Понятие, стадии и значение митоза
Наиболее широко распространенная форма воспроизведения клеток у живых организмов — непрямое деление, или митоз. Для митоза характерны сложные преобразования ядра клетки, сопровождающиеся формированием специфических структур—хромосом. Фазы митоза.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.12.2008 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
8
25
СОДЕРЖАНИЕ
- Введение 3
- Глава 1. Митоз: понятие, фазы, 6
- 1.1. Понятие и стадии митоза 6
- 1.2. Митоз: инициация 8
- 1.3. Биологическое значение митоза 9
- Глава 2. Фазы митоза 11
- 2.1. Профаза 11
- 2.2. Прометафаза 12
- 2.3. Метафаза 13
- 2.4. Анафаза 14
- 2.5. Телофаза 15
- 2.6. Цитокинез 16
- Заключение 20
- Список литературы 22
Введение
Хотя все клетки появляются путем деления предшествующей клетки, не все они продолжают делиться. Например, нервные клетки мозга, однажды возникнув, уже не делятся. Их количество постепенно уменьшается; поврежденные ткани мозга не способны восстанавливаться путем регенерации. Если же клетки продолжают делиться, то им свойствен клеточный цикл, состоящий из двух основных стадий: интерфазы и митоза.
Сама интерфаза состоит из трех фаз: G1, S и G2. Ниже указана их продолжительность, типичная для растительных и животных клеток.
G1 (4-8 ч). Это фаза начинается сразу после рождения клетки. На протяжении фазы G1 клетка, за исключением хромосом (которые не изменяются), увеличивает свою массу. Если клетка в дальнейшем не делится, то остается в этой фазе.
S (6-9 ч). Масса клетки продолжает увеличиваться, и происходит удвоение (дупликация) хромосомной ДНК. Тем не менее хромосомы остаются одинарными по структуре, хотя и удвоенными по массе, так как две копии каждой хромосомы (хроматиды) все еще соединены друг с другом по всей длине.
G2. Масса клетки продолжает увеличиваться до тех пор, пока она приблизительно вдвое не превысит начальную, а затем наступает митоз.
После того как хромосомы удвоились, каждая из дочерних клеток должна получить полный набор хромосом. Простое деление клетки не может этого обеспечить - такой результат достигается посредством процесса, называемого митозом. Если не вдаваться в детали, то началом этого процесса следует считать выстраивание хромосом в экваториальной плоскости клетки. Затем каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды, которые начинают расходиться в противоположных направлениях, становясь самостоятельными хромосомами. В итоге на двух концах клетки располагается по полному набору хромосом. Далее клетка делится на две, и каждая дочерняя клетка получает полный набор хромосом.
Ниже приводится описание митоза в типичной животной клетке. Его принято разделять на четыре стадии.
I. Профаза. Особая клеточная структура - центриоль - удваивается (иногда это удвоение происходит в S-периоде интерфазы), и две центриоли начинают расходиться к противоположным полюсам ядра. Ядерная мембрана разрушается; одновременно специальные белки объединяются (агрегируют), формируя микротрубочки в виде нитей. Центриоли, расположенные теперь на противоположных полюсах клетки, оказывают организующее воздействие на микротрубочки, которые в результате выстраиваются радиально, образуя структуру, напоминающую по внешнему виду цветок астры («звезда»). Другие нити из микротрубочек протягиваются от одной центриоли к другой, образуя т.н. веретено деления. В это время хромосомы находятся в спирализованном состоянии, напоминая пружину. Они хорошо видны в световом микроскопе, особенно после окрашивания. В профазе хромосомы расщепляются, но хроматиды все еще остаются скрепленными попарно в зоне центромеры - хромосомной органеллы, сходной по функциям с центриолью. Центромеры тоже оказывают организующее воздействие на нити веретена, которые теперь тянутся от центриоли к центромере и от нее к другой центриоли.
II. Метафаза. Хромосомы, до этого момента расположенные беспорядочно, начинают двигаться, как бы влекомые нитями веретена, прикрепленными к их центромерам, и постепенно выстраиваются в одной плоскости в определенном положении и на равном расстоянии от обоих полюсов. Лежащие в одной плоскости центромеры вместе с хромосомами образуют т.н. экваториальную пластинку. Центромеры, соединяющие пары хроматид, делятся, после чего сестринские хромосомы полностью разъединяются.
III. Анафаза. Хромосомы каждой пары движутся в противоположных направлениях к полюсам, их как бы тащат нити веретена. При этом образуются нити и между центромерами парных хромосом.
IV. Телофаза. Как только хромосомы приближаются к противоположным полюсам, сама клетка начинает делиться вдоль плоскости, в которой находилась экваториальная пластинка. В итоге образуются две клетки. Нити веретена разрушаются, хромосомы раскручиваются и становятся невидимыми, вокруг них формируется ядерная мембрана. Клетки возвращаются в фазу G1 интерфазы. Весь процесс митоза занимает около часа.
Детали митоза несколько варьируют в разных типах клеток. В типичной растительной клетке образуется веретено, но отсутствуют центриоли. У грибов митоз происходит внутри ядра, без предшествующего распада ядерной мембраны.
Деление самой клетки, называемое цитокинезом, не имеет жесткой связи с митозом. Иногда один или несколько митозов проходят без клеточного деления; в результате образуются многоядерные клетки, часто встречающиеся у водорослей. Если из яйцеклетки морского ежа удалить путем микроманипуляций ядро, то веретено после этого продолжает формироваться и яйцеклетка продолжает делиться. Это показывает, что наличие хромосом не является необходимым условием для деления клетки.
Размножение с помощью митоза называют бесполым размножением, вегетативным размножением или клонированием. Его наиболее важный аспект - генетический: при таком размножении не происходит расхождения наследственных факторов у потомства. Образующиеся дочерние клетки генетически в точности такие же, как и материнская. Митоз - это единственный способ самовоспроизведения у видов, не имеющих полового размножения, например у многих одноклеточных. Тем не менее даже у видов с половым размножением клетки тела делятся посредством митоза и происходят от одной клетки - оплодотворенного яйца, а потому все они генетически идентичны. Высшие растения могут размножаться бесполым путем (с помощью митоза) саженцами и усами (известный пример - клубника).
Все названные вопросы требуют дальнейшего полного и глубокого рассмотрения и изучения, что обусловило цель работы, которая заключается в системном цитологическом анализе митоза животных.
Глава 1. Митоз: понятие, фазы,
1.1. Понятие и стадии митоза
Деление клеточного ядра ( митоз (от греч. mitos - нить) - деление ядра, следующее за репликацией хромосом, в результате чего дочерние ядра содержат то же число хромосом, что и родительские.
Митоз имеет сложный механизм, включающий несколько фаз, необходимость которого возникла в процессе эволюции тогда, когда появились клетки с резко увеличенным количеством ДНК, упакованной в отдельные хромосомы ( Wolfe,1961; Kubai,1975). Особую важность приобрела задача точно распределить удвоившиеся хромосомы между дочерними клетками. Это разделение обеспечивается митотическим аппаратом. Точность, с которой работает митотический аппарат, была определена на дрожжевых клетках, оказалось, что ошибка при расхождении хромосом происходит 1 раз на # 1.000.000 делений.
Митоз включает в себя разрушение цитоплазматических микротрубочек ,
В профазе дочерние центры организации микротрубочек (MTOC) мигрируют к противоположным сторонам ядра.
Затем происходит разрушение ядерной мембраны, и МТОС организуют митотическое веретено из микротрубочек, звездообразно расходящихся из его полюсов.
В процессе митоза условно выделяют несколько стадий, постепенно и непрерывно переходящих друг в друга: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и телофазу.
В профазе хорошо видны центриоли - образования, находящиеся в клеточном центре и играющие роль в делении дочерних хромосом животных. (Напомним, что у высших растений нет центриолей в клеточном центре, который организует деление хромосом.) Мы же рассмотрим митоз на примере животной клетки, поскольку присутствие центриолей делает процесс деления клетки более наглядным. Центриоли делятся и расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей протягиваются микротрубочки, образующие нити веретена деления, которое регулирует расхождение хромосом к полюсам делящийся клетки.
Важнейшие признаки профазы - конденсация хромосом, распад ядрышек и начало формирования веретена деления, снижение активности транскрипции (к концу профазы синтез РНК прекращается).
1.2. Митоз: инициация
Сигнал к началу деления клетки (митоза) исходит от фактора MPF (M phase promoting factor) , стимулирующего M-фазу клеточного цикла. MPF представляет собой комплекс киназы CDK1 с активирующими ее циклинами A или B . Видимо, комплекс CDK1-циклин A играет более важную роль в завершении S- фазы и подготовке клетки к делению, тогда как комплекс CDK1- циклин B преимущественно осуществляет контроль последовательности
Циклины B1 и B2 присутствуют в очень малых концентрациях в фазе G1 . Их концентрация начинает увеличиваться в конце S- и на протяжении G2-фаз , достигая своего максимума во время митоза, что приводит к замещению ими циклина A в комплексе с CDK1 . Однако этого оказывается недостаточным для полной активации протеинкиназы. Функциональная компетентность CDK1 достигается после серии ее фосфорилирований и дефосфорилирований по специфическим остаткам аминокислот. Такой контроль необходим для предотвращения вступления клеток в митоз до полного завершения синтеза ДНК.
Деление клетки начинается только после того, как CDK1, находящаяся в комплексе с циклином B, фосфорилируется по остаткам Thr-14 и Tyr-16 протеинкиназой WEE1 , а также по остатку Thr-161 протеинкиназой CAK и затем дефосфорилируется по остаткам Thr-14 и Tyr-15 фосфатазой CDC25 . Активированная таким образом CDK1 фосфорилирует в ядре структурные белки, в том числе нуклеолин , ядерные ламины и виментин . После этого ядро начинает проходить через цитологически хорошо различимые стадии митоза.
Первая стадия митоза - профаза - начинается после того, как CDK1 полностью фосфорилируется, за ней следуют метафаза , анафаза и телофаза , завершающиеся делением клетки - цитокинезом . Следствием этих процессов является правильное распределение реплицированных хромосом, ядерных и цитоплазматических белков, а также других высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений в дочерние клетки. После завершения цитокинеза происходит разрушение циклина B , сопровождаемое инактивацией CDK1, что приводит к вступлению клетки в фазу G1 или G0 клеточного цикла.
1.3. Биологическое значение митоза
Продолжительность митоза зависит от размеров клеток, их плоидности, числа ядер, а также от условий окружающей среды, в частности от температуры. В животных клетках митоз длится 30-60 мин, в растительных - 2-3 часа.
Регуляция митоза. В организме митоз контролируются системой нейрогуморальной регуляции, которая осуществляется нервной системой, гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной и половых желёз, а также местными факторами (продукты тканевого распада, функциональная активность клеток). Взаимодействие различных регуляторных механизмов обеспечивает как общие, так и местные изменения митотической активности. Митоз опухолевых клеток выходят из-под контроля нейрогуморальной регуляции.
Выражением регуляции митоза в связи с взаимодействием организма и среды служит суточный ритм деления клеток. В большинстве органов ночных животных максимум митоза отмечается утром, а минимум - в ночное время. У дневных животных и человека отмечается обратная динамика суточного ритма. Суточный ритм митоза - следствие цепной реакции, в которую вовлекаются ритмические изменения внешней среды (освещённость, температура, режим питания и др.), ритм функциональной активности клеток и изменения процессов обмена веществ.
Нарушения митоза. При различных патологических процессах нормальное течение митоза нарушается. Выделяют 3 основных вида патологии митоза: 1) Повреждения хромосом (набухание, склеивание, фрагментация, образование мостов, повреждения центромеров, отставание отдельных хромосом при движении, нарушение их спирализации и деспирализации, раннее разъединение хроматид, образование микроядер. 2) Повреждения митотического аппарата (задержка митоза в метафазе, многополюсный, моноцентрический и асимметричный митоз, трёхгрупповая и полая метафазы). Особое значение в этой группе патологий митоза имеет колхициновый митоз, или К-митоз, который вызывается алкалоидом колхицином (отсюда название), а также колцемидом, винбластином, винкристином, аценафтеном и др. т. н. статмокинетическими ядами, используемыми в качестве мутагенов. К-митозы возникают и самопроизвольно в культуре ткани и опухолях. При К-митозе нарушаются расхождение центриолей и поляризация ими веретена деления, подвергается дезорганизации митотический аппарат, не происходит разъединения хроматид (К-пары). 3) Нарушения цитотомии. Патологические митозы возникают после воздействия митотических ядов, токсинов, экстремальных факторов (ионизирующее излучение, аноксия, гипотермия), при вирусной инфекции и в опухоли. Резкое увеличение числа патологических митозов типично для злокачественных опухолей.
Генетическая стабильность. В результате митоза получаются два ядра, содержащие каждое столько же хромосом, сколько их было в родительском ядре. Эти хромосомы происходят от родительских хромосом путем точной репликации ДНК, поэтому гены их содержат совершенно одинаковую наследственную информацию. Дочерние клетки генетически идентичны родительской клетке, так что никаких изменений в генетическую информцию митоз внести не может. Поэтому клеточные популяции (клоны), происходящие от родительских клеток, обладают генетической стабильностью.
Рост. В результате митозов число клеток в организме увеличивается ( процесс, известный под названием гиперплазии), что представляет собой один из главных механизмов роста.
Бесполое размножение, регенерация и замещение клеток. Многие виды животных и растений размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток. Кроме того, митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей (например, ног у ракообразных) и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.
Глава 2. Фазы митоза
2.1. Профаза
В начале профазы многочисленные цитоплазматические микротрубочки , входящие в состав цитоскелета, распадаются; при этом образуется большой пул свободных молекул тубулина . Эти молекулы вновь используются для построения главного компонента митотического аппарата - митотического веретена . Каждая пара центриолей становится частью митотического центра , от которого лучами расходятся микротрубочки ( фигура"звезда" ). Вначале обе звезды лежат рядом около ядерной мембраны. В поздней профазе пучки полюсных микротрубочек, взаимодействующие друг с другом (и видимые в световой микроскоп как полюсные нити ), удлиняются и как будто расталкивают два митотических центра друг от друга вдоль наружной поверхности ядра. Таким способом образуется биполярное митотическое веретено.
2.2. Прометафаза
Вторая стадия митоза - прометафаза начинается с быстрого распада ядерной оболочки на мелкие фрагменты, неотличимые от фрагментов цитоплазматического ретикулума. Эти фрагменты остаются видимыми около веретена. В клетках млекопитающих прометафаза занимает 10-20 минут (Nicklas, 1975 ; Begg, 1979 ; McIntosh, 1979 ).
Расположенное около ядра митотическое веретено может теперь проникнуть в ядерную область. В хромосомах с каждой стороны центромеры образуются особые структуры - кинетохоры . Обычно у каждой хромосомы оказывается по одной кинетохорной нити , связанной с каждым из полюсов. В результате этого возникают две противоположно направленные силы, которые и приводят хромосому в экваториальную плоскость. Таким образом, беспорядочные прометафазные движения хромосом и их случайная окончательная ориентация обеспечивает случайную сегрегацию хроматид между дочерними клетками, столь важную в мейозе ( Nicklas, 1975 ; Begg, 1979 ; McIntosh, 1979 ).
2.3. Метафаза
Третья стадия митоза - метафаза часто продолжается длительное время. Все хромосомы располагаются таким образом, что их центромеры лежат в одной плоскости ( метафазная пластинка ). Метафазные хромосомы удерживаются в обманчиво статичном состоянии сбалансированными полярными силами ( Nicklas, 1975 ). За ориентацию хромосом перпендикулярно оси митотического веретена и расположение их на равном расстоянии от обеих полюсов веретена, скорее всего, ответственны кинетохорные нити ( Nicklas, 1975 ; Begg, 1979 ; McIntosh, 1979 ). Вероятно, такое расположение хромосом в метофазной пластинке обусловлено способом создания тянущей силы в митотическом веретене: этот способ таков, что сила, действующая на кинетохорные нити тем слабее, чем ближе к полюсу находятся кинетохоры . см. метафаза 1 и 2
Каждая хромосома удерживается в метафазной пластинке парой кинетохоров и двумя пучками связанных с ними нитей, идущих к противоположным полюсам веретена. Метафаза резко оканчивается разделением двух кинетохоров каждой хромосомы.
2.4. Анафаза
Четвертая стадия митоза - анафаза продолжается обычно всего несколько минут. Анафаза начинается внезапным расщеплением каждой хромосомы, которое обусловлено разделением сестринских хроматид в точке их соединения в центромере.
Это расщепление, разделяющее кинетохоры , не зависит от других событий митоза и происходит даже в хромосомах, не прикрепленных к митотическому веретену ; оно позволяет полярным силам веретена, действующим на метафазную пластинку , начать перемещение каждой хроматиды к соответствующим полюсам веретена со скоростью порядка 1 мкм/мин. Во время этого анафазного движения кинетохорные нити укорачиваются по мере того, как хромосомы приближаются к полюсам. Примерно в это же время удлиняются нити митотического веретена и два полюса веретена расходятся еще дальше. Далее см. Митоз: движение хромосом в анафазе Клеточная стадия, на которой хромосомы расходятся к двум полюсам новых дочерних клеток.
Что удерживает хроматиды вместе до начала анафазы ? Есть предположение, что последовательность ДНК, определяющая центромеру , должна кодировать специальный сигнал, блокирующий ее собственную репликацию в фазе S . В таком случае нереплицированная ДНК центромеры не позволяла бы хроматидам расходиться, а запуск ее репликации приводил бы в конце концов к расхождению хроматид в анафазе.
Расхождение хроматид в анафазе - это результат двух независимых процессов, происходящих в митотическом веретене :
1) перемещения кинетохорных нитей , тянущих связанные с ними хроматиды к полюсам, и
2) происходящего чуть позже удлинения и скольжения полюсных нитей в каждом полуверетене, вызывающего расхождение полюсов митотического веретена в противоположных направлениях ( Ris, 1949 ; Kuriyama, 1981 ; Euteneuer, 1981 ; Pickett-Heaps, 1978 ).
Эти два процесса отличаются по чувствительности к ряду веществ. Для изучения молекулярных механизмов анафазного движения хромосом митотическую клетку обрабатывают разбавленным раствором детергента, в результате чего ее плазматическая мембрана становится проницаемой для макромолекул. Например, малые дозы хлоралгидрата предотвращают удлинение и движение полюсных нитей, но не влияют на кинетохорные нити и на движение хроматид к полюсам. Кроме того, у разных организмов относительная роль каждого из этих процессов в конечном разделении двух наборов хромосом может сильно различаться. В некоторых клетках расстояние между полюсами на протяжении всей анафазы почти неизменно, а в других - веретено настолько удлиняется, что расстояние между полюсами увеличивается в 15 раз.
Подсчитано, что для передвижения одной хроматиды в анафазе требуется всего 20 молекул АТР .
2.5. Телофаза
В пятой заключительной стадии митоза телофазе разделенные дочерние хроматиды подходят к полюсам, кинетохорные нити исчезают. После удлинения полюсных нитей вокруг каждой группы дочерних хроматид образуется новая ядерная оболочка ( Mazia,1980 ). Конденсированный хроматин начинает разрыхляться, появляются ядрышки, и митоз заканчивается. Далее следует цитокинез.
2.6. Цитокинез
Процесс деления цитоплазмы - цитокинез, проходит под действием сократимого кольца и начинается обычно в поздней анафазе или телофазе . Мембрана в средней части клетки (между двумя дочерними ядрами) начинает втягиваться внутрь в плоскости метафазной пластинки под прямым углом к длинной оси митотического веретена ; образуется борозда деления , которая постепенно углубляется, пока не дойдет до узкого остатка веретена, расположенного между двумя дочерними ядрами. Этот мостик называется " остаточное тельце ". Оно может существовать некоторое время, после чего сужается, а затем полностью разрушается, в результате чего образуются две полностью разделенные дочерние клетки.
Место, где происходит разделение цитоплазмы, определяет митотическое веретено ( Beams, 1976 ). Если с помощью микроманипулятора веретено достаточно быстро после его образования передвинуть, то наметившаяся борозда деления исчезает, а появляется новая в соответствии с новым положением веретена. Позднее, когда процесс зашел уже достаточно далеко, цитокинез будет продолжаться, даже если веретено удалить микропипеткой или разрушить колхицином.
Цитокинез сильно увеличивает поверхность клеток. Двум дочерним клеткам требуется больше материала плазматической мембраны , чем одной исходной. В животных клетках биосинтез вещества мембран непосредственно перед делением увеличивается. Новая мембрана, по-видимому, хранится на поверхности клетки в виде пузырей.
Силу, необходимую для цитокинеза, создают актин и миозин ( Mabuchi, 1977 ; Schroeder, 1973 ; Meeusen, 1979 ; Pasternak, 1976 ). Разделение цитоплазмы происходит под действием кольца, состоящего, главным образом, из актиновых филаментов и затягивающегося, подобно петле, вокруг средней части клетки. Этот пучок филаментов, называемый сократимым кольцом , должен быть как-то прикреплен к внутренней стороне плазматической мембраны .
Не известно, каким способом в начале анафазы образуется сократимое кольцо. Сформировавшееся кольцо можно преждевременно активировать путем электростимуляции, значит, оно готово к действию раньше, чем будет действительно использовано.
Сила, создаваемая сократимым кольцом при цитокинезе, достаточно для того, чтобы согнуть тогкую стеклянную иглу, введенную в клетку. Таким способом, можно измерить величину этой силы. Нет сомнения, что источником силы сокращения здесь, так же как и в мышцах, служит взаимное скольжение актиновых и миозиновых филаментов . Если, например, к митотическим клеткам, обработанным детергентами, добавить инактивированные субфрагменты миозина , блокирующие миозин-связывающие участки актина, то разделение цитоплазмы прекратится. Точно так же введение антител к миозину в яйца морского ежа вызывает сглаживание борозды деления, но на деление ядра не влияет.
Во время сокращения сократимое кольцо сохраняет постоянную толщину. Это позволяет предполагать, что оно постепенно уменьшается в объеме за счет потери части филаментов. После завершения цитокинеза сократимое кольцо полностью рападается, а плазматическая мембрана в области борозды деления стягивается,окружая остаточное тельце .
В растительных клетках , имеющих клеточные стенки, цитоплазма делится совершенно иным способом ( Bajer, 1968 ; Pikett-Heaps, 1966 ; Hepler, 1967 ).
Цитокинез должен обеспечить передачу цитоплазматических органелл обеим дочерним клеткам. Косвенным доказательством того, что органеллы не могут образовываться без предшествующих копий, служат особенности клеточного деления у некоторых водорослей, имеющих только один хлоропласт или только один аппарат Гольджи . Органелла, присутствующая в единственном экземпляре, перед цитокинезом расщепляется у них пополам, и по одной половинке старой органеллы попадает затем в каждую дочернюю клетку.
Сходный механизм действует при дупликации и сегрегации центриолей в животных клетках. По-видимому, может найтись способ упорядоченного наследования любого клеточного компонента.
В большинстве делящмхся клеток борозда деления проходит более или менее симметрично, так как дочерние клетки получаются одинаковыми по размеру. Правда, в некоторых случаях сократимое кольцо , под действием которого происходит разделение цитоплазмы, образуется в таком месте, что получаются дочерние клетки разной величины. Такое асимметричное деление играет важную роль в оогенезе и часто наблюдается на ранних этапах развития некоторых эмбрионов, когда неоднородная цитоплазма яйца должна быть точно распределена между разными группами клеток, из которых впоследствии образуются различные части эмбриона. Механизмы, контролирующие в таких случаях ориентацию и расположение сократимого кольца остаютя неизвестными.
Заключение
Способность к делению - важнейшее свойство клеток. Без деления невозможно представить себе увеличение числа одноклеточных существ, развитие сложного многоклеточного организма из одной оплодотворенной яйцеклетки, возобновление клеток, тканей и даже органов, утраченных в процессе жизнедеятельности организма.
Деление клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления происходят определенные процессы. Они приводят к удвоению генетического материала (синтезу ДНК) и его распределению между дочерними клетками. Период жизни клетки от одного деления до следующего называется клеточным циклом.
Эукариотические организмы, состоящие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в интерфазе.
Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических соединений синтезируется ее точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок - хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК.
Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10 - 20 ч. Затем наступает процесс деления клетки - митоз.
Во время митоза клетка проходит ряд последовательных фаз, в результате которых каждая дочерняя клетка получает такой же набор хромосом, какой был в материнской летке.
Митоз (от греч. mitos- нить), непрямое деление, основной способ деления эукариотных клеток. Биол. значение М. состоит в строго одинаковом распределении редуплицированных хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически равноценных клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений. В 1874 И. Д. Чистяков описал ряд стадий (фаз) М. в спорах плаунов, ещё не ясно представляя себе их последовательность. Детальные исследования по морфологии М. впервые были выполнены Э. Страсбургером на растениях (1876-79) и В. Флеммингом на животных (1882). Продолжительность митоза в среднем 1-2 ч., различна для разных видов клеток. Процесс зависит также и от условий внешней среды (температуры, светового режима и других показателей).
Таким образом, в результате митоза из одной клетки получаются две, каждая из которых имеет характерно для данного вида организма число и форму хромосом, а следовательно, постоянное количество ДНК.
Биологическое значение митоза заключается в том, что он обеспечивает постоянство числа хромосом во всех клетках организма. В процессе митоза происходит распределение ДНК хромосом материнской клетки строго поровну между возникающими из нее двумя дочерними клетками. В результате митоза все клетки тела, кроме половых, получают одну и ту же генетическую информацию. Такие клетки называются соматическими (от греч. "сома" - тело).
Список литературы
1. Агол В.И., Богданов А.А., Гвоздев В.А., Грагеров А.И., Колчинский А.М., Мирзабеков А.Д., Никифоров В.Г. Молекулярная биология: Структура и биосинтез нуклеиновых кислот Под ред. Спирина А.С., М.: Высш.шк., 1990
2. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки, т.2, М.: Мир, 1986
3. Биологическая энциклопедия. /Составитель С.Т. Исмаилова. -- М.: Аванта+, 2006.
4. Биологический энциклопедический словарь. -- М.: Советская энциклопедия, 2003
5. Богданова Т.Л. Биология. Пособие для поступающих в ВУЗы. -- М., 2001
6. Власова З.А. Биология. Справочник студента - М., 2001
7. Воронцов Н. Н., Сухорукова Л. Н. Эволюция органического мира - М., 2002
8. Георгиев Г.П. Гены высших организмов и их экспрессия, М.: Наука, 1989
9. Грин Н. Биология - М., 2003
10. Де Робертис Э. Новинский В., Саэс Ф. Биология клетки. М., Мир, 2001
11. Зегнбуш П. Молекулярная и клеточная биология. М., Мир, т2004
12. Камлюк Л.В. Биология в вопросах и ответах - Минск, 1994
13. Краткий справочник по химии, под ред. О. Д. Куриленко, 4 изд.. К., 1974
14. Лемеза Н.А. Пособие по биологии - Минск, 1998
15. Мамонтов С.Г. Биология - М., 2004
16. Меншуткин Н. А., Очерк развития химических воззрений, СПБ, 1888
17. Некрасов Б. В. Основы общей химии. М., 2001
18. Неницеску К. Д. Общая химия. Пер. с рум./ Под ред. Аблова А. В. - М.: Мир, 1968.
19. Основы общей биологии. Под общ. ред. Э.Либберта, М.: Мир, 1982
20. Свердлов Д.Е. Очерки современной молекулярной генетики. По курсу лекций для студентов биологического факультета МГУ. 2003
Подобные документы
Изучение процесса митоза как непрямого деления клетки и распространенного способа репродукции эукариотических клеток, его биологическое значение. Мейоз как редукционное деление клетки. Интерфаза, профаза, метафаза, анафаза и телофаза мейоза и митоза.
презентация [7,6 M], добавлен 21.02.2013Сущность и значение митоза - процесса распределения скопированных хромосом между дочерними клетками. Общая характеристика основных стадий митоза – профазы, метафазы, анафазы и телофазы, а также описание особенностей разделения клеточных хромосом в них.
презентация [321,9 K], добавлен 04.12.2010Значение роста и развития клеток. Жизненный и митотический циклы клеток. Продолжительность жизни разных типов клеток в многоклеточном организме. Рассмотрение митоза как универсального способа размножения, сохраняющего постоянство числа хромосом в клетках.
презентация [4,1 M], добавлен 05.12.2014Исследование основных видов размножения: воспроизведения себе подобных, обеспечивающего непрерывность жизни. Понятие митоза – такого деления клеточного ядра, при котором образуется два дочерних ядра с набором хромосом, идентичных родительской клетки.
презентация [2,5 M], добавлен 19.01.2011Клеточный цикл как период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или гибели. Принципы и методы его регуляции. Этапы и биологическое значение митоза, мейоза, обоснование данных процессов.
презентация [1,1 M], добавлен 07.12.2014Митоз как непрямое деление клетки, в результате которого образуются соматические клетки. Стадии клеточного цикла. Подготовка к делению эукариотических организмов. Основные этапы кариокинеза. Разделение цитоплазмы с органоидами между дочерними клетками.
презентация [2,3 M], добавлен 06.11.2013Характеристика жизненного цикла клетки, особенности периодов ее существования от деления до следующего деления или смерти. Стадии митоза, их продолжительность, сущность и роль амитоза. Биологическое значение мейоза, его основные этапы и разновидности.
лекция [169,6 K], добавлен 27.07.2013Митотическое деление клетки, особенности ее строения. Митоз как универсальный способ деления клеток растений и животных. Постоянство количества и индивидуальность хромосом. Продолжительность жизни, старение и смерть клеток. Формы размножения организмов.
реферат [22,8 K], добавлен 07.10.2009История развития, предмет цитологии. Основные положения современной клеточной теории. Клеточное строение живых организмов. Жизненный цикл клетки. Сравнение процессов митоза и мейоза. Единство и многообразие клеточных типов. Значение клеточной теории.
реферат [17,1 K], добавлен 27.09.2009Структура ДНК. Образование связей в молекуле ДНК. Открытие хромосом эукариот. Понятие, фазы и роль митоза. Понятие и стадии мейоза. Понятие и элементы кариотипа. Наследственность и изменчивость. Передача генетической информации от родителей к потомкам.
реферат [31,4 K], добавлен 23.10.2008
