Деление клетки. Митоз
Другие рефераты
Митоз
Способность к делению - важнейшее свойство клеток. Без деления
невозможно представить себе увеличение числа одноклеточных 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.
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.
Во время митоза клетка проходит ряд последовательных фаз, в
результате которых каждая дочерняя клетка получает такой же набор хромосом,
какой был в материнской летке.
Митоз (от греч. mitos- нить), непрямое деление, основной способ
деления эукариотных клеток. Биол. значение М. состоит в строго одинаковом
распределении редуплицированных хромосом между дочерними клетками, что
обеспечивает образование генетически равноценных клеток и сохраняет
преемственность в ряду клеточных поколений. В 1874 И. Д. Чистяков описал
ряд стадий (фаз) М. в спорах плаунов, ещё не ясно представляя себе их
последовательность. Детальные исследования по морфологии М. впервые были
выполнены Э. Страсбургером на растениях (1876-79) и В. Флеммингом на
животных (1882). Продолжительность митоза в среднем 1-2 ч., различна для
разных видов клеток. Процесс зависит также и от условий внешней среды
(температуры, светового режима и других показателей).
Фазы митоза
В процессе М. условно выделяют неск. стадий, постепенно и непрерывно
переходящих друг в друга: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и
телофазу. Длительность стадий М. различна и зависит от типа ткани, физиол.
состояния организма, внеш. факторов; наиб. продолжительны первая и
последняя.
В профазе хорошо видны центриоли - образования, находящиеся в
клеточном центре и играющие роль в делении дочерних хромосом животных.
(Напомним, что у высших растений нет центриолей в клеточном центре, который
организует деление хромосом.) Мы же рассмотрим митоз на примере животной
клетки, поскольку присутствие центриолей делает процесс деления клетки
более наглядным. Центриоли делятся и расходятся к разным полюсам клетки. От
центриолей протягиваются микротрубочки, образующие нити веретена деления,
которое регулирует расхождение хромосом к полюсам делящийся клетки.
[pic]
Важнейшие признаки профазы - конденсация хромосом, распад ядрышек и
начало формирования веретена деления, снижение активности транскрипции (к
концу профазы синтез РНК прекращается). Веретено деления образуется либо с
участием центриолей, образуя митотический аппарат (в клетках животных и нек-
рых низших растений), либо без них (в клетках высших растений и нек-рых
простейших). У водорослей, низших грибов и ряда простейших веретено может
формироваться внутри ядра (т. н. закрытый М.). Прометафаза начинается
распадом ядерной оболочки на фрагменты и беспорядочными движениями хромосом
в центр. части клетки, соответствующей зоне бывшего ядра. При "закрытом М."
оболочка ядра сохраняется в течение всего М. Хромосомы спирализуются и в
результате этого укорачиваются и утолщаются, и их уже можно наблюдать в
световой микроскоп. Еще лучше они видны на следующей стадии митоза -
метафазе.
В Метафазе завершается формирование веретена деления. Хромосомы
перестают двигаться и выстраиваются по экватору веретена, образуя
экваториальную пластинку. При этом хорошо видно, что каждая хромосома,
состоящая из двух хроматид, имеет перетяжку - центромеру (рис 2). Хромосомы
своими центромерами прикрепляются к нитям веретена деления. После деления
центромеры каждая хроматида становится самостоятельной дочерней хромосомой.
Синтез белка снижен на 20-30% по сравнению с интерфазой. На этой стадии М.
клетки наиб. чувствительны к холоду, колхицину, его производным и др.
агентам, воздействие к-рых разрушает веретено деления и приводит к
пекращению деления клеток (К-митоз). При низких дозах повреждающих агентов
нормальное течение М. восстанавливается через несколько часов после их
воздействи; более высокие дозы приводят либо к гибели клетки, либо к ее
полиплоидизации.
[pic]
Анафаза - самая короткая стадия М. Характеризуется разделением
сестринских хроматид и расхождением хромосом к противоположным полюсам
клетки. Скорость их движения в среднем 0,2-5 мкм/мин. В ряде случаев
движение хромосом к полюсам клетки сопровождается дополнит. расхождением
полюсов друг от друга.
Телофаза длится с момента прекращения движения хромосом до окончания
процессов, связанных с реконструкцией дочерних ядер (десприрализация и
активизация хромосом, образование ядерной оболочки, формирование ядрышек),
с разрушением веретена деления, разделением тела материнской клетки на 2
дочерние и образованием (в клетках животных) остаточного тельца Флемминга.
Она начинается после того, как дочерние хромосомы, состоящие из одной
хроматиды, достигли полюсов клетки. На этой стадии хромосомы вновь
деспирализуются и приобретают такой же вид, какой они имели до начала
деления клетки в интерфазе (длинные тонкие нити). Вокруг них возникает
ядерная оболочка, а в ядре формируется ядрышко, в котором синтезируются
рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все органоиды (митохондрии,
комплекс Гольджи, рибосомы и др.) распределяются между дочерними клетками
более или менее равномерно.
По завершении цитотомии клетки вступают в интерфазу, к-рая начинается
G1- периодом следующего клеточного цикла.
Заключение
В опытах с температурно-зависимыми мутантами дрожжей и клеточных
линий млекопитающих показано, что протекание М. обусловливается активацией
определённых генов и синтезом специфич. РНК и белка. Иногда М. считают
только деление ядра (кариокинез), к-рое не всегда сопровождается цитотомией
- образованием двух отд. клеток.
Таким образом, в результате митоза из одной клетки получаются две,
каждая из которых имеет характерно для данного вида организма число и форму
хромосом, а следовательно, постоянное количество ДНК.
Биологическое значение митоза заключается в том, что он обеспечивает
постоянство числа хромосом во всех клетках организма. В процессе митоза
происходит распределение ДНК хромосом материнской клетки строго поровну
между возникающими из нее двумя дочерними клетками. В результате митоза все
клетки тела, кроме половых, получают одну и ту же генетическую информацию.
Такие клетки называются соматическими (от греч. "сома" - тело).
Список литературы:
Биологический энциклопедический словарь Глав. ред. М.С.Гиляров
Общая биология учебник для 10-11 классов общ. учреж. Под ред. ак.
Д.К.Беляева...
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
