Фазы митоза в клетках корешка лука.
А - интерфаза, Б-Д - профаза, Е-Ж - метафаза,
3-И - анафаза, К-М – телофаза (мембранная перегородка,
растет от центра по направлению к стенкам клетки.
После образования поперечной цитоплазматической
мембраны у растений образуется целлюлярная стенка,
обеспечивающая деление цитоплазмы)
Биологическая роль митоза: Сохранение наследственной информации в ряду поколений без изменений, генетическая стабильность, регенерация тканей, органов, замещение клеток, бесполое размножение, размножение клеток многоклеточного организма, рост организмов, поддерживает стабилизирующую форму естественного отбора.
Интерфаза – промежуток, во время которого происходит подготовка клетки к делению или клетки приобретают специализацию, и проходит ее онтогенез.Молодые клетки, образовавшиеся после деления, не могу немедленно приступить к новому делению. В них происходят важные процессы: увеличение объёма, восстановление структурных компонентов ядра и цитоплазмы, связанных с синтезом белка и нуклеиновых кислот, восстановление органоидов клетки.
Периоды интерфазы, их продолжительность, основные процессы:
1) постмитотический (пресинтетический) – q 1 (G1) – от 10 часов до нескольких суток. Следует вслед за делением. В молодых дочерних клетках наблюдается высокая интенсивность процессов транскрипции, формирование синтетического аппарата клетки – увеличение количества рибосом, различных видов РНК (рРНК, мРНК, иРНК). Усиление синтеза белка, синтезируются структурные и функциональные белки, интенсивный клеточный метаболизм, контролируемый ферментами, рост клетки, образование и восстановление необходимого числа органоидов
2) синтетический – S - 6 – 10 часов; Значительным событием является удвоение (редупликация ДНК), что приводит к удвоению плоидности (содержание ДНК удваивается) диплоидных ядер (хромосомы становятся двухроматидными) и является обязательным условием для последующего митотического деления клеток. Происходит также синтез РНК, гистоновых белков, продолжается рост клетки.
3) постсинтетический (премитотический) q 2 (G2) – 2 – 5 часов. Продолжается синтез РНК, всех белков, особенно ядерных, а также белка тубулина необходимого для формирования ахроматинового веретена митотического аппарата, образующегося в профазе митоза и мейоза. Происходит накопление питательных веществ, энергии, синтез АТФ. Деление митохондрий, хлоропластов, репликация центриолей и начало образования веретена деления. В конце этого периода клетка переходит к профазе митоза.
Главные события митотического цикла:
1) редупликация самоудвоение наследственного материала (синтетический период)
2) равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками (анафаза митоза – распределение хроматид – дочерних хромосом.)
Соотношение количества ДНК (с) и хромосом (n) в митотическом цикле:
МИТОЗ: 1) Профаза 2п 4с, 2) Метафаза 2п 4с, 3) Анафаза 4п 4с (однохроматидные дочерние хромосомы), 4) Телофаза 2п 2с (однохроматидные дочерние хромосомы)
ИНТЕРФАЗА: 1) Постмитотический период 2п 2с (однохроматидные дочерние-сестринские хромосомы)
2) Синтетический период 2п 4с, 3) Постсинтетический период 2п 4с (двухроматидных материнские хромосомы)
Обратить внимание, что хроматида содержит одну молекулу ДНК (с).
Образование сестринской
Хроматиды
Хромосома интерфазного ядра
Схема митотического цикла
Жизненный цикл клеток (клеточный цикл) – это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.Обязательным компонентом жизненного цикла, является митотический цикл. Многие клетки выходят из митотического цикла на путь специализации, дифференцируются, выполняют определённые функции и их жизнь заканчивается смертью. Однако некоторые дифференцированные клетки (эпителиальные, соединительно-тканные) при определённых условиях переходят к подготовке к митозу и самому митозу. У таких клеток жизненный цикл продолжительнее митотического. Для разных типов клеток жизненный цикл различен.В некоторых клетках отсутствуют те или иные фазы митотического цикла. Часть клеток выходят из митотического цикла на путь дифференцировки и специализации, их пресинтетический период удлиняется. У нервных клеток этот период продолжается в течение всей жизни организма, и они не делятся, поэтому жизненный цикл таких клеток, например, нервных, не совпадает с митотическим циклом.Клетки, образующие обновляющиеся клеточные популяции постоянно делятся, проходя митоз и интерфазу, имеют клеточный цикл, совпадающий с митотическим циклом это, например эмбриональные клетки, ростовые базального слоя кожи, клетки образовательной ткани растений (кончик корня, стебля, камбий), регенерирующие клетки, клетки семенников.
Факторы, влияющие на митотическую активность:
суточная периодизация, факторы внутренней среды (нейрогуморальные влияния),факторы внешней среды (температура, свет, радиация), нарушение ядерно - цитоплазматических отношений, продукты распада и энергии в клетке.
Отдельные ткани характеризуются различной митотической активностью. Все ткани по митотической активности делятся на три группы: стабильные, растущие, обновляющиеся популяции.
Стабильныеклеточные популяции - это группы клеток, не обнаруживающие митотической активности. Например, это нервные клетки, их характерными особенностями являются увеличение объема и рост.
Растущиеклеточные популяции - это группа клеток, среди которых беспорядочно встречается митоз. Например, митозы нередко обнаруживаются среди клеток поджелудочной железы, почек, гепатоциты печени. Врачу необходимо помнить о замечательной способности растущих популяций увеличивать митотическую активность при определенных воздействиях. Так, после удаления почки наступает гипертрофия оставшейся.
Обновляющиесяклеточные популяции - это группы клеток, среди которых митотическая активность очень высока (служат незрелые эритроциты, клетки в ходе заживления ран, малодифференцированные клетки эпителия кишечника, базальные клетки эпидермиса, клетки семенников в зоне размножения). Характерной особенностью этих клеток, является уравновешивание избыточного количества клеток их утратой. Нарушение этого состояния приводит к развитию опухолевых процессов.