Деление эукариотических клеток
Основой размножения и индивидуального развития организмов является деление клетки.
Описано три типа деления эукариотических клеток:
· 1) амитоз — прямое деление;
· 2) митоз — непрямое деление;
· 3) мейоз — редукционное деление.
Амитоз — редкий способ деления клетки, характерный для стареющих или опухолевых клеток. При амитозе ядро делится путем перетяжки и равномерное распределение наследственного материала не обеспечивается. После амитоза клетка не способна вступать в митотический цикл.
Митоз
Митоз — тип деления клеток, в результате которого дочерние клетки получают генетический материал, идентичный тому, который содержался в материнской клетке.
Стадии митоза. Митоз состоит из четырех стадий (рис. 5.2).
· 1. Профаза — хромосомы спирализуются, центриоли (у животных клеток) расходятся к полюсам клетки, распадается ядерная оболочка, исчезают ядрышки и начинает формироваться веретено деления.
· 2. Метафаза — хромосомы, состоящие из двух хроматид, прикрепляются своими центромерами к нитям веретена деления. При этом все они располагаются в экваториальной плоскости. Эта структура называется метафазной пластинкой.
· 3.Анафаза — центромеры делятся и нити веретена деления растягивают отделившиеся друг от друга хроматиды к противоположным полюсам. Теперь разделенные хроматиды называются дочерними хромосомами.
· 4. Телофаза — дочерние хромосомы достигают полюсов клетки, де- спирализуются, нити веретена деления разрушаются, вокруг хромосом образуется ядерная оболочка, ядрышки восстанавливаются. Два образовавшихся ядра генетически идентичны. После этого следует цитокинез (деление цитоплазмы), в результате которого образуются две дочерние клетки.Органоиды распределяются между ними более или менее равномерно.
Биологическое значение митоза. В результате митоза достигается генетическая стабильность; увеличивается число клеток в организме; происходит рост организма; возможны явления регенерации и бесполого размножения у некоторых организмов.
Мейоз
Мейоз — тип деления клеток, сопровождающийся редукцией числа хромосом. В результате из первично диплоидных клеток образуются гаплоидные. В ходе мейоза наблюдается два клеточных деления, причем удвоение числа хромосом происходит только перед первым делением. Таким образом, из одной диплоидной клетки, делящейся мейотически, образуется четыре гаплоидных.
· 1. Профаза I (профаза первого мейотического деления) — происходят процессы, аналогичные процессам профазы митоза. Кроме того, гомологичные хромосомы, представленные двумя хроматидами, сближаются и «слипаются» друг с другом. Этот процесс называется конъюгацией. При этом происходит обмен участков гомологичных хромосом — кроссинговер (перекрест хромосом), т.е. обмен наследственной информацией. После конъюгации гомологичные хромосомы отделяются друг от друга.
· 2. Метафаза I — происходят процессы, аналогичные процессам метафазы митоза.
· 3. Анафаза / —в отличие от анафазы митоза центромеры не делятся и к полюсам клетки отходят не по одной хроматиде от каждой хромосомы, а по одной хромосоме, состоящей из двух хроматид, скрепленной общей центромерой.
4. Телофаза /— образуются две клетки с гаплоидным набором.
После завершения первого мейотического деления следует короткая интерфаза второго мейотического деления. Причем на этой стадии репликации (удвоения) ДНК не происходит и, следовательно, диплоидность не восстанавливается.
Процессы, протекающие в профазе II, метафазе II, анафазе II, телофазе //аналогичны процессам во время митоза.
Таким образом, из одной диплоидной клетки, делящейся мейотически, образуется четыре гаплоидных.
Биологическое значение мейоза состоит не только в обеспечении постоянства числа хромосом у организмов из поколения в поколение. Благодаря кроссинговеру и случайному расхождению гомологичных хромосом на анафазе № 1 деления, возникающие гаплоидные клетки содержат различные сочетания хромосом. Это обеспечивает разнообразие хромосомных наборов и признаков у последующих поколений и, таким образом, дает материал для эволюции организмов.
Источник
Основные типы деления эукариотических клеток
Чередование поколений с бесполым и половым размножением
Большинство организмов, обычно размножающихся бесполым путем, способно к половому размножению. При этом ряд поколений с бесполым размножением сменяется поколением особей, размножающихся с помощью гамет или же осуществляющих половой процесс. Вслед за этим вновь наблюдается бесполое размножение. Смена (чередование) половых и бесполых поколений происходит у разных видов с разной периодичностью, регулярно или через неодинаковые промежутки времени.
Первичное чередование поколений заключается в смене полового размножения спорообразованием. Оно наблюдается у представителей классов споровиков, жгутиконосцев, некоторых растений и отражает сохранение в филогенезе соответствующих организмов как более древней (бесполой), так и более прогрессивной (половой) форм размножения. Вторичное чередование поколений заключается в переходе на некоторых стадиях жизненного цикла к бесполому или партеногенетическому размножению животных, освоивших половое размножение. Оно распространено у кишечнополостных, членистоногих.
Включение в цикл развития организмов, размножающихся преимущественно бесполым путем, полового поколения время от времени активизирует комбинативную изменчивость и этим способствует преодолению генетического однообразия потомков, расширяя эволюционные и экологические перспективы группы.
Выделяют три способа деления эукариотических клеток:
1. Амитоз (или прямое деление клетки), происходит в соматических клетках эукариот реже, чем митоз. Впервые он описан немецким биологом Р. Ремаком в 1841г., термин предложен гистологом В. Флеммингом позднее – в 1882г. В большинстве случаев амитоз наблюдается в клетках со сниженной митотической активностью: это стареющие или патологически измененные клетки, часто обреченные на гибель (клетки зародышевых оболочек млекопитающих, опухолевые клетки и др.). При амитозе морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра, хорошо видны ядрышко и ядерная оболочка. Репликация ДНК отсутствует. Спирализация хроматина не происходит, хромосомы не выявляются. Клетка сохраняет свойственную ей функциональную активность, которая почти полностью исчезает при митозе. При амитозе делится только ядро, причем без образования веретена деления, поэтому наследственный материал распределяется случайным образом. Отсутствие цитокинеза приводит к образованию двуядерных клеток, которые в дальнейшем не способны вступать в нормальный митотический цикл. При повторных амитозах могут образовываться многоядерные клетки.
2. Мито́з (от греч. mitos — нить) — непрямое деление клетки, кариокинез, наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении реплицированных хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.
3. Мейоз (от греч. meiosis — уменьшение) или редукционное деление клетки — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза.
Жизненный цикл клетки.
Жизненный цикл клетки представляет собой промежуток времени от момента возникновения клетки в результате деления до ее гибели или до последующего деления.
В это время клетка растет, специализируется и выполняет свои функции в составе ткани и органов многоклеточного организма. В некоторых тканях, где клетки непрерывно делятся, жизненный цикл совпадает с митотическим циклом.
Совокупность последовательных и взаимосвязанных процессов в период подготовки клетки к делению, а также на протяжении самого митоза называется митотическим циклом.
Различают два периода Ж.Ц.: интерфазу и митоз. Интерфаза, в свою очередь, подразделяется на 3 этапа: предсинтетический, ситетический, постсинтетический. G1 следует сразу за делением. В это время в клетке происходит синтез и накопление РНК и белков, необходимые для образования клеточных структур. Это самый длительный период, когда клетка выполняет все необходимые ей функции. В S периоде происходит самоудвоение ДНК и поэтому к концу периода его количество удваивается. В G2 периоде идет накопление энергии в виде молекул АТФ, необходимой для последующего деления.
Деление клетки включает 2 этапа: деление ядра — кариокинез, деление цитоплазмы — цитокинез.Биологическое значение митоза заключается в точном идентичном распределении генетической информации между дочерними клетками. В процессе митоза последовательно протекает пять фаз: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза.
В начале профазы в ядре становятся видны тонкие нити — это профазные хромосомы. По мере спирализации ДНК хромосомы укорачиваются и утолщаются. Одновременно происходит разрушение ядрышка. Часть его расходуется на спирадизацию хромосом. К концу профазы хорошо видно, что каждая X состоит из 2-х хроматид, т.е. количество ДНК удвоено (2n4c). В это время происходит образование веретена деления. Профаза завершается распадом ядерной оболочки.
В прометафазеX располагаются свободно в цитоплазме в области бывшего ядра и начинают движение к экватору клетки, т.к. в центре цитоплазма разжижается и это способствует свободному перемещению X. Кроме этого, в цитоплазме продолжает формироваться веретено деления.
В метафазу X характеризуются пиком спирализации, щель между хроматидами максимальна, соединяются они только в области центромер. Хромосомы располагаются в области экватора и лежат в одной плоскости. Нити веретена прикрепляются к центромерам.
Анафазаначинается с одновременного расхождения хроматид (сестринских хромосом) к полюсам клетки.
Телофаза— стадия реконструкции дочерних ядер. В это время происходят процессы противоположные таковым в профазу. Хромосомы деспирализуются, востанавливается ядрышко и ядерная оболочка. Параллельно этому идет цитокинез. В клетках животных этот процесс начинается с образования в экваториальной зоне перетяжки, которая, все более углубляясь, отделяет наконец, сестринские клетки друг от друга. В клетках растений разделение цитоплазмы начинается во внутренней области материнской клетки. Здесь мелкие пузырьки ЭПС сливаются, образуя клеточную мембрану.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Основные типы деления эукариотических клеток
Жизненный цикл клетки
Весь период существования – от возникновения до деления или гибели клетки называют клеточным циклом.
Вновь появившаяся клетка первоначально растет, дифференцируется, выполняет свои специфические функции – это время – период покоя.
Образование клеток возможно только путем деления, поэтому важной частью ЖЦК является митотический цикл, включающий подготовку к делению (интерфазу) и само деление.
Интерфаза включает 3 периода –
· пресинтетический — G1— клетка растет, осуществляется синтез белка и РНК, накапливает богатые энергией в-ва. – продолжительность разная – около 10 часов в среднем.
· синтетический – G2 – удвоение генетического материала, необходима для того, чтобы вновь образовавшиеся клетки имели тот же геном, как и их предщественница.. продолжается синтез белка и РНК – около 9 часов.
· постсинтетический – G2 – клетка готовится к делению, накапливая энергию и белки, увеличивается кол-во митохондрий, делится центросома – фаза =4часа
продолжительность клеточного цикла зависит от типа клетки и от внешних факторов, таких как температура, кислород, питательные в-ва. Бактериальные клетки могут делиться каждые 20 мин, клетки кишечного эпителия – каждые 8-10 часов, а многие клетки нервной системы – не делятся никогда.
· амитоз— прямое деление , делится путем прямой перетяжки, наследственный материал распределяется неравномерно. Возможно образование двухядерных клеток. Амитоз- редкое явление, характерен для погибающих или измененных клеток – например, опухолевых.
· митоз— непрямое деление соматических клеток – в результате деления образуются 2 её точные копии. в быстро делящихся клетках, например, эмбриональных, ЖЦ практически совпадает с митотическим циклом. Это универсальный способ увеличения кол-ва или замещения погибших эукариот.клеток
· мейоз – редукционное деление половых клеток. Оно приводит к уменьшению содержания наследственного материала во вновь образовавшихся клетках, при этом в родительской клетке происходит однократное удвоение хромосом (репликация ДНК, как при митозе), затем следуют 2 цикла клеточных и ядерных делений. т.о. сохраняется постоянство набора генетических структур у потомков при слиянии половых клеток родителей
Основы цитогенетики. Строение и типы метафазных хромосом.
Хромосома – структурный элемент клеточного ядра дезоксирибонуклеиновой природы.
Хромосомы человека впервые наблюдали Арнольд (1879) и Флеминг(1882) в периоде митоза. Затем многие ученые изучали эти структуры клеточного ядра. Однако, только в 1955г. Трио и Леван установили, что в большинстве клеток человека – 46 хромосом. Открытие в 1959г патологических изменений в наборе хромосом при болезни Дауна привело к возникновению нового раздела генетики человека – учения о хромосомных болезнях.
Хромосомы – (окрашенные тельца) формируются в начале деления клеток из хроматина интерфазного ядра. Х – основные носители наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение у большинства живых организмов.
Хроматин состоит из молекул ДНК, связанных белками. Эти нити можно рассмотреть только в электронный микроскоп. Они составлены из расположенных друг за другом микрочастиц – нуклеосом, Ø10нм.
Нуклеосома имеет белковый остов, вокруг которого закручена молекула ДНК.
Во время деления нити хроматина сильно спирализуются, закручиваются и утолщаются, формируя видимые в световой микроскоп хромосомы. Имеет белковый остов вокруг которого закручена молекула ДНК.
Именно поэтому, основные сведения о строении хромосом были получены во время митоза.
Так как моменту деления хромосомы удвоены, то в световой микроскоп они видны состоящими из 2-х нитей – хроматид. Они объединены между собой в области первичной перетяжки – центромера –она делит хромосому поперек и на 2 части – плечи (которые бывают короткие и длинные)
В зависимости от расположения центромеры различают 3 типа хромосом:
· Метацентрические – центромера в центре, плечи равны.
· Субметацентрические – центромера сдвинута к одному концу хромосом, плечи 1
Источник
