Що таке клітинний мітоз
Зміст:
Етапи мітозу та поділу клітини
Мітоз – це фаза клітинного циклу, коли хромосоми в ядрі рівномірно розподіляються між двома клітинами. Після завершення процесу поділу клітин утворюються дві дочірні клітини з ідентичним генетичним матеріалом.
Інтерфаза
Перш ніж клітина , що ділиться, вступає в мітоз, вона проходить період росту, який називається інтерфазою. Близько 90 відсотків часу клітини в нормальному клітинному циклі може бути проведено в інтерфазі.
- Фаза G1: Період до синтезу ДНК . У цій фазі клітина збільшує масу, готуючись до поділу. Фаза G1 є першою фазою розриву.
- S фаза: Період, протягом якого ДНК синтезується . У більшості клітин існує вузьке вікно часу, протягом якого синтезується ДНК. S означає синтез.
- Фаза G2: період після синтезу ДНК, але до початку профази. Клітина синтезує білки і продовжує збільшуватися в розмірах. Фаза G2 є другою фазою розриву.
- В останній частині інтерфази в клітині все ще присутні ядерця.
- Ядро обмежене ядерною оболонкою, а хромосоми клітини подвоєні, але мають форму хроматину .
Профаза
У профазі хроматин конденсується в окремі хромосоми . Ядерна оболонка руйнується, і на протилежних полюсах клітини утворюються веретена . Профаза (проти інтерфази) є першим справжнім кроком мітотичного процесу. Під час профази відбувається ряд важливих змін:
- Волокна хроматину згортаються в хромосоми, причому кожна хромосома має дві хроматиди , з’єднані центромерою .
- Мітотичне веретено , що складається з мікротрубочок і білків , формується в цитоплазмі .
- Дві пари центріолей (утворені в результаті реплікації однієї пари в інтерфазі) віддаляються одна від одної до протилежних кінців клітини через подовження мікротрубочок, які утворюються між ними.
- Полярні волокна, які є мікротрубочками, що утворюють волокна веретена, сягають від кожного полюса клітини до екватора клітини.
- Кінетохори , які є спеціалізованими ділянками в центромерах хромосом, прикріплюються до типу мікротрубочок, які називаються кінетохорними волокнами.
- Кінетохорні волокна «взаємодіють» з полярними волокнами веретена, що з’єднують кінетохори з полярними волокнами.
- Хромосоми починають мігрувати до центру клітини.
Метафаза
У метафазі веретено досягає зрілості, і хромосоми вирівнюються на пластинці метафази (площині, яка однаково віддалена від двох полюсів веретена). Під час цієї фази відбувається ряд змін:
- Ядерна мембрана повністю зникає.
- Полярні волокна (мікротрубочки, з яких складаються волокна веретена) продовжують простягатися від полюсів до центру клітини.
- Хромосоми рухаються безладно, доки вони не прикріпляться (у своїх кінетохорах) до полярних волокон з обох боків своїх центромер.
- Хромосоми розташовані на метафазній пластинці під прямим кутом до полюсів веретена.
- Хромосоми утримуються на метафазній пластинці рівними силами полярних волокон, що тиснуть на центромери хромосом.
Анафаза
В анафазі спарені хромосоми ( сестринські хроматиди ) відокремлюються і починають рухатися до протилежних кінців (полюсів) клітини. Волокна веретена, не пов’язані з хроматидами, подовжують і подовжують клітину. Наприкінці анафази кожен полюс містить повний набір хромосом. Під час анафази відбуваються такі ключові зміни:
- Парні центромери в кожній окремій хромосомі починають розсуватися
- Як тільки спарені сестринські хроматиди відокремлюються одна від одної, кожна вважається «повною» хромосомою. Їх називають дочірніми хромосомами
- Через веретеноподібний апарат дочірні хромосоми рухаються до полюсів на протилежних кінцях клітини.
- Дочірні хромосоми спочатку мігрують до центромери, а волокна кінетохора стають коротшими, оскільки хромосоми знаходяться поблизу полюса.
- Готуючись до телофази, два клітинні полюси також розходяться один від одного під час анафази. Наприкінці анафази кожен полюс містить повний набір хромосом.
Телофаза
У телофазі хромосоми відокремлюються в окремі нові ядра в дочірніх клітинах, що виникають. Відбуваються такі зміни:
- Полярні волокна продовжують подовжуватися.
- Ядра починають формуватися на протилежних полюсах.
- Ядерні оболонки цих ядер утворюються із залишків ядерної оболонки батьківської клітини та частин ендомембранної системи.
- Також знову з’являються ядерця.
- Хроматинові волокна хромосом розкручуються.
- Після цих змін телофаза/мітоз в основному завершується. Генетичний вміст однієї клітини розділено порівну на дві.
Цитокінез
Цитокінез — це поділ цитоплазми клітини. Він починається перед закінченням мітозу в анафазі і завершується незабаром після телофази/мітозу. Наприкінці цитокінезу утворюються дві генетично ідентичні дочірні клітини. Це диплоїдні клітини, кожна з яких містить повний набір хромосом.
Клітини , що утворюються в результаті мітозу, відрізняються від клітин, що утворюються в результаті мейозу . У мейозі утворюються чотири дочірні клітини. Ці клітини є гаплоїдними клітинами , що містять половину кількості хромосом, ніж вихідна клітина. Статеві клітини піддаються мейозу. Коли статеві клітини об’єднуються під час запліднення , ці гаплоїдні клітини стають диплоїдними
3. Мітоз
Мітоз — непрямий поділ соматичних клітин еукаріотичних організмів, при якому відбувається утворення двох дочірніх клітин, хромосомні набори яких такі самі, як у материнській клітині.
Підготовка клітини до мітозу відбувається в інтерфазі: подвоюється ДНК, накопичується АТФ, синтезуються білки веретена поділу, подвоюються центріолі.
Мітоз включає у себе два процеси: каріокінез (поділ ядра) і цитокінез (поділ цитоплазми).
Виділяють чотири фази мітозу: профазу , метафазу , анафазу і телофазу .
У схемах поділу гаплоїдний набір хромосом позначають літерою \(n\), а молекул ДНК (тобто хроматид ) — літерою \(с\). Перед літерами вказують кількість гаплоїдних наборів:
\(1n2с\) — гаплоїдний набір подвоєних хромосом,
\(2n2с\) — диплоїдний набір поодиноких хромосом,
\(2n4с\) — диплоїдний набір подвоєних хромосом.
у клітинах людини гаплоїдний набір становлять \(23\) хромосоми. Отже, запис \(2n2с\) означає \(46\) хромосом і \(46\) хроматид, а \(2n4с\) — \(46\) хромосом і \(92\) хроматиди, тощо.
У ядрі молекули ДНК коротшають і скручуються (спіралізуються), утворюючи компактні хромосоми .
Кожна хромосома складається з двох молекул ДНК ( двох хроматид ), з’єднаних центромерою .
Ядерна оболонка розпадається.
Хромосоми невпорядковано розташовуються у цитоплазмі.
Розчиняються ядерця.
Починає формуватися веретено поділу , частина ниток якого прикріплюється до центромерів хромосом.
У тваринній клітині починають розходитися центріолі.
Хромосоми розташовуються на екваторі клітини, утворюючи метафазну пластинку .
Хроматиди з’єднані у сфері первинної перетяжки з нитками веретена поділу.
Центріолі розташовуються біля полюсів клітини.
Кожна хромосома, що складається із двох хроматид, поділяється на дві ідентичні дочірні хромосоми .
Дочірні хромосоми розтягуються нитками веретена поділу до полюсів клітини.
У кожного полюса виявляється однаковий генетичний матеріал.
Хромосоми розкручуються.
Навколо хромосом починають формуватися ядерні оболонки.
У ядрах з’являються ядерця.
Нитки веретена поділу руйнуються.
У цьому каріокінез завершується. Відбувається цитокінез — поділ цитоплазми.
Біологічне значення мітозу
У результаті мітозу утворюються генетично однакові дочірні клітини з тим самим набором хромосом, що був у материнської клітини. Зберігається наступність у ряді клітинних поколінь.