4 фази мітозу. Стадії (фази) мітозу

Розвиток і зростання живих організмів неможливе без процесу розподілу клітин. У природі існує кілька видів та способів поділу. У цій статті ми коротко і зрозуміло розповімо про мітоз і мейоз, роз'яснимо основне значення цих процесів, познайомимо з тим, чим вони відрізняються, а чим схожі.

Мітоз

Процес непрямого поділу, або мітоз, найчастіше зустрічається у природі. На ньому ґрунтується розподіл усіх існуючих нестатевих клітин, а саме м'язових, нервових, епітеліальних та інших.

Складається мітоз із чотирьох фаз: профази, метафази, анафази та телофази. Основна роль цього процесу - рівномірний розподіл генетичного коду від батьківської клітини до двох дочірніх. При цьому клітини нового покоління один до одного схожі на материнські.

Мал. 1. Схема мітозу

Час між процесами поділу називаються інтерфазою . Найчастіше інтерфаза набагато довша за мітоз. Для цього періоду характерні:

• синтез білка та молекули АТФ у клітині;
• подвоювання хромосом та утворення двох сестринських хроматид;
• збільшення числа органоїдів у цитоплазмі.

Мейоз

Розподіл статевих клітин називається мейозом, воно супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Особливість даного процесу полягає в тому, що проходить він у два етапи, які безперервно йдуть один за одним.

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

Інтерфаза між двома етапами поділу мейозу настільки короткочасна, що практично непомітна.

Мал. 2. Схема мейозу

Біологічним значенням мейозу є утворення чистих гамет, які містять гаплоїдний, тобто одинарний, набір хромосом. Диплоїдність відновлюється після запліднення, тобто злиття материнської та батьківської клітини. В результаті злиття двох гамет утворюється зигота з повним набором хромосом.

Зменшення числа хромосом при мейозі дуже важливе, тому що в іншому випадку при кожному розподілі число хромосом збільшувалося б. Завдяки редукційному поділу підтримується постійне число хромосом.

Порівняльна характеристика

Відмінність мітозу і мейозу полягає в тривалості фаз і процесах, що відбуваються в них. Нижче пропонуємо вам таблицю "Мітоз і мейоз", де вказані основні відмінності двох способів поділу. Фази мейозу такі ж, як і у мітозу. Детальніше дізнатися про подібності та відмінності двох процесів ви зможете у порівняльній характеристиці.

Мал. 3. Порівняльна схема мітозу та мейозу

Що ми дізналися?

У природі розподіл клітин відрізняється залежно від призначення. Так, наприклад, нестатеві клітини діляться шляхом мітозу, а статеві – мейозу. Ці процеси мають схожі схеми розподілу деяких етапах. Головною відмінністю є кількість хромосом в утвореного нового покоління клітин. Так при мітоз у новоствореного покоління диплоїдний набір, а при мейозі гаплоїдний набір хромосом. Час протікання фаз розподілу також різняться. Велику роль життєдіяльності організмів грають обидва способу поділу. Без мітозу не проходить жодне оновлення старих клітин, репродукція тканин та органів. Мейоз допомагає підтримувати постійну кількість хромосом у новоствореному організмі при розмноженні.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.3. Усього отримано оцінок: 4199.

Мітоз, його фази, біологічне значення

Найважливішим компонентом клітинного циклу є мітотичний (проліферативний) цикл. Він є комплексом взаємопов'язаних і узгоджених явищ під час поділу клітини, а також до і після нього. Мітотичний цикл - це сукупність процесів, що відбуваються в клітині від одного поділу до наступного і закінчуються утворенням двох клітин наступної генерації. Крім цього, до поняття життєвого циклу входять також період виконання клітиною своїх функцій та періоди спокою. Саме тоді подальша клітинна доля невизначена: клітина може почати ділитися (входить у мітоз) чи розпочати готуватися до виконання специфічних функцій.

Основні стадії мітозу.

1.Редуплікація (самоподвоєння) генетичної інформації материнської клітини та рівномірний розподіл її між дочірніми клітинами. Це супроводжується змінами структури та морфології хромосом, у яких зосереджено понад 90% інформації еукаріотичної клітини.

2.Мітотичний цикл складається з чотирьох послідовних періодів: пресинтетичного (або постмітотичного) G1, синтетичного S, постсинтетичного (або премітотичного) G2 та власне мітозу. Вони становлять автокаталітичну інтерфазу (підготовчий період).

Фази клітинного циклу:

1) пресинтетична (G1). Йде відразу після поділу клітини. Синтезу ДНК ще немає. Клітина активно зростає у розмірах, запасає речовини, необхідні розподілу: білки (гістони, структурні білки, ферменти), РНК, молекули АТФ. Відбувається поділ мітохондрій та хлоропластів (тобто структур, здатних до ауторепродукції). Відновлюються риси організації інтерфазної клітини після попереднього поділу;

2) синтетична (S). Відбувається подвоєння генетичного матеріалу шляхом реплікації ДНК. Вона відбувається напівконсервативним способом, коли подвійна спіраль молекули ДНК розходиться на два ланцюги і на кожному з них синтезується комплементарний ланцюжок.

У результаті утворюються дві ідентичні подвійні спіралі ДНК, кожна з яких складається з одного нового та старого ланцюга ДНК. Кількість спадкового матеріалу подвоюється. Крім цього, продовжується синтез РНК та білків. Також реплікації піддається невелика частина мітохонд-ріальної ДНК (основна ж її частина реплікується в G2 період);

3) постсинтетична (G2). ДНК не синтезується, проте відбувається виправлення недоліків, допущених при синтезі їх у S період (репарація). Також накопичуються енергія та поживні речовини, продовжується синтез РНК та білків (переважно ядерних).

S та G2 безпосередньо пов'язані з мітозом, тому їх іноді виділяють в окремий період – препрофазу.

Після цього настає власне мітоз, який складається із чотирьох фаз. Процес поділу включає кілька послідовних фаз і являє собою цикл. Його тривалість різна і становить у більшості клітин від 10 до 50 год. .

Стадії мітозу.

Процес мітозу прийнято поділяти на чотири основні фази: профазу, метафазу, анафазу та телофазу (рис. 1–3). Оскільки він безперервний, зміна фаз здійснюється плавно - одна непомітно перетворюється на іншу.

У профазі збільшується обсяг ядра і внаслідок спіралізації хроматину формуються хромосоми. До кінця профази видно, кожна хромосома складається з двох хроматид. Поступово розчиняються ядерця та ядерна оболонка, і хромосоми виявляються безладно розташованими у цитоплазмі клітини. Центріолі розходяться до полюсів клітини. Формується ахроматинове веретено поділу, частина ниток якого йде від полюса до полюса, а частина прикріплюється до центромірів хромосом. Зміст генетичного матеріалу у клітині залишається незмінним (2n2хр).

Характеристика фаз мітозу

До основних подій профази відносять конденсацію хромосом усередині ядра та утворення веретену поділу у цитоплазмі клітини. Розпад ядерця в профазі є характерною, але не обов'язковою всім клітин особливістю.

Умовно початок профази приймається момент виникнення мікроскопічно видимих ​​хромосом внаслідок конденсації внутриядерного хроматину. Ущільнення хромосом відбувається рахунок багаторівневої спіралізації ДНК. Дані зміни супроводжуються підвищенням активності фосфорилаз, що модифікують гістони, що безпосередньо беруть участь у компонуванні ДНК. Як наслідок, різко знижується транскрипційна активність хроматину, інактивуються ядерні гени, більша частина ядерних білків дисоціює. Сенсинські хроматиди, що конденсуються, в ранній профазі залишаються спареними по всій своїй довжині за допомогою білків-когезинів, проте до початку прометафази зв'язок між хроматидами зберігається лише в області центромір. До пізньої профази кожної центромірі сестринських хроматид формуються зрілі кінетохори необхідні хромосомам для приєднання до микротрубочкам веретена поділу в прометафазе.

Поряд із процесами внутрішньоядерної конденсації хромосом у цитоплазмі починає формуватися мітотичне веретено - одна з головних структур апарату клітинного поділу, відповідальна за розподіл хромосом між дочірніми клітинами. В утворенні веретена поділу у всіх еукаріотичних клітин беруть участь полярні тільця, мікротрубочки та кінетохори хромосом.

З початком формування мітотичного веретена в профазі пов'язані разючі зміни динамічних властивостей мікротрубочок. Час напівжиття середньої мікротрубочки зменшується приблизно 20 разів від 5 хвилин до 15 секунд. Однак швидкість їхнього зростання збільшується приблизно в 2 рази в порівнянні з тими ж інтерфазними мікротрубочками. Полімеризующіеся плюс-кінці є «динамічно нестабільними» і різко переходять від рівномірного зростання до швидкого укорочення, при якому часто деполімеризується вся мікротрубочка. Примітно, що для правильного функціонування мітотичного веретена необхідний певний баланс між процесами складання та деполімеризації мікротрубочок, тому що ні стабілізовані, ні деполімеризовані мікротрубочки веретена не в змозі переміщати хромосоми.

Поряд із спостережуваними змінами динамічних властивостей мікротрубочок, що складають нитки веретена, в профазі закладаються полюси поділу. Репліковані в S-фазі центросоми розходяться в протилежних напрямках рахунок взаємодії полюсних мікротрубочок, що зростають назустріч один одному. Своїми мінус-кінцями мікротрубочки занурені в аморфну ​​речовину центросом, а процеси полімеризації протікають із боку плюс-кінців, звернених до екваторіальної площини клітини. При цьому ймовірний механізм розбіжності полюсів пояснюється наступним чином: дінеїно-подібні білки орієнтують в паралельному напрямку полімеризуються плюс-кінці полюсних мікротрубочок, а кінезино-подібні білки, у свою чергу, розштовхують їх у напрямку до полюсів поділу.

Паралельно конденсації хромосом і формуванню мітотичного веретена, під час профази відбувається фрагментація ендоплазматичного ретикулуму, який розпадається на дрібні вакуолі, які потім розходяться до периферії клітини. Одночасно рибосоми втрачають зв'язки з мембранами ЕПР. Цистерни апарату Гольджі також змінюють свою околоядерную локалізацію, розпадаючись окремі диктіосоми, без особливого порядку розподілені в цитоплазмі.

Прометафаза

Прометафаза

Закінчення профази та настання прометафази, як правило, знаменується розпадом ядерної мембрани. Ціла низка білків ламіни фосфорилюється, внаслідок чого ядерна оболонка фрагментується на дрібні вакуолі, а порові комплекси зникають. Після руйнування ядерної мембрани хромосоми без особливого порядку розташовуються у сфері ядра. Однак невдовзі всі вони починають рухатися.

У прометафазі спостерігається інтенсивне, але безладне переміщення хромосом. Спочатку окремі хромосоми швидко дрейфують до найближчого полюса мітотичного веретена зі швидкістю, що досягає 25 мкм/хв. Поблизу полюсів поділу підвищується можливість взаємодії новосинтезованих плюс-кінців мікротрубочок веретена з кінетохорами хромосом. В результаті такої взаємодії кінетохірні мікротрубочки стабілізуються від спонтанної деполімеризації, а їх зростання частково забезпечує віддалення з'єднаної з ними хромосоми у напрямку від полюса до екваторіальної площини веретена. З іншого боку хромосому наздоганяють тяжі мікротрубочок, що від протилежного полюса мітотичного веретена. Взаємодіючи з кінетохором, вони також беруть участь у русі хромосоми. Через війну сестринські хроматиди виявляються пов'язані з протилежними полюсами веретена. Зусилля, що розвивається мікротрубочками від різних полюсів, не тільки стабілізує взаємодію цих мікротрубочок з кінетохорами, але також, зрештою, приводить кожну хромосому в площину метафазної пластинки.

У клітинах ссавців прометафаза протікає, зазвичай, протягом 10-20 хвилин. У нейробластах коника дана стадія займає всього 4 хвилини, а в ендоспермі Haemanthus та у фібробластах тритону – близько 30 хвилин.

Метафаза

Метафаза

На завершення прометафази хромосоми розташовуються в екваторіальній площині веретена приблизно на рівній відстані від обох полюсів поділу, утворюючи метафазну пластинку. Морфологія метафазної платівки у клітинах тварин, як правило, відрізняється упорядкованим розташуванням хромосом: центромірні ділянки звернені до центру веретену, а плечі – до периферії клітини. У рослинних клітинах хромосоми найчастіше лежать в екваторіальній площині веретена без суворого порядку.

Метафаза займає значну частину періоду мітозу і відрізняється відносно стабільним станом. Весь цей час хромосоми утримуються в екваторіальній площині веретена за рахунок збалансованих сил натягу кінетохорних мікротрубочок, здійснюючи коливальні рухи з незначною амплітудою в площині метафазної пластинки.

У метафазі, як і протягом інших фаз мітозу, триває активне оновлення мікротрубочок веретена шляхом інтенсивного складання і деполімеризації молекул тубуліна. Незважаючи на деяку стабілізацію пучків кінетохорних мікротрубочок, відбувається постійна перебирання міжполюсних мікротрубочок, чисельність яких у метафазі досягає максимуму.

До закінчення метафази спостерігається чітке відокремлення сестринських хроматид, з'єднання між якими зберігається лише у центромірних ділянках. Плечі хроматид розташовуються паралельно один одному, і стає чітко помітною щілину, що розділяє їх.

Анафаза - найкоротша стадія мітозу, яка починається раптовим поділом та подальшим розбіжністю сестринських хроматид у напрямку протилежних полюсів клітини. Хроматиди розходяться з рівномірною швидкістю, що досягає 0,5-2 мкм/хв., при цьому вони часто набувають V-подібної форми. Їх рух обумовлений впливом значних сил, оцінно 10 дін на хромосому, що в 10 000 разів перевищує зусилля, необхідне для простого просування хромосоми через цитоплазму зі швидкістю, що спостерігається.

Як правило, розходження хромосом в анафазі складається з двох відносно незалежних процесів, які називаються анафазою А і анафазою В.

Анафаза А характеризується розбіжністю сестринських хроматид до протилежних полюсів поділу клітини. За їхній рух при цьому відповідають ті ж сили, що раніше утримували хромосоми в площині метафазної пластинки. Процес розбіжності хроматид супроводжується скороченням довжини кинетохорних мікротрубочок, що деполімеризуються. Причому їхній розпад спостерігається переважно в області кінетохорів, з боку плюс-кінців. Ймовірно, деполімеризація мікротрубочок у кінетохорів або в області полюсів поділу є необхідною умовою для переміщення сестринських хроматид, тому що їхній рух припиняється при додаванні таксолу або важкої води, що надають стабілізуючу дію на мікротрубочки. Механізм, що лежить в основі розходження хромосом в анафазі А поки залишається невідомим.

Під час анафази В розходяться самі полюси поділу клітини, і, на відміну від анафази А, цей процес відбувається за рахунок збирання полюсних мікротрубочок з боку плюс-кінців. Антипаралельні нитки веретена, що полімеризуються, при взаємодії частково і створюють зусилля, що розштовхує полюси. Величина відносного переміщення полюсів при цьому, як і ступінь перекривання полюсних мікротрубочок в екваторіальній зоні клітини сильно варіює у особин різних видів. Крім розштовхувальних сил, на полюси поділу впливають тягнучі сили з боку астральних мікротрубочок, які створюються в результаті взаємодії з динеїноподібними білками на плазматичній мембрані клітини.

Послідовність, тривалість та відносний внесок кожного з двох процесів, що складають анафазу, можуть бути вкрай різними. Так у клітинах ссавців анафаза починається відразу слідом за початком розбіжності хроматид до протилежних полюсів і триває аж до подовження мітотичного веретена в 1,5-2 рази в порівнянні з метафазним. У деяких інших клітинах анафаза починається тільки після того як хроматиди досягають полюсів поділу. У деяких найпростіших у процесі анафази В веретено подовжується у 15 разів у порівнянні з метафазним. У рослинних клітинах анафаза немає.

Телофаза

Телофаза

Телофаза сприймається як заключна стадія мітозу; її початок приймається момент зупинки розділених сестринських хроматид у протилежних полюсів поділу клітини. У ранній телофазі спостерігається деконденсація хромосом і, отже, збільшення в обсязі. Поблизу згрупованих індивідуальних хромосом починається злиття мембранних бульбашок, що дає початок реконструкції ядерної оболонки. Матеріалом для побудови мембран новостворених дочірніх ядер служать фрагменти ядерної мембрани материнської клітини, що спочатку розпалася, а також елементи ендоплазматичного ретикулума. При цьому окремі бульбашки зв'язуються з поверхнею хромосом і зливаються докупи. Поступово відновлюється зовнішня та внутрішня ядерні мембрани, відновлюються ядерна ламіну та ядерні пори. У процесі відновлення ядерної оболонки дискретні мембранні бульбашки, ймовірно, з'єднуються з поверхнею хромосом без розпізнавання специфічних послідовностей нуклеотидів, оскільки в результаті проведених експериментів виявили, що відновлення ядерної мембрани відбувається навколо молекул ДНК, запозичених у будь-якого організму, навіть у бактеріального вірусу. Всередині клітинних ядер, що заново сформувалися, хроматин переходить у дисперсний стан, відновлюється синтез РНК, і стають помітними ядерця.

Паралельно з процесами утворення ядер дочірніх клітин у телофазі починається і закінчується розбирання мікротрубочок веретена поділу. Деполімеризація протікає у напрямку від полюсів поділу до екваторіальної площини клітини, від мінус-кінців до плюс-кінців. При цьому довше зберігаються мікротрубочки в середній частині веретена поділу, які утворюють залишкове тільце Флемінга.

Закінчення телофази переважно збігається з розподілом тіла материнської клітини – цитокінезом. У цьому утворюються дві чи більше дочірні клітини. Процеси, що ведуть поділу цитоплазми, беруть свій початок ще в середині анафази і можуть продовжуватися після завершення телофази. Мітоз не завжди супроводжується поділом цитоплазми, тому цитокінез не класифікується як окрема фаза мітотичного поділу і зазвичай розглядається у складі телофази.

Розрізняють два основні типи цитокінезу: розподіл поперечної перетяжки клітини і розподіл шляхом утворення клітинної пластинки. Площина поділу клітини детермінується положенням мітотичного веретена та проходить під прямим кутом до довгої осі веретена.

При розподілі поперечної перетяжки клітини місце поділу цитоплазми закладається попередньо ще в період анафази, коли в площині метафазної пластинки під мембраною клітини виникає скоротливе кільце з актинових та міозинових філаментів. Надалі, внаслідок активності скоротливого кільця, утворюється борозна поділу, яка поступово поглиблюється до повного поділу клітини. Після закінчення цитокінезу скоротливе кільце повністю розпадається, а плазматична мембрана стягується навколо залишкового тільця Флемінга, що складається зі скупчення залишків двох груп полюсних мікротрубочок, тісно упакованих разом із матеріалом щільного матриксу.

Розподіл шляхом утворення клітинної пластинки починається з переміщення дрібних обмежених мембраною бульбашок у напрямку екваторіальної площини клітини. Тут вони зливаються, утворюючи дископодібну, оточену мембраною структуру – ранню клітинну пластинку. Дрібні бульбашки походять в основному з апарату Гольджі і переміщуються до екваторіальної площини вздовж залишкових полюсних мікротрубочок веретена поділу, що утворюють циліндричну структуру, яка називається фрагмопластом. Принаймні розширення клітинної пластинки микротрубочки раннього фрагмопласта попутно переміщаються до периферії клітини, де рахунок нових мембранних бульбашок триває зростання клітинної платівки до остаточного злиття з мембраною материнської клітини. Після остаточного поділу дочірніх клітин клітинній пластинці відкладаються мікрофібрили целюлози, завершуючи утворення жорсткої клітинної стінки.

Мітоз (або каріокінез, непрямий поділ) є основним способом поділу соматичних клітин тварин і рослин, при якому розподіл генетичного матеріалу між дочірніми клітинами відбувається таким чином, що вони отримують від материнської клітини ідентичний набір хромосом (і генів). Цим підтримується постійний набір хромосом в клітинах, характерний для кожного виду тварин і рослин. Вперше мітотичний поділ ядер тварин клітин було описано 1871 р. А.О. Ковалевським, а ядер рослинних клітин – 1874 р. І.Д. Чистяковим.

Комплекс процесів, коли дві нові клітини утворюються з батьківської, називається мітотичним циклом.Цей цикл, у свою чергу, складається з власне мітозу та інтерфази – періоду між двома поділами клітини. Тривалість мітозу становить 30-60 хвилин (у тварин клітин) і 2-3 години (у рослинних клітин), тривалість інтерфази в різних типах клітин може становити від кількох годин до кількох років. Під час інтерфази протікає багато процесів, які необхідні нормального поділу клітини. Найважливішими з них є подвоєння ДНК та синтез спеціальних білків гістонів, що призводить до подвоєння хромосом та зміни співвідношення маси ядра та цитоплазми, синтез АТФ для забезпечення процесу розподілу енергією, синтез білків, необхідних для побудови ахроматинового веретену. Ці процеси завершуються безпосередньо перед початком мітозу.

Мітоз складається з 4-х фаз. профази , метафази , анафази і телофази .

Початком профази можна вважати збільшення обсягу ядра та спіралізацію хромосом, які стають видимими у світловий мікроскоп. Кожна хромосома при цьому складається з двох ідентичних половинок (сестринських хроматид), які з'єднані між собою в області центроміри. У профазі відбувається поляризація клітини - центріолі клітинного центру розходяться до протилежних кінців клітини і починається формування веретена поділу (ахроматинового веретена). У клітинах покритонасінних відсутній клітинний центр, але, незважаючи на це, формування веретена поділу теж починається на протилежних полюсах клітини. Наприкінці профази ядерце зникає, ядерна оболонка розчиняється, а хромосоми розташовуються у цитоплазмі клітини.

У метафазі відбувається завершення формування веретена поділу, його нитки йдуть від полюса до полюса, а частина їх приєднується до центромірів хромосом. Відбувається максимальна спіралізація хромосом, які знаходяться в екваторіальній площині клітини, формуючи метафазну пластинку. У цей час добре помітно, що кожна хромосома складається з 2-х хроматид, тому вивчення та підрахунок хромосом проводять саме у цій фазі поділу.

У анафазе кожна з хромосом області центроміри розщеплюється на хроматиди, утворюючи у своїй дві дочірні хромосоми, які з допомогою скорочення ниток веретена поділу починають переміщення до полюсів клітини. В результаті цього в кожному полюсі клітини зосереджується диплоїдний набір однониткових хромосом.

У телофазі відбуваються процеси, протилежні тим, що проходили у профазі: деспіралізуються хромосоми, утворюються ядерця, формується ядерна оболонка. В результаті утворюються два ядра з таким же набором хромосом, який мав ядро ​​материнської клітини. Після відокремлення ядер починається процес поділу цитоплазми, який відбувається за рахунок перетяжки (у тваринних клітинах) або утворення пластинки в середині екваторіальної площини (у рослинних клітинах).

Біологічне значення мітозу у тому, що відбувається точне розподілення генетичного матеріалу між дочірніми клітинами, це забезпечує сталість каріотипу клітин (хромосомного набору) та генетичну наступність між поколіннями клітин. Зростання, розвиток, відновлення тканин та органів рослин та тварин відбувається за рахунок мітотичного поділу клітин.

Що супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Він складається з двох послідовностей, що йдуть поділів, що мають ті ж фази, що і мітоз. Однак, як показано в таблиці «Порівняння мітозу та мейозу», тривалість окремих фаз і процеси, що відбуваються в них, значно відрізняються від процесів, що відбуваються при мітозі.

Ці відмінності переважно полягають у наступному.

У мейозі профаза Iбільш тривала. У ній відбувається кон'югація(з'єднання гомологічних хромосом) та обмін генетичною інформацією. В анафазі I центроміри, що скріплюють хроматиди, не діляться, а до полюсів відходить одна з гомологмейозів мітозу та інших хромосом. Інтерфазаперед другим розподілом дуже коротка, у ній ДНК не синтезується. Клітини ( галити), що утворюються в результаті двох мейотичних поділів, містять гаплоїдний (одінарний) набір хромосом. Диплоїдність відновлюється при злитті двох клітин - материнської та батьківської. Запліднену яйцеклітину називають зиготою.

Мітоз та його фази

Мітоз, або непрямий поділ, Найбільш поширений у природі. Мітоз лежить в основі поділу всіх нестатевих клітин (епітеліальних, м'язових, нервових, кісткових та ін.). Мітозскладається із чотирьох послідовних фаз (див. далі таблицю). Завдяки мітозузабезпечується рівномірний розподіл генетичної інформації батьківської клітини між дочірніми. Період життя клітини між двома мітозами називають інтерфазою. Вона в десятки разів триваліша за мітоз. У ній відбувається ряд дуже важливих процесів, що передують поділу клітини: синтезуються молекули АТФ і білків, подвоюється кожна хромосома, утворюючи дві сестринські хроматиди, скріплені загальною центромірою, збільшується кількість основних органоїдів цитоплазми

У профазіспіралюються і внаслідок цього потовщуються хромосоми, що складаються з двох сестринських хроматид, що утримуються разом центроміром. До кінця профазиядерна мембрана та ядерця зникають і хромосоми розосереджуються по всій клітині, центріолі відходять до полюсів та утворюють веретено поділу. У метафазі відбувається подальша спіралізація хромосом. У цю фазу вони добре видно. Їхні центроміри розташовуються за екватором. До них прикріплюються нитки веретена поділу.

В анафазіцентроміри діляться, сестринські хроматиди відокремлюються один від одного і за рахунок скорочення ниток веретена відходять до протилежних полюсів клітини.

У телофазіцитоплазма ділиться, хромосоми розкручуються, знову утворюються ядерця та ядерні мембрани. У тварин клітинахцитоплазма перешнуровується, у рослинних- у центрі материнської клітини утворюється перегородка. Так із однієї вихідної клітини (материнської) утворюються дві нові дочірні.

Таблиця - Порівняння мітозу та мейозу

Таблиця порівняння мітозу та мейозу.

Клітина розмножується шляхом розподілу. Існують два способи поділу: мітоз та мейоз.

Мітоз(від грецьк. мітос - нитка), або непрямий поділ клітини, являє собою безперервний процес, в результаті якого відбувається спочатку подвоєння, а потім рівномірний розподіл спадкового матеріалу, що міститься в хромосомах, між двома клітинами, що утворюються. У цьому вся його біологічне значення. Розподіл ядра тягне у себе поділ всієї клітини. Цей процес називається цитокінезом (від грец. Цитос - клітина).

Стан клітини між двома мітозами називають інтерфазою, або інтеркінезом, а всі, що відбуваються в ній під час підготовки до мітозу і в період розподілу зміни - мітотічним, або клітинним, циклом.

У різних клітин мітотичні цикли мають різну тривалість. Більшу частину часу клітина перебуває у стані інтеркінезу, мітоз триває порівняно недовго. У загальному мітотичному циклі власне мітоз займає 1/25-1/20 часу, і більшість клітин він триває від 0,5 до 2 год.

Товщина хромосом настільки мала, що при розгляді інтерфазного ядра у світловий мікроскоп вони не видно, вдається лише розрізнити гранули хроматину у вузлах їх скручування. Електронний мікроскоп дозволив виявляти хромосоми і в ядрі, що не ділиться, хоча вони в цей час дуже довгі і складаються з двох ниток хроматид, діаметр кожної з яких становить всього 0,01 мкм. Отже, хромосоми в ядрі не зникають, а набувають форми довгих і тонких ниток, які майже не видно.

Під час мітозу ядро ​​проходить чотири послідовні фази: профазу, метафазу, анафазу та телофазу.

Профаза(Від грец. про - раніше, фазис - прояв). Це перша фаза поділу ядра, під час якої всередині ядра з'являються структурні елементи, що мають вигляд тонких подвійних ниток, що й зумовило назву цього поділу - мітоз. В результаті спіралізації хромонем хромосоми у профазі ущільнюються, коротшають і стають чітко видимими. До кінця профази можна добре спостерігати, що кожна хромосома складається з двох тісно стикаються одна з одною хроматид. Надалі обидві хроматиди з'єднуються загальною ділянкою - центроміром і починають поступово пересуватися до клітинного екватора.

У середині або наприкінці профази ядерна оболонка та ядерця зникають, центріолі подвоюються і відходять до полюсів. З матеріалу цитоплазми та ядра починає формуватися веретено поділу. Воно складається з двох видів ниток: опорних та тягнуть (хромосомних). Опорні нитки становлять основу веретена, вони тягнуться від полюса клітини до іншого. Нитки, що тягнуть, з'єднують центроміри хроматид з полюсами клітини і забезпечують у подальшому рух до них хромосом. Мітотичний апарат клітини дуже чутливий до різних зовнішніх дій. При дії радіації, хімічних речовин та високої температури клітинне веретено може руйнуватися, виникають всілякі неправильності у розподілі клітини.

Метафаза(Від грец. мета - після, фазис - прояв). У метафазі хромосоми сильно ущільнюються і набувають певної, характерної для цього виду форми. Дочірні хроматиди у кожній парі роз'єднані добре видимою поздовжньою щілиною. Більшість хромосом стає двоплечими. Місцем перегину – центроміром – вони прикріплюються до нитки веретена. Усі хромосоми розташовуються в екваторіальній площині клітини, вільні кінці спрямовані до центру клітини. У цей час хромосоми найкраще спостерігати та підраховувати. Дуже виразно видно і клітинне веретено.

Анафаза(Від грец. Ана - вгору, фазис - прояв). В анафазі слідом за розподілом центромір починається розбіжність хроматид, що стали тепер окремими хромосомами, до протилежних полюсів. У цьому хромосоми мають вигляд різноманітних гачків, звернених своїми кінцями до центру клітини. Так як з кожної хромосоми виникли дві абсолютно однакові хроматиди, то в обох дочірніх клітинах, що утворилися, число хромосом буде дорівнює диплоїдному числу вихідної материнської клітини.

Процес поділу центромір і руху до різних полюсів всіх парних хромосом, що знову утворилися, відрізняється винятковою синхронністю.

Наприкінці анафази починається розкручування хромонемних ниток, і хромосоми, що відійшли до полюсів, видно вже не так чітко.

Телофаза(Від грец. Тілос - кінець, фазис - прояв). У телофазі продовжується деспіралізація хромосомних ниток, і хромосоми поступово стають більш тонкими і довгими, наближаючись до того стану, в якому вони були в профазі. Навколо кожної групи хромосом утворюється ядерна оболонка, формується ядерце. У цей час завершується розподіл цитоплазми і виникає клітинна перегородка. Обидві нові дочірні клітини вступають у період інтерфази.

Весь процес мітозу, як зазначалося, займає трохи більше 2 год. Тривалість його залежить від виду та віку клітин, і навіть від зовнішніх умов, у яких перебувають (температура, освітленість, вологість повітря тощо. буд.). Негативно позначаються на нормальному ході поділу клітин високі температури, радіація, різні наркотики та рослинні отрути (колхіцин, аценафтен та ін.).

Мітотичний поділ клітин відрізняється високим ступенем точності та досконалості. Механізм мітозу створювався та вдосконалювався протягом багатьох мільйонів років еволюційного розвитку організмів. У мітозі знаходить свій прояв одна з найважливіших властивостей клітини як самоврядної і живої біологічної системи, що самовідтворюється.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.