Митотический цикл и митоз

Продолжительность митотических циклов разных клеток различна и составляет от нескольких часов до нескольких дней. Однако она зависит от типа тканей, физиологического состояния, внешних факторов (температура, свет).

Разные ткани характеризуются разной митотической активностью.

В зависимости от митотической активности различают ткани:

стабильные (клетки не делятся, количество клеточной ДНК постоянно)

Пример: клетки центральной и периферической нервной системы. В этих клетках происходят лишь возрастные изменения

растущие (клетки живут всю жизнь, но среди последних имеются такие, которые делятся посредством митоза). Приводит к увеличению размеров органов.

Пример: ткани почек, желез внутренней секреции, скелетная и сердечная мускулатуры

обновляющиеся (многие клетки подвержены митозам, в результате чего погибающие клетки компенсируются вновь образующимися)

Пример: клетки желудочно-кишечного, дыхательного и мочеполового трактов, эпидермиса, костного мозга, семенников

У высших организмов митотическое деление клеток обеспечивает их рост с последующим увеличением массы тела и дифференциацией клеток.

Для деления клеток млекопитающих и птиц характерно то, что оно имеет определенные ограничения количества клеточных удвоений.

Пример: фибробласты плодов человека удваиваются лишь на протяжении 50 генераций, тогда как фибробласты от людей в возрасте 40 и 80 лет подвергаются примерно 40 и 30 удвоениям соответственно, если их культивируют в стандартных условиях (явление старения клеток).

В организме большинство клеток стареет:

клетки печени живут около 18 месяцев

эритроциты — 4 месяца, в результате чего в них накапливаются липиды, кальций, пигмент «изнашивания» и они гибнут.

Подсчитано, что организм взрослого человека ежедневно теряет около 1-2% своих клеток в результате их гибели.

После смерти клетки в ней происходит коагуляция протоплазмы, распад митохондрий и других органелл в результате аутолиза (активации внутриклеточных ферментов).

Считается, что клеточное содержание организма человека обновляется примерно каждые семь лет.

Особенно сильно замещение клеток происходит в крови

Эпителий тонкого кишечника человека — каждые 7-8 дней.

Нервные клетки функционируют (живут) на протяжении всей жизни организмов.

Амитоз

Амитоз - прямое деление ядра клетки.

При амитозе сохраняется интерфазное состояние ядра, ядрышко, ядерная мембрана.

Ядро клетки делится на две части без формирования веретена, в результате чего образуется двухъядерная клетка.

Амитоз - аномальный механизм в размножении клеток (встречается иногда в клетках скелетной мускулатуры, кожного эпителия, соединительной ткани).

Мейоз

Происходит при образовании гамет (сперматозоидов и яйцеклеток).

Исходная клетка имеет диплоидный набор хромосом, которые затем удваиваются.

При мейозе происходит кроссинговер- обмен гомологичными участками хромосом.

Первое деление мейоза

Новые хромосомы расходятся и образуются клетки с диплоидным набором хромосом, но состав этих хромосом отличается от исходного - в них произошла рекомбинация.

Рекомбинация - перераспределение (перекомбинирование) генетического материала родителей, в результате чего у потомков появляются новые сочетания генов, определяющие новые сочетания признаков.

Это основа комбинативной изменчивости. У эукариотических организмов, размножающихся половым путём, рекомбинация происходит в мейозе при независимом расхождении хромосом и при обмене гомологичными участками между гомологичными хромосомами (кроссинговере). Возможна и т. н. незаконная рекомбинация, когда структурные перестройки затрагивают негомологичные хромосомы. Рекомбинации бывают и в половых, и, гораздо реже, в соматических клетках.

Напоминание: при митозе в каждой хромосоме

хроматиды просто расходятся

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.

В каждом деление мейоза выделяют четыре стадии:

ü профаза

ü метафаза

ü анафаза

ü телофаза

Красным обозначены материнские хромосомы, синим - отцовские.

Клетки-организмы (одноклеточные организмы) размножаются простым делением надвое (бактерии, саркодовые), множественным делением (споровики и др.) или другим путем. Поэтому у бактерий и одноклеточных животных удвоение клеток представляет собой размножение их как самостоятельных организмов, поскольку из исходной формы (организма) образуется две новые клетки, каждая из которых является организмом. Каждая дочерняя клетка (организм) получает полную

генетическую информацию, несомую исходной клеткой-организмом.

Мейоз

Биологическое значение мейоза: