Биологическое значение митоза: ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 25Следующая ⇒ 1. Равномерное распределение генетического материала. 2. Образование идентичных с материнской двух дочерних клеток с диплоидным набором хромосом. 3. Обеспечивает рост и регенерацию. 4. Лежит в основе бесполого размножения. 5. Является способом деления соматических клеток живых организмов.   Таблица 1 Типы и виды деления клеток НЕПРЯМОЕ ПРЯМОЕ
МИТОЗ	АМИТОЗ
1.Собственно митоз	по форме	по виду
2. Эндомитоз	1.Равномерный	1.Генеративный
3. Политения	2.Неравномерный	2.Реактивный
4. Мейоз	3.Фрагментация	3.Дегенеративный
	4.Без деления цитоплазмы

В процессе митоза идет последовательная смена фаз: профаза, метафаза, анафаза, телофаза (рис. 10).

Профаза – происходит спирализация, укорочение, утолщение хроматиновых нитей. Наблюдается расхождение центриолей к полюсам. Начинают образовываться нити веретена деления. В конце – наблюдается разрушение ядрышка и ядерной оболочки. Количественная характеристика генетического материала: 2n 2 хроматиды 4С.

Метафаза – хромосомы в животных клетках располагаются в упорядоченном состоянии в области экватора. Образуется метафазная пластинка. Завершается образование нитей веретена деления. Нити веретена, которые крепятся к кинетохорам, называются хромосомными, а которые идут от полюса к полюсу – полюсными. Количественная характеристика генетического материала: 2n 2 хроматиды 4С .

Анафаза – хромосомные нити веретена сокращаются. К противоположным полюсам расходятся хроматиды, которые принято называть дочерними хромосомами. На каждом полюсе количественная характеристика генетического материала: 2n 1хроматида 2С.

Телофаза – дочерние хромосомы, разошедшиеся к полюсам, деспирализуются, теряют ясные очертания, вокруг них формируются ядерные оболочки, восстанавливается ядрышко. Клеточный центр теряет активность. Начинается цитокинез – деление цитоплазмы. Итогом деления является образование двух диплоидных клеток.

Деление в растительной и животной клетках происходит сходно. Но в клетках высших растений отсутствует клеточный центр. Цитотомия в животных клетках происходит путем перетяжки (образование борозды), которая, углубляясь, делит клетку на две части. В клетках растений формируется в центре срединная пластинка, которая затем растет к периферии.

 

Рис. 10. Митоз в животной клетке.

А — профаза; Б — метафаза; В — анафаза; Г — телофаза

Основные закономерности мейоза

 

Мейоз – деление, обеспечивающее образование гаплоидных клеток из соматических.

Состоит из двух последовательных делений (рис.11):

1. Мейоз I – редукционное;

2. Мейоз II – эквационное.

Рис. 11. Последовательность фаз мейоза

Рис. 12. Стадии профазы I мейоза I

Мейоз I.

Профаза 1 имеет 5 стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез. Количественная характеристика генетического материала: 2n 2 хроматиды 4С.

Лептотена (стадия тонких нитей) – хромосомы приобретают форму нитей, различимых в микроскоп. Хромосомы в это время состоят из двух хроматид, соединенных общим участком — центромерой. Это говорит о том, что удвоение хромосом, их редупликация, в основном произошла в интерфазе, предшествующей мейозу.

Зиготена (стадия конъюгирующих нитей) – гомологичные хромосомы соединяются друг с другом (коньюгируют), образуя биваленты. Это важное генетическое событие, поскольку конъюгация делает возможным обмен участками между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом, приводя к качественному изменению внутренней генетической структуры хромосом. Этот обмен участками между хроматидами гомологичных хромосом получил название «кроссинговер». Каждая пара конъюгирующих гомологичных хромосом образует бивалент. Бивалент, таким образом, состоит из четырех хроматид, поэтому бивалент называют тетрадой.

Пахитена (стадия толстых нитей) – хромосомы несколько укорачиваются и утолщаются. Между хроматидами материнского и отцовского происхождения в нескольких местах возникают соединения – хиазмы (от греч. chiasma – перекрест), или рекомбинантные узелки. Они представляют собой белковые комплексы размерами около 90 нм. В области каждой хиазмы происходит обмен соответствующих участков гомологичных хромосом – от отцовской к материнской и наоборот. Этот процесс называют кроссинговером (от англ. crossing-over – перекрест). Таким образом, кроссинговер обеспечивает многочисленные генетические рекомбинации.

В каждом биваленте человека в профазе I кроссинговер происходит в среднем в двух-трех участках. Количество рекомбинантных узелков равно количеству перекрестков. По окончании кроссинговера хроматиды разъединяются, но остаются связанными в области хиазм.

Диплотена (от греч. diploos –двойной) – стадия двойных нитей. Продолжается спирализация хромосом: происходит терминализация хиазм, в результате взаимного отталкивания гомологичных хромосом. Конъюгировавшие хромосомы раздвигаются, и гомологичные хромосомы каждого бивалента отодвигаются друг от друга, но связь между ними сохраняется в зонах хиазм. Процесс отталкивания начинается в области центромеры и распространяется к концам бивалента. В это время хорошо видно, что бивалент состоит из двух хромосом (откуда и название стадии «двойные нити»). В биваленте обособлены четыре хроматиды, поэтому бивалент называют тетрадой. В это же время становится видно, что тела двух гомологичных хромосом переплетаются. Фигуры перекрещенных хромосом напоминают греческую букву «хи» (χ ), поэтому места перекреста назвали хиазмами.

Наличие хиазм связано с произошедшим кроссинговером. По мере прохождения этой стадии хромосомы как бы раскручиваются, происходит перемещение хиазм от центра к концам хромосом (терминализация хиазм).

Это обеспечивает возможность движения хромосом к полюсам в анафазе.

Диакинез (стадия движения вдаль или стадия расхождения нитей) – биваленты, которые заполняли весь объем ядра, начинают перемещаться ближе к ядерной оболочке. К концу диакинеза контакт между хроматидами сохраняется только на концах бивалента. Исчезновение оболочки ядра и ядрышек и окончательное формирование веретена деления завершают профазу I.

Таким образом, в профазу I происходят два важных события - конъюгация гомологичных хромосом (образуются биваленты) и кроссинговер - обмен между гомологичными участками несестринских (отцовской и материнской) хроматид. Набор генетического материала - 2n 4хроматиды 4c.

Метафаза 1 – хромосомы устанавливаются в экваториальной плоскости, образуя метафазную пластинку. Связь между хромосомами с помощью хиазм продолжает сохраняться (биваленты-тетрады выстраиваются по экватору так, что оба члена каждой гомологичной пары направлены своими центромерами к противоположным полюсам). Набор: 2n 4 хроматиды 4С.

Анафаза 1 – к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы из каждого бивалента, но центромеры пока не делятся. В результате расхождения хромосом происходит независимое сочетание отцовских и материнских клеток на противоположных полюсах клетки, у каждого полюса число хромосом уменьшается вдвое, т.е. происходит редукция числа хромосом (n2c). В этот редуцированный гаплоидный набор попадает обязательно по одной гомологичной хромосоме из каждого бивалента. Набор генетического материала в клетке 2n 4 хроматиды 4С ( 2× n 2хроматиды 2c ).

Телофаза 1 – Хромосомы достигают полюсов, у каждого полюса оказывается гаплоидное число хромосом (истинная редукция хромосом). Полной деспирализации хромосом не происходит. Формируются ядерная оболочка и ядрышко, образуется и углубляется борозда деления, происходит кариокинез. Цитокинез у многих организмов происходит не сразу после деления ядер, так что в одной клетке лежат два ядра, более мелких, чем исходное.

Затем наступает стадия интеркинеза, которая отличается от интерфазы I тем, что в ней не происходит синтеза ДНК и удвоения хромосом. Поэтому, вступая во второе мейотическое деление, клетка содержит гаплоидный набор удвоенных хромосом. Набор генетического материала – n 2 хроматиды 2 c в каждом ядре. Интеркинез – это промежуточная стадия между редукционным и эквационным делениями мейоза.

Вслед за интеркинезом наступает второе деление мейоза — эквационное. Оно проходит по типу митоза, только в него вступает клетка не диплоидным (2n4с), а с гаплоидным (n2с) числом хромосом, состоящих из двух хроматид (их удвоение произошло еще в интерфазу перед мейозом 1). Эквационное деление состоит из тех же фаз, что и митоз: профаза II, метафаза II , анафаза II (хроматиды расходятся к полюсам), телофаза II (в каждом ядре - гаплоидное число однонитевых хромосом). После окончания мейоза происходит цитокинез, в результате которого образуются четыре гаплоидные клетки с набором хромосом n 1 хроматиды 1c в каждой.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: