 1872 г. и русский ученый И. Д. Чистяков в 1874 г. Детальные исследования поведения хромосом в митозе были выполнены немецким ботаником Э. Страсбургером в 1876-1879 гг. на растениях и немецким гистологом В. Флеммингом в 1882 г. на животных.

Рис. 1. Схематическое изображение митоза в животных клетках

Во время интерфазы при подготовке клетки к делению происходит репликация ДНК. Во время профазы ядерная оболочка разрушается и между двумя центриолями формируется веретено. На стадии метафазы хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. Когда наступает анафаза, удвоившиеся хромосомы (называемые хроматидами) расходятся. На стадии телофазы хромосомы достигают полюсов веретена, клетка начинает разделяться на две дочерние клетки. По числу и типу хромосом дочерние клетки идентичны материнской

Митоз представляет собой непрерывный процесс, но для удобства изучения биологи делят его на четыре стадии в зависимости оттого, как выглядят в это время хромосомы в световом микроскопе. В митозе выделяют профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В профазе происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации. В это время хромосомы двойные состоят из двух сестринских хроматид, связанных между собой. Одновременно со спирализацией хромосом исчезает ядрышко и фрагментируется (распадается на отдельные цистерны) ядерная оболочка. После распада ядерной оболочки хромосомы свободно и беспорядочно лежат в цитоплазме. В профазе центриоли (в тех клетках, где они есть) расходятся к полюсам клетки. В конце профазы начинает образовываться веретено деления, которое формируется из микротрубочек путем полимеризации белковых субъединиц.

В метафазе завершается образование веретена деления, которое состоит из микротрубочек двух типов: хромосомных, которые связываются с центромерами хромосом, и центросомных (полюсных), которые тянутся от полюса к полюсу клетки. Каждая двойная хромосома прикрепляется к микротрубочкам веретена деления. Хромосомы как бы выталкиваются микротрубочками в область экватора клетки, т. е. располагаются равном расстоянии от полюсов. Они лежат в одной плоскости и образуют так называемую экваториальную, или метафазную пластинку. В метафазе отчетливо видно двойное строение хромосом, соединенных только в области центромеры. В этот период легко подсчитывать число хромосом, изучать их морфологические особенности. В анафазе дочерние хромосомы с помощью микротрубочек веретена деления растягиваются к полюсам клетки. Во время движения дочерние хромосомы несколько изгибаются на подобие шпильки, концы которой повернуты в сторону экватора клетки. Таким образом, в анафазе хроматиды удвоенные в интерфазе хромосом расходятся к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом.

В телофазе происходят процессы, обратные тем, которые наблюдаются в профазе: начинается деспирализация (раскручивание) хромосом, они набухают и становятся плохо видимыми под микроскопом. Вокруг хромосом у каждого полюса из мембранных структур цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки. Разрушается веретено деления. На стадии телофазы происходит разделение цитоплазмы (цитотомия) с образованием двух клеток. В клетках животных плазматическая мембрана начинает впячиваться внутрь области, где располагался экватор веретена. В результате впячивания образуется непрерывная борозда, опоясывающая клетку по экватору и постепенно разделяющая одну клетку на две.

В клетках растений в области экватора из остатков нитей веретена деления возникает бочковидное образование - фрагмопласт. В эту область со стороны полюсов клетки устремляются многочисленные пузырьки комплекса Гольджи, которые сливаются друг с другом. Содержимое пузырьков образует клеточную пластинку, которая делит клетку на две дочерние, а мембрана пузырьков Гольджи образует недостающие цитоплазматические мембраны этих клеток. Впоследствии на клеточную пластинку со стороны каждой из дочерних клеток откладываются элементы клеточных оболочек. В результате митоза из одной клетки возникают две дочерние с тем же набором хромосом, что и в материнской клетке.

Биологическое значение митоза состоит, таким образом, в строго одинаковом распределении между дочерними клетками материальных носителей наследственности - молекул ДНК, входящих в состав хромосом. Благодаря равномерному распределению реплицированных хромосом происходит восстановление органов и тканей после повреждения. Митотическое деление клеток является также цитологического размножения организмов.

Мейоз или редукционное деление

Мейоз - это особый способ деления клеток, в результат которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом вдвое. Впервые он был описан В. Флеммингом в 1882 г. у животных и Э. Страсбургером в 1888 г. у растений. С помощью мейоза образуются гаметы. В результате редукции споры и половые клетки хромосомного набора в каждую гаплоидную спору и гамету по одной хромосоме из каждой пары хромосом, имеющихся в данной диплоидной клетке. В ходе дальнейшего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получит опять диплоидный набор хромосом, т. е. кариотип организмов данного вида в ряду поколений остается постоянным. Таким образом, важнейшее значение мейоза заключается в обеспечении постоянства кариотипа в ряду поколений организмов данного вида при половом размножении.

Рис.2. Итоговая схема мейоза

ДНК и связанные с ней белки реплицируются во время интерфазы. Во время профазы ядерная оболочка разрушается и гомологичные хромосомы (каждая из которых состоит из двух хроматид, соединенных центромерой) располагаются попарно. В это время между четырьмя гомологичными хроматидами может происходить обмен участками. После метафазы I две исходно гомологичные хромосомы расходятся в разные клетки. При втором делении центромера расщепляется, и в результате в каждой новой клетке оказывается одна копия каждой хромосо мы.

Редукционное деление является, по сути, механизмом препятствующим непрерывному увеличению числа хромосом при слиянии гамет, без него при половом размножении число хромосом удваивалось бы в каждом новом поколении. Иными словами, благодаря мейозу поддерживает определенное и постоянное число хромосом во всех поколениях любого вида растений, животных и грибов. Другое важное значение мейоза заключается в обеспечении чрезвычайного разнообразия генетического состава гамет, как в результате кроссинговера, так и в результате различного сочетания отцовских и материнских хромосом при их независимом расхождении в анафазе I мейоза, что обеспечивает появление разнообразного и разнокачественного потомства при половом размножении организмов.



biofile.ru

Когда происходит деление клеток растения, дочерние хромосомы

Деление растительных клеток

Клетка делится, когда достигает определенного размера и развития.

Различают следующие способы деления клеток: митоз (непрямое деление), амитоз (прямое деление) и мейоз.

Митоз

Клетки различных тканей и органов растений отличаются неодинаковой способностью к делению. Существуют регулярно обновляющиеся ткани, клетки которых постоянно делятся (например, меристема, камбий). Наряду с этим имеются специализированные, хорошо дифференцированные клетки, потерявшие способность к делению.

Деление клеточного ядра у растительных клеток впервые обнаружил в 1874 году И.Д. Чистяков при развитии спор у хвоща. По предложению В. Шлейхера, деление ядра получило название кариокинез, а в 1882 году В. Флемингом было дано подробное описание процесса деления ядра, приводящего к образованию двух ядер под названием митоз.

Рис. 39. Общая схема митоза:

1 — интерфаза; 2 — профаза; 3 — прометафаза; 4 — метафаза;

5 — анафаза; 6 — телофаза; а — ядерная оболочка; б — хромосомы;

в — центриоли; г — ядрышки.

Таким образом, митоз это деление ядра, приводящее к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, как в родительском ядре.

Весь комплекс процессов, в результате которых из одной клетки образуются две новые, называют митотическим циклом.

Следовательно, митотический цикл по времени длится от конца одного до начала другого деления клетки.

Период времени между двумя делениями называют интерфазой.

Она состоит из трех периодов: пресинтетического (G1), когда происходит синтез специфических белков и РНК, синтетического (S) – в котором происходит репликация молекул ДНК, образование двух хроматид и постсинтетического (G2) – синтез белка и накопление энергии. Это наиболее продолжительная часть митотического цикла с хорошо заметными 1-2 ядрышками и слабозернистой структурой.

Интерфаза у разных клеток продолжается от 10 ч до 20 дней.

За интерфазой следуют 4 фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Продолжительность митоза от нескольких минут до 2-3 часов.

Профаза. В начале профазы ядро увеличивается в размерах; в нем отчетливо видны спутанные в клубок хромосомы, начавшие конденсироваться. К концу профазы хромосомы укорачиваются, но иногда заметно, что они состоят из двух хроматид. Ядерная оболочка распадается на небольшие фрагменты. Ядрышко – дезинтегрируется. Нуклеоплазма смешивается с гиалоплазмой и образуется миксоплазма. На полюсах клетки образуются белковые нити, растущие к центру. Это самая продолжительная фаза митоза.

Метафаза.В начале метафазы хромосомы достигают максимальной конденсации и передвигаются к экваториальной пластинке клетки. Они хорошо видны в оптический микроскоп. В этой фазе хроматиды отделяются друг от друга и связаны они между собой в области центромеры. Из белковых нитей формируется веретено деления, состоящее из опорных и тянущих нитей.

Опорные нити идут от одного полюса клетки к другому через экваториальную пластинку.

Тянущие – связывают центромеры хромосом с полюсами.

Наиболее характерным для метафазы является то, что центромеры хромосом, прикрепленные к нити веретена, располагаются в плоскости экваториальной пластинки клетки.

Анафаза. В анафазе центромера разделяется и хроматиды расходятся к полюсам вследствие сокращения тянущих нитей. Каждая хроматида становится хромосомой.

Следовательно, на каждом полюсе имеется столько хромосом, сколько их было у исходной клетки. Это самая короткая фаза.

Телофаза. В начале телофазы хромосомы видны в виде двух темных сгустков на полюсах клетки, а к концу их контур исчезает. В это время в экваториальной пластинке появляются волокна, располагающиеся перпендикулярно к ней, образуя т.н. фрагмопласт. В центре фрагмопласта накапливаются пузырьки Гольджи, содержащие пектиновые вещества. Они дают начало клеточной пластинке, которая центробежно разрастаясь, раздвигает фрагмопласт, достигая материнской клетки. Происходит завершение митоза – цитокинез.

Следовательно, происходит деконденсация хромосом, разрушение веретена деления, восстанавливается ядерная оболочка, ядрышки и органеллы.

В результате образуется две клетки, имеющие хромосомы, идентичные хромосомам материнской клетки по структуре ДНК, форме, размеру и числу.

Амитоз

Амитоз начинается с деления ядра, с последующим делением цитоплазмы. В начале деления ядро вытягивается, на нем образуется перетяжка, которая перешнуровывает ядро пополам. Вслед за делением ядра происходит деление цитоплазмы. Хромосомы распределяются между дочерними клетками неравномерно, поэтому не обеспечивается их биологическая равноценность.

Амитоз встречается у многоклеточных высших растений в стеблях, корнях, эндосперме и других тканях.

Мейоз

Биологический смысл мейоза заключается в том, что гаплоидные половые клетки – гаметы (n) при половом процессе сливаются и образуют зиготу (2n), которая получает наследственную информацию от обеих гамет.

Мейоз состоит из двух делений, неизменно следующих одно за другим.

Рис.40. Схема мейоза:

1 — лептотена; 2 — зиготена; 3 — пахитена; 4 — диплотена; 5 — диакинез; 6 — метафаза; 7 — анафаза; 8 — телофаза; 9 — интеркинез; 10 — метафаза; 11 — анафаза; 12 — телофаза. Одна из двух гомологичных хромосом заштрихована, другая — белая. Обмен белыми и заштрихованными участками хромосом — результат кроссинговера. Маленькие белые кружки — центромеры, большой круг — контур ядра. В метафазе и анафазе обоих делений ядерная мембрана исчезает. В телофазе возникает снова. В метафазе и анафазе обоих делений стрелками показано направление растягивания и движения хромосом с помощью нитей веретена.

Дата добавления: 2015-02-06 | Просмотры: 1770 | Нарушение авторских прав

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 |

Деление растительных клеток

Клетка делится, когда достигает определенного размера и развития.

Различают следующие способы деления клеток: митоз (непрямое деление), амитоз (прямое деление) и мейоз.

Митоз

Клетки различных тканей и органов растений отличаются неодинаковой способностью к делению. Существуют регулярно обновляющиеся ткани, клетки которых постоянно делятся (например, меристема, камбий). Наряду с этим имеются специализированные, хорошо дифференцированные клетки, потерявшие способность к делению.

Деление клеточного ядра у растительных клеток впервые обнаружил в 1874 году И.Д. Чистяков при развитии спор у хвоща. По предложению В. Шлейхера, деление ядра получило название кариокинез, а в 1882 году В. Флемингом было дано подробное описание процесса деления ядра, приводящего к образованию двух ядер под названием митоз.

Рис. 39. Общая схема митоза:

1 — интерфаза; 2 — профаза; 3 — прометафаза; 4 — метафаза;

5 — анафаза; 6 — телофаза; а — ядерная оболочка; б — хромосомы;

в — центриоли; г — ядрышки.

Таким образом, митоз это деление ядра, приводящее к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, как в родительском ядре.

Весь комплекс процессов, в результате которых из одной клетки образуются две новые, называют митотическим циклом.

Следовательно, митотический цикл по времени длится от конца одного до начала другого деления клетки.

Период времени между двумя делениями называют интерфазой.

Она состоит из трех периодов: пресинтетического (G1), когда происходит синтез специфических белков и РНК, синтетического (S) – в котором происходит репликация молекул ДНК, образование двух хроматид и постсинтетического (G2) – синтез белка и накопление энергии.

Как происходит деление клеток?

Это наиболее продолжительная часть митотического цикла с хорошо заметными 1-2 ядрышками и слабозернистой структурой.

Интерфаза у разных клеток продолжается от 10 ч до 20 дней.

За интерфазой следуют 4 фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Продолжительность митоза от нескольких минут до 2-3 часов.

Профаза. В начале профазы ядро увеличивается в размерах; в нем отчетливо видны спутанные в клубок хромосомы, начавшие конденсироваться. К концу профазы хромосомы укорачиваются, но иногда заметно, что они состоят из двух хроматид. Ядерная оболочка распадается на небольшие фрагменты. Ядрышко – дезинтегрируется. Нуклеоплазма смешивается с гиалоплазмой и образуется миксоплазма. На полюсах клетки образуются белковые нити, растущие к центру. Это самая продолжительная фаза митоза.

Метафаза.В начале метафазы хромосомы достигают максимальной конденсации и передвигаются к экваториальной пластинке клетки. Они хорошо видны в оптический микроскоп. В этой фазе хроматиды отделяются друг от друга и связаны они между собой в области центромеры. Из белковых нитей формируется веретено деления, состоящее из опорных и тянущих нитей.

Опорные нити идут от одного полюса клетки к другому через экваториальную пластинку.

Тянущие – связывают центромеры хромосом с полюсами.

Наиболее характерным для метафазы является то, что центромеры хромосом, прикрепленные к нити веретена, располагаются в плоскости экваториальной пластинки клетки.

Анафаза. В анафазе центромера разделяется и хроматиды расходятся к полюсам вследствие сокращения тянущих нитей. Каждая хроматида становится хромосомой.

Следовательно, на каждом полюсе имеется столько хромосом, сколько их было у исходной клетки. Это самая короткая фаза.

Телофаза. В начале телофазы хромосомы видны в виде двух темных сгустков на полюсах клетки, а к концу их контур исчезает. В это время в экваториальной пластинке появляются волокна, располагающиеся перпендикулярно к ней, образуя т.н. фрагмопласт. В центре фрагмопласта накапливаются пузырьки Гольджи, содержащие пектиновые вещества. Они дают начало клеточной пластинке, которая центробежно разрастаясь, раздвигает фрагмопласт, достигая материнской клетки. Происходит завершение митоза – цитокинез.

Следовательно, происходит деконденсация хромосом, разрушение веретена деления, восстанавливается ядерная оболочка, ядрышки и органеллы.

В результате образуется две клетки, имеющие хромосомы, идентичные хромосомам материнской клетки по структуре ДНК, форме, размеру и числу.

Амитоз

Амитоз начинается с деления ядра, с последующим делением цитоплазмы. В начале деления ядро вытягивается, на нем образуется перетяжка, которая перешнуровывает ядро пополам. Вслед за делением ядра происходит деление цитоплазмы. Хромосомы распределяются между дочерними клетками неравномерно, поэтому не обеспечивается их биологическая равноценность.

Амитоз встречается у многоклеточных высших растений в стеблях, корнях, эндосперме и других тканях.

Мейоз

Биологический смысл мейоза заключается в том, что гаплоидные половые клетки – гаметы (n) при половом процессе сливаются и образуют зиготу (2n), которая получает наследственную информацию от обеих гамет.

Мейоз состоит из двух делений, неизменно следующих одно за другим.

Рис.40. Схема мейоза:

1 — лептотена; 2 — зиготена; 3 — пахитена; 4 — диплотена; 5 — диакинез; 6 — метафаза; 7 — анафаза; 8 — телофаза; 9 — интеркинез; 10 — метафаза; 11 — анафаза; 12 — телофаза. Одна из двух гомологичных хромосом заштрихована, другая — белая. Обмен белыми и заштрихованными участками хромосом — результат кроссинговера. Маленькие белые кружки — центромеры, большой круг — контур ядра. В метафазе и анафазе обоих делений ядерная мембрана исчезает. В телофазе возникает снова. В метафазе и анафазе обоих делений стрелками показано направление растягивания и движения хромосом с помощью нитей веретена.

Дата добавления: 2015-02-06 | Просмотры: 1769 | Нарушение авторских прав

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 |

Анатомия Деление растительных клеток

Клетка делится, когда достигает определœенного размера и развития.

Различают следующие способы делœения клеток: митоз (непрямое делœение), амитоз (прямое делœение) и мейоз.

Митоз

Клетки различных тканей и органов растений отличаются неодинаковой способностью к делœению. Существуют регулярно обновляющиеся ткани, клетки которых постоянно делятся (к примеру, меристема, камбий). Наряду с этим имеются специализированные, хорошо дифференцированные клетки, потерявшие способность к делœению.

Делœение клеточного ядра у растительных клеток впервые обнаружил в 1874 году И.Д. Чистяков при развитии спор у хвоща. По предложению В. Шлейхера, делœение ядра получило название кариокинœез, а в 1882 году В. Флемингом было дано подробное описание процесса делœения ядра, приводящего к образованию двух ядер под названием митоз.

Рис. 39. Общая схема митоза:

1 — интерфаза; 2 — профаза; 3 — прометафаза; 4 — метафаза;

5 — анафаза; 6 — телофаза; а — ядерная оболочка; б — хромосомы;

в — центриоли; г — ядрышки.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, митоз это делœение ядра, приводящее к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, как в родительском ядре.

Весь комплекс процессов, в результате которых из одной клетки образуются две новые, называют митотическим циклом.

Следовательно, митотический цикл по времени длится от конца одного до начала другого делœения клетки.

Период времени между двумя делœениями называют интерфазой.

Она состоит из трех периодов: пресинтетического (G1), когда происходит синтез специфических белков и РНК, синтетического (S) – в котором происходит репликация молекул ДНК, образование двух хроматид и постсинтетического (G2) – синтез белка и накопление энергии.

Это наиболее продолжительная часть митотического цикла с хорошо заметными 1-2 ядрышками и слабозернистой структурой.

Интерфаза у разных клеток продолжается от 10 ч до 20 дней.

За интерфазой следуют 4 фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Продолжительность митоза от нескольких минут до 2-3 часов.

Профаза. В начале профазы ядро увеличивается в размерах; в нем отчетливо видны спутанные в клубок хромосомы, начавшие конденсироваться. К концу профазы хромосомы укорачиваются, но иногда заметно, что они состоят из двух хроматид.

Открытая медицинская библиотека

Ядерная оболочка распадается на небольшие фрагменты. Ядрышко – дезинтегрируется. Нуклеоплазма смешивается с гиалоплазмой и образуется миксоплазма. На полюсах клетки образуются белковые нити, растущие к центру. Это самая продолжительная фаза митоза.

Метафаза.В начале метафазы хромосомы достигают максимальной конденсации и передвигаются к экваториальной пластинке клетки. Οʜᴎ хорошо видны в оптический микроскоп. В этой фазе хроматиды отделяются друг от друга и связаны они между собой в области центромеры. Из белковых нитей формируется веретено делœения, состоящее из опорных и тянущих нитей.

Деление растительной клетки

Деление — очень сложный процесс. Главную роль при этом играет ядро. Оно делится первым. перед делением в нем становятся заметными хромосомы. Каждая хромосома делится продольно, очень точно на две половинки. Эти половинки расходятся к двум противоположным концам материнской клетки, где участвуют в образовании новых, дочерних ядер. В клетке их оказывается два. Позднее каждая хромосома нового ядра достраивает недостающую половину, "ушедшую" в другое дочернее ядро. В новом ядре оказывается столько же хромосом, сколько было в материнской клетке. В цитоплазме возникает перегородка, и клетка разделяется на две. каждая со своим ядром. Перегородка состоит из двух целлюлозных оболочек и слоя межклеточного вещества между ними, склеивающего их. В перегородке остаются очень мелкие отверстия. Благодаря им сохраняется связь между цитоплазмами соседних клеток. Таким образом живое содержимое всех клеток соединено друг с другом.

Строение растительной клетки

Растительная клетка состоит из более или менее жесткой клеточной оболочки и протопласта. Клеточная оболочка — это клеточная стенка и цитоплазматическая мембрана. Термин протопласт происходит от слова протоплазма, которое долгое время использовалось для обозначения всего живого. Протопласт — это протоплазма индивидуальной клетки.

Протопласт состоит из цитоплазмы и ядра. В цитоплазме находятся органеллы (рибосомы, микротрубочки, пластиды, митохондрии) и мембранные системы (эндоплазматический ретикулум, диктиосомы). Цитоплазма включает в себя еще цитоплазматический матрикс (основное вещество) в которое погружены органеллы и мембранные системы. От клеточной стенки цитоплазма отделена плазматической мембраной, которая представляет собой элементарную мембрану. В отличие от большинства животных клеток растительные клетки содержат одну или несколько вакуолей. Это пузырьки, заполненные жидкостью и окруженные элементарной мембраной (тонопластом).

В живой растительной клетке основное вещество находится в постоянном движении. В движение, называемое током цитоплазмы или циклозом, вовлекается органеллы. Циклоз облегчает передвижение веществ в клетке и обмен ими между клеткой и окружающей средой.

Деление клеток

У многоклеточных организмов деление клеток наряду с увеличением их размеров является способом роста всего организма. Новые клетки, образовавшиеся во время деления, сходны по структуре и функциям, как с родительской клеткой, так и между собой. Процесс деления у эукариот можно подразделить на две частично перекрывающиеся стадии: митоз и цитокинез.

Митоз — это образование из одного ядра двух дочерних ядер, морфологически и генетически эквивалентных друг другу. Цитокинез — это деление цитоплазматической части клетки с образованием дочерних клеток.

Фото: Free Photos Art & Fun

Клеточный цикл

Живая клетка проходи ряд последовательных событий, составляющих клеточный цикл. Продолжительность самого цикла варьирует в зависимости от типа клетки и внешних факторов, например от температуры или обеспеченности питательными веществами. Обычно цикл делится на интерфазу и четыре фазы митоза.

Интерфаза

Период между последовательными митотическими делениями. Интерфазу делят на три периода, обозначаемые как G1, S, G2. В период G1, который начинается после митоза. В этот период увеличивается количество цитоплазмы, включая различные органеллы. Кроме того, согласно современной гипотезе, в период G1 синтезируются вещества, которые либо стимулируют, либо ингибируют период S и остальную часть цикла, определяя, таким образом, процесс деления. В период S следует за периодом G1, в это время происходит удвоение генетического материала (ДНК). В период G2, который следует за S, формируются структуры, непосредственно участвующие в митозе, например, компоненты веретена. Некоторые клетки проходит неограниченный ряд клеточных циклов. Это одноклеточные организмы и некоторые клетки зон активного роста (меристем). Некоторые специализированные клетки после созревания теряет способность к размножению. Третья группа клеток, например образующих раневую ткань (каллус), сохраняет способность делиться только в специальных условиях.

Митоз, или деление ядра

Это непрерывный процесс, подразделяемый на четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. В результате митоза генетический материал, удвоившийся в интерфазе, делится поровну между двумя дочерними ядрами. Одним из самых ранних признаков перехода клетки к делению служит появление узкого, кольцеобразного пояска из микротрубочек непосредственно под плазматической мембраной. Это относительно плотный поясок окружает ядро в экваториальной плоскости будущего митотического веретена. Так как он проявляется перед профазой, его называют препрофазным пояском. Он исчезает после митотического веретена, задолго до появления в поздней телофазе клеточной пластинки, которая растет от центра к периферии и сливается с оболочкой материнской клетки в области, ранее занятой препрофазным пояском.

Профаза. В начале профазы хромосомы напоминают длинные нити, разбросанные внутри ядра. Затем, по мере того как нити укорачиваются и утолщаются, можно увидеть, что каждая хромосома состоит не из одной, а из двух переплетенных нитей, называемых хроматидами. В поздней профазе две укороченные спаренные хроматиды каждой хромосомы лежат рядом параллельно, соединённые узким участком, называемым центромерой. Она имеет определённое положение на каждой хромосоме и делит хромосому на два плеча различной длины. Микротрубочки располагаются параллельно поверхности ядра вдоль оси веретена. Это само раннее проявление сборки митотического веретена.

Деление клетки

К концу профазы ядрышко постепенно теряет чёткие очертания и наконец исчезает. Вскоре после этого распадается и ядерная оболочка. Метафаза. В начале метафазы веретено, которое представляет трёхмерную структуру, наиболее широкую в средине и суживающуюся к полюсам, занимает место, прежде занятое ядром. Нити веретена — это пучки микротрубочек. Во время метафазы хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, располагаются так, что их центромеры лежат в экваториальной плоскости веретена. Своей центромерой каждая хромосома прикрепляется к нитям веретена. Однако, некоторые нити проходят от одного полюса к другому, не прикрепляясь к хромосомам. Когда все хромосомы расположатся в экваториальной плоскости, метафаза завершится. Хромосомы готовы к делению. Анафаза. Хроматиды каждой хромосомы расходятся. Теперь это дочерние хромосомы. Прежде всего, делится центромера, и две дочерние хромосомы увлекаются к противоположным полюсам. При этом центромеры движутся впереди, а плечи хромосом тянутся сзади. Нити веретена, прикрепленные к хромосомам, укорачиваются , способствуя расхождению хроматид и движению дочерних хромосом в противоположные стороны.

Телофаза. В телофазе завершается обособление двух идентичных групп хромосом , при этом вокруг каждой из них формируется ядерная мембрана. В этом активное участие принимает шероховатый ретикулум. Аппарат веретена исчезает. В ходе телофазы хромосомы теряют чёткость очертаний, вытягиваются, превращаясь снова в тонкие нити. Ядрышки восстанавливаются. Когда хромосомы становятся невидимыми, митоз завершается. Два дочерние ядра вступают в интерфазу. Они генетически эквивалентны друг другу и материнскому ядру. Это очень важно, так как генетическая программа, а вместе с ней и все признаки должны быть переданы дочерним организмам.

Продолжительность митоза варьирует у различных организмов и она зависит от типа ткани. Однако профаза самая длинная, а анафаза самая короткая. В клетках кончика корня продолжительность профазы составляет 1 — 2 ч; метафазы — 5 — 15 мин; анафазы — 2 — 10 мин; телофазы — 10 — 30 мин. Продолжительность интерфазы составляет от 12 до 30 ч. Во многих эукариотических клетках центры организации микротрубочек, ответственные за формирование митотического веретена, связаны с центриолями.

Цитокинез

Это процесс деления цитоплазмы. У большинства организмов клетки делятся путём втягивания клеточной оболочки и образования борозды деления, которая постепенно углубляется, сжимая оставшиеся нити митотического веретена. У всех растений (мохообразных и сосудистых) и у некоторых водорослей клетки делятся благодаря образованию клеточной пластинки. В ранней телофазе между двумя дочерними ядрами формируется бочкообразная система волокон, называемая фрагмопластом. Волокна фрагмопласта, как и волокна митотического веретена, состоит из микротрубочек. В экваториальной плоскости фрагмопласта появляются мелкие капли. Они сливаются, образуя клеточную пластинку, которая растёт до тех пор, пока не достигнет оболочки делящейся клетки. На этом и завершается разделение двух дочерних клеток. Сливающиеся капельки — это пузырьки, отрывающиеся от аппарата Гольджи. В основном они содержат пектиновые вещества, из которых и формируется срединная пластинка. Мембраны пузырьков участвуют в построении плазматической мембраны по обеим сторонам пластинки. В это же время из фрагментов трубчатого эндоплазматического ретикулума образуются плазмодесмы. После образования срединной пластинки каждый протопласт откладывает на ней первичную оболочку. Кроме того, каждая дочерняя клетка откладывает новый слой оболочки вокруг всего протопласта, которая продолжает оболочку, возникшую из клеточной пластинки. Исходная оболочка родительской клетки разрушается по мере роста дочерних клеток.



Цитотомия (цитокинез) – деление цитоплазмы.

Деление растительной клетки

Оно обычно следует за телофазой и ведёт к периоду G1 интерфазы. При подготовке к цитокинезу клеточные органеллы вместе с хромосомами равномерно распределяются по двум полюсам телофазной клетки; при этом увеличивается биосинтез фосфолипидов для мембран, которые необходимы, чтобы покрыть обе дочерние клетки.

В животной клетке под плазмалеммой кольцом на том уровне, на котором прежде располагался экватор веретена, активируются элементы цитоскелета – актиновые микрофиламенты. Рядом с ними полимеризуется миозин. Актино-миозиновое кольцо сжимается, и возникает перетяжка плазмалеммы – непрерывная борозда, опоясывающая клетку по экватору. В конце концов клеточные мембраны в области борозды смыкаются, полностью разделяя две клетки.

В растительных клетках нити веретена во время телофазы сохраняются только в области экватора, где они сдвигаются к периферии клетки. Их число увеличивается, и они образуют боченковидное тельце – фрагмопласт. В эту область перемещаются также микротрубочки, рибосомы, митохондрии, ЭПС и АГ. АГ образует множество мелких пузырьков. Пузырьки появляются сначала в центре клетки, а затем, направляемые микротрубочками, перемещаются и сливаются друг с другом, образуя клеточную пластинку, расположенную в плоскости экватора. Содержимое пузырьков участвует в построении новой срединной пластинки и стенок дочерних клеток, а из их мембран образуются новые наружные клеточные мембраны. Клеточная пластинка, разрастаясь, в конце концов сливается со стенкой родительской клетки и полностью разделяет две дочерние клетки. Новообразованные клеточные стенки называются первичными; в дальнейшем они могут дополнительно утолщаться за счёт отложения целлюлозы и других веществ (напр., лигнина и суберина), образуя вторичную клеточную стенку. В определённых участках клетки пузырьки клеточной пластинки не сливаются, так что между соседними дочерними клетками сохраняется контакт. Эти цитоплазматические каналы выстланы клеточной мембраной и образуют плазмодесмы.

Социальные кнопки для Joomla

Цитология

1. Какой из структурных компонентов эукарио­тической клетки имеют две мембраны?

(А) оболочка клетки;

(Б) клеточный центр;

(В) митохондрия;

(Г) комплекс Гольджи;

(Д) рибосома.

Чем обусловлена базофилия ядер клеток?

(А) гистоновыми белками

(Б) ДНК

(В) РНК

(Г) ядрышком

(Д) кариолеммой

Перечислите признаки ядра, характерные для клеток, интенсивно синтезирующих белки?

(1) преобладание в ядре гетерохроматина ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

(2) преобладание в ядре эухроматина А – если верно 1, 2, 4

(3) наличие четко выраженных одного (нескольких) ядрешек Б – если верно 2, 4

(4) нечетко выражены ядрешки В – если верно 1,4

(5) базофилия цитоплазмы Г – если верно 2,4

Д – есали верно 2, 3, 5

4. В клетке вырабатывающий белок на “экспорт” хорошо выражены, все КРОМЕ:

(А) гранулярная эндоплазматическая сеть

(Б) агранулярная эндоплазматическая сеть

(В) митохондрии

(Г) лизосомы

(Д) комплекс Гольджи

5.

Деление растительных клеток

Назовите органоид клетки, который представ­ляет собой систему наложенных друг на друга дру­га уплощенных цистерн, стенка которых образована одной мемб­раной; от цистерн отпочковываются пузырьки.

(А) митохондрия;

(Б) комплекс Гольджи;

(В) эндоплазматическая сеть;

(Г) клеточный центр;

(Д) лизосомы.

6. Липиды в клеточной мембране расположены послойно. Сколько таких липидных слоев содержит­ся в мембране?

(А) 1;

(Б) 2;

(В) 3;

(Г) 4;

(Д) 6.

Назовите органоид, в котором синтезированные в клетке белки сортируются, упаковываются в мембранную оболочку, соединяются с другими органическими соединениями.

(А) ядро;

(Б) комплекс Гольджи;

(В) рибосома;

(Г) лизосома;

(Д) ЭПС.

8. Назовите органоиды, хорошо выраженные для клеток интенсивно синтезирующих белки:

(1) клеточный центр ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

(2) митохондрии А – если верно 1,3, 4

(3) гранулярная ЭПС Б – если верно 1, 2, 5

(4) лизосомы В – если верно 2, 4, 5

(5) комплекс Гольджи Г – если верно 2, 3, 4

Д – если верно 1, 2, 3, 4, 5

Назовите участок эукариотической клетки, в котором образуются рибосомальные РНК.

(А) рибосома;

(Б) шероховатая ЭПС;

(В) ядрышко;

(Г) аппарат Гольджи;

(Д) клеточный центр.

В каком из органоидов клетки происходит синтез белков?

(А) клеточный центр

(Б) лизосомы

(В) гранулярная ЭПС

(Г) агранулярная ЭПС

(Д) митохондрии

11. Назовите органоид, в котором происходит образование сложных белков и крупных молекул по­лимеров, упаковка выделяемых из клетки веществ в мембранный пузырек, формирование лизосом.

(А) эндоплазматическая сеть;

(Б) аппарат Гольджи;

(В) клеточный центр;

(Г) митохондрия;

(Д) рибосомы.

Назовите структуры, из которых образованы центриоли.

(А) микроворсинки;

(Б) микротрубочки;

(В) миофибриллы;

(Г) рибосомы;

(Д) мембраны.

Какой органоид обеспечивает биоэнергетику клетки?

(А) гранулярная ЭПС

(Б) агранулярная ЭПС

(В) комплекс Гольджи

(Г) центриоли

(Д) митохондрии

14. Назовите органоид, который представляет собой образованный одной мембранойпузырек, внутри которого находится набор гидролитических ферментов.

(А) рибосома;

(Б) липосома;

(В) лизосома;

(Г) центриоли;

(Д) пластинчатый комплекс.

Сколько субъединиц входит в состав рибосомы?

(А) 1; (Б) 2; (Г) 4; (Д) в разных клетках разное количество.

16. Назовите органоид клетки, который состоит из двух ци­линдрических структур, образованных из микротрубочек, расположенных перпендикулярно друг другу, от них в разные стороны веером отходят микротрубоч­ки.

(А) митохондрия;

(Б) клеточный центр;

(В) эндоплазматическая сеть;

(Г) лизосома;

(Д) комплекс Гольджи.

Назовите структурный компонент клетки, функцией которого является синтез полипептидной цепи из аминокислот.

(А) лизосома;

(Б) комплекс Гольджи;

(В) рибосома;

(Г) эндоплазматическая сеть;

(Д) клеточный центр.

18. Назовите органоид клетки, который окружен двумя мембранами, внутренняя мембрана образует много­численные выросты-складки во внутреннюю полость этого структурного компонента.

(А) ядро;

(Б) комплекс Гольджи;

(В) эндоплазматическая сеть;

(Г) клеточный центр;

(Д) митохондрия.

Какой органоид обеспечивает внутриклеточное переваривание?

(А) лизосома;

(Б) комплекс Гольджи;

(В) рибосома;

(Г) эндоплазматическая сеть;

(Д) клеточный центр.

В одном из участков ядра происходит интенсивный синтез рибосомальных РНК. Назовите этот участок ядра.

(А) ядерные поры;

(Б) хроматин;

(В) ядрышко;

(Г) пространство между внутренней и наружной мембранами ядра;

(Д) внутренняя поверхность внутренней мембраны.

21. Функция комплекса Гольджи. Верно всё, КРОМЕ:

(А) сортировка белков по различным транспортным пузырькам

(Б) гликозилирование белков

(В) реутилизация мембран секреторных гранул после экзоцитоза

(Г) упаковка секреторного продукта

(Д) синтез стероидных гормонов

На какой стадии митоза дочерние хромосомы расходятся к полюсам митотического веретена?

(А) Профаза

(Б) Прометафаза

(В) Метафаза

(Г) Анафаза

(Д) Телофаза

23. Белки, предназначенные для выведения из клетки, синтезируют:

(А) свободные цитоплазмотические рибосомы;

(Б) митохондриальные рибосомы;

(В) свободные полиримбосомы;

(Г) полирибосомы гранулярной эндоплазмотической сети;

(Д) комплекс Гольджи.

24. Митохондрии. Все верно. КРОМЕ:

(А) имеют собственный генетический аппарат;

(Б) обновляются путём деления;

(В) участвуют в синтезе АТФ;

(Г) в клетках бурого жира выделяют тепло;

(Д) обеспечивают внутриклеточное переваривание.

25. Внутри некоторых органоидов клетки имеет­ся ДНК, благодаря чему они способны размножаться. Назовите один из таких органоидов.

(А) аппарат Гольджи;

(Б) микротрубочка;

(В) митохондрия;

(Г) рибосома;

(Д) эндоплазматическая сеть.

26. Назовите органоид, который придает грану­лярной эндоплазматической сети «шероховатость».

(А) лизосома;

(Б) хроматин;

(В) митохондрия;

(Г) рибосома;

(Д) ядрышко.

Читайте также:

magictemple.ru

Деление клетки

Клетка в своей жизни проходит разные состояния: фазу роста и фазы подготовки к делению и деления. Клеточный цикл – переход от деления к синтезу веществ, составляющих клетку, а затем опять к делению – можно представить на схеме в виде цикла, в котором выделяют несколько фаз.

Описано три способа деления эукариотических клеток: амитоз (прямое деление), митоз (непрямое деление) и мейоз (редукционное деление).

Амитоз – относительно редкий способ деления клетки. При амитозе интерфазное ядро делится путем перетяжки, равномерное распределение наследственного материала не обеспечивается. Нередко ядро делится без последующего разделения цитоплазмы и образуются двухъядерные клетки. Клетка, претерпевшая амитоз, в дальнейшем не способна вступать в нормальный митотический цикл. Поэтому амитоз встречается, как правило, в клетках и тканях, обреченных на гибель.

Митоз. Митоз, или непрямое деление, - основной способ деления эукариотических клеток. Митоз – это деление ядра, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, что и был в родительском ядре. Имеющиеся в клетке хромосомы удваиваются, выстраиваются в клетке, образуя митотическую пластинку, к ним прикреплены нити веретена деления, которые растягиваются к полюсам клетки и клетка делится, образуя две копии исходного набора.

Рис.1. Митоз и мейоз

При образовании гамет, т.е. половых клеток – сперматозоидов и яйцеклеток – происходит деление клетки, называемое мейозом. Исходная клетка имеет диплоидный набор хромосом, которые затем удваиваются. Но, если при митозе в каждой хромосоме хроматиды просто расходятся, то при мейозе хромосома (состоящая из двух хроматид) тесно переплетается своими частями с другой, гомологичной ей хромосомой (также состоящей из двух хроматид), и происходит кроссинговер - обмен гомологичными участками хромосом. Затем уже новые хромосомы с перемешанными «мамиными» и «папиными» генами расходятся и образуются клетки с диплоидным набором хромосом, но состав этих хромосом уже отличается от исходного, в них произошла рекомбинация. Завершается первое деление мейоза, и второе деление мейоза происходит без синтеза ДНК, поэтому при этом делении количество ДНК уменьшается вдвое. Из исходных клеток с диплоидным набором хромосом возникают гаметы с гаплоидным набором. Из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидных клетки. Фазы деления клетки, которые следуют за интерфазой, называются профаза, метафаза, анафаза, телофаза и после деления опять интерфаза.

Рис.2. Фазы деления клетки

Профаза – самая длительная фаза митоза, когда происходит перестройка всей структуры ядра для деления. В профазе происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации. В это время хромосомы двойные (удвоение происходит в S-периоде интерфазы), состоят из двух хроматид, связанных между собой в области первичной перетяжки осбой структурой – цетромерой. Одновременно с утолщением хромосом исчезает ядрышко и фрагментируется (распадается на отдельные цистерны) ядерная оболочка. После распада ядерной оболочки хромосомы свободно и беспорядочно лежат в цитоплазме. Начинается формирование ахромативного веретена – веретена деления, которое представляет систему нитей, идущих от полюсов клетки. Нити веретена имеют диаметр около 25нм. Это пучки микротрубочек, состоящих из субъедениц белка тубулина. Микротрубочки начинают формироваться со стороны центриолей либо со стороны хромосом (в клетках растений).

Метафаза. В метафазе завершается образование веретена деления, которое состоит из микротрубочек двух типов: хромосомных, которые связываются с центромерами хромосом, и ценросомных (полюсных), которые тянутся от полюса к полюсу клетки. Каждая двойная хромосома прикрепляется к микротрубочкам веретена деления. Хромосомы как бы выталкиваются микротрубочками в область экватора клетки, т.е. располагаются на равном расстоянии от полюсов. Они лежат в одной плоскости и образуют так называемую экваториальную, или метафазную пластинку. В метафазе отчетливо видно двойное строение хромосом, соединенных только в области центромеры. Именно в этот период легко подсчитать число хромосом, изучать их морфологические особенности.

Анафаза начинается делением центромеры. Каждая из хроматид одной хромосомы становится самостоятельной хромосомой. Сокращение тянущих нитей ахроматинового веретена увлекает их к противоположным полюсам клетки. В результате у каждого из полюсов клетки оказывается столько же хромосом, сколько было их в материнской клетке, причем набор их одинаков.

Телофаза – последняя фаза митоза. Хромосомы деспирализуются, становятся плохо заметными. На каждом из полюсов вокруг хромосом воссоздается ядерная оболочка. Формируются ядрышки, веретено деления исчезает. В образовавшихся ядрах каждая хромосома состоит теперь всего из одной хроматиды, а не из двух.

Каждое из вновь образовавшихся ядер получило весь объем генетической информации, которым обладала ядерная ДНК материнской клетки. В результате митоза оба дочерних ядра имеют одинаковое количество ДНК и одинаковое число хромосом, такое же, как в материнском.

Цитокинез – после образования в телофазе двух новых ядер происходит деление клетки и формирование в экваториальной плоскости перегородки – клеточной пластинки.

В ранней телофазе между двумя дочерними ядрами, не достигая их, формируется цилиндрическая система волокон, называемая фрагмопластом, которая также как и волокна ахроматинового веретена, состоит из микротрубочек и связаны с ним. В центре фрагмопласта на экваторе между дочерними ядрами скапливаются пузырьки Гольджи, содержащие пектиновые вещества. Они сливаются друг с другом и дают начало клеточной пластинке, а их мембраны участвуют в построении плазмолемм по обеим сторонам пластинки. Клеточная пластинка закладывается в виде диска, взвешенного в фрагмопласте. Волокна фрагмопласта, видимо, контролируют направление движения пузырьков Гольджи. Клеточная пластинка растет центробежно по направлению к стенкам материнской клетки за счет включения в нее полисахаридов все новых и новых пузырьков Гольджи. Клеточная пластинка имеет полужидкую консистенцию, состоит из аморфного протопектина и пектатов магния и кальция. В это время из трубчатого ЭР образуются плазмодесмы. Расширяющийся фрагмопласт постепенно приобретает форму бочонка, позволяя клеточной пластинке расти латерально, пока она не соединится со стенками материнской клетки. Фрагмопласт исчезает, обособление двух дочерних клеток заканчивается. Каждый протопласт откладывает на клеточную пластинку свою первичную клеточную стенку.

Цитокинез с помощью клеточной пластинки происходит у всех высших растений и некоторых водорослей. У остальных организмов клетки делятся внедрением клеточной оболочки, которая постепенно углубляется и разделяет клетки.

Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении между дочерними клетками материальных носителей наследственности – молекул ДНК, входящих в состав хромосом. Благодаря равномерному разделению реплицированных хромосом между дочерними клетками обеспечивается образование генетически равноценных клеток и сохраняется преемственность в ряду клеточных поколений. Это обеспечивает таки важные моменты жизнедеятельности, как эмбриональное развитие и рост организмов, восстановление органов и тканей после повреждения. Митотическое деление клеток является также цитологической основой бесполого размножения организмов.

Мейоз. Мейоз – это особый способ деления клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом вдвое и переход клеток из диплоидного состояния (2n) в гаплоидное (n). Мейоз – единый, непрерывный процесс состоящий из двух последовательных делений, каждое из которых можно разделть на те же, что и в митозе, четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Обоим делениям предшествует одна интерфаза. В синтетическом периоде интерфазы до начала мейоза удваивается количество ДНК и каждая хромосома становится двухроматидной.

Первое мейотическое, или редукционное, деление.

Профаза I продолжается от нескольких часов до нескольких недель. Хромосомы спирализуются. Гомологичные хромосомы коньюгируют, образуя пары – биваленты. Бивалент состоит из четырех хроматид двух гомологичных хромосом. В бивалентах осуществляется кроссинговер – обмен гомологичными участками гомологичных хромосом, что приводит к их глубокому преобразованию. Во время коссинговера происходит обмен блоками генов, что объясняет генетическое разнообразие потомства. К концу профазы исчезает ядерная оболочка и ядрышко, формируется ахроматиновое веретено.

Метафаза I – биваленты собираются в экваториальной плоскости клетки. Ориентирование материнской и отцовской хромосомы из каждой гомологичной пары к одному или другому полюсу веретена деления является случайным. К центромере каждой из хромосом присоединяется тянущая нить ахроматинового веретена. Две сетринские хроматиды не разделяются.

Анафаза I – происходит сокращение тянущих нитей, и к полюсам расходятся двухроматидные хромосомы. Гомологичные хромосмы каждого из бивалентов уходят к противоположным полюсам. Расходятся случайно перераспределенные гомологичные хромосомы каждой пары (независимое распределение), и на каждом из полюсов собирается половинное число (гаплоидный набор) хромосом, образуется два гаплоидных набора хромосом.

Телофаза I – у полюсов веретена собирается одиночный, гаплоидный, набор хромосом, в котором каждый вид хромосом представлен уже не парой, а одной хромосомой, состоящей из двух хроматид. В короткой по продолжительности телофазе I восстанавливается ядерная оболочка, после чего материнская клетка делится на две дочернии.

Второе мейотическое деление следует сразу же после первого и сходно с обычным митозом (поэтому его часто называют митозом мейоза), только клетки, вступающие в него, несут гаплоидный набор хромосом.

Профаза II – непродолжительная.

Метафаза II – снова образуется веретено деления, хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости и центормерами прикрепляются к микротрубочкам веретена деления.

Анафаза II – осуществляется разделение их ценромер и каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой. Отделившиеся друг от друга дочерние хромосомы направляются к полюсам веретена.

Телофаза II – завершается расхождение сестринских хромосом к полюсам и наступает деление клеток: из двух гаплоидных клеток образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом.

Редукционное деление является как бы регулятором, препятствующим непрерывному увеличению числа хромосом при слиянии гамет. Не будь такого механизма, при половом размножении число хромосом удваивалось бы в каждом новом поколении. Т.е. благодаря мейозу поддерживается определенное и постоянное число хромосом во всех поколениях каждого вида растений, животных, протист и грибов. Другое значение заключается в обеспечении разнообразия генетического состава гамет как в результате кроссинговера, так и в результате различного сочетания отцовских и материнских хромосом при их расхождении в анафазе I мейоза. Это обеспечивает появление разнообразного и разнокачественного потомства при половом размножении организмов.



biofile.ru

Деление клеток — Энциклопедия по биологии

Деление клетки приводит к образованию из одной материнской клетки двух или многих дочерних. Если деление ядра материнской клетки сразу же сопровождается делением ее цитоплазмы, появляются две дочерние клетки. Но бывает и так: ядро многократно делится, а уже затем вокруг каждого из них обособляется часть цитоплазмы материнской клетки. В этом случае из одной исходной клетки сразу формируется несколько дочерних клеток.

По характеру распределения ядерного материала между дочерними клетками различают два способа деления клеток: непрямое деление — митоз и прямое деление — амитоз. Из них  гораздо более распространен митоз. За исключением некоторых деталей он протекает однотипно и в животных, и в растительных клетках. Биологическое значение митоза состоит в том, что он обеспечивает очень точное распределение между дочерними клетками ядерной ДНК, находящейся в хромосомах. Благодаря этому дочерние клетки биохимически и генетически оказываются одинаково полноценными.

Рисунок 9. Митоз клетки животного. A — неделящаяся клетка, B—C — ранняя и поздняя стадии профазы; D—E — ранняя и поздняя стадии метафазы; F — анафаза; G—H — ранняя и поздняя стадии телофазы

Митоз осуществляется в четыре последовательные фазы (Рисунок. 9). Первая фаза — профаза — характеризуется видимыми изменениями в ядре клетки, которые свидетельствуют о ее подготовке к делению. Ядро разбухает, в нем видны переплетенные между собой хромосомы (Рисунок. 9, B). Молекулы ДНК в таких хромосомах находятся в спирализованном состоянии. К концу профазы хромосомы укорачиваются и становится уже заметно, что каждая из них продольно разделена пополам, хотя обе половины, которые называются хроматидами, еще сближены (Рисунок. 9, C). В цитоплазме на двух противоположных полюсах клетки располагаются разделившиеся центриоли. От них друг к другу тянутся ахроматиновые нити веретена. В конце профазы растворяется ядерная Оболочка.

Следующая фаза — метафаза (Рисунок. 9, D и E)—характерна расположением всех хромосом, еще более укоротившихся, в середине клетки, в ее экваториальной плоскости. Часть нитей ахроматинового веретена, отходяших от центриолей, прикрепляется к хромосомам. Именно в метафазе легче всего подсчитать число хромосом, рассмотреть их форму. Во всех клетках, кроме половых, число хромосом всегда четное. Все организмы одного вида имеют одинаковое число хромосом. Так, у мягкой пшеницы их 42, у твердой пшеницы — 28, у курицы — 78, у овцы — 54, а у плодовой мушки дрозофилы — 8. Кроме того, удалось установить, что четное число состоит из нескольких пар хромосом. Так, у твердой пшеницы таких пар 14 (14X2=28), у дрозофилы — 4 пары. Позже мы увидим, что не только по форме, но и по генетическим особенностям хромосомы одной пары очень сходны, а иногда и идентичны между собой. Такие парные хромосомы называются гомологичными. Поэтому сумма всех хромосом в метафазе в общем виде обозначается величиной 2n, где n — число пар гомологичных хромосом. Набор хромосом, равный 2n, называется диплоидным набором.В метафазе некоторые нити веретена, идущие от центриолей, другими своими концами прикрепляются к хромосомам. К концу метафазы становится особенно заметно, что каждая хромосома расщеплена продольно: нити, идущие от противоположных центриолей, начинают сокращаться, и щели между половинками каждой хромосомы расширяются.

В анафазе — третьей фазе митотического деления клетки — этот процесс ускоряется. В результате одна половинка каждой хромосомы отходит к одному полюсу клетки, другая — к другому (Рисунок. 9, F). К концу анафазы на противоположных полюсах клетки собираются все расщепившиеся хромосомы; 2n таких новых хромосом (бывших «половинок») на одном полюсе и 2n — на другом. Таким образом, каждая из двух будущих дочерних клеток получает по совершенно одинаковому набору хромосом, повторяющему набор, который имела до деления материнская клетка. В этом-то и состоит биологический смысл митоза.

Телофаза (Рисунок 9, G и H) — завершающая фаза деления клетки. Собранные на полюсах материнской клетки хромосомы свиваются в клубок, утончаются. Индивидуальность каждой хромосомы уже трудно прослеживается в световом микроскопе. Однако она не теряется. На каждом полюсе клетки вокруг хромосом образуется ядерная оболочка. Цитоплазма клетки тоже начинает делиться по экваториальной плоскости. К концу телофазы вместо одной клетки возникают две новые. Так заканчивается митоз — непрямое деление клетки. Образовавшиеся дочерние клетки растут, достигают обычных для них размеров и снова начинают готовиться к следующему делению. Период между двумя делениями носит название интеркинеза.

Таким образом, жизнь каждой отдельной клетки охватывает один митоз и один интеркинез. По продолжительности митоз значительно короче интеркинеза. В тканях, где постоянно делятся клетки, митоз может длиться у разных клеток разных организмов от нескольких минут до 2—3 часов, а интеркинез — от 10 часов до 20 дней.

Во время интеркинеза в клетке осуществляются все основные процессы обмена веществ и энергии. Хромосомы в этот период хоть и не видны, но продолжают сохранять свою индивидуальность, что подтверждено целым рядом специальных экспериментов. Составляющие их внутреннюю часть молекулы ДНК находятся в деспирализованном (раскрученном) состоянии и направляют синтетические реакции в клетке. Перед следующим делением осуществляется и важный процесс самоудвоения молекул ДНК в хромосомах ядра. Процесс саморепродукции молекул ДНК был описан  в предыдущей главе. Здесь лишь отметим, что саморепродукция молекул ДНК неразрывно связана с процессом удвоения и расщепления хромосом: из двух идентичных молекул ДНК одна попадает в одну половину расщепившейся хромосомы, другая — в другую. Поэтому две дочерние клетки, возникающие при делении, получают весь объем биохимической и генетической информации, которым обладала ядерная ДНК материнской клетки.К числу важных изменений в клетке, происходящих в интерфазе и подготавливающих клетку к следующему делению, относятся: спирализация и укорочение половинок хромосом; удвоение центриолей; синтез белков будущего ахроматинового веретена. Клетка заканчивает свои рост и готова вступить в профазу следующего митоза.

При амитозе такого точного распределения ядерного вещества между дочерними клетками не происходит. В этом случае ядро просто перешнуровывается пополам, а вслед за ним — и цитоплазма клетки. Амитоз в жизни многоклеточных организмов занимает незначительное место.

В течение жизни многоклеточного организма не все его клетки постоянно делятся. Многие из них, приобретая ту или иную специализацию, перестают  делиться. При  этом  однифункционируют в течение всей жизни организма (нервные клетки), а другие — только определенный cрок, а затем отмирают и замещаются более молодыми клетками. Так происходит, например, с эритроцитами крови млекопитающих. Каждый эритроцит, попадая в кровяное русло, уже больше не делится, живет и выполняет свои функции в течение примерно 120 дней, а затем погибает. Его место занимают новые молодые эритроциты, возникающие из делящихся клеток в специальных кроветворных органах.

Эта статья также доступна на Білоруська, Český, Deutsche, English, Español, Suomalainen, Français, Italiano, 日本, Norsk, Polski, Portugues, Українська и 中國

biologiya.net

Деление клетки: митоз

Клетки многоклеточного организма чрезвычайно разнообразны по выполняемым функциям. В соответствии со специализацией клетки имеют разную продолжительность жизни. Например, нервные и мышечные клетки после завершения эмбрионального периода развития перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма. Клетки же других тканей - костного мозга, эпидермиса, эпителия тонкого кишечника - в процессе выполнения своей функции быстро погибают и замещаются новыми в результате непрерывного клеточного размножения.

Таким образом, жизненный цикл клеток обновляющихся тканей включает функционально активную деятельность и период деления. Деление клеток лежит в основе развития и роста организмов, их размножения, а также обеспечивает самообновление тканей на протяжении жизни организма и восстановление их целостности после повреждения.

Наиболее широко распространенная форма воспроизведения клеток у живых организмов - непрямое деление, или митоз. Для митоза характерны сложные преобразования ядра клетки, сопровождающиеся формированием специфических структур-хромосом. Хромосомы постоянно присутствуют в клетке, но в период между двумя делениями - интерфазе - находятся в деспирализованном состоянии и потому не видны в световой микроскоп. В интерфазе осуществляется подготовка к митозу, заключающаяся главным образом в удвоении (редупликации) ДНК. Совокупность процессов, происходящих в период подготовки клетки к делению, а также на протяжении самого митоза, называется митотическим циклом. На рисунке видно, что после завершения деления клетка может вступить в период подготовки к синтезу ДНК, обозначаемый символом G1. В это время в клетке усиленно синтезируются РНК и белки, повышается активность ферментов, участвующих в синтезе ДНК. Затем клетка приступает к синтезу ДНК. Две спирали старой молекулы ДНК расходятся, и каждая становится матрицей для синтеза новых цепей ДНК. В результате каждая из двух дочерних молекул обязательно включает одну старую спираль и одну новую. Новая молекула абсолютно идентична старой. В этом заключается глубокий биологический смысл: таким путем в бесчисленных клеточных поколениях сохраняется преемственность генетической информации.

Продолжительность синтеза ДНК в разных клетках неодинакова и колеблется от нескольких минут у бактерий до 6-12 ч в клетках млекопитающих. После завершения синтеза ДНК - фазы S митотического цикла - клетка не сразу начинает делиться. Период от окончания синтеза ДНК и до начала митоза называется фазой G2. В этот период клетка завершает подготовку к митозу: накапливается АТФ, синтезируются белки ахроматинового веретена, удваиваются центриоли.

Процесс собственно митотического деления клетки состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы.Рис. 11. Митоз растительной клетки. А - интерфаза; Б, В, Г, Д- профаза; Е, Ж-метафаза; 3, И - анафаза; К, Л, М-телофаза    

В профазе увеличивается объем ядра и клетки в целом, клетка округляется, снижается или прекращается ее функциональная активность (например, амебоидное движение у простейших и у лейкоцитов высших животных). Часто исчезают специфические структуры клетки (реснички и др.). Центриоли попарно расходятся к полюсам, хромосомы спирализуются и вследствие этого утолщаются, становятся видимыми. Считывание генетической информации с молекул ДНК становится невозможным: синтез РНК прекращается, ядрышко исчезает. Между полюсами клетки протягиваются нити веретена деления - формируется аппарат, обеспечивающий расхождение хромосом к полюсам клетки. На протяжении всей профазы продолжается спирализация хромосом, которые становятся толстыми и короткими. В конце профазы ядерная оболочка распадается и хромосомы оказываются беспорядочно рассеянными в цитоплазме.

В метафазе спирализация хромосом достигает максимума, и укороченные хромосомы устремляются к экватору клетки, располагаясь на равном расстоянии от полюсов. Образуется экваториальная, или метафазная, пластинка. На этой стадии митоза отчетливо видна структура хромосом, их легко сосчитать и изучить их индивидуальные особенности.

В каждой хромосоме имеется область первичной перетяжки - центромера, к которой во время митоза присоединяются нить веретена деления и плечи. На стадии метафазы хромосома состоит из двух хроматид, соединенных между собой только в области центромеры.

Во всех соматических клетках любого организма содержится строго определенное число хромосом. У всех организмов, относящихся к одному виду, число хромосом в клетках одинаково: у домашней мухи - 12, у дрозофилы - 8, у кукурузы - 20, у земляники садовой - 56, у рака речного - 116, у человека - 46, у шимпанзе, таракана и перца - 48. Как видно, число хромосом не зависит от высоты организации и не всегда указывает на филогенетическое родство. Число хромосом, таким образом, не служит видоспецифическим признаком. Но совокупность признаков хромосомного набора (кариотип) - форма, размеры и число хромосом - свойственна только одному какому-то виду растений или животных.

Число хромосом в соматических клетках всегда парное. Это объясняется тем, что в этих клетках находятся две одинаковые по форме и размерам хромосомы: одна происходит от отцовского, другая - от материнского организма. Хромосомы, одинаковые по форме и размерам и несущие одинаковые гены, называются гомологичными. Хромосомный набор соматической клетки, в котором каждая хромосома имеет себе пару, носит название двойного,или диплоидного набора, и обозначается 2n. Количество ДНК, соответствующее диплоидному набору хромосом, обозначают как 2с. В половые клетки из каждой пары гомологичных хромосом попадает только одна, поэтому хромосомный набор гамет называется одинарным или гаплоидным. Изучение деталей строения хромосом метафазной пластинки имеет очень большое значение для диагностики заболеваний человека, обусловленных нарушениями строения хромосом.

В анафазе вязкость цитоплазмы уменьшается, центромеры разъединяются, и с этого момента хроматиды становятся самостоятельными хромосомами. Нити веретена деления, прикрепленные к центромерам, тянут хромосомы к полюсам клетки, а плечи хромосом при этом пассивно следуют за центромерой. Таким образом, в анафазе хроматиды удвоенных еще в интерфазе хромосом точно расходятся к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом (4n4с).

В заключительной стадии - телофазе - хромосомы раскручиваются, деспирализуются. Из мембранных структур Цитоплазмы образуется ядерная оболочка. У животных клетка делится на две меньших размеров путем образования перетяжки. У растений цитоплазматическая мембрана возникает в середине клетки и распространяется к периферии, разделяя клетку пополам. После образования поперечной цитоплазматической мембраны у растительных клеток появляется целлюлозная стенка. Так из одной клетки формируются две дочерние, в которых наследственная информация точно копирует информацию, содержавшуюся в материнской клетке. Начиная с первого митотического деления оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) все дочерние клетки, образовавшиеся в результате митоза, содержат одинаковый набор хромосом и одни и те же гены. Следовательно, митоз - это способ деления клеток, заключающийся в точном распределении генетического материала между дочерними клетками.

В результате митоза обе дочерние клетки получают диплоидный набор хромосом.

Митоз тормозится высокой температурой, высокими дозами ионизирующей радиации, действием растительных ядов. Один из таких ядов - колхицин - применяют в цитогенетике: с его помощью можно остановить митоз на стадии метафазной пластинки, что позволяет подсчитать число хромосом и дать каждой из них индивидуальную характеристику, т. е. провести кариотипирование.

Таблица Митотический цикл и митоз (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Фазы

Процесс, происходящий в клетке

Интерфаза (фаза между делениями клеток)

Пресинтетический период

Синтез белка. На деспирализованных молекулах ДНК синтезируется РНК

Синтетический период

Синтез ДНК - самоудвоение молекулы ДНК. Построение второй хроматиды, в которую переходит вновь образовавшаяся молекула ДНК: получаются двухроматидные хромосомы

Постсинтетический период

Синтез белка, накопление энергии, подготовка к делению

Профаза (первая фаза деления)

Двухроматидные хромосомы спирализуются, ядрышки растворяются, центриоли расходятся, ядерная оболочка растворяется, образуются нити веретена деления

Фазы митоза

Метафаза (фаза скопления хромосом)

Нити веретена деления присоединяются к центромерам хромосом, двухроматидные хромосомы сосредоточиваются на экваторе клетки

Анафаза (фаза расхождения хромосом)

Центромеры делятся, однохроматидные хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам клетки

Телофаза (фаза окончания деления)

Однохроматидные хромосомы деспирализуются, сформировывается ядрышко, восстанавливается ядерная оболочка, на экваторе начинает закладываться перегородка между клетками, растворяются нити веретена деления

Рис. Строение хромосомы: 1 - первичная перетяжка с центромерой, 2 - два плеча, 3 - две хроматиды, 4 - вторичная перетяжка, 5 - спутник хромосомы. 6 - белок (нуклеопротеид), 7 - хромонемы (содержащие ДНК)

Особенности митоза у растений и у животных

Растительная клетка Центриолей нет. Звезды не образуются. Образуется клеточная пластинка. При цитокинезе не образуется борозды (перетяжки). Митозы происходят главным образом в меристемах.

Животная клетка Центриоли имеются Звезды образуются Клеточная пластинка не образуется При цитокинезе образуется борозда Митозы происходят в различных тканях и участках организма

Рис. Митотический цикл: М - митоз, П - профаза, Мф - мета-фаза, А - анафаза, Т - телофаза, g1 - пресинтетический период, S - синтетический период, g2 - постсинтетический период

www.examen.ru

Деление клетки - это... Что такое Деление клетки?

Деление клетки — процесс образования из родительской клетки двух и более дочерних клеток.

Деление прокариотических клеток

Прокариотические клетки делятся надвое. Сначала клетка удлиняется. В ней образуется попе­речная перегородка. Затем дочерние клетки расходятся.

Деление эукариотических клеток

Существует два способа деления ядра эукариотических клеток: митоз и мейоз

Амитоз

Амитоз, или прямое деление, - это деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования веретена деления (хромосомы в световом микроскопе вообще неразличимы). Такое деление встречается у одноклеточных организмов (например, амитозом делятся полиплоидные большие ядра инфузорий), а также в некоторых высокоспециализированных клетках растений и животных с ослабленной физиологической активностью, дегенерирующих, обреченных на гибель, либо при различных патологических процессах, таких как злокачественный рост, воспаление и т. п. Амитоз можно наблюдать в тканях растущего клубня картофеля, эндосперме, стенках завязи пестика и паренхиме черешков листьев. Такой тип деления характерен для клеток печени, хрящевых клеток, роговицы глаза. Очень часто при амитозе наблюдается только деление ядра, в этом случае могут возникнуть двух- и многоядерные клетки. Если же за делением ядра следует деление цитоплазмы, то распределение клеточных компонентов, как и ДНК, осуще­ствляется произвольно. Амитоз в отличие от митоза является самым экономичным способом деления, так как энергетические затраты при этом весьма незначительны. К амитозу близко клеточное деление у прокариот. Бактериальная клетка содержит только одну, чаще всего 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 клеточная мембрана врастает между этими двумя молекулами ДНК, так что в конечном итоге в каждой дочерней клетке, оказывается, по одной идентичной молекуле ДНК. Такой процесс получил название прямого бинарного деления.

Подготовка к делению

Эукариотические организмы, состоя­щие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в интерфазе. Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химиче­ских соединений синтезируется ее точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух полови­нок- хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молеку­лу ДНК. Интерфаза в клетках растений и животных в среднем про­должается 10-20 ч. Затем наступает процесс деления клетки - митоз.

Митоз

Митоз — (реже: кариокинез или непрямое деление) — деление ядра эукариотической клетки с сохранением числа хромосом. В отличие от мейоза, митотическое деление протекает без осложнений в клетках любой плоидности, поскольку не включает как необходимый этап, конъюгацию, гомологичных хромосом в профазе. Митоз (от греч. Mitos- нить) непрямое деление, - основной способ деления эукариотических клеток. Митоз - это деление ядра, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, что и в родительском ядре. Вслед за делением ядра обычно следует деление самой клетки, поэтому часто термином - «митоз» обозначают деление клетки целиком. Митоз впервые наблюдали в спорах папоротников, хвощей плаунов Г. Э. Руссов, преподаватель Дерптского универси­тета в 1872 г. и русский ученый И. Д. Чистяков в 1874 г. Де­тальные исследования поведения хромосом в митозе были выполнены немецким ботаником Э. Страсбургером в 1876- 1879 гг. на растениях и немецким гистологом В. Флеммингом в 1882 г. на животных. Митоз представляет собой непрерывный процесс, но для удобства изучения биологи делят его на четыре стадии в за­висимости от того, как выглядят в это время хромосомы в све­товом микроскопе. В митозе выделяют профазу, метафазу, ана­фазу и телофазу. В профазе происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации. В это время хромосомы двой­ные состоят из двух сестринских хроматид, связанных между собой. Одновременно со спирализацией хромосом исчезает ядрышко и фрагментируется (распадается на отдельные цистерны) ядерная оболочка. После распада ядерной оболочки хромосомы свободно и беспорядочно лежат в цитоплазме. В профазе центриоли (в тех клетках, где они есть) расходятся к полюсам клетки. В конце профазы начинает образовываться веретено деления, которое формируется из микротрубочек путем полимеризации белковых субъединиц. В метафазе завершается образование веретена деления, которое состоит из микротрубочек двух типов: хромосомных, которые связываются с центромерами хромосом, и центросомных (полюсных), которые тянутся от полюса к полюсу клетки. Каждая двойная хромосома прикрепляется к микротрубочкам веретена деления. Хромосомы как бы выталкиваются микротрубочками в область экватора клетки, т. е. располагаются равном расстоянии от полюсов. Они лежат в одной плоскости и образуют так называемую экваториальную, или метафазную пластинку. В метафазе отчетливо видно двойное строение хромосом, соединенных только в области центромеры. В этот период легко подсчитывать число хромосом, изучать их морфологические особенности. В анафазе дочерние хромосомы с помощью микротрубочек веретена деления растягиваются к полюсам клетки. Во время движения дочерние хромосомы несколько изгибаются на подобие шпильки, концы которой повернуты в сторону экватора клетки. Таким образом, в анафазе хроматиды удвоенные в интерфазе хромосом расходятся к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом. В телофазе происходят процессы, обратные тем, которые наблюдаются в профазе: начинается деспирализация (раскручивание) хромосом, они набухают и становятся плохо видимыми под микроскопом. Вокруг хромосом у каждого полюса из мембранных структур цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки. Разрушается верете­но деления. На стадии телофазы происходит разделение цитоплазмы (цитотомия) с образованием двух клеток. В клетках живот­ных плазматическая мембрана начинает впячиваться внутрь области, где располагался экватор веретена. В результате впячивания образуется непрерывная борозда, опоясывающая клетку по экватору и постепенно разделяющая одну клетку на две. В клетках растений в области экватора из остатков нитей веретена деления возникает бочковидное образование - фрагмопласт. В эту область со стороны полюсов клетки устремля­ются многочисленные пузырьки комплекса Гольджи, которые сливаются друг с другом. Содержимое пузырьков образует клеточную пластинку, которая делит клетку на две дочерние, а мембрана пузырьков Гольджи образует недостающие цитоплазматические мембраны этих клеток. Впоследствии на клеточную пластинку со стороны каждой из дочерних клеток откладываются элементы клеточных оболочек. В результате митоза из одной клетки возникают две дочерние с тем же набором хромосом, что и в материнской клетке. Биологическое значение митоза состоит, таким образом, в строго одинаковом распределении между дочерними клетками материальных носителей наследственности - молекул ДНК, входящих в состав хромосом. Благодаря равномерному распределению реплицированных хромосом происходит восстановление органов и тканей после повреждения. Митотическое деление клеток является также частью цитологического размножения организмов.

Мейоз

Мейоз - это особый способ деления клеток, в результат которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом вдвое. Впервые он был описан В. Флеммингом в 1882 г. у животных и Э. Страсбургером в 1888 г. у растений. С помощью мейоза образуются гаметы. В результате редукции споры и половые клетки хромосомного набора получают в каждую гаплоидную спору и гамету по одной хромосоме из каждой пары хромосом, имеющихся в данной диплоидной клетке. В ходе дальнейшего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получит опять диплоидный набор хромосом, т. е. кариотип организмов данного вида в ряду поколений остается постоянным.

Деление тела клетки

В процессе деления тела эукариотной клетки (цитокинеза) происходит разделение цитоплазмы и органелл между новыми клетками и старыми.

См. также

Ссылки

biograf.academic.ru

Деление клетки - это... Что такое Деление клетки?

Деление клетки — процесс образования из родительской клетки двух и более дочерних клеток.

Деление прокариотических клеток

Прокариотические клетки делятся надвое. Сначала клетка удлиняется. В ней образуется попе­речная перегородка. Затем дочерние клетки расходятся.

Деление эукариотических клеток

Существует два способа деления ядра эукариотических клеток: митоз и мейоз

Амитоз

Амитоз, или прямое деление, - это деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования веретена деления (хромосомы в световом микроскопе вообще неразличимы). Такое деление встречается у одноклеточных организмов (например, амитозом делятся полиплоидные большие ядра инфузорий), а также в некоторых высокоспециализированных клетках растений и животных с ослабленной физиологической активностью, дегенерирующих, обреченных на гибель, либо при различных патологических процессах, таких как злокачественный рост, воспаление и т. п. Амитоз можно наблюдать в тканях растущего клубня картофеля, эндосперме, стенках завязи пестика и паренхиме черешков листьев. Такой тип деления характерен для клеток печени, хрящевых клеток, роговицы глаза. Очень часто при амитозе наблюдается только деление ядра, в этом случае могут возникнуть двух- и многоядерные клетки. Если же за делением ядра следует деление цитоплазмы, то распределение клеточных компонентов, как и ДНК, осуще­ствляется произвольно. Амитоз в отличие от митоза является самым экономичным способом деления, так как энергетические затраты при этом весьма незначительны. К амитозу близко клеточное деление у прокариот. Бактериальная клетка содержит только одну, чаще всего 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 клеточная мембрана врастает между этими двумя молекулами ДНК, так что в конечном итоге в каждой дочерней клетке, оказывается, по одной идентичной молекуле ДНК. Такой процесс получил название прямого бинарного деления.

Подготовка к делению

Эукариотические организмы, состоя­щие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в интерфазе. Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химиче­ских соединений синтезируется ее точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух полови­нок- хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молеку­лу ДНК. Интерфаза в клетках растений и животных в среднем про­должается 10-20 ч. Затем наступает процесс деления клетки - митоз.

Митоз

Митоз — (реже: кариокинез или непрямое деление) — деление ядра эукариотической клетки с сохранением числа хромосом. В отличие от мейоза, митотическое деление протекает без осложнений в клетках любой плоидности, поскольку не включает как необходимый этап, конъюгацию, гомологичных хромосом в профазе. Митоз (от греч. Mitos- нить) непрямое деление, - основной способ деления эукариотических клеток. Митоз - это деление ядра, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, что и в родительском ядре. Вслед за делением ядра обычно следует деление самой клетки, поэтому часто термином - «митоз» обозначают деление клетки целиком. Митоз впервые наблюдали в спорах папоротников, хвощей плаунов Г. Э. Руссов, преподаватель Дерптского универси­тета в 1872 г. и русский ученый И. Д. Чистяков в 1874 г. Де­тальные исследования поведения хромосом в митозе были выполнены немецким ботаником Э. Страсбургером в 1876- 1879 гг. на растениях и немецким гистологом В. Флеммингом в 1882 г. на животных. Митоз представляет собой непрерывный процесс, но для удобства изучения биологи делят его на четыре стадии в за­висимости от того, как выглядят в это время хромосомы в све­товом микроскопе. В митозе выделяют профазу, метафазу, ана­фазу и телофазу. В профазе происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации. В это время хромосомы двой­ные состоят из двух сестринских хроматид, связанных между собой. Одновременно со спирализацией хромосом исчезает ядрышко и фрагментируется (распадается на отдельные цистерны) ядерная оболочка. После распада ядерной оболочки хромосомы свободно и беспорядочно лежат в цитоплазме. В профазе центриоли (в тех клетках, где они есть) расходятся к полюсам клетки. В конце профазы начинает образовываться веретено деления, которое формируется из микротрубочек путем полимеризации белковых субъединиц. В метафазе завершается образование веретена деления, которое состоит из микротрубочек двух типов: хромосомных, которые связываются с центромерами хромосом, и центросомных (полюсных), которые тянутся от полюса к полюсу клетки. Каждая двойная хромосома прикрепляется к микротрубочкам веретена деления. Хромосомы как бы выталкиваются микротрубочками в область экватора клетки, т. е. располагаются равном расстоянии от полюсов. Они лежат в одной плоскости и образуют так называемую экваториальную, или метафазную пластинку. В метафазе отчетливо видно двойное строение хромосом, соединенных только в области центромеры. В этот период легко подсчитывать число хромосом, изучать их морфологические особенности. В анафазе дочерние хромосомы с помощью микротрубочек веретена деления растягиваются к полюсам клетки. Во время движения дочерние хромосомы несколько изгибаются на подобие шпильки, концы которой повернуты в сторону экватора клетки. Таким образом, в анафазе хроматиды удвоенные в интерфазе хромосом расходятся к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом. В телофазе происходят процессы, обратные тем, которые наблюдаются в профазе: начинается деспирализация (раскручивание) хромосом, они набухают и становятся плохо видимыми под микроскопом. Вокруг хромосом у каждого полюса из мембранных структур цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки. Разрушается верете­но деления. На стадии телофазы происходит разделение цитоплазмы (цитотомия) с образованием двух клеток. В клетках живот­ных плазматическая мембрана начинает впячиваться внутрь области, где располагался экватор веретена. В результате впячивания образуется непрерывная борозда, опоясывающая клетку по экватору и постепенно разделяющая одну клетку на две. В клетках растений в области экватора из остатков нитей веретена деления возникает бочковидное образование - фрагмопласт. В эту область со стороны полюсов клетки устремля­ются многочисленные пузырьки комплекса Гольджи, которые сливаются друг с другом. Содержимое пузырьков образует клеточную пластинку, которая делит клетку на две дочерние, а мембрана пузырьков Гольджи образует недостающие цитоплазматические мембраны этих клеток. Впоследствии на клеточную пластинку со стороны каждой из дочерних клеток откладываются элементы клеточных оболочек. В результате митоза из одной клетки возникают две дочерние с тем же набором хромосом, что и в материнской клетке. Биологическое значение митоза состоит, таким образом, в строго одинаковом распределении между дочерними клетками материальных носителей наследственности - молекул ДНК, входящих в состав хромосом. Благодаря равномерному распределению реплицированных хромосом происходит восстановление органов и тканей после повреждения. Митотическое деление клеток является также частью цитологического размножения организмов.

Мейоз

Мейоз - это особый способ деления клеток, в результат которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом вдвое. Впервые он был описан В. Флеммингом в 1882 г. у животных и Э. Страсбургером в 1888 г. у растений. С помощью мейоза образуются гаметы. В результате редукции споры и половые клетки хромосомного набора получают в каждую гаплоидную спору и гамету по одной хромосоме из каждой пары хромосом, имеющихся в данной диплоидной клетке. В ходе дальнейшего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получит опять диплоидный набор хромосом, т. е. кариотип организмов данного вида в ряду поколений остается постоянным.

Деление тела клетки

В процессе деления тела эукариотной клетки (цитокинеза) происходит разделение цитоплазмы и органелл между новыми клетками и старыми.

См. также

Ссылки

3dic.academic.ru