Тема: Жизненный цикл клетки. Митоз.

Лекция № 6

План:

1. Понятие жизненного цикла клетки.

2. Периоды интерфазы.

3. Способы деления клеток.

4. Митоз.

5. Биологическое значение митоза.

 

1. Понятие жизненного цикла клетки.

Период жизни клетки от момента ее рождения до следующего деления или смерти называется жизненным циклом клетки или клеточным циклом.

Многие клетки высших организмов, вступая на путь специализации, утрачивают частично или полностью способность к делению. Например, полностью лишены способности делится высокоспециализированные клетки – нейроны.

Некоторые специализированные клетки не размножаются в обычных условиях, но при повреждении органов или тканей, в состав которых они входят, их способность к делению восстанавливается. К таким клеткам относятся клетки печени, эндокринных желез и др.

Отдельную группу составляют неспециализированные клетки, регулярно делящиеся.

Жизненный цикл клеток, способных к размножению, включает 2 стадии:

– интерфаза

– период деления

 

1. Периоды интерфазы.

Интерфаза – это стадия клеточного цикла между двумя делениями.

В интерфазе происходит подготовка клетки к делению. По продолжительности она составляет большую часть жизненного цикла клетки (около 90%).

Интерфаза делится на 3 периода:

1) предсинтетический – G₁

2) синтетический – S

3) постсинтетический – G₂

В предсинтетическом периоде клетка растет и готовится к синтезу ДНК. В это время синтезируются РНК, белки, необходимые для редупликации ДНК.

Синтетический период – главный в клеточном цикле. К концу периода количество ДНК удваивается. Здесь также происходит синтез РНК и белка. Удваивается число центриолей.

Постсинтетический период. Здесь синтезируются ДНК и белки, необходимые для деления клетки.

Далее наступает процесс деления клетки. Толчком к началу деления является дисбаланс между массой генетического материала и массой самой клетки. Дисбаланс возникает в результате удвоения ДНК.

 

1. Способы деления клеток.

Существует 3 способа деления клеток:

– амитоз

– митоз

– мейоз

Амитоз встречается у различных эукариотических клеток, но значительно реже, чем митоз. Его можно наблюдать в стареющих клетках или при различных патологических процессах в них. При амитозе ядро остается в интерфазном состоянии, хромосомы не спирализуются, ядро делится путем перетяжки.

Часто амитоз заканчивается делением ядра без деления цитоплазмы, в результате образуются двуядерные клетки.

Митоз – универсальный способ деления соматических клеток. Он широко распространен в природе. Митоз составляет 10% от жизненного цикла клетки.

Мейоз – способ деления характерный для половых клеток. Количество хромосом в результате мейоза уменьшается вдвое и возникает гаплоидный набор хромосом.

 

1. Митоз.

В митозе выделяют 4 основные фазы:

– профаза

– метафаза

– анафаза

– телофаза

Профаза. Происходит укорочение и утолщение хромосом в следствии их спирализации. Хромосомы двойные, состоят из 2 хроматид, связанных между собой в области центромеры (удвоение произошло в синтетическом периоде интерфазы). Исчезают ядрышки, и разрушается ядерная оболочка. В профазе начинается расхождение центриолей к противоположным полюсам клетки и образование веретена деления. Полюса веретена определяются положением центриолей.

Метафаза. Хромосомы, состоящие из 2 хроматид, выстраиваются в экваториальной плоскости веретена деления. Окончательно формируется веретено деления.

В веретене деления выделяют 2 типа нитей:

– хромосомные нити, связанные с центромерами хромосом

– центросомные нити, соединяющие полюса веретена.

Анафаза – самая короткая фаза митоза. Укорачиваются хромосомные нити веретена деления, и хроматиды каждой хромосомы удаляются друг от друга, двигаясь к противоположным полюсам клетки. Теперь каждая хромосома состоит из одной хроматиды.

Телофаза. Деспирализация хромосом. Образуется ядерная оболочка и ядрышки, разрушается веретено деления. На стадии телофазы происходит разделение цитоплазмы и образование перегородки между дочерними клетками.

До сих пор речь шла о ядре, о делении ядра, о делении генетического материала.

Деление, связанное с событиями, происходящими в ядре, называется кариокинез.

Процесс разделения цитоплазмы называется цитокинез или цитотомия.

В животной клетке цитотомия идет путем перетяжки плазматической мембраны в экваториальной плоскости веретена деления.

У растений деление осуществляется посредством образования клеточной перегородки. Она возникает в экваториальной плоскости веретена деления и растет в стороны, достигая клеточной стенки.

1. Биологическое значение митоза.

 

1)В результате митоза дочерние клетки получают точно такой же набор хромосом, который был у материнской клетки, поэтому во всех клетках тела (соматических) поддерживается постоянное число хромосом.

2)Митозом делятся все клетки, кроме созревающих половых клеток:

– за счет митоза происходит рост организма

– все функционально устаревшие клетки организма заменяются новыми, делясь митотически

– процессы регенерации (восстановление утраченных тканей) происходят при делении клеток митозом.