Митотический цикл и митоз

Размножение клеток

Размножение или пролиферация (от лат. proles — потомство, ferre — нести) клеток — это процесс, который приводит к росту и обновлению клеток. Данный процесс характерен как для одноклеточных, так и многоклеточных организмов.

Соматические клетки многоклеточных организмов размножаются путем митотического деления

Митоз: способ упорядоченного деления клеток, при котором каждая из двух дочерних клеток получает хромосомы в количестве и имеющие строение как у материнской клетке. При каждом митозе образуется копия каждой хромосомы и действует точный механизм их распределения между дочерними клетками.

В митотическом делении клетки различают две стороны:

· кариокинез (разделение исходного ядра на два дочерних)

· цитокинез (разделение цитоплазмы с образованием двух

дочерних клеток)

Кариокинез и цитокинез протекают синхронно

Митотический цикл - совокупность процессов, происходящих в клетке от одного деления до другого. Состоит из двух стадий:

· интерфаза (стадии покоя)

· митоз (стадии деления)

Термины «митоз» и «кариокинез» — синонимы

Интерфаза

предшествует митозу, в ней происходит синтез ДНК (длительность составляет не менее 90% клеточного цикла)

Различают три периода интерфазы;

ü пресинтетический (G₁)

ü синтетический (S) -

ü постсинтетический (G₂)

Митоз

Состоит из четырех фаз:

ü профаза

ü метафаза

ü анафазы

ü телофазы

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

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

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) т

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.

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

Схема мейоза.

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:

ü образуются хромосомы обновленного генетического состава благодаря кроссинговеру между гомологичными хромосомами;

ü достигается наследственная разнородность гамет, так как во время первого мейотического деления из пары гомологичных хромосом в одну из двух гамет отходит материнская хромосома, в другую - отцовская;

ü после оплодотворения гаплоидные гаметы (1n1с) от отца и матери создают диплоидное ядро зиготы с числом хромосом, присущим данному виду.

мейоз — основа комбинативной генетической изменчивости

РАЗМНОЖЕНИЕ

Размножение — это свойство организмов производить потомство или способность организмов к самовоспроизведению.

Различают два основных способа размножения:

· бесполое

· половое

а – бесполое размножение (одна особь производит двух или большее число потомков); б – половое размножение (две гаметы от двух родительских особей, соединяясь, дают начало новому организму)

Полове размножение, или амфимиксис (от греч. amphi — с обеих сторон, mixis — смешение).- участвует два родителя, каждый из которых имеет собственную репродуктивную систему и продуцирует гаметы.

Следовательно, при половом размножении имеет место смешение наследственных факторов.

Бесполое размножение, или апомиксис (от греч. аро — без, mixis — смешение), - процесс, в котором участвует лишь один родитель (клетка или многоклеточный организм).