Медицинская академия имени С. И. Георгиевского Жизненный

клетки. Деление клетки. Митоз. Мейоз. Амитоз. Эндомитоз.» Егорова Екатерина Николаевна группа: 210(1) Лечебное

дело -1 медицинский факультет 1 курс Преподаватель: Смирнова Светлана Николаевна г. Симферополь 2020

промежуток времени, в течение которого клетка существует как единица, т.

е. период жизни клетки. Он длится от момента появления клетки в результате деления ее материнской и до конца деления ее самой, когда она «распадается» на две дочерние.

Бывают случаи, когда клетка не делится. Тогда ее жизненный цикл — это период от появления клетки до гибели. Обычно не делятся клетки ряда тканей многоклеточных организмов. Например, нервные клетки и эритроциты.

Принято в жизненном цикле клеток эукариот выделять ряд определенных периодов, или фаз. Они характерны для всех делящихся клеток. Фазы обозначают G1, S, G2, M. Из фазы G1 клетка может уходить в фазу G0, оставаясь в которой, она не делится и во многих случаях дифференцируется. При этом некоторые клетки могут возвращаться из G0 в G1 и пройти по всем этапам клеточного цикла.

Буквы в аббревиатурах фаз – это первые буквы английских слов: gap (промежуток), synthesis (синтез), mitosis (митоз).

появилась. В этот момент она меньше по размеру, чем материнская,

в ней мало веществ, недостаточно количество органоидов. Поэтому в G1 происходит рост клетки, синтез РНК, белков, построение органелл. Обычно G1 – самая длительная фаза жизненного цикла клетки. S – синтетический период. Самый главный его отличительный признак – удвоение ДНК путем репликации. Каждая хромосома становится состоящей из двух хроматид. В этот период хромосомы по-прежнему деспирализованы. В хромосомах, кроме ДНК, много белков-гистонов. Поэтому в S-фазу гистоны синтезируются в большом количестве. В постсинтетический период – G2 – клетка готовится к делению, обычно путем митоза. Клетка продолжает расти, активно идет синтез АТФ, могут удваиваться центриоли. Далее клетка вступает в фазу клеточного деления – M. Здесь происходит деление клеточного ядра – кариокинез, после чего деление цитоплазмы – цитокинез. Завершение цитокинеза знаменует завершение жизненного цикла данной клетки и начало клеточных циклов двух новых. Фаза G0 иногда называют периодом «отдыха» клетки. Клетка «выходит» из обычного цикла. В этот период клетка может приступить к дифференциации и уже никогда не вернуться к обычному циклу. Также в фазу G0 могут входить стареющие клетки.

так называемыми чекпоинтами – контрольными точками. Чтобы наступила следующая фаза,

в клетке должно быть все готово для этого, в ДНК не содержаться грубых ошибок и др. Фазы G0, G1, S, G2 вместе формируют интерфазу - I.

процессы:
размножение одноклеточных организмов;
рост и развитие многоклеточных организмов;
постоянное обновление тканей и

органов;
восстановление тканей и органов после повреждений.








Известны четыре основных способа деления клеток:
прямое бинарное деление;
амитоз;
митоз;
мейоз.

клетке содержится одна кольцевая молекула ДНК. Перед делением клетки ДНК

удваивается. Образовавшиеся одинаковые молекулы ДНК прикрепляются к цитоплазматической мембране (ЦПМ). Во время деления ЦПМ врастает между двумя молекулами ДНК и делит клетку пополам. В каждой дочерней клетке оказывается по одной идентичной молекуле ДНК. Схема деления клетки прокариот Такое деление встречается: в высокоспециализированных клетках с низкой активностью (клетках хрящей, роговицы глаза, печени, эндосперма семян, стенок завязи пестика), у дегенерировавших, обречённых на гибель клеток растений и животных. При амитозе часто наблюдается только деление ядра, а разделение цитоплазмы не происходит. В результате могут образоваться многоядерные клетки. Если же цитоплазма разделяется, то распределение клеточных компонентов, как и ДНК, происходит произвольно.

Амитоз —

самый экономный способ деления, протекающий с минимальными энергетическими затратами. Митоз — непрямое деление соматических клеток эукариот, в результате которого хромосомный набор передаётся без изменений. Митоз лежит в основе роста организмов, регенерации и повреждённых частей, вегетативного размножения. Мейоз — деление клеток эукариот, ведущее к образованию гаплоидных клеток, т. е. уменьшению хромосомного набора в два раза. Мейоз приводит к образованию гамет у животных и спор у растений. При этом из одной материнской диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные клетки с разными хромосомными наборами.

которого из одной диплоидной материнской клетки образуются две дочерние с

таким же набором хромосом.
Подготовка клетки к митозу происходит в интерфазу: удваивается ДНК, накапливается АТФ, синтезируются белки веретена деления.
Митоз включает в себя два процесса: кариокинез (деление ядра) и цитокинез (деление цитоплазмы).
Выделяют четыре фазы митоза: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (двух хроматид), соединённых

центромерой. Ядерная оболочка распадается. Хромосомы неупорядоченно располагаются в цитоплазме. Растворяются ядрышки. Начинает формироваться веретено деления, часть нитей которого прикрепляется к центромерам хромосом. В животной клетке центриоли удваиваются и начинают расходиться. Метафаза Хромосомы располагаются на экваторе клетки, образуя метафазную пластинку. Хроматиды соединены в области первичной перетяжки с нитями веретена деления. Центриоли располагаются у полюсов клетки.

дочерние хромосомы. Дочерние хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам клетки. У

каждого полюса оказывается одинаковый генетический материал. Телофаза Хромосомы раскручиваются. Вокруг хромосом начинают формироваться ядерные оболочки. В ядрах появляются ядрышки. Нити веретена деления разрушаются

клетки Митоз у растений: 1 — профаза, 2 — метафаза, 3 —

анафаза, 4 — телофаза Биологическое значение митоза В результате митоза образуются генетически одинаковые дочерние клетки с тем же набором хромосом, что был у материнской клетки. Сохраняется преемственность в ряду клеточных поколений.

одной диплоидной материнской клетки образуются четыре гаплоидные дочерние клетки.
Подготовка клетки

к мейозу происходит в интерфазу: удваивается ДНК, накапливается АТФ, синтезируются белки веретена деления.
Мейоз включает два следующих друг за другом деления.
Первое деление мейоза (мейоз I ) приводит к уменьшению хромосомного набора и называется редукционным. Оно включает четыре фазы.








Профаза I
Происходит скручивание молекул ДНК и образование хромосом. Каждая хромосома состоит из двух гомологичных хроматид — 2n4c.
Гомологичные (парные) хромосомы сближаются и скручиваются, т. е. происходит конъюгация хромосом.
Затем гомологичные хромосомы начинают расходиться.
При этом образуются перекрёсты и происходит кроссинговер — обмен участками между гомологичными хромосомами.
Растворяется ядерная оболочка.
Разрушаются ядрышки.
Формируется веретено деления.

выстраиваются по экватору клетки. Образуется метафазная пластинка. Каждая хромосома соединена с нитями

веретена деления. Хромосомный набор клетки — 2n4c. Анафаза 1 Гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, отходят друг от друга. Нити веретена деления растягивают хромосомы к полюсам клетки. Из каждой пары гомологичных хромосом к полюсам попадает только одна. Происходит редукция — уменьшение числа хромосом вдвое. У полюсов клетки оказываются гаплоидные наборы хромосом, состоящих из двух хроматид. Хромосомный набор к концу анафазы: у полюсов — 1n2c, в клетке — 2n4c. Телофаза I Происходит формирование ядер. Делится цитоплазма. Образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. Хромосомный набор каждой из образовавшихся клеток — 1n2c. Через короткий промежуток времени начинается второе деление мейоза. В это время не происходит удвоения ДНК. Делятся две гаплоидные клетки, которые образовались в результате первого деления.

деления. Хромосомный набор клетки — 1n2c. Метафаза II Хромосомы располагаются в

экваториальной плоскости. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. К каждой хроматиде прикреплены нити веретена деления. Хромосомный набор клетки — 1n2c. Анафаза II Нити веретена деления оттягивают сестринские хроматиды к полюсам. Хроматиды становятся самостоятельными хромосомами. Дочерние хромосомы направляются к полюсам клетки. Хромосомный набор у каждого полюса — 1n1c (в клетке — 2n2c). Телофаза II Формируются ядра. Делится цитоплазма. Образуются четыре гаплоидные клетки — 1n1c. Хромосомные наборы образовавшихся клеток не идентичны Значение мейоза Образовавшиеся в результате мейоза клетки различаются своими хромосомными наборами, что обеспечивает разнообразие живых организмов. Число хромосом при мейозе уменьшается в два раза, что необходимо при половом размножении. Процесс оплодотворения опять восстанавливает в зиготе диплоидный набор хромосом. .

неравномерно, а клетки получаются разного размера. При этом ядрышки и

оболочка хорошо просматриваются.













Наблюдать его можно в стареющих элементарных частицах или там, где присутствуют патологические признаки, чаще всего в клетках, обреченных на отмирание.
Встречается процесс у млекопитающих, у растений, дрожжей и бактерий

воздействия на организм. Дегенеративный – следствие разделения атрофированных и разрушенных

элементарных частиц. Генеративный – сбалансированное деление, при котором получившиеся структурно-функциональные элементарные частицы приспособлены к нормальной работе и миотическому разделению.

непостоянное распределение ДНК. Цитокинез – элементарная частица делится пополам, но

число органелл неравное. Типы амиотичеких процессов: равномерный – формируются 2 одинаковых ядра; неравномерный – результат явления двух разнокалиберных ядер; фрагментация – когда ядро «разбивается» на большое количество ядрышек различного размера. Чаще всего процесс сопровождается перешнуровкой кольцевой перетяжки путем образования двух ядер, которые уже не разделяются, а со временем стареют и отмирают. Для сравнения: у человека амитоз передается по наследству, если болен один из родителей. Биологическое значение амитоза Исследователи данного процесса уверены, что такой способ наиболее простой. В результате амиотического дробления происходит неравномерное распределение хромосомного материала между клетками. Отношения между цитоплазмой и криоплазмой могут меняться. Также наблюдается увеличение количества или образование многоядерных элементарных частиц.

без образования веретена деления и без деления ядра; в результате

эндомитоза возникают ядра с увеличенным числом хромосом - полиплоидные ядра;
2) многократное умножение нуклеопротеидных нитей - хромонем, образующих хромосомы, в результате чего развиваются гигантские (политенные) хромосомы.
Политения (от поли – много и лат. taenia - повязка, лента), наличие в ядре некоторых соматических клеток гигантских многонитчатых (политенных) хромосом, превышающих в сотни раз обычные. Политения приводит к значительному увеличению плоидности ядер (до 32768 n у хирономуса). Политения впервые описана француским цитологом Э. Бальбиани в 1881. Политенные хромосомы обнаруживаются в клетках личинок ряда двукрылых (хирономус, дрозофила), у простейших и в некоторых клетках растений.
Политения - результат многократных репликаций хромосом без последующего деления клетки или её ядра (см. Эндомитоз). Для гигантских хромосом характерна специфичность расположения дисков, что позволяет составлять цитологические карты хромосом и изучать функциональную активность их отдельных участков. См. также Пуфы, Хромосомы.
Значение:
Эндомитоз и политения приводят к образованию полиплоидных клеток, отличающихся кратным увеличением объема наследственного материала. В таких клетках в отличие от диплоидных гены повторены более чем в два раза. Пропорционально увеличению числа генов растет масса клетки, что повышает её функциональные возможности. В оганизме млекопитающих полиплоидизация с возрастом свойственна печеночным клеткам. Увеличивается генетическая стабильность, т.к. при мутации одного гена остается еще масса неповрежденных копий этого гена. Это тупиковый путь регуляции экспрессии генов, поэтому он довольно редко встречается в природе. Т.е. увеличение количества белков - продуктов генов достигается не интенсивно, не путем увеличения экспрессии генов. а экстенсивно, путем увеличения количества копий гено. И стабильность генома достигается тоже экстенсивно (путем увеличения количества копий генов), а не путем совершенствования системы репарации.