Митоз как механизм клеточного деления у эукариот
Митоз – это основной способ деления соматических клеток эукариот, при котором каждая из двух дочерних клеток получает генетический материал, идентичный генетическому материалу родительской клетки. Митос – по-гречески нить. Главными причинами начала митоза являются: 1) уменьшение ядерно-цитоплазматического отношения (от 1/6 – 1/8 до 1/69 – 1/89); 2) «митогенетические лучи» - делящиеся клетки стимулируют к митозу расположенные рядом клетки; 3) «раневые гормоны» - поврежденные клетки выделяют особые вещества, способствующие митозу неповрежденных клеток. Процесс митоза подразделяют на 5 стадий, которые называются: 1) профаза, 2) метафаза, 3) анафаза и 4) телофаза, а также 5) цитокинез. 1. В течение профазы основные события происходят в ядре. Начинается спирализация хромосом, которая, естественно, захватывает и области ядрышковых организаторов, так что ядрышко в результате распадается. Хроматин конденсируется, в результате чего в ядре образуется плотный клубок. К концу профазы этот клубок разрыхляется (рыхлый клубок), становятся видными индивидуальные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, лежащих параллельно друг другу и связанных между собой в области центромеры. В цитоплазме активизируется образование лизосом. Центриоли попарно расходятся к противоположным концам клетки, которые теперь называют полюсами. Одновременно на сателлитах центриолей идет интенсивная сборка микротрубочек. В завершение профазы лизосомы растворяют ядерную оболочку, так что спирализованные хромосомы оказываются в цитоплазме. 2. События метафазы начинаются в цитоплазме. На каждой центромере выявляется скопление специальных белков - кинетохор (от греч. kineo – подвижный и choreo – иду вперед). Сборка микротрубочек на материнских центриолях продолжается, возникает веретено деления. В его составе различают три группы микротрубочек. Многие нити расходятся от центриолей (как от полюсов) во все стороны, это – астральная лучистость. Другая их часть направлена к экватору клетки – это так называемые полярные микротрубочки. У экватора полярные микротрубочки, связанные с разными полюсами, перекрывают друг друга. Кроме астральных и полярных микротрубочек от полюсов отходят кинетохорные – те, которые в области экватора прикрепляются к кинетохорам хромосом. В клетках человека каждый кинетохор связан с 20 – 40 микротрубочками. Далее хромосомы перемещаются и располагаются в экваториальной плоскости клетки. Образуется фигура, называемая материнской, или метафазной звездой. При этом каждый кинетохор одной хромосомы обращен к одному из полюсов клетки. Содержание генетической информации при этом не изменяется: 2n2xp4c. 3. В начале анафазы происходит быстрая репликация ДНК в области центромеры, в результате чего сестринские хроматиды становятся самостоятельными. Микротрубочки начинают укорачиваться: у кинетохоров происходит их разборка. В результате этого хроматиды с одинаковой скоростью (около 1 мкм в минуту) направляются к полюсам клетки. Сами центриоли удаляются друг от друга в сторону полюсов клетки. Образуются две дочерних звезды. На хромосомы действуют две силы: тянущие,возникающие вследствие деполимеризации кинетохорных трубочек, и расталкивающие – в связи с полимеризацией тубулина на концах полярных микротрубочек вблизи экватора. При этом по мере расхождения хромосом веретено удлиняется, а степень перекрывания друг друга непрерывных трубочек уменьшается. Содержание генетической информации становится: 2(2n1xp2c). 4. В телофазе разделившиеся группы хромосом подходят к полюсам, теряют микротрубочки, разрыхляются, деконденсируются и начинают транскрибировать РНК. Из вновь синтезированных фрагментов мембраны образуется ядерная оболочка, в ядре появляются ядрышки. Митоз заканчивается цитокинезом – делением цитоплазмы материнской клетки. У растительных клеток перегородка образуется фрагментами от центра - кнаружи, у животных – происходит перешнуровка мембраны. В области экватора клетки образуется борозда деления (впячивание мембраны), под ней расположено кольцо из актиновых и миозиновых нитей, которое сокращается. В конечном итоге образуются две дочерние клетки, каждая из которых имеет 2n хромосом, 1 хроматиду в хромосоме, состоящую из 2 х нитей ДНК (2n1xp2c).
|
