Клітинний і митотический цикли

Клітинний (життєвий) цикл - це період в жізнедеятель-ності клітини від моменту її появи до загибелі або образо-вання дочірніх клітин. Мітотичний цикл - це період в життєдіяльності клітини від моменту її утворення і до поділу на дочірні клітини. Мітотичний цикл включа-ет інтерфазу і мітоз (рис. 2.16).

Мал. 2.16. Схема митотического циклу:

G1 - пресинтетичний період; S- синте-тичний період; G 2 - постсинтетичний період

Новоутворена після мітозу клітина містить диплоид-ний набір хромосом і відповідно подвійну кількість молі-кул ДНК, кожна хромосома має одну хроматиду (2n 1хр 2с). Така клітина вступає в пресинтетичний період (G1) інтер-фази. тривалість якого коливається від декількох годин до декількох місяців і навіть років. У цей період клітина виконує свої функції, збільшується в розмірах, в ній йде синтез білків і нуклеотидів, накопичується енергія у вигляді АТФ.

У постсинтетичний період (G2) клітина готується до мітозу: накопичується енергія, синтезуються білки ахроматинового веретена.

Мітоз - це основний спосіб розмноження соматичних клітин. Головними причинами початку мітозу являють-ся: зміна ядерно-цитоплазмових співвідношення (в раз-них клітинах воно досягає 1 / 69-1 / 89) ;. поява "митогенетичні променів" - діляться клітини "змушують" располо-женние поруч клітини вступати в мітоз; наявність "ранових гормонів" - пошкоджені клітини виділяють особливі вещест-ва, що викликають мітоз непошкоджених клітин. Важлива роль в регуляції поділу клітин належить білкам-циклін. змінює тривалість фази G1.

Безперервний процес мітозу поділяють на 4 стадії: профазу, метафазу, анафазу і телофазу, що передує-ет интерфаза (рис. 2.17).

Мал. 2.17. Схема мітозу в клітинах корінця цибулі:

1 интерфаза; 2 профази; 3 метафаза; 4 анафаза; 5 телофаза; 6 дочірні клітини

В стадії телофази формуються ядра дочірніх клітин: хромосоми деспирализуются, будуються ядерні оболонки, в ядрі з'являються ядерця.

Мітоз закінчується цітокінезом - діленням цито-плазми материнської клітини. В кінцевому підсумку утворюються дві дочірні клітини, кожна з яких має 2n хромосом, одну хроматиду в хромосомі і 2с наборів ДНК.

Основне значення мітозу полягає в під-триманні сталості числа хромосом, обумовленому точ-ним розподілом генетичної інформації між до-чорну клітинку.

Різновидами мітозу є Ендомітоз, політенія і мейоз. При Ендомітоз відбувається подвоєння хромосом без поділу ядра, що призводить до утворення поліплоїдних клітин. При політенії спостерігається багаторазове подвоїти-ение хроматид, але вони не розходяться, і в результаті утворюють-ся політенні (многохроматідние, гігантські) хромосоми. наприклад в слинних залозах мухи дрозофіли.

Мітоз - не єдиний спосіб поділу клітин. Еукаріотичні клітини можуть розмножуватися і амитозе.

Амитоз - прямий поділ клітин і ядер, що знаходяться в умовах фізіологічної та репаративної регенерації, чи-бо пухлинних клітин. Типовий амитоз починається зі зво-тання перетяжки ядра, потім цитоплазми, і далі вони де-лятся на дві частини. Встановлено, що і при амитозе происхо-дит рівномірний розподіл генетичного матеріалу між дочірніми клітинами.

Мейоз - це поділ соматичних клітин статевих залоз, в результаті якого утворюються статеві клітини - гамети. Мейотическое розподіл протікає в два етапи - мейоз-I і мейоз-П. Кожне мейотическое розподіл, так само як і митотическое, підрозділяють на 4 фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу (рис. 2.18).

Мал. 2. I8. Схема мейозу (показана одна пара гомологічних хромосом):

Мейоз-I: 1 Лептотена; 2 Зиготена; 3 Пахітена; 4 діплотена; 5 діакінеза; 6 метафаза; 7- анафаза; 8- телофаза; 9- інтеркінез; мейоз-П: 10 метафаза; 11-анафаза; 12- дочірні клітини

Найбільш складною є профаза мейозу-I. Вона поділяється на 5 стадій: Лептотена, Зиготена, Пахітена, діплотена і діакінеза.

Мал. 2.19. Схема бивалента на стадії діплотени:

1 - хроматида; 2 - хіазми; 3 - центромери

На стадії діакінеза завершується спирализация і вкорочені-ня хромосом (вони фарбуються рівномірно). Біваленти, з'єднані тільки своїми кінцями, відокремлюються і распо-лагаются по периферії ядра.

Протягом профази центріолі розходяться до полюсів кліть-ки, а в кінці профази фрагментируются ядерце і ядерна оболонка. Прокон'югіровавшіе хромосоми виходять в цито-плазму і рухаються до екватора клітини. До Центромера хромо-сом прикріплюються нитки ахроматинового веретена. Утримуючи-ня генетичного матеріалу - 1n бів4хр 4.

Після закінчення мейозу-I настає короткий переможе-ток - інтеркінез. протягом якого не відбувається реп-цію ДНК і подвоєння хроматид.

Таким чином, в результаті двох послідовних деле-ний мейозу з однієї диплоїдної клітини утворюються 4 гапло-ідние.

Значення мейозу полягає в підтримці постоянст-ва числа хромосом і рекомбінації генетичного матеріалу, обумовленої кросинговером і випадковим розбіжністю до полюсів гомологічниххромосом і хроматид.

При порушенні нормального перебігу мітозу або мейозу спостерігаються різні хромосомні і геномні мутації - делеции, дуплікації, полиплоидии, анеуплоїдії та ін.