4. Деление соматических и половых клеток эукариот.

ДЕЛЕНИЕ СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТОК.

Процесс деления соматических клеток, в результате которого до­черние клетки полностью сохраняют наследственную информацию материнских клеток, называется митозом.

Интерфаза – подготовка к делению клетки - удвоение числа хромосом, увеличение числа органелл, накопление энергии . 

Первая фаза митоза — профаза. Это самая продолжительная стадия митоза. Она характеризуется тем, что в ней:

• происходит суперспирализация ДНК, вследствие чего хроматиды укорачиваются и утолщаются, хромосомы становятся видимыми под мик­роскопом;

• ядрышки исчезают, так как прекращается синтез р-РНК;

• ядерная оболочка распадается на фрагменты, и хромосомы оказы­ваются в цитоплазме;

• начинает формироваться веретено деления: в животных клетках центриоли, которые были расположены в области клеточного центра, направля­ются к противоположным полюсам клетки, между ними начинают появляться нити веретена деления. В клетках высших растений веретено деления форми­руется без участия центриолей. Нити веретена присоединяются к центроме­рам хромосом, которые начинают двигаться к центральной части клетки.

Следующая фаза митоза — метафаза.

В ней:

• заканчивает формироваться веретено деления (совокупность микро­трубочек, состоящих из белка турбулина);

• хромосомы выстраиваются в центральной части клетки в одной плос­кости таким образом, что их центромеры располагаются на равных рассто­яниях от полюсов клетки;

• в конце метафазы хроматиды отделяются одна от другой.

Анафаза — самая короткая фаза митоза. Она характеризуется тем, что:

• нити веретена деления укорачиваются и растягивают отделившиеся друг от друга в конце метафазы хроматиды к противоположным полюсам клетки, в силу чего они становятся хромосомами;

• к концу анафазы у каждого полюса клетки оказывается диплоидный набор хромосом.

Телофаза — последняя фаза митоза. В ней происходят следующие процессы:

• деспирализация молекул ДНК, вследствие чего хромосомы превра­щаются в хроматин;

• вокруг скоплений хроматина, образовавшихся у противоположных полюсов клетки, образуются ядерные оболочки;

• в образовавшихся таким образом дочерних ядрах формируются ядрышки;

• на протяжении телофазы, начиная от полюсов клетки и до ее экватора, постепенно разрушается веретено деления;

• в конце телофазы делится цитоплазма материнской клетки, что приводит к образованию двух дочерних клеток.

Биологическое значение митоза заключается в точной передачи наследственной информации от материнской клетки дочерним.

а — интерфаза;

б, в, г — начало деления;

д — середина деления;

е, ж — расхождение хромосом, к полюсам;

з — образование перегородки между ядрами;

и — образование двух дочерних клеток и переход ядер в стадию интерфазы.

ДЕЛЕНИЕ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК.

Мейоз — это особый вид деление клеток, при котором число хромосом в дочерних клетках становится гаплоидным.

В отличие от митоза, мейоз состоит из двух последовательных делений клетки, каждому из которых предшествует интерфаза.

Первое деление мейоза (мейоз I) называется редукционным, так как при этом количество хромосом уменьшается вдвое, а второе деление (мейоз II) — эквационным, так как в его процессе количество хромосом сохраняется.

Интерфаза I протекает подобно интерфазе митоза. 

Мейоз I делится на четыре фазы: профазу I, метафазу I, анафазу I и телофазу I. В профазе I происходят два важнейших процесса — конъюгация и кроссинговер. Конъюгация — это процесс слияния гомологичных (парных) хромосом по всей длине. Образовавшиеся в процессе конъюгации пары хромосом сохраняются до конца метафазы I.

Кроссинговер — взаимный обмен гомологичными участками гомологичных хромосом.

В результате кроссинговера хромосомы, полученные организмом от обоих родителей, приобретают новые комбинации генов, что обусловливает появление генетически разнообразного потомства. В конце профазы I, как и в профазе митоза, исчезает ядрышко, центриоли расходятся к полюсам клетки, а ядерная оболочка распадается.

В метафазе I пары хромосом выстраиваются по экватору клетки, к их центромерам прикрепляются микротрубочки веретена деления.

В анафазе I к полюсам расходятся целые гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид.

В телофазе I вокруг скоплений хромосом у полюсов клетки образуются ядерные оболочки, формируются ядрышки.

Цитокинез I обеспечивает разделение цитоплазм дочерних клеток.

Образовавшиеся в результате мейоза I дочерние клетки (1n2с) генетически разнородны, поскольку их хромосомы, случайным образом разошедшиеся к полюсам клетки, содержат неодинаковые гены.

Интерфаза II очень короткая, так как в ней не происходит удвоения ДНК, то есть отсутствует S-период.

Мейоз II также делится на четыре фазы: профазу II, метафазу II, анафазу II и телофазу II.

В профазе II протекают те же процессы, что и в профазе I, за исключением конъюгации и кроссинговера.

В метафазе II хромосомы располагаются вдоль экватора клетки.

В анафазе II хромосомы расщепляются в центромерах и к полюсам растягиваются уже хроматиды.

В телофазе II вокруг скоплений дочерних хромосом формируются ядерные оболочки и ядрышки.

После цитокинеза II генетическая формула всех четырех дочерних клеток — 1n1c, однако все они имеют различный набор генов, что является результатом кроссинговера и случайного сочетания хромосом материнского и отцовского организмов в дочерних клетках.