Лекция 8. Воспроизведение биологический систем

разные состояния: фазу роста и фазы подготовки к делению и

деления.

Клеточный цикл – переход от деления к синтезу веществ,
составляющих клетку, а затем опять к делению – можно
представить на схеме в виде цикла, в котором
выделяют несколько фаз.

растет, запасает в-ва, необходимые для деления: гистоны, структурные белки, ферменты,

РНК, АТФ.
Происходит деление митохондрий и хлоропластов.
Восстанавливаются черты организации интерфазной клетки после предшествующего деления.
2. Синтетическая – S
Происходит удвоение генетического материала путем репликации ДНК.
Продолжается синтез РНК и белков

недочетов, допущенных в S период, - репарация.
Накапливается энергия и питательные

в-ва.
Продолжается синтез РНК и белков (преимущественно ядерных).

S и G2 непосредственно связаны с митозом, поэтому их иногда выделяют в отдельный период – препрофазу.
После этого наступает собственно митоз.

оболочка;
видны спирализованные хромосомные нити – происходит конденсация хромосом;
центриоли расходятся к

полюсам

одной плоскости – образуется метафазная пластинка;
центриоли формируют митотическое веретено;
микротрубочки веретена

деления прикрепляются к центромерам хромосом.
После этого каждая хромосома расщепляется на две хроматиды (дочерние хромосомы), которые оказываются связанными только в участке центромеры.

растягивают сестринские хроматиды каждой хромосомы к противоположным полюсам клетки;
скорость движения

– 0,2 – 5 мкм/мин;
на каждом полюсе – по диплоидному набору хромосом;
хромосомы начинают деконденсироваться и раскручиваться, становятся тоньше и длиннее.

разрушается;
восстанавливается ядерная оболочка;
появляются ядрышки.

образования в экваториальной плоскости перетяжки, которая все более углубляется и

в конце концов делит материнскую клетку на две дочерние.
В клетках растений цитоплазматическая мембрана возникает в середине клетки (образуется срединная пластинка) и распространяется к периферии, разделяя клетку пополам. После формируется целлюлозная стенка.

хромосом на две дочерние хроматиды.
Число хромосом увеличивается в клетке иногда

в десятки раз по сравнению с диплоидным набором.
Возникают полиплоидные клетки.
В норме этот процесс имеет место в интенсивно функционирующей тканях, напр. в печени.
С генетической точки зрения эндомитоз – геномная соматическая мутация.

не распадается, ядрышко остается.
Веретено деления не образуется.
Ядро разделяется на две

относительно равные части без образования митотического аппарата (системы микротрубочек, центриолей, структурированных хромосом).
Если при этом деление заканчивается, возникает двухъядерная клетка.
Иногда перешнуровывается и цитоплазма.

кожи, соединительной ткани), а также в патологически измененных тканях.
Амитоз никогда

не встречается в клетках, нуждающихся в полноценном сохранении информации – оплодотворенных яйцеклетках, клетках нормально развивающегося эмбриона.

увеличения содержания самих хромосом.
Количество хромонем может достигать 1000 и более,

хромосомы при этом приобретают гигантские размеры.
При политении выпадают все фазы митотического цикла, кроме удвоения ДНК.
Политения наблюдается в некоторых высокоспециализированных тканях (печеночных клетках, клетках слюнных желез двукрылых насекомых.

числа хромосом и их перекомбинация у дочерних клеток по сравнению

с материнской.

Мейоз – основа полового размножения, при котором потомство не идентично родителям. Важнейшая его эволюционная роль – барьер на пути нежизнеспособных комбинаций хромосом и генов.

Мейоз протекает в два деления, первое из которых называется редукционным (в процессе именно этого деления количество хромосом у дочерних клеток уменьшается в два раза), а второе – эквационным (в результате него происходит равномерное распределение хромосом по дочерним клеткам, оно аналогично митозу).

I
Второе деление
Профаза II
Метафаза II
Анафаза II
Телофаза

II

гранулы – хромомеры.
Гомологичные хромосомы (полученные от отца и от матери

одинаковые хромосомы) объединяются хромомерами вдоль их длины по принципу застежки.
Процесс точного и тесного сближения гомологичных хромосом в мейозе называется конъюгацией.

и Y на этой стадии спариваются благодаря наличию гомологичных районов

на их концах.

→ образуются тетрады, состоящие из четырех сестринских хроматид.
Происходит обмен генетическим

материалом между гомологами (кроссинговер) и образование хиазм (участков «перекрещивания» хромосом.
Каждая хиазма – отражение одиночного кроссинговера.

разъединяются, оставаясь соединенными только в области центромеры и хиазм.
В зависимости

от длины бивалента на этой стадии можно наблюдать от одной до нескольких хиазм.

этой стадии растворяется ядерная мембрана.

ядра → экваториальная пластинка метафазы I.

центриоли
бивалент

полюсам клетки.
Каждая хромосома состоит теперь из двух хроматид, удерживаемых центромерой,

которая, в отличие от анафазы митоза, не делится.

После телофазы I может наступить короткая
интерфаза II, в которой

хромосомы деспирализуются.
Иногда телофаза I переходит сразу в профазу II.
Ни в одном, ни в другом случае репликации ДНК нет.
Количество хромосом в каждой клетке снижается с 2n
до n без изменения количества ДНК.

профазе II хромосомы вновь спирализуются.
Ядерная оболочка и ядрышки исчезают.

новую хромосому собственной центромерой.
Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, образуя

метафазную пластинку.

центриоли

Метафазная
пластинка

клетки.

хроматиды → хромосомы
центриоли
Веретено
деления

диплоидной клетки образуется четыре гаплоидные клетки (с 1n набором хромосом).