Выполнила ученица 10-3 класса МОУ лицей 18 Дрыгина Мария

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. Митоз

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 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. Биологическое значение митоза 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 ( ) 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 ).

В процессе митоза условно выделяют несколько стадий, постепенно и непрерывно переходящих друг в друга : профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и телофазу. Длительность стадий М. различна и зависит от типа ткани, физиол. состояния организма, внеш. факторов ; наиб. продолжительны первая и последняя.

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 ). Веретено деления образуется либо с участием центриолей, образуя митотический аппарат ( в клетках животных и нек - рых низших растений ), либо без них ( в клетках высших растений и нек - рых простейших ). У водорослей, низших грибов и ряда простейших веретено может формироваться внутри ядра ( т. н. закрытый М.). Прометафаза начинается распадом ядерной оболочки на фрагменты и беспорядочными движениями хромосом в центр. части клетки, соответствующей зоне бывшего ядра. При " закрытом М." оболочка ядра сохраняется в течение всего М. Хромосомы спирализуются и в результате этого укорачиваются и утолщаются, и их уже можно наблюдать в световой микроскоп. Еще лучше они видны на следующей стадии митоза - метафазе.

В Метафазе завершается формирование веретена деления. Хромосомы перестают двигаться и выстраиваются по экватору веретена, образуя экваториальную пластинку. При этом хорошо видно, что каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, имеет перетяжку - центромеру ( рис 2). Хромосомы своими центромерами прикрепляются к нитям веретена деления. После деления центромеры каждая хроматида становится самостоятельной дочерней хромосомой. Синтез белка снижен на 20-30% по сравнению с интерфазой. На этой стадии М. клетки наиб. чувствительны к холоду, колхицину, его производным и др. агентам, воздействие к - рых разрушает веретено деления и приводит к пекращению деления клеток ( К - митоз ). При низких дозах повреждающих агентов нормальное течение М. восстанавливается через несколько часов после их воздействи ; более высокие дозы приводят либо к гибели клетки, либо к ее полиплоидизации.

Анафаза - самая короткая стадия М. Характеризуется разделением сестринских хроматид и расхождением хромосом к противоположным полюсам клетки. Скорость их движения в среднем 0,2-5 мкм / мин. В ряде случаев движение хромосом к полюсам клетки сопровождается дополнит. расхождением полюсов друг от друга.

Телофаза длится с момента прекращения движения хромосом до окончания процессов, связанных с реконструкцией дочерних ядер ( десприрализация и активизация хромосом, образование ядерной оболочки, формирование ядрышек ), с разрушением веретена деления, разделением тела материнской клетки на 2 дочерние и образованием ( в клетках животных ) остаточного тельца Флемминга. Она начинается после того, как дочерние хромосомы, состоящие из одной хроматиды, достигли полюсов клетки. На этой стадии хромосомы вновь деспирализуются и приобретают такой же вид, какой они имели до начала деления клетки в интерфазе ( длинные тонкие нити ). Вокруг них возникает ядерная оболочка, а в ядре формируется ядрышко, в котором синтезируются рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все органоиды ( митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы и др.) распределяются между дочерними клетками более или менее равномерно.

По завершении цитотомии клетки вступают в интерфазу, к - рая начинается G 1 - периодом следующего клеточного цикла.

Зависит от размеров клеток, их плоидности, числа ядер, а также от условий окружающей среды, в частности от температуры. В животных клетках М. длится 3060 мин, в растительных 23 часа. Более длительны стадии М., связанные с процессами синтеза ( препрофаза, профаза, телофаза ); самодвижение хромосом ( метакинез, анафаза ) осуществляется быстро.

В организме митоза 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 М. 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

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 митоза, трёхгрупповая и полая метафазы ). Особое значение в этой группе патологии митоза имеет колхициновый митоза, 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 митоза возникают после воздействия митотических ядов, токсинов, экстремальных факторов ( ионизирующее излучение, аноксия, гипотермия ), при вирусной инфекции и в опухоли. Резкое увеличение числа патологических М. типично для злокачественных опухолей.

В опытах с температурно - зависимыми мутантами дрожжей и клеточных линий млекопитающих показано, что протекание М. обусловливается активацией определённых генов и синтезом специфич. РНК и белка. Иногда М. считают только деление ядра ( кариокинез ), к - рое не всегда сопровождается цитотомией - образованием двух отд. клеток. 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 ).

Биологический энциклопедический словарь Глав. ред. М. С. Гиляров Общая биология учебник для классов общ. учреж. Под ред. ак. Д. К. Беляева...