1 Механизмы репродукции клеток

очередного деления или смерти

Основной механизм деления эукариотической клетки – митоз

Митотический

цикл – часть клеточного цикла, в процессе которого осуществляется подготовка к делению и само деление клетки

Клетки размножаются путем деления исходной клетки

период

M – митоз и цитокинез

G0 – период покоя или выполнения

специфических функций

после митоза

Характеризуется возобновлением интенсивных процессов биосинтеза

В данной фазе у большинства

клеток существует критическая точка – т.н. точка рестрикции, после прохождения которой клетка должна пройти все последующие этапы клеточного цикла

фазой G1

Характеризуется репликацией (удвоением) ДНК
Начинается с появления вещества – активатора

S-фазы, который присутствует, пока не завершится репликация всей ДНК
Длительность в типичной эукариотической клетке – около 8 часов
Скорость репликации – около 50 нуклеотидов в секунду (у прокариот – 500/сек)

т.н. сайта начала репликации, с формированием пары противоположно направленных Y-образных

репликационных вилок, движущихся навстречу друг другу

У эукариот имеется множество сайтов начала репликации, находящихся на расстоянии 30-300 тысяч нуклеотидных пар

Только для S-фазы характерен синтез гистонов – белков, необходимых для упаковки ДНК

S-фазы и является периодом подготовки к митозу

Характеризуется синтезом белков, необходимых

для деления, в частности тубулина, образующего веретено деления

Переход к митозу начинается при появлении М-стимулирующего фактора

из двух сестринских хроматид

Дезинтеграция ядрышка

Формирование веретена деления в цитоплазме
Интерфаза
Профаза

– полюс веретена
5 – конденсирующиеся хромосомы
6 – ядерная оболочка
7 –

центромера
8 – распадающееся ядрышко

оболочки на фрагменты (у некоторых организмов ядерная оболочка может сохраняться)

Микротрубочки

веретена смещаются в центральную часть клетки и прикрепляются к кинетохору хромосом (кинетохор – белковый комплекс на центромерах хромосом)

Микротрубочки начинают перемещать хромосомы в плоскость экватора

хромосомы
4 – фрагменты ядерной оболочки
6 – астральная микротрубочка
7 – кинетохорные

микротрубочки
8 – кинетохоры
9 – полюсная микротрубочка

хромосомы выстроены в экваториальной плоскости, образуя метафазную пластинку

– кинетохорная микротрубочка
4 – полюсная микротрубочка
6 – метафазная хромосомная пластинка

хромосом на хроматиды связано репликацией ДНК в районе центромеры
Сестринские хроматиды

движутся к полюсам
Сигналом к началу анафазы является повышение концентрации ионов Са2+

кинетохорных микротрубочек
Анафаза В – удаление самих полюсов друг от друга
1

– раздвигающая сила возникает между микротрубочками от противоположных полюсов, расталкивая их
2 – тянущая сила действует непосредственно на полюса, растаскивая их

Анафаза А

Анафаза В

два дочерних ядра
Происходит деконденсация хроматина – он переходит в интерфазное

состояние
Возобновляется синтез РНК
Появляется ядрышко
Начинается сборка рибосом

полюсная микротрубочка

к длинной оси митотического веретена в плоскости экватора появляется борозда

деления
Образование борозды обусловлено активностью сократимого кольца под мембраной клетки, состоящего из актиновых филаментов
В растительных клетках цитоплазма разделяется путем образования новой стенки на границе между дочерними клетками

образующее борозду деления
3 – центриоли
4 – интерфазные микротрубочки
5 – остатки

полюсных микротрубочек
6 – остаточное тельце (область перекрывания микротрубочек)
7 – вновь образующееся ядрышко

клеток или спор, в результате которого исходная диплоидная клетка с

числом хромосом 2n дает четыре гаплоидных клетки

В цикле этих организмов преобладает гаплоидная фаза. Диплоидна только зигота,

которая после образования сразу же редукционно делится.
Промежуточный или споровый тип мейоза – характерен для цветковых растений при образовании спор, вклиниваясь между стадиями диплоидного спорофита и гаплоидного гаметофита.
Гаметный или терминальный тип характерен для многоклеточных животных, включая человека, простейших и низших растений. Редукционное деление происходит при образовании половых клеток. Гаплоидны только половые клетки, которые сливаясь при оплодотворении, дают диплоидную зиготу, развивающуюся в новый организм.

редукционное – приводит к образованию из диплоидных клеток гаплоидных
2n4c →

1n2c
- второе деление – эквационное – приводит к образованию дочерних клеток с числом хромосом, равным родительской
1n2c → 1n1c
- каждое из делений подразделяется на четыре стадии: профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I и профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II

профазе I
Профаза I – самая продолжительная стадия мейоза – от

нескольких часов до нескольких суток, а иногда – лет
Подразделяется на 5 стадий:
Лептотена
Зиготена
Пахитена
Диплотена
Диакинез

Пахитена
Диплотена Диакинез

объеме, появляются четко видимые хроматиновые нити с нерегулярно расположенными узелками

– хромомерами
Сестринские хроматиды неразличимы

между собой с помощью синаптонемного комплекса
Каждая пара хромосом в результате

конъюгации образует единый комплекс – бивалент
Каждый бивалент включает четыре хроматиды, число бивалентов равно гаплоидному числу хромосом (n)

утолщены вдвое
Происходит кроссинговер – обмен участками гомологичных хромосом, и, как

следствие, рекомбинация генов
Синтезируются рестриктазы, лигазы

гомологичных хромосом остается несколько зон контакта – хиазмы
Наличие хиазм –

показатель завершившегося кроссинговера
Типы хиазм:
А – одиночная; Б – связывающие пару хроматид; В – связывающие три хроматиды; Г – связывающие все четыре хроматиды

Типы хиазм

перемещаются к внутренней поверхности ядерной оболочки
Хиазмы сдвигаются к концам хромосом

– терминализация хиазм
Биваленты принимают причудливую форму колец, крестов, восьмерок
Ядрышко растворяется и ядерная оболочка распадается

путем
Он обеспечивает постоянство числа хромосом вида, так как образующиеся в

результате мейоза гаметы несут гаплоидный набор хромосом, а диплоидное число хромосом восстанавливается при оплодотворении
В процессе мейоза происходит генетическая рекомбинация, условие осуществления которой – конъюгация хромосом и кроссинговер