Митоз как основной способ размножения соматических клеток. Фазы митоза.

Митотическое деление клеток всегда происходит при росте организмов и безполом размножении. Митозом делятся соматические клетки, в результате чего дочерние клетки получают точно такой набор хромосом, который имела материнская клетка. Митоз наступает после интерфазы и условно делится на следующие фазы: 1) профаза, 2) метафаза, 3)анафаза, 4) телофаза

Профаза - первая (начальная) фаза митотического и мейотического деления клеток. В профазе происходит поляризация клеток путем разхождения центриолей к противоположным концам клетки и образованием между центриолями веретена деления клеток. Ядро растет в размерах, и с хроматиновой сетки в результате спирализации укорачиваются хромосомы, состоящие из длинных тонких невидимых нитей в конце профазы становятся короткими, толстыми и размещенными в виде клубка видимых хромосом. Они сокращаются, утолщаются и состоят из двух нитей - хроматид. Профаза завершается исчезновением ядрышка и распадом ядерной оболочки. Из белка тубулина формируются микротрубочки - нити веретена. Вследствие растворения ядерной мембраны, хромосомы размещаются в цитоплазме.

Метафаза - вторая фаза митотического и мейотического деления клеток. Начинается движением хромосом в направлении к экватору. Постепенно хромосомы размещаются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку. Метафазную пластинку используют в цитогенетических исследованиях для определения числа и формы хромосом.

Анафаза -Эта фаза митоза начинается с разделения центромер. Сестринские хроматиды отходят друг от друга, разделяются и соединяются их центромерные участки. Все центромеры делятся одновременно во всех хромосомах данной клетки. Каждая хроматидами с отдельной центромерой становится дочерней хромосомой и по нитям веретена начинает двигаться к одному из полюсов. В это время их называют сестринскими (дочерними) хромосомами. Все сестринские хромосомы движутся к противоположным полюсам одновременно и достаточно быстро.

Телофаза - заключительная стадия митотического и мейотического деления клеток; заканчивается движение хромосом. Обратная относительно профазы. Хромосомы, которые достигли полюсов, состоят из одной нити, становятся тонкими, длинными (явление деспирализации хромосом) и невидимыми в световой микроскоп.

44. Морфология митотических хромосом.

Хромосомы во время митоза представляют собой палочковидные структуры разной длины. В них выявляется первичная перетяжка (центромера, кинетохор) - сложная белковая структура к которой прикрепляются микротрубочки клеточного веретена, связанные с перемещением хромосом при делении клетки. Она делит хромосому на два плеча. Хромосомы с равными плечами называются метацентрическими, с плечами неодинаковой длины – субметацентрическими. Хромосомы с очень коротким вторым плечом называются акроцентрическими. Некоторые хромосомы, кроме того, имеют вблизи одного из концов вторичные перетяжки, отделяющие маленький участок хромосомы – спутник. Вторичные перетяжки называют также ядрышковыми организаторами, так как на этих участках в интерфазе происходит образование ядрышка.
Кариотип – совокупность хромосом данного вида животных (их число, размеры и особенности строения). Хроматин – мелкие глыбки интенсивно окрашенного базофильного материала в фиксированном интерфазном ядре клетки. Ядрышки – плотные, интенсивно окрашенные округлые образования в ядре размером 1-2 мкм. Их может быть несколько. Ядрышки образуются в ядре в области ядрышковых организаторов, которые обычно располагаются в области вторичных перетяжек некоторых хромосом. Там находятся гены, кодирующие рибосомную РНК. Ядрышки состоят из гранулярного и фибрилярного компонентов. Гранулы ядрышек представляют собой субъединицы рибосом, а нити – молекулы образовавшейся рибосомной РНК. Для нормальной жизнедеятельности клетки необходима определённая структурная организация, т. е. закономерное распределение в пространстве и во времени всех макромолекул, биополимеров, хромосом, мембран, органоидов и включений клетки. Это необходимое условие для нормального её существования и функционирования.
Синтетические процессы в клетке необходимы как для восстановления изношенных повреждённых структур клетки, так и для образования веществ, которые производятся и выделяются клеткой на экспорт, для нужд организма. Этот процесс называется секреция

Мейоз. Типы мейоза.

Организмы, которые размножаются половым путем, образуют половые клетки, или гаметы. С помощью мейоза образуются и созревают половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки). С диплоидных клеток образуются гаплоидные.

В каждом разделе мейоза различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Фазы первого раздела обозначают римской цифрой I (профаза I, метафаза I и т.д.), а фазы второго раздела цифрой II (профаза II, метафаза II и др.).

Профаза I. В отличие от митоза, где каждая отдельная хромосома ведет себя независимо от других и не влияет на их поведение, в профазе I мейоза гомологичные хромосомы объединяются, формируя парные образования. Это длительная и сложная фаза, она характеризуется определенными последовательными стадиями в зависимости от состояния хромосом.

Лептонема, или стадия длинных тонких слабоспирализированных нитей. Появляются заметные тонкие нити.

Зигонема, или стадия соединенных нитей. Гомологичные (одинаковые по строению) хромосомы сближаются, попарно образуя биваленты. Число их вдвое меньше, чем исходное количество хромосом. Взаимное притяжение хромосом получило название конъюгации. Конъюгация происходит очень точно, соединяются концы хромосом или по всей длине хромосом. Причем сближаются каждый хромомер и каждый участок одной гомологической нити с соответствующим хромомером и участком другой гомологичной нити.

Пахинема, или стадия толстых нитей. Процесс объединения гомологичных хромосом полностью завершается. Они должны быть настолько сближены, что их легко принять за одну..

Диплонема, или стадия двойных нитей. Хромосомы, которые были объединены в биваленты, начинают постепенно отталкиваться друг от друга, оставаясь соединенными между собой в отдельных участках (хиазмы). Каждая хромосома состоит из двух хроматид, а каждый бивалент образует тетраду. Переплетенная друг вокруг друга хромосома (биваленты) постепенно раскручиваются и уменьшается число хиазм.

Диакинез - заключительная стадия профазы I. В диакинезе биваленты резко укороченные, утолщенные дочерние хроматиды каждой хромосомы малозаметны. Хиазмы постепенно смещаются на конце хромосом. Завершается профаза I разрушением ядерной оболочки, формированием ахроматинового веретена.

Метафаза I. Число бивалентов вдвое меньше диплоидного набора хромосом. Они (биваленты) значительно короче хромосом в метафазе соматического митоза и размещаются в экваториальной плоскости.

Анафаза I. К противоположным полюсам веретена расходятся гомологичные хромосомы. Каждая из них состоит из двух дочерних хроматид, соединенных своими центромерами. В этом заключается существенное отличие от анафазы митоза. Происходит редукция центромер.

Телофаза I. Начинается, когда анафазные хромосомы достигли полюсов клетки, на каждом полюсе находится гаплоидных число хромосом. Характеризуется образованием ядерной мембраны и восстановлением структур ядра. Образуются две дочерние клетки.

Интерфаза между I и II делением мейоза бывает очень короткой. В отличие от обычной интерфазы здесь отсутствует репродукция хромосом. Мейоз II происходит по типу обычного митоза.

Профаза II. Кратковременная, хромосомы хорошо заметны.

Метафаза II. Хорошо заметна двойная структура хромосом и значительную степень их спирализация.

В анафазе II происходит различие удвоенных центромер, вследствие чего дочерние хроматиды движутся к разным полюсам.

В телофазе II образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

46. Конъюгация гомологичных хромосом. Синаптонемальный комплекс, бивалент.

КОНЪЮГАЦИЯ ХРОМОСОМ-тесное соединение хромосом друг с другом у всех организмов, включая человека, обладающих сформированным клеточным ядром.Различают конъюгацию гомологичных и негомологичных хромосом. Конъюгация гомологичных хромосом является обязательным этапом мейоза,а также происходит в некоторых соматических клетках, напр, при формировании политенных (гигантских) хромосом. гомологичные хромосомы остаются соединенными до конца существования слюнных желез. онъюгация гомологичных хромосом в мейозе носит обратимый характер и лежит в основе точного разделения диплоидного набора хромосом на два гаплоидных набора, которые расходятся в разные клетки (редукция числа хромосом). Это явление создает условия для полового процесса и генетической рекомбинации у диплоидных организмов. Процесс конъюгации гомологичных хромосом происходит В профазе I мейотического деления и начинается на стадии зиготены.

Бивалент-пара гомологичных хромосом, связывающихся друг с другом во время мейоза посредством специального комплекса после удвоения хромосом. Биваленты образуются в тот момент, когда две гомологичные хромосомы подвергаются рекомбинации . Хромосомы движутся так, чтобы достаточно сблизить и скрепить соответствующие участки, подвергающиеся рекомбинации. Это скрепление обеспечивается белковым комплексом (синаптонемный комплекс),