Деление эукариотических клеток

      Комментарии к записи Деление эукариотических клеток отключены

Жизненный (митотический) цикл клетки включает ее существование от момента деления до следующего деления или смерти. Цикл клетки складывается из 3 главных стадий: интерфазы, в которой происходят активный рост и функционирование клеток, а также подготовка их к делению; деления ядра и цитокинеза — процесса разделения цитоплазмы между дочерними клетками.

Деление, при котором сохраняется идентичность хромосомного набора материнской и дочерних клеток, называется митозом. Митоз — основной способ деления всех соматических клеток. Так, из одной материнской клетки с набором 2п4с образуются две дочерние с набором 2п2с*. Но в митоз могут вступать и гаплоидные клетки. Так, у голосеменных и покрытосеменных растений митоз наблюдается при образовании половых клеток.

Деление, при котором происходит редукция хромосомного набора (от диплоидного к гаплоидному), называется мейозом и наблюдается у растений при образовании спор. Так, из 1 диплоидной клетки (2п4с) образуются 4 с гаплоидным набором (пс).

Интерфаза

Интерфаза перед митозом и мейозом складывается из 3 периодов (см. рис. 1.17): предсинтетического (G1), синтетического (S) и постсинтетического (G2)

G1-период — синтез всех видов РНК, белка, рост клетки.

S-период — редупликация молекул ДНК (число ДНК в каждой хромосоме удваивается, но плоидность хромосомного набора — число хромосом в ядре — не меняется), синтез гистоновых белков.

G2-период — продолжение синтеза белка, накопление энергии, удвоение клеточных органелл.

Продолжительность митотического цикла различна. Так, у одноклеточных эукариот он может варьировать от 0,5 ч до 2-3 сут. У многоклеточных (например, у вики посевной) составляет 15 сут, у бо- бов — около 2 сут.

Деление клетки подразделяется на процессы, происходящие в ядре: кариокинез (деление ядра) и цитокинез (деление цитоплазмы).

Митоз

Митоз подразделяют на 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

* n — гаплоидный набор; 2 n — диплоидный набор; с — количество молекул ДНК в хромосомах.

Деление эукариотических клеток

Рис. 1.17. Периоды интерфазы

Профаза — самая длительная фаза митоза. В ней происходят: спирализация и укорочение ДНК хромосом; исчезновение ядрышка и распад ядерной оболочки; формирование ахроматинового веретена, или веретена деления, состоящего из пучков микротрубочек, идущих от полюсов клетки. Таким образом, в конце профазы каждая хромосома состоит из 2 хроматид (2 молекул ДНК — 2с), скрепленных центромерой.

В метафазу хромосомы располагаются на экваторе клетки. Происходит продольное расщепление хромосом на 2 хроматиды. Плечи хроматид продольно расходятся, но они остаются скреплеными центромерой.

В анафазу происходит деление центромер надвое. Хроматиды расходятся к полюсам клетки за счет сокращения ахроматинового веретена. В результате на каждом полюсе сохраняется тот же набор хромосом (2n), но все они теперь состоят из 1 хроматиды (2п2с), а во всей клетке находятся 2 диплодных набора (4п4с).

Телофаза (обратная профазе) включает деспирализацию хромосом, они становятся плохо видимыми. Формируются ядрышко и ядерная оболочка вокруг хромосом на каждом полюсе. Веретено деления исчезает.

Цитокинез

Цитокинез — это формирование клеточной пластинки в экваториальной плоскости после появления 2 ядер. Между ядрами образуется бочкообразная система волокон, состоящая из микротрубочек, называемая фрагмопластом. В экваториальной плоскости фрагмопласта появляются пузырьки Гольджи, содержащие пектиновые вещества. Из них формируется срединная пластинка, а мембраны пузырьков идут на построение плазматической мембраны по обеим сторонам клетки. Каждый протопласт откладывает над срединной пластинкой первичную оболочку (см. рис. 1.18). После цитокинеза наступает состояние покоя — интерфаза.

Биологическое значение митоза заключается в передаче дочерним клеткам идентичной генетической информации родительской клетки. Кроме того, митоз обеспечивает рост и регенерацию тканей.

Деление эукариотических клеток

Рис. 1.18. Митоз и цитокинез в растительных клетках (корня лука):

А — ядро в интерфазе; Б — ранняя и В — поздняя профазы; Г — метафаза; Д — ранняя анафаза; Е — поздняя анафаза; Ж — телофаза; З — сестринские клетки;

1 — ядерная мембрана; 2 — кариолимфа; 3 — ядрышко; 4 — цитоплазма; 5 — хроматиновая нить; 6 — хромосомы; 7 — ахроматированное веретено; 8 — хроматиды; 9 — центромера; 10 — спутник; 11 — плечи хромосом; 12 — фрагмопласт; 13 — закладывающаяся пектиновая перегородка; 14 — формирующееся ядро

Мейоз

Мейоз был открыт в 1885 г. В.И. Беляевым. В мейоз вступают только диплоидные клетки. При половом процессе происходит слияние ядер 2 клеток, т.е. набор становится диплоидным (2п). Сущностью мейоза является восстановление гаплоидного набора в ядрах половых клеток, так как при повторении полового процесса из поколения в поколение число хромосом все время увеличивалось бы.

Мейоз состоит из 2 последовательных делений ядра; 1-е мейотическое деление называется редукционным, а 2-е, протекающее по схеме митоза, — эквационным (см. рис. 1.19).

Деление эукариотических клеток

Рис. 1.19. Схема мейоза:

А — первое мейотическое (редукционное) деление: 1, 2 — профаза I; 3 — метафаза I; 4 — анафаза I; 5 — телофаза I; Б — второе мейотическое деление: 6 — анафаза II; 7 — телофаза II

Дополнительные материалы:

Деление клетки. Митоз


Похожие статьи: