Студопедия — Деление клеток эукариот
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Деление клеток эукариот






В случае эукариотической клетки, которая содержит множество разнообразных органелл, возникает проблема распределения между дочерними клетками различных клеточных структур. Компоненты цитоскелета и одномембранные структуры могут разбираться на фрагменты и собираться заново, поэтому нет проблемы передачи этих структур дочерним клеткам: они возникают заново. Митохондрии и пластиды содержат свой собственный геном, поэтому могут образовываться путем деления предсуществующих митохондрий и пластид. Но они делятся независимо от деления ядра клетки, и количество таких органелл в клетке достаточно велико (клетка печени содержит более 1000 митохондрий), поэтому при случайном распределении они попадают в обе дочерние клетки.

Проблема возникает при распределении наследственного вещества. Оно представлено у эукариот несколькими или многими линейными молекулами, каждая их которых образует хромосому. Каждая дочерняя клетка при делении должна получить одну полную копию генетического материала, представленного всеми хромосомами. Если какая-то из дочерних клеток после деления получит не весь набор хромосом или лишние хромосомы, то это означает, что в ней произошла геномная мутация — изменение генетического материала. Это может иметь весьма серьезные последствия для клетки, в том числе ее гибель или превращение в раковую клетку. Поэтому в ходе эволюции в клетках эукариот сформировался высокоточный механизм расхождения линейных хромосом к разным полюсам клетки при помощи микротрубочек — белковых нитей цитоскелета. Микротрубочки при делении клетки образуют своеобразную структуру, называемую веретеном деления. Полюса веретена деления представлены клеточными центрами, от которых расходятся микротрубочки. Клеточные центры играют роль центров организации микротрубочек. У животных и части одноклеточных в каждом из клеточных центров находится по две центриоли (это структуры из микротрубочек, см. тему «Немембранные органеллы»). Часть микротрубочек, отходящих от каждого из полюсов, встречается и контактирует посередине клетки. Они участвуют в расталкивании полюсов друг от друга, чтобы они вместе с отошедшими к ним хромосомами в результате деления попали в разные клетки. Часть микротрубочек присоединяется к первичным перетяжкам, или центромерам, хромосом. Каждая хромосома имеет в области центромеры специфический белковый комплекс для прикрепления микротрубочек — кинетохор.

Рис. 2: 1 — хромосомы; 2 — клеточный центр (2 центриоли); 3–5 — микротрубочки веретена

Рис. 3

Наличие веретена деления является отличительной особенностью деления эукариотических клеток по сравнению с прокариотами.

Центриоли удваиваются между делениями клетки. После деления в клетке есть 1 клеточный центр, содержащий 2 центриоли. Затем центриоли немного расходятся, и около каждой из них начинается формирование перпендикулярной дочерней центриоли. В результате перед делением в клетке оказывается 2 пары центриолей (т. е. всего 4) в виде двух клеточных центров, которые расходятся и становятся полюсами веретена деления.

Существует два типа деления клеток эукариот: митоз и мейоз. При митозе хромосомный набор (плоидность) клетки не меняется, обе дочерние клетки полностью генетически идентичны исходной. Это обычный способ деления клеток, например, при формировании тел многоклеточных животных и растений. В результате мейоза, который включает в себя 2 деления, из одной диплоидной клетки получается 4 гаплоидных, причем все они генетически отличаются друг от друга. Это может происходить при формировании гамет или спор. В некоторых книгах можно встретить упоминание третьего типа деления эукариот — амитоза, под которым подразумевается прямое деление ядра клетки без участия микротрубочек и веретена деления. В настоящее время все явления, которые описывались ранее как амитоз, считаются либо артефактами (то есть следствиями повреждения клеток при приготовлении препаратов), либо следствиями апоптоза (запрограммированной клеточной смерти) и других известных процессов.

В неделящейся клетке хромосомы не различимы, хотя они присутствуют в ядре. Так происходит потому, что плотность упаковки генетического материала в клетке может быть разной. Максимально плотными хромосомы становятся в начале деления. Поэтому при делении хромосомы в клетке различимы даже в световой микроскоп. После деления упаковка хромосом становится менее плотной, поэтому мы перестаем видеть их границы, хотя они сохраняют свою целостность, но находятся в состоянии «размотанного клубка». Однако их все-таки можно увидеть при помощи специфических методов визуализации хромосом. Совокупность ДНК и связанных с ней белков в неделящейся клетке, которая представляет собой деспирализованные хромосомы, называется хроматином. Почему так происходит? Дело в том, что в том состоянии, в котором хромосомы находятся при делении, генетический материал упакован настолько плотно, что он не может работать. Не может происходить транскрипция, репликация. Да это и не нужно. Главная задача при делении — быстро распределить хромосомы по дочерним клеткам. После деления хромосомы уже не могут оставаться в таком плотно упакованном состоянии, иначе клетка не сможет ими «пользоваться», и ее жизнедеятельность будет невозможна. Поэтому хромосомы «распаковываются», декомпактизуются. Можно сравнить эти процессы с упаковкой вещей при переезде и их распаковкой после переезда в новую квартиру. В начале деления происходит, таким образом, конденсация хроматина, или спирализация хромосом (это одно и то же), а в конце деления — деконденсация хроматина, или деспирализация хромосом.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1585. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Психолого-педагогическая характеристика студенческой группы   Характеристика группы составляется по 407 группе очного отделения зооинженерного факультета, бакалавриата по направлению «Биология» РГАУ-МСХА имени К...

Общая и профессиональная культура педагога: сущность, специфика, взаимосвязь Педагогическая культура- часть общечеловеческих культуры, в которой запечатлил духовные и материальные ценности образования и воспитания, осуществляя образовательно-воспитательный процесс...

Устройство рабочих органов мясорубки Независимо от марки мясорубки и её технических характеристик, все они имеют принципиально одинаковые устройства...

Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...

Тема: Изучение фенотипов местных сортов растений Цель: расширить знания о задачах современной селекции. Оборудование:пакетики семян различных сортов томатов...

Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия