Митоз

Митоз — стадия жизненного цикла клеток, в период которого происходит деление клетки с образованием двух генетически идентичных дочерних клеток.

Биологическое значение митоза:

  • 1) во время митоза происходит строго одинаковое распределение хромосом между дочерними клетками. Это обеспечивает образование генетически идентичных клеток;
  • 2) митоз обеспечивает рост многоклеточного организма;
  • 3) за счет деления клеток происходит регенерация поврежденных органов и тканей (репаративная регенерация) или сохранение структурной целостности клеточных популяций и всего организма (физиологическая регенерация);
  • 4) на митозе основаны все формы бесполого размножения (почкование, спорообразование, вегетативное размножение, деление простейших).

Митоз состоит из нескольких стадий, последовательно сменяющих друг друга: профазы, метафазы, анафазы и телофазы (рис. 5.18).

Профаза. Переход от интерфазы к митозу. Хроматин в ядре, который был в интерфазе деконденсированный, начинает конденсироваться в хорошо видимые хромосомы. Каждая хромосома редуплицирована и состоит из двух сестринских хроматид. В каждой из хроматид есть специальный участок — центромер, к которому будут крепиться в дальнейшем микротрубочки веретена деления. Оболочка ядра начинает фрагментироваться.

В конце профазы (в поздней профазе, или прометафазе) ядерная оболочка распадается на мелкие пузырьки. Центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки и начинает формироваться веретено деления, состоящее из системы специальных микротрубочек. На центромерах хромосом образуются особые белковые комплексы — кинето- хоры, к ним крепятся микротрубочки веретена — кинетохорные микротрубочки, другие — полюсные микротрубочки остаются свободными, третьи — астральные — концентрируются вокруг центриолей.

Хромосомы, прикрепленные к кинетохорным микротрубочкам беспорядочно двигаются по клетке, постепенно концентрируясь в средней части клетки. Количество хромосом и количество ДНК в этой фазе митоза — 2п4с.

Основные этапы митоза животной эукариотической клетки

Рис. 5.18. Основные этапы митоза животной эукариотической клетки:

А — интерфаза в стадии G2; Б — ранняя профаза; В — поздняя профаза; Г — метафаза; Д — ранняя анафаза; Е — поздняя анафаза; Ж — телофаза (контуры клетки не показаны): 1 — центриоли (двойные); 2 — астральные микротрубочки; 3 — ядро; 4 — начало формирования веретена деления; 5 — конденсированные хромосомы (по две хроматиды в каждой); 6 — разрушение ядерной оболочки;

7 — кинетохоры (места крепления кинетохорных микротрубочек веретена к хромосомам); 8 — метафазная пластинка; 9 — свободные микротрубочки веретена; 10 — кинетохорные микротрубочки веретена; 11 — расхождение дочерних хромосом; 12 — формирование ядерной оболочки и начало деконденсации хроматина

Метафаза. Хромосомы концентрируются в средней части клетки, формируя экваториальную (метафазную) пластинку. Количество хромосом и ДНК остается пока прежним 2п 4с. Полностью сформировано веретено деления.

На этой стадии митоз можно остановить, искусственно подействовав на клетки веществами (цитостатиками) которые разрушают микротрубочки веретена. Цитостатики применяют в химиотерапии опухолей, пытаясь остановить безудержное деление раковых клеток. Применять их нужно очень осторожно и в крайних случаях, поскольку они могут нарушить процесс деления и в других, нормальных клетках организма.

Анафаза. Начинается с разделения хромосом на сестринские хро- матиды, которые начинают медленно двигаться к соответствующим полюсам клетки с помощью сократительных сил кинетохорных микротрубочек веретена. Скорость расхождения хромосом — 1 мкм/мин, сила натяжения микротрубочек очень большая, и митоз в этой фазе остановить практически невозможно. Анафаза длиться всего несколько минут. В результате в клетке количество хромосом увеличивается вдвое — 4п4с.

Телофаза. Сестринские хроматиды (хромосомы дочерних клеток) подходят к полюсам и отсоединяются от микротрубочек веретена. Вокруг каждой группы хромосом начинает формироваться новая оболочка ядра. Конденсированный хроматин начинает деспирализоваться, формируется ядрышко. Веретено деления разрушается.

В конце анафазы и в течение телофазы начинается деление цитоплазмы материнской клетки на две части — цитокенез. В животных клетках цитокенез идет путем образования мембранной перетяжки в средней части клетки. Образуется борозда деления, которая углубляется до образования узкого мостика между клетками (остаточное тельце) и, в конце концов, происходит полное разделение дочерних клеток, в каждой из которых одинаковое количество хромосом и ДНК — 2п2с.

Общая длительность митоза в эукариотических клетках составляет от 0,5 до 3 ч.

В растительных клетках митоз проходит сходным образом, но есть отличия:

  • • образование веретена идет без помощи клеточного центра (в растительных клетках клеточный центр отсутствует);
  • • нити веретена деления исчезают не полностью, а сохраняются в течение всего митоза;
  • • формирование перегородки идет внутри клетки за счет цитоплазматических пузырьков, образующихся в аппарате Гольджи. Они концентрируются в середине клетки, сливаются в срединную пластинку. Она растет до тех пор, пока не достигнет изнутри оболочки делящейся клетки. После этого каждая из дочерних клеток начинает формировать первичную клеточную оболочку. Оболочка материнской клетки разрушается. Одновременно формируются плазмодесмы.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >