Митоз

Митоз

Митоз - способ клеточного разделения, при котором клетки, которые образуются, идентичны между собой за генотипом и является точной копией материнской клетки. Период жизни клетки от разделения к разделению называется клеточным (митотическим) циклом. Клеточный цикл состоит из интерфазы и собственно митотического разделения (Митоза). Интерфаза состоит из трех периодов: предсинтетического, синтетического S и постсинтетического.

Предсинтетический период характеризуется интенсивным ростом клетки, активным синтезом белков, увеличением объема цитоплазмы и площади клеточных мембран. Он является самым длительным и складывает основную часть жизни подавляющего большинства клеток.

Во время синтетического периода происходит репликация ДНК и формирование Х-подобных хромосом. Каждая хромосома состоит теперь из двух сестринских хроматид, идентичных друг друга. В определенном участке - центромере - обе хроматиды остаются соединенными одна из одною. Центромера образуется в месте, где полное удваивание ДНК не состоялось, и состоит из плотно упакованного хроматина. Удваивание ДНК во время синтетического периода приводит к тому, что в клетки временно увеличивается кратность набора хромосом.

В постсинтетическом периоде синтезируются белки веретена разделения и достаточное количество АТФ (процесс разделения клетки чрезвычайно сложен и энергоемок).

По завершению интерфазы начинается митотическое разделение (митоз), которое проходит в несколько стадий (фаз), которые непрерывно переходят друг в друга.

Профаза. В этот период центриолю клеточного центра расходятся к противоположным полюсам клетки. Оболочка ядра постепенно распадается на маленькие мембранные волдырьки; аналогичные изменения происходят с аппаратом Гольджи и эндоплазматическим ретикулумом. В хромосомах происходит конденсация хроматина (многократное увеличение плотности упаковки). Процессы транскрипции полностью прекращаются, образование необходимых клетке белков может осуществляться только за счет ранее синтезированных молекул иРНК.

Метафаза. В метафазе конденсация хроматина максимальна. Образуются так называемые метафазные хромосомы. Каждая хромосома складывается: из двух сестринских хроматид, которые образуют плечи хромосомы; центромеры; конечных участков - теломеров. Во время метафазы хромосомы выстраиваются на экваторе клетки. Формируется веретено разделения - белковые нити (микротрубочки), которые тянутся от центриолей к центромерам хромосом. При этом к каждой центромере может прикрепляться несколько ниточек.

В клетках растений центриолю отсутствуют и их функцию выполняют скопления мембран эндоплазматического ретикулуму на полюсах клетки. С ними связываются микротрубочки, формируя веретено разделения.

Анафаза. Двойные хромосомы разрываются веретеном разделения и сестринские хроматиды будут отхаживать к противоположным полюсам клетки. При этом они ориентированы центромерами к соответствующему полюсу, а теломерами - к экватору клетки.

Телофаза. Вокруг хромосом начинает формироваться ядерная оболочка, появляются ядерные поры, возобновляется четность центриолей, цитоплазма и органеллы более-менее равномерно распределяются между полюсами клетки. Хромосомы постепенно деспирализуются, начинают формироваться ядра.

Дальше идет процесс раздела цитоплазмы с образованием двух дочерних клеток - цитокинез. В итоге цитоплазма полностью разделяется с образованием двух дочерних клеток, в каждой из которых содержится диплоидный набор хромосом и приблизительно одинаковое количество органелл.

Биологическое значение митоза заключается в поддерживании постоянства количества хромосом в клеточных поколениях - дочерние клетки получают такую же генетическую информацию, которая содержится в ядре материнской клетки.

Во многих эукариотических организмов обнаружено так называемое прямое разделение, или амитоз, при котором происходит удваивание ДНК, формирования новых ядер, однако образования дочерних клеток не происходит. В результате амитоза появляются многоядерные клетки, характерные для некоторых тканей животных, грибов и растений.