Митоз - Наследственность и окружающая среда как факторы индивидуального развития организма

Митоз -- это основной тип деления соматических эукариотических клеток. Процесс деления включает в себя несколько последовательных фаз и представляет собой цикл. Его продолжительность различна и составляет у большинства клеток от 10 до 50 ч. Обеспечивает преемственность генетического материала в ряду клеток дочерних генераций; приводит к образованию клеток, равноценных как по объему, так и по содержанию генетической информации.

Состоит из двух крупных стадий: деление ядра или кариокенез, деление цитоплазмы или цитокенез.

Кариокенез можно разделить на несколько фаз:

    - профаза - матафаза - анафаза - телофаза

В начале профазы и на все ее протяжении наблюдается прогрессивная спирализация хромосом.

профаза

Рис. 2 Профаза.

Хромомерная нить укладывается вдоль белков ядерного матрикса, хромосомы становятся толстыми и короткими. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хромотид, соединенных в районе центромера.

Спирализация хромосом проходит с участием MPF-фактора. С начала профазы начинают фрагментироваться клеточные органоиды, в этом также участвует MPF-фактор. Фрагментация проходит до мембранных пузырьков, тем самым в клетке освобождается место для построения веретена деления. В создании веретена деления участвуют оба клеточных центра, которые начинаю отходить друг от друга и активно синтезировать микротрубочки, и MPF-фактор. наследственность клетка митоз биосфера

Астральные микротрубочки позволяют фиксировать клеточные центра в определенном положении относительно плазмолеммы.

Полюсные микротрубочки обеспечивают дополнительный механизм расхождения генетического материала к полюсам клетки, а также обеспечивают расхождение мембранных пузырьков к полюсам клетки.

Кинетохорные микротрубочки присоединяются к хромосомам в районе центромера. Здесь к каждой хромосоме присоединяются белковый комплекс, который получил название кинетохор. Он обладает АТФ-азой активностью и при использовании энергии АТФ может перемещаеться по микротрубочкам на подобие транслокатора, следовательно, кинетохорные микротрубочки и сам кинетохор обеспечивают основной механизм расхождения генетического материала.

На заключительных этапах профазы фрагментируются ядерная оболочка до мембранных пузырьков, при этом перефирическая плотная пластинка разрушается, но каждый пузырек содержит одну внутреннюю ламину. Хромосомы оказываются в геалоплазме и к ним подходят кинетохорные микротрубочке. (Приложение 2.)

Метафаза за счет полимеризации кинетохорных микротрубочек хромосомы сдвигаются к экватору клетки и выстраиваются друг под другом. Формируется так называемая метафазная пластинка, представленная всей совокупностью хромосом к каждой хромосоме в конце метофазы присоединяется две кинетохорные нити, центромеры удваиваются и кинетохорный комплекс делится. К концу метафазы каждая сестринская хромотида обладает своим центромером и своим кинетохорным комплексом и каждый кинетохорный комплекс соединен с кинетохоными микротрубочками от разных полюсов клетки.

Анафаза. На этой стадии происходит расхождение хромотид к разным полюсам клетки. Это расхождение обеспечивается двумя механизмами

    - основным. Он объясняется активностью кинетохоров. Кинетохоры продвигаются по кинетохорной микротрубочке и, по мере прохождения кинетохора, микротрубочка разрушается. Кинетохор несет на себе сестринскую хроматиду. - дополнительный. Обеспечивается полимеризацией полюсных микротрубочек и очевидно активностью транслокаторов, которые располагаются между полюсными микротрубочками.

Еще одним важным процессом, происходящим в анафазе, является расхождение мембранных пузырьков по полюсным микротрубочкам за счет транслокаторов. Это расхождение случайно, но так как пузырьков очень много, то с большой вероятностью к каждому полюсу попадают пузырьки практически всех мембранных органоидов.

Телофаза. Во время телофазы проходят процессы обратные процесса происходящим на стадии профазы, т. е. около каждого полюса клетки формируется ядерный аппарат. Имеется клеточный центр и полный набор органоидов, следовательно, под одной плазмолеммой формируются две копии цитоплазмы.

После кариокенеза клетка приступает к цитокенезу, который у животных и растительных клеток проходит по-разному. В животных клетках с помощью актимиозинового пояска деления образуется глубокая перетяжка, которая делит цитоплазму клетки. В растительных клетках цитокенез осложнен наличием клеточной стенки, Поэтому у растений в цитоплазму клетки закладывается серединная пластинка, которая состоит из целлюлозы, которая растет изнутри к наружи и делит клетку на двое.

В некоторых случаях вместо митоза возможно аномальное деление клетки или амитоз. В таком случае веретено деления не образуется и клетка делится перетяжкой, причем ядро перешнуровывается. В случае амитоза невозможно говорить о равномерном распределении генетического материала по дочерним клеткам. Т. о. делятся раковые клетки и возможно макронуклеус у инфузорий.

Патологии митоза.

В первую очередь связаны с патологиями веретена деления, либо с патологией кинетохорного комплекса. Они могут быть наследственными, но их можно индуцировать. К веществам, которые разрушают веретино деления относятся алкоголь и растительный алколоид колхицин. Если веретино деления разрушено до анофазы, то в клетке будут находиться хромосомы с двойным набором генетической информации, так называемые политентные хромосомы. В норме такие хромосомы характерны для некоторых секреторных клеток (слюнные железы). Если веретено деления разрушается на стадии анафазы, то образуются клетки, содержащии двойной набор хромосом или так называемые полиплоидные клетки. У животных полиплоидия практически несовместима с жизнью. У растений полиплоидия встречается часто.

Похожие статьи




Митоз - Наследственность и окружающая среда как факторы индивидуального развития организма

Предыдущая | Следующая