Лекция: Вопрос №33. Разнообразие типов клеточного деления.
В основе рз лежит кл. деление. Сущ-ет несколько типов кл. деления:
1. Бинарное деление – только у бактерий и архей. Бактерия имеет нуклеоид и плазмиды. Плазмиды, которые могут встраиваться в геном и выходить из него – эписомы. Нуклеоид удваивается и расходится в стороны; наращивается клеточная оболочка; после окончательного расхождения нуклеоидов она перешнуровывается актиновыми волокнами и клетки разделяются. На 1 стадии идет репликация ДНК, т.е. уже 2 нуклеоида, оба прикреплены к кл. ст. На 2 стадии они расходятся к разным полюсам кл. Ну а на 3 стадии кл. делится. Т.к. прокариоты чаще всего содержат кл., то сначала обр-ся септа, которая затем расслаивается.
2. Митоз — деление кл., в рез-те которого обр-ся 2 идентичные материнской кл. Говоря о митозе, м. говорить о кл. цикле. Биологический смысл заключается в обеспечении постоянства числа хромосом и идентичности наследственной информации исходной материнской клетки и вновь возникающих клеток. Растет число клеток, происходит рост тканей и органов. Митоз состоит из нескольких фаз:
| Профаза 2n4c | Хромосомы (состоит из 2х хроматид, соед-ых центромерой) укорачиваются и утолщаются в рез-те спирализации и плотной упаковки. Ядрышки исчезают, дезинтегрируется ядерная оболочка. Центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки, образуя веретено деления, состоящее из микротрубочек. |
| Метафаза 2n4c | Нити веретена деления соединяются с центромерами хромосом и перемещают их в экваториальную зону клетки (к каждой хромосоме по две нити). Хромосомы образуют метафазную экваториальную пластинку. К концу метафазы – начало разъединения сестринских хроматид. |
| Анафаза 2n4c | Центромеры расщепляются на двое и нити оттягивают дочерние центромеры к полюсам клетки, а они, в свою очередь, тянут за собой отделившиеся друг от друга хроматиды. Каждая центромера делится пополам, хромосома распадается на две хроматиды, которые теперь становятся отдельными хромосомами. Начинается движение сестринских хроматид-хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается столько же хромосом, сколько их было в исходной материнской клетке. |
| Телофаза 2n2c | Разрушение митотического аппарата. Деспирализация хромосом. Формирование ядерных оболочек. Восстановление ядрышек. Разделение цитоплазмы – цитокенез. Образуются все диплоидные клетки. Хромосомы однохроматидные. (Вторые хроматиды достроятся в ходе последующей интерфазы. |
Также можно выделить несколько типов митоза, в зависимости от:
а) поведения ядерной оболочки:
закрытый — ядерная оболочка сохраняется в течение всего деления.
полузакрытый — ядерная оболочка разрывается на полюсах кл., обр-я, т.н., «полярные окна».
открытый — ядерная оболочка исчезает.
б) формы веретена деления:
плевромитоз — не обр-ся метафазная пластинка, 2 полуверетена деления, которые расположены под углом вне или внутри ядра.
ортомитоз — метафазная пластинка обр-ся, 1 веретено деления.
Основная задача: получить дочерние кл. с ген-ой инф-цией идентичной материнской. Значение митоза: ген-ая стабильность, рост, регенерация, брз.
3. Мейоз — деление кл., сопровождающееся уменьшением числа хромосом (2n→n). Биологический смысл заключается в образовании гаплоидных ядер или клеток, которые в ходе полового размножения сливаются, и в зиготе восстанавливается диплоидный набор. Этот процесс обеспечивает постоянный набор хромосом у вновь образующихся организмов при половом размножении. Состоит из 2х делений: I — редукционное, II — митотическое; а также из нескольких фаз:
(Дополнительно можно прогуглить про амитоз)
| Профаза I (2n4c) | Хромосомы спирализуются. Происходит конъюгация – сближение гомологичных хромосом. Пары конъюгированных гомологичных хромосом образуют биваленты – двойные хромосомы. Биваленты представляют собой тетрады, состоящие из четырёх хроматид. Кроссинговер – обмен участками гомологичных хромосом. Ядерная мембрана исчезает. Центриоли расходятся к полюсам клетки. Образуются нити веретена деления. |
| Метафаза I (2n4c) | Гомологичные хромосомы в виде бивалентов выстраиваются в экватоиальной зоне клетки. Образуется метафазная пластинка. Нити веретена деления прикрепляются к центромере каждой двухроматидной хромосомы, т.е. к каждой хромосоме присоединяется по одной нити. |
| Анафаза I (n2c) | К каждому полюсу отходит по одной из гомологичных хромосом. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. Происходит уменьшение числа хромосом вдвое – редукция. |
| Телофаза I (n2c) | Формируется ядерная оболочка и ядро. Образуются две гаплоидные клетки. Хромосомы двухроматидные. Цитокенез – делится всё содержимое клетки. В цитоплазме образуется перетяжка и возникают две клетки. |
| Профаза II (n2c) | Хромосомы спирализуются, укорачиваются и утолщаются. Ядерная мембрана исчезает, образуется веретено деления. |
| Метафаза II (n2c) | Клетка гаплоидна. По экватору выстраиваются двухроматидные хромосомы. Нити веретена прикрепляются к центромере каждой хроматиды, т.е. к каждой хромосоме присоединяется две нити. |
| Анафаза II (nc) | Центромеры делятся. К полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды. У каждого полюса собирается гаплоидный набор хромосом => каждая хромосома состоит теперь из одной молекулы ДНК=>из одной хроматиды. |
| Телофаза II (nc) | Образуются четыре гаплоидные клетки. Хромосомы Однохроматидные. Половина образовавшихся клеток является некроссоверами (т.е. содержит хромосомы, сходные с родительскими), а половина является кроссоверами. Нити веретена деления исчезают. Формируется ядерная оболочка. |