Главное меню

Реклама

КЛЕТОЧНОЕ ЯДРО - ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК. КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ

Содержание материала

 

ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК. КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ

Рост организма происходит за счет увеличения числа клеток путем деления. Основными способами деления клеток в челове­ческом организме являются митоз и мейоз. Процессы, происхо­дящие при этих способах деления клеток, протекают одинаково, однако приводят к разным результатам.

Митотическое деление клеток (митоз) приводит к увеличе­нию числа клеток, росту организма. Таким способом обеспечи­вается обновление клеток при их износе, гибели. В настоящее время известно, что клетки эпидермиса живут 10—30 дней, эритроциты — до 4—5 мес. Нервные и мышечные клетки (во­локна) живут в течение всей жизни человека.

У всех клеток при размножении (делении) наблюдаются из­менения, укладывающиеся в рамки клеточного цикла. Клеточ­ным циклом называют процессы, которые происходят в клетке от деления до деления или от деления до смерти (гибели) клет­ки. В клеточном цикле выделяют подготовку клетки к делению (интерфаза) и митоз (процесс деления клетки).

В интерфазе, которая длится примерно 20—30 ч, ско­рость биосинтетических процессов возрастает, увеличивается количество органелл. В это время удваивается масса клетки и всех ее структурных компонентов, в том числе центриолей.

 

Рис. 5. Деление клетки. Стадии митоза. Показаны образование хромосом, формирование веретена деления и равномерное распределение хромосом и центриолей по двум до­черним клеткам.

А — интерфаза; Б — профаза; В — метафаза; Г — анафаза; Д — телофаза; Е — поздняя те- лофаза. 1 — ядро; 2 — клеточ­ный центр (центриоль); 3 — веретено деления клетки; 4 — хромосомы; 5 — непрерывные микротрубочки; 6 — клеточный центр; 7 — борозда деления клетки; 8 — формирование ядра.

 

Происходит репликация (повторение, удвоение) молекул нуклеиновых кислот. Этот процесс пе­редачи генетической ин­формации, хранящейся в родительской ДНК, пу­тем точного ее воспроиз­ведения в дочерних клет­ках. Родительская цепь ДНК служит матрицей для синтеза дочерних ДНК. В итоге реплика­ции каждая из двух дочерних молекул ДНК состоит из одной старой и одной новой цепей. В период подготовки к митозу в клетке синтезируются белки, необходимые для деления клетки. К концу интерфазы хроматин в ядре конденсирован.

Митоз (mitоsis; от греч. mitоs — нить) представляет со­бой период, когда материнская клетка делится на две дочерние (рис. 5). Митотическое деление клеток обеспечивает равномер­ное распределение структур клетки, ее ядерного вещества — хроматина — между двумя дочерними клетками. Длительность митоза — от 30 мин до 3 ч. Митоз подразделяют на профазу, ме­тафазу, анафазу, телофазу.

В профазе постепенно распадается ядрышко, центрио- ли расходятся к полюсам клетки. Микротрубочки центриолей направлены к экватору, а в области экватора они перекрывают друг друга.

В метафазе разрушается ядерная оболочка, хромосом­ные нити направляются к полюсам, сохраняя связь с экватори­
альной областью клетки. Структуры эндоплазматической сети и комплекса Гольджи распадаются на мелкие пузырьки (везику­лы), которые вместе с митохондриями распределяются в обе по­ловины делящейся клетки. В конце метафазы каждая хромосома начинает расщепляться продольной щелью на две новые дочер­ние хромосомы.

В анафазе хромосомы отделяются друг от друга и расхо­дятся к полюсам клетки со скоростью до 0,5 мкм/мин. В конце анафазы плазматическая мембрана впячивается по экватору клетки перпендикулярно ее продольной оси, образуя борозду деления.

В телофазе хромосомы, разошедшиеся к полюсам клет­ки, деконденсируются, переходят в хроматин и начинается транскрипция (продукция) РНК. Образуются ядерная оболочка, ядрышко, быстро формируются мембранные структуры буду­щих дочерних клеток. На поверхности клетки, по ее экватору, перетяжка углубляется, клетка разделяется на две дочерние клетки.

Благодаря митотическому делению дочерние клетки полу­чают набор хромосом, идентичный материнскому. Митоз обес­печивает генетическую стабильность, увеличение числа клеток и,    следовательно, рост организма, а также процессы регене­рации.

Мейоз (от греч. meiоsis — уменьшение) наблюдается у по­ловых клеток. В результате деления этих клеток образуются новые клетки с одинарным (гаплоидным) набором хромосом, что важно для передачи генетической информации. При слия­нии одной половой клетки с клеткой противоположного пола (при оплодотворении) набор хромосом удваивается, становит­ся полным, двойным (диплоидным). В образовавшейся после слияния половых клеток диплоидной (двуядерной) зиготе ока­зывается два набора одинаковых (гомологичных) хромосом. Каждая пара гомологичных хромосом диплоидного организма (зиготы) происходит из ядра яйцеклетки и из ядра спермато­зоида.

В результате мейоза половых клеток в зрелом организме в каждой дочерней клетке оказывается лишь по одной из всех пар гомологичных хромосом исходных клеток. Это становится воз­можным потому, что при мейозе происходят лишь репликация ДНК и два последовательных деления ядер. В результате из одной диплоидной клетки образуются две гаплоидные клетки. В каждой из таких дочерних клеток содержится вдвое меньше хромосом (23), чем в ядре материнской клетки (46). В результате мейоза гаплоидные половые клетки имеют не только уменьшен­ное вдвое число хромосом, но иное расположение генов в хро­мосомах. Поэтому новый организм несет не просто сумму при­знаков своих родителей, но и собственные (индивидуальные) черты.

 

Вопросы для повторения и самоконтроля

1. Из каких элементов состоит ядро клетки? Какие функции оно выполняет?

2. Расскажите о строении молекул ДНК.

3. Дайте морфологическую характеристику хромосом, приведите их классификацию.

4. Что собой представляет клеточный цикл, какие периоды (фазы) выделяют в этом цикле?

5. Что такое мейоз, чем он отличается от митоза?