Митоз и его значение

Митоз — важнейший этап в жизни клетки и всего организма, процесс деления соматической клетки у животных и образования половых клеток у растений.

Биологическое значение митоза:

1)      в наиболее общей формулировке — передача неизменной наследственной информации от одной клетки к ее «потомкам»;

2)      рост отдельных тканей и целых организмов;

3)      регенерация клеток и тканей;

4)      бесполое размножение.

Итак, митозом делятся именно соматические клетки! При этом абсолютно неверно говорить, что половые клетки делятся мейозом. Половые клетки не делятся, а образуются: у животных в результате мейоза, а у растений в результате митоза. Мейоз — путь образования спор у растений и грибов.

Профаза митоза

1.      Ранняя профаза. Прекращается транскрипция. Начинается процесс конденсации хромосом — их укорочение, уплотнение. Хромосомы словно бы «свалены в кучу». То, что хромосомы двухроматидные, пока видно нечетко.

2.      Поздняя профаза.

1)      Формируется веретено деления в цитоплазме. Веретено состоит из тубулиновых микротрубочек.

2)      Образуются полюса деления в результате расхождения клеточных центров к разным полюсам. Помните, клеточный центр (он есть у клеток водорослей, грибов, животных) — это центриоли с отходящими от них микротрубочками. Так как центриоли поделились в интерфазе, значит, клеточных центра в профазе будет два.

3)      Ядерная оболочка разрушается, ядрышко исчезает. Оболочка ядру уже не нужна, она будет только препятствовать расхождению хромосом. Ядрышко также не требуется — все рибосомы были синтезированы в интерфазе. После исчезновения ядерной оболочки у высших растений тоже образуется веретено деления за счет переориентации хромосом, несмотря на то, что у них нет клеточного центра.

3.      Набор хромосом и количество хроматид (молекул ДНК). 2n4c.

Метафаза митоза

1.      Прометафаза. Ключевое событие — микротрубочки, берущие начало от пары центриолей, присоединяются к центромерам хромосом.

2.      Хромосомы передвигаются к центру клетки за счет сокращений белковых нитей микротрубочек.

3.      Метафаза. Хромосомы расположены по экватору клетки. Фактически это один длинный ряд из двухроматидных хромосом. На рисунке показана модель одной из двухроматидных хромосом.

4.      Четко видно, что каждая хромосома построена их пары сестринских хроматид. Термином «сестринские» обозначаются идентичные хромосомы, образовавшиеся в результате репликации ДНК и ее суперспирализации.

5.      Набор хромосом и количество хроматид (молекул ДНК). 2n4c.

Анафаза митоза

1.      Центромеры хроматид разъединяются, фактически разделяются.

2.      Две сестринские хроматиды каждой хромосомы «ссорятся и разъезжаются», двигаются к противоположным полюсам клетки. Микротрубочки при этом разрушаются.

1)      Рассмотрим пример. У нас одна хромосома, состоящая из двух хроматид — А и В. И у нас два полюса клетки — А и В.

2)      Хроматида А пойдет к полюсу А, хроматида В пойдет к полюсу В. Выше на рисунке показана модель двух хроматид одной хромосомы, расходящихся к разным полюсам.

3)      Мы видим на рисунке только одну хромосому, но на самом деле ниже ее всегда есть парная хромосома, хроматиды которой также разошлись. Так как в двух хромосомах 4 хроматиды, то после их расхождения мы получим по сути 4 независимых хромосомы — и набор станет 4n.

3.      Хроматиды превращаются в самостоятельные хромосомы, образно говоря, каждая из двух «дочек» сама становится «мамой».

4.      Набор хромосом и количество хроматид (молекул ДНК). 4n4c. Для многих учеников остается загадкой, почему здесь 4n. Дело в том, что фактически на данной стадии материнская клетка имеет 2 диплоидных или 4 гаплоидных набора хромосом — 4n, набор, который она передаст дочерним клеткам в телофазе.

Телофаза митоза

1.      Создание ядерной оболочки вокруг хромосом.

2.      Возникновение двух ядер в двух клетках.

3.      Деконденсация хромосом. В окуляр светового микроскопа хромосомы не видны, они как бы распадаются, деспирализуются.

4.      Формирование ядрышка. В интерфазе оно будет снова синтезировать рибосомы.

5.      Цитокенез — разделение клетки и рождение пары дочерних клеток. При отсутствии данного процесса можно получить двухъядерные или многоядерные клетки.

6.      Набор хромосом и количество хроматид (молекул ДНК). 2n2c. Предыдущая формула 4n4c «урезана» в два раза. В таком виде клетка подходит к интерфазе.