Какъв дял е митозата? Митоза - значение и етапи. Образователно видео: клетъчна митоза и нейните етапи

Митоза- основният метод за разделяне на еукариотни клетки, при който първо се случва удвояването, а след това наследственият материал се разпределя равномерно между дъщерните клетки.

Митозата е непрекъснат процес с четири фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Преди митозата клетката се подготвя за делене или интерфаза. Периодът на подготовка на клетката за митоза и самата митоза заедно представляват митотичен цикъл. По-долу е кратко описание нафази на цикъла.

Интерфазасе състои от три периода: пресинтетичен или постмитотичен - G 1, синтетичен - S, постсинтетичен или премитотичен - G 2.

Пресинтетичен период (2н 2° С, Където н- брой хромозоми, с- брой ДНК молекули) - клетъчен растеж, активиране на процесите на биологичен синтез, подготовка за следващия период.

Синтетичен период (2н 4° С) - репликация на ДНК.

Постсинтетичен период (2н 4° С) - подготовка на клетката за митоза, синтез и натрупване на протеини и енергия за предстоящото делене, увеличаване на броя на органелите, удвояване на центриолите.

Профаза (2н 4° С) - разглобяване на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки, „изчезване“ на нуклеоли, кондензация на бироматидни хромозоми.

Метафаза (2н 4° С) - подреждане на максимално кондензирани бихроматидни хромозоми в екваториалната равнина на клетката (метафазна плоча), прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.

Анафаза (4н 4° С) - разделяне на двухроматидни хромозоми в хроматиди и дивергенция на тези сестрински хроматиди към противоположните полюси на клетката (в този случай хроматидите стават независими еднохроматидни хромозоми).

Телофаза (2н 2° Свъв всяка дъщерна клетка) - декондензация на хромозоми, образуване на ядрени мембрани около всяка група хромозоми, разпадане на нишки на вретено, поява на ядро, разделяне на цитоплазмата (цитотомия). Цитотомията в животинските клетки възниква поради браздата на разцепване, в растителни клетки- поради клетъчната пластина.

1 - профаза; 2 - метафаза; 3 - анафаза; 4 - телофаза.

Биологично значение на митозата.Дъщерните клетки, образувани в резултат на този метод на делене, са генетично идентични с майчините. Митозата осигурява постоянството на хромозомния набор през редица клетъчни поколения. Той е в основата на процеси като растеж, регенерация, безполово размножаване и др.

- Това специален начинделене на еукариотните клетки, в резултат на което клетките преминават от диплоидно състояние в хаплоидно състояние. Мейозата се състои от две последователни деления, предшествани от единична репликация на ДНК.

Първо мейотично делене (мейоза 1)се нарича редукция, тъй като по време на това делене броят на хромозомите се намалява наполовина: от една диплоидна клетка (2 н 4° С) два хаплоидни (1 н 2° С).

Интерфаза 1(в началото - 2 н 2° С, накрая - 2 н 4° С) - синтез и натрупване на вещества и енергия, необходими за двете деления, увеличаване на размера на клетката и броя на органелите, удвояване на центриолите, репликация на ДНК, която завършва в профаза 1.

Профаза 1 (2н 4° С) - разглобяване на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретенообразни нишки, „изчезване“ на нуклеоли, кондензация на бихроматидни хромозоми, конюгиране на хомоложни хромозоми и кръстосване. Конюгация- процесът на събиране и преплитане на хомоложни хромозоми. Нарича се двойка конюгиращи хомоложни хромозоми двувалентен. Кръстосането е процесът на обмен на хомоложни области между хомоложни хромозоми.

Профаза 1 е разделена на етапи: лептотен(завършване на репликацията на ДНК), зиготена(конюгация на хомоложни хромозоми, образуване на бивалентни), пахитен(кросингоувър, рекомбинация на гени), диплотен(откриване на хиазми, 1 блок на оогенезата при хора), диакинеза(терминализиране на хиазмата).

1 - лептотен; 2 - зиготена; 3 - пахитен; 4 - диплотен; 5 - диакинеза; 6 — метафаза 1; 7 - анафаза 1; 8 — телофаза 1;
9 — профаза 2; 10 — метафаза 2; 11 - анафаза 2; 12 - телофаза 2.

Метафаза 1 (2н 4° С) - подреждане на бивалентите в екваториалната равнина на клетката, прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.

Анафаза 1 (2н 4° С) - произволна независима дивергенция на двухроматидни хромозоми към противоположните полюси на клетката (от всяка двойка хомоложни хромозоми една хромозома отива към единия полюс, другата към другия), рекомбинация на хромозоми.

Телофаза 1 (1н 2° Свъв всяка клетка) - образуването на ядрени мембрани около групи дихроматидни хромозоми, разделяне на цитоплазмата. В много растения клетката преминава от анафаза 1 веднага към профаза 2.

Второ мейотично делене (мейоза 2)Наречен уравнение.

Интерфаза 2, или интеркинеза (1n 2c), е кратка пауза между първото и второто мейотично делене, по време на която не се извършва репликация на ДНК. Характеристика на животински клетки.

Профаза 2 (1н 2° С) - разглобяване на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки.

Метафаза 2 (1н 2° С) - подравняване на бихроматидните хромозоми в екваториалната равнина на клетката (метафазна плоча), прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите; 2 блок на оогенезата при хората.

Анафаза 2 (2н 2с) - разделяне на двухроматидни хромозоми на хроматиди и дивергенция на тези сестрински хроматиди към противоположните полюси на клетката (в този случай хроматидите стават независими еднохроматидни хромозоми), рекомбинация на хромозоми.

Телофаза 2 (1н 1° Свъв всяка клетка) - декондензация на хромозоми, образуване на ядрени мембрани около всяка група хромозоми, разпадане на нишките на вретеното, поява на ядрото, разделяне на цитоплазмата (цитотомия) с последващо образуване на четири хаплоидни клетки.

Биологично значение на мейозата.Мейозата е централното събитие на гаметогенезата при животните и спорогенезата при растенията. Като основа на комбинираната изменчивост, мейозата осигурява генетично разнообразие на гаметите.

Амитоза

Амитоза — директно делениеинтерфазно ядро ​​чрез свиване без образуване на хромозоми, извън митотичния цикъл. Описан за стареещи, патологично променени и обречени клетки. След амитоза клетката не е в състояние да се върне към нормалния митотичен цикъл.

Клетъчен цикъл

Клетъчен цикъл- животът на клетката от момента на нейното появяване до деленето или смъртта. Основен компонент на клетъчния цикъл е митотичният цикъл, който включва периода на подготовка за делене и самата митоза. Освен това в жизнен цикълИма периоди на почивка, през които клетката изпълнява присъщите си функции и избира бъдещата си съдба: смърт или връщане към митотичния цикъл.

Отидете на лекции No12„Фотосинтеза. хемосинтеза"

Отидете на лекции No14"Размножаване на организми"

Придружен от намаляване наполовина на броя на хромозомите. Състои се от две последователни деления, които имат същите фази като митозата. Въпреки това, както е показано в таблица „Сравнение на митоза и мейоза“, продължителността на отделните фази и процесите, протичащи в тях, се различават значително от процесите, протичащи по време на митозата.

Тези разлики са главно както следва.

В мейозата профаза Iдълготраен. Какво се случва в него спрежение(свързване на хомоложни хромозоми) и обмен генетична информация . В анафаза I центромери, държайки хроматидите заедно, не споделяй, и една от хомологмейозите на митозата и яйчните хромозоми отива към полюсите. Интерфазапреди втората дивизия много къс, в него ДНК не се синтезира. клетки ( халити), образувани в резултат на две мейотични деления, съдържат хаплоиден (единичен) набор от хромозоми. Диплоидията се възстановява чрез сливането на две клетки – майчина и бащина. Оплодената яйцеклетка се нарича зигота.

Митоза и нейните фази

Митоза или непряко деление, най-широко разпространени в природата. Митозата е в основата на деленето на всички нерепродуктивни клетки (епителни, мускулни, нервни, костни и др.). Митозасе състои от четири последователни фази (виж таблицата по-долу). Благодарение на митозатаосигурява се равномерно разпределение на генетичната информация на родителската клетка между дъщерните клетки. Периодът на живот на клетката между две митози се нарича интерфаза. Той е десет пъти по-дълъг от митозата. В него серия от много важни процесипредшестващо клетъчно делене: синтезират се АТФ и протеинови молекули, всяка хромозома се удвоява, образувайки две сестрински хроматиди, държани заедно от общ центромер, броят на основните органели на цитоплазмата се увеличава.

В профазаспирала и като резултат хромозомите се удебеляват, състоящ се от две сестрински хроматиди, държани заедно от центромера. До края на профазатаядрената мембрана и нуклеолите изчезват и хромозомите се разпръскват в клетката, центриолите се преместват към полюсите и се образуват вретено. В метафазата настъпва по-нататъшна спирализация на хромозомите. През тази фаза те са най-ясно видими. Техните центромери са разположени по екватора. Към тях са прикрепени резбите на шпиндела.

В анафазаЦентромерите се разделят, сестринските хроматиди се отделят една от друга и поради свиването на вретеновидни нишки се преместват към противоположните полюси на клетката.

В телофазаЦитоплазмата се разделя, хромозомите се развиват и отново се образуват нуклеоли и ядрени мембрани. В животински клеткицитоплазмата е заплетена, В растение- в центъра на майчината клетка се образува преграда. Така от една първоначална клетка (майка) се образуват две нови дъщерни клетки.

Таблица - Сравнение на митоза и мейоза

Сравнителна таблица между митоза и мейоза.

Митозата (кариокинеза, индиректно делене) е процес на делене на ядрото на човешки, животински и растителни клетки, последван от делене на клетъчната цитоплазма. В процеса на делене на клетъчното ядро ​​(виж) се разграничават няколко етапа. В ядрото, което е в периода между клетъчното делене (интерфаза), (виж) обикновено са представени от тънки, дълги (фиг., а), преплетени нишки; Ядрената мембрана и ядрото са ясно видими.

Ядрото е включено различни фазимитоза: а - интерфазно неделящо се ядро; b - d - етап на профаза; d - етап на метафаза; д - стадий на анафаза; g и h - стадий на телофаза; и - образуването на две дъщерни ядра.

В първия етап на митозата, така наречената профаза, хромозомите стават ясно видими (фиг., b-d), те се скъсяват и удебеляват, по дължината на всяка хромозома се появява празнина, която я разделя на две части, напълно подобни една на друга, поради което всяка хромозома изглежда двойна. В следващия етап на митозата - метафазата, ядрената мембрана се разрушава, ядрото се разтваря и хромозомите се оказват в цитоплазмата на клетката (фиг., д). Всички хромозоми са подредени в един ред по екватора, образувайки така наречената екваториална плоча (звезден етап). Центрозомата също претърпява промени. Той е разделен на две части, отклоняващи се към полюсите на клетката; между тях се образуват нишки, образуващи биконично ахроматиново вретено (фиг. д. е).

Митозата (от гръцки mitos - нишка) е непряко клетъчно делене, състоящо се в равномерно разпределение на двойния брой хромозоми между двете получени дъщерни клетки (фиг.). Процесът на митоза включва два вида структури: хромозоми и ахроматинов апарат, който включва клетъчни центрове и вретено (виж Клетка).

Схематично представяне на интерфазното ядро ​​и различните етапи на митозата: 1 - интерфаза; 2 - профаза; 3 - прометафаза; 4 и 5 - метафаза (4 - изглед от екватора, 5 - изглед от клетъчния полюс); 6 - анафаза; 7 - телофаза; 8 - късна телофаза, начало на ядрена реконструкция; 9 - дъщерни клетки в началото на интерфазата; NW - ядрена обвивка; ЯК - ядро; XP - хромозоми; С - центриол; B - шпиндел.

Първият етап на митозата - профаза - започва с появата в клетъчното ядро ​​на тънки нишки - хромозоми (виж). Всяка профазна хромозома се състои от две хроматиди, плътно съседни една на друга по дължина; едната от тях е хромозомата на майчината клетка, другата е новообразувана поради редупликацията на нейната ДНК върху ДНК на майчината хромозома в интерфаза (пауза между две митози). С напредването на профазата хромозомите се спирали, което ги кара да се скъсяват и удебеляват. До края на профазата ядрото изчезва. В профазата настъпва и развитието на ахроматиновия апарат. В животинските клетки клетъчните центрове (центриоли) се раздвояват; около тях в цитоплазмата се появяват зони, които силно пречупват светлината (центросфери). Тези образувания започват да се разминават в противоположни посоки, образувайки до края на профазата два полюса на клетката, която по това време често придобива сферична форма. В клетките на висшите растения няма центриоли.

Прометафазата се характеризира с изчезването на ядрената мембрана и образуването в клетката на вретеновидна нишковидна структура (ахроматиново вретено), някои от нишките на която свързват полюсите на ахроматиновия апарат (интерзонални нишки), а други - всяка от две хроматиди с противоположни полюси на клетката (дърпащи нишки). Хромозомите, разположени произволно в профазното ядро, започват да се движат към централната зона на клетката, където се намират в екваториалната равнина на вретеното (метакинеза). Този етап се нарича метафаза.

По време на анафазата партньорите на всяка двойка хроматиди се отклоняват към противоположните полюси на клетката поради свиването на нишките на теглещото вретено. От този момент нататък всяка хроматида получава името на дъщерна хромозома. Хромозомите, които са се отклонили към полюсите, се събират в компактни групи, което е характерно за следващия етап на митозата - телофаза. В този случай хромозомите започват постепенно да се деспирират, губейки своята плътна структура; около тях се появява ядрена обвивка – започва процесът на ядрена реконструкция. Обемът на новите ядра се увеличава и в тях се появяват нуклеоли (началото на интерфазата или етапът на „почиващото ядро“).

Процесът на отделяне на ядрената субстанция на клетката - кариокинеза - е придружен от отделяне на цитоплазмата (виж) - цитокинеза. В животинските клетки в телофаза се появява стеснение в екваториалната зона, което при задълбочаване води до разделяне на цитоплазмата на изходната клетка на две части. В растителните клетки в екваториалната равнина се образува клетъчна преграда от малки вакуоли на ендоплазмения ретикулум, разделящи две нови клетъчни тела едно от друго.

По принцип близо до митозата е ендомитозата, т.е. процесът на удвояване на броя на хромозомите в клетките, но без разделяне на ядрата. След ендомитоза може да настъпи директно делене на ядрата и клетките, така наречената амитоза.

Вижте също Кариотип, Клетъчно ядро.

Митоза(от гръцки mitos - нишка), метод за разделяне на клетъчните ядра, който осигурява идентично разпределение генетичен материалмежду дъщерните клетки и непрекъснатостта на хромозомите в серия от клетъчни поколения. Митозата често се нарича процес на делене не само на ядрото, но и на цялата клетка.

За изследване на митотичната активност на клетките се използва митотичен индекс - съотношението на броя на клетките, подложени на митоза за определен период от време, към общия брой клетки, които присъстват в популацията в този момент. Колкото по-млади са елементите на еритропоезата и левкопоезата, толкова по-висок е техният митотичен индекс. Според различни данни митотичният индекс на костния мозък обикновено може да варира от 1.0..6.0‰ до 7.6..13.1‰. Брой еритроидни митози на костен мозъкзначително надвишава броя на миелоидните.

Митозата се състои от следните фази с различна продължителност:

• профаза;
• метафаза;
• анафаза (най-кратката);
• телофаза.

В ядрото започват да се образуват тънки нишки (профазни хромозоми), които след това се скъсяват и удебеляват, ядрената мембрана се разрушава и се образува вретено.

(етап на „майка звезда“, когато центромерните области на хромозомите са обърнати към центъра на вретеното) - всички хромозоми се събират в централната част на вретеното, образувайки метафазна плоча.

Хромозомите губят центромерни връзки и два комплекта хромозоми (идентични) се преместват към противоположните полюси на клетката.

Телофаза- започва с момента на спиране на хромозомите и завършва с разделянето на оригиналната клетка на две дъщерни клетки.

ВНИМАНИЕ! Предоставена информация на сайта уебсайте само за справка. Администрацията на сайта не носи отговорност за възможни Отрицателни последиципри прием на лекарства или процедури без лекарско предписание!

Последователността на фазите на митотичния цикъл е представена на фиг. 4.

Ориз. 4. Фази на митозата

Профаза.В профазата ядрото се уголемява и хромозомните нишки, които по това време вече са спирализирани, стават ясно видими.

Всяка хромозома, след редупликация в интерфаза, се състои от две сестрински хроматиди, свързани с една центромера. В края на профазата ядрената обвивка и нуклеолите обикновено изчезват. Понякога ядрото изчезва в следващата фаза на митозата. На препаратите винаги можете да намерите ранни и късни профази и да ги сравните една с друга. Промените са ясно видими: ядрото и ядрената мембрана изчезват. Хромозомните нишки са по-ясно видими в късната профаза и често е възможно да се забележи, че са дублирани. В профазата има и отделяне на центриолите, които образуват двата полюса на клетката.

Прометафазазапочва с бързото разпадане на ядрената мембрана на малки фрагменти, неразличими от фрагменти на ендоплазмения ретикулум (фиг. 5). В прометафазата в хромозомите от всяка страна на центромера се образуват специални структури, наречени кинетохори. Те се прикрепят към специална група микротубули, наречени кинетохорни нишки или кинетохорни микротубули. Тези нишки се простират от двете страни на всяка хромозома, вървят в противоположни посоки и взаимодействат с нишките на биполярното вретено. В същото време хромозомите започват да се движат интензивно.

Ориз. 5. Прометафаза (изгражда се фигурата на звездата майка) в клетка без пигмент. Оцветяване с железен хематоксилин по Хайденхайн. Средно увеличение

Метафаза.След като ядрената мембрана изчезне, става ясно, че хромозомите са достигнали максимална спирализация, стават по-къси и се придвижват към екватора на клетката, разположена в същата равнина. Центриолите, разположени на клетъчните полюси, завършват образуването на вретеното и неговите нишки се присъединяват към хромозомите в центромерната област. Центромерите на всички хромозоми са разположени в една и съща екваториална равнина, а рамената могат да бъдат разположени по-високо или по-ниско. Тази позиция на хромозомите е удобна за тяхното преброяване и изучаване на тяхната морфология.

Анафазазапочва със свиването на нишките на шпиндела, поради което може да бъде разположен по-високо или по-ниско. Всичко това е удобно за преброяване на броя на хромозомите, изучаване на тяхната морфология и разделяне на центромерите. В анафазата на митозата центромерната област на всяка от двухроматидните хромозоми се разделя, което води до отделяне на сестрински хроматиди и тяхната трансформация в независими хромозоми (формалното съотношение на броя на хромозомите и ДНК молекулите е 4n4c).

Ето как се получава точното разпределение на генетичния материал и на всеки полюс има същия брой хромозоми, какъвто е имала оригиналната клетка, преди да се удвоят.

Движението на хроматидите към полюсите се дължи на свиване на задните нишки и удължаване на поддържащите нишки на митотичното вретено.

Телофаза.След завършване на хромозомната дивергенция към полюсите на майчината клетка, в телофаза се образуват две дъщерни клетки, всяка от които получава пълен набор от еднохроматидни хромозоми на майчината клетка (формула 2n2c за всяка от дъщерните клетки).

В телофазата хромозомите на всеки полюс претърпяват деспирализация, т.е. процес, противоположен на това, което се случва в профазата. Контурите на хромозомите губят своята яснота, митотичното вретено се разрушава, ядрената мембрана се възстановява и се появяват нуклеоли. Разделянето на клетъчните ядра се нарича кариокинеза (фиг. 6).

След това от фрагмопласта се образува клетъчна стена, която разделя цялото съдържание на цитоплазмата на две равни части. Този процес се нарича цитокинеза. Ето как завършва митозата.

Ориз. 6. Фази на митозата при различни растения

Ориз. 7. Разпределение на хомоложните хромозоми и гените, които те съдържат по време на митотичния цикъл в хипотетичен организъм (2n = 2) поколения и генетична приемственост на живота в случая безполово размножаванеорганизми.

Основни термини и понятия: анафаза; дъщерна клетка; интерфаза; майчина (родителска) клетка; метафаза; митоза (период М); митотичен (клетъчен) цикъл; постсинтетичен период (G 2); пресинтетичен период (G 1); профаза; сестрински хроматиди; синтетичен период (S); телофаза; хроматид; хроматин; хромозома; центромер.