розподіл клітин

Розподіл бактеріальної клітини

Всі клітини з'являються шляхом ділення батьківських клітин. Більшості клітин властивий клітинний цикл, що складається з двох основних стадій: інтерфази і мітозу.

Интерфаза складається з трьох етапів. Протягом 4-8 годин після народження клітина збільшує свою масу. Деякі клітини (наприклад, нервові клітини мозку) назавжди залишаються в цій стадії, у інших же протягом 6-9 годин подвоюється хромосомная ДНК. Коли маса клітини збільшується в два рази, починається мітоз.

У типовій тваринної клітині мітоз відбувається наступним чином. У профазу центриоли подвоюються, дві утворилися центриоли починають розходитися до різних полюсів клітини. Ядерна мембрана руйнується. Спеціальні мікротрубочки шикуються від однієї центріолі до іншої, утворюючи веретено поділу. Хромосоми роз'єднуються, але все ще залишаються попарно зчепленими.

Наступна після профази стадія називається Метафаза. Хромосоми, їх вабить нитками веретена, шикуються в екваторіальній площині клітини. Центромери, що скріплюють хромосоми, діляться, після чого дочірні хромосоми повністю роз'єднуються.

Хромосоми клітини людини безпосередньо перед поділом ядра (збільшення в 950 разів). Добре помітно, що пари хромосом все ще пов'язані між собою центромерами

В стадії анафази хромосоми переміщуються до полюсів клітини. Коли хромосоми досягають полюсів, починається телофаза. Клітина ділиться надвоє в екваторіальній площині, нитки веретена руйнуються, навколо хромосом формуються ядерні мембрани. Кожна дочірня клітина отримує власний набір хромосом і повертається в стадію інтерфази. Весь процес займає близько години.

Процес мітозу може варіювати в залежності від типу клітини. В рослинній клітині відсутні центріолі, хоча веретено поділу утворюється. У грибних клітинах мітоз відбувається всередині ядра, ядерна мембрана не розпадається.

Цитокинез на завершальній стадії в тваринній клітині

Наявність хромосом не є необхідною умовою поділу клітини. З іншого боку, один або кілька мітозів можуть зупинятися на стадії телофази, в результаті чого виникають багатоядерні клітини (наприклад, у деяких водоростей).

Розмноження за допомогою мітозу називають безстатевим або вегетативним, а також клонуванням. При мітозі генетичний матеріал батьківських і дочірніх клітин ідентичний.

Мейоз. на відміну від мітозу, є важливим елементом статевого розмноження. При мейозі утворюються клітини, що містять лише один набір хромосом, що робить можливим подальше злиття статевих клітин (гамет) двох батьків. По суті, мейоз є різновидом мітозу. Він включає два послідовних розподілу клітини, однак хромосоми подвоюються тільки в першому з цих поділів. Біологічна сутність мейозу полягає в зменшенні числа хромосом в два рази і освіті гаплоїдних гамет (тобто гамет, що мають по одному набору хромосом).

В результаті мейотичного поділу у тварин утворюються чотири гамети. Якщо чоловічі статеві клітини мають приблизно однакові розміри, то при утворенні яйцеклітин розподіл цитоплазми відбувається дуже нерівномірно: одна клітина залишається великою, а три інших настільки малі, що їх майже повністю займає ядро. Ці дрібні клітини служать лише для розміщення надлишкового генетичного матеріалу.

Чоловічі і жіночі гамети зливаються, утворюючи зиготу. Хромосомні набори при цьому об'єднуються (цей процес називається сингамії), в результаті чого в зиготі відновлюється подвоєний набір хромосом - по одному від кожного з батьків. Випадкове розбіжність хромосом і обмін генетичним матеріалом між гомологічними хромосомами призводять до виникнення нових комбінацій генів, підвищуючи генетичну різноманітність. Новоутворена зигота розвивається в самостійний організм.

Останнім часом проводилися експерименти зі штучного злиття клітин одного або різних видів. Зовнішні поверхні клітин склеювалися разом, а мембрана між ними руйнувалася. Таким чином вдалося отримати гібридні клітини миші і курчати, людини і миші. Однак при наступних розподілах клітини втрачали більшість хромосом одного з видів.

В інших експериментах клітина поділялася на компоненти, наприклад, ядро, цитоплазму і мембрану. Після цього компоненти різних клітин знову з'єднували разом, і в результаті виходила жива клітина, що складається з компонентів клітин різних видів. В принципі, досліди по збірці штучних клітин можуть виявитися першим кроком на шляху до створення нових форм життя.