Митоз Мейоз Амитоз. деление. Основные типы деления клеток
 Скачать 34.3 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «САРАТОВСКИЙ национальный исследовательский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО» (ФГБОУ ВО «СГУ имени Н.Г. Чернышевского») Факультет фундаментальной медицины и медицинских технологий Зав. кафедрой___________ _______________________ Преподаватель__________ _______________________ ДОКЛАД Тема: «Основные типы деления клеток» Исполнитель: студентка 121 группы Бударина Мария Алексеевна Саратов 2022 Основные типы деления клеток (митоз, мейоз и амитоз) Деление клетки– процесс образования из родительской клетки двух или более дочерних клеток. Существуют три основные способа деления эукариотических клеток: амитоз (прямое деление), митоз (непрямое деление) и мейоз (редукционное деление). Митоз Митоз (кариокинез, непрямое деление клетки) — наиболее распространенный способ репродукции клетки, свойственный животным, растительным клеткам, а также простейшим организмам. Митоз обеспечивает возможность образования генетически равноценных клеток и сохраняет преемственность хромосом в ряду клеточных поколений . Это достигается сочетанием двух основных процессов — идентичной редупликацией хромосом и их равномерным распределением между дочерними клетками. Все эти особенности Митоза способствовали тому, что Митоз закрепился как один из центральных механизмов индивидуального развития почти всех представителей животного и растительного мира. Период между следующими друг за другом Митозами в таких клетках называют интерфазой. В интерфазе различают период гетеросинтетической интерфазы, связанный с процессами дифференцировки, роста и функционирования клетки, и период аутосинтетической интерфазы, во время которого происходят процессы подготовки клетки к репродукции. Взаимосвязанные события, происходящие во время аутосинтетической интерфазы и собственно Митоз, обозначают как митотический цикл. Началу собственно Митоза предшествует период подготовки, происходящий в аутосинтетической интерфазе. Он заключается в накоплении энергетических и структурных компонентов, необходимых для последующего деления: это, в частности, накопление макроэргических соединений, способных в своих связях хранить большое количество энергии , синтез четырех нуклеозид-трифосфатов, необходимых для редупликации хромосом, и репродукция клеточного (митотического) центра. Иногда выделяют еще одну стадию, непосредственно предшествующую началу профазы — так называемую препрофазу, или антефазу, которая соответствует концу интерфазы. В препрофазе происходит удвоение ДНК и синтез материала веретена деления. Процесс митоза обычно подразделяют на 4 стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. К началу профазы клетка обычно округляется, вязкость ее цитоплазмы возрастает. Происходит разрушение ядрышка, ядерной оболочки и реорганизация ядра с конденсацией и спирализацией хромосом, которые были уже репродуцированы в интерфазе или в конце предыдущего митоза. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам. Между ними формируется веретено деления, к-рое состоит из микротрубочек диаметром 14—25 нм. Радиально расположенные вокруг центриолей фибриллы образуют лучистое сияние. Все эти структуры в совокупности образуют митотический аппарат клетки, необходимый для осуществления расхождения хромосом. В метафазе происходит движение хромосом к экваториальной плоскости, формирование экваториальной пластинки и разъединение сестринских хромосом. Анафаза — стадия расхождения хромосом к полюсам, когда образуются две группы хромосом, обращенные центромерами к полюсу, а плечами — к экватору. К этому времени в веретене деления различают межполюсные нити — микротрубочки, которые связывают оба полюса клетки и хромосомальные нити, связывающие полюса с центромерами хромосом. Анафазное движение, обеспечивающее равномерное распределение хромосом между дочерними клетками, является суммарным выражением двух типов движения: раздвигания полюсов в результате удлинения межполюсных микротрубочек веретена деления и перемещения хромосом к противоположным полюсам вследствие укорочения его хромосомальных микротрубочек. В заключительной стадии митоза — телофазе происходит реконструкция дочерних ядер из хромосом, собравшихся у полюсов, и разделение клеточного тела (цитокинез). Реконструкция дочерних ядер связана с деспирализацией хромосом, восстановлением ядрышка и ядерной оболочки. Продолжительность митоза неодинакова в разных типах клеток. В животных клетках среднее время митоза составляет 30—60 мин., в растительных оно достигает 2—3 час. Неодинакова и продолжительность разных стадий митоза. Более длительны стадии, связанные с процессами синтеза (профаза и телофаза). Менее длительны метафаза и анафаза. Время митоза зависит от размеров клеток, их плоидности, числа ядер, а также от условий окружающей среды, в частности температуры. Мейоз Мейоз (греч. meiosis уменьшение) — специальный тип клеточного деления, который обязательно проходят половые клетки во время их созревания. Мейоз присущ всем видам растительных и животных организмов, размножающихся половым путем, и его основные закономерности универсальны. Биологическое назначение Мейоза двояко. С одной стороны, для сохранения биологического вида необходимо, чтобы присущее ему число хромосом (диплоидное число) поддерживалось неизменным в ряду поколений организмов. С другой стороны, каждый организм образуется при слиянии двух половых клеток, мужской и женской. Следовательно, половые клетки в отличие от соматических клеток должны иметь уменьшенное вдвое (гаплоидное) число хромосом. Двукратное уменьшение (редукция) числа хромосом при созревании гамет и обеспечивается в процессе мейоза, который поэтому называется еще редукционным делением. Кроме того, благодаря мейозу обеспечивается новая комбинация генов в гамете и возникающий в результате оплодотворения новый организм всегда уникален, а не является простой суммой черт своих родителей. Такая генетическая рекомбинация осуществляется в мейозе двумя путями. Во-первых, в исходной половой клетке (сперматоците или ооците), еще сохраняющей диплоидное число хромосом, происходит временное спаривание (конъюгация) гомологичных родительских хромосом и обмен между ними идентичными хромосомными участками - кроссинговер, или внутрихромосомная рекомбинация, или рекомбинация сцепленных, т. е. находящихся в одной хромосоме, генов. Во-вторых, по завершении кроссинговера при первом мейотическом делении клетки, негомологичные хромосомы расходятся в дочерние клетки случайно, чем обеспечивается для каждой гаметы своя рекомбинация генов. Мейоз включает в себя два последовательных клеточных деления (первое и второе мейотическое деления) при одной дупликации хромосом, происходящей в интерфазе только первого деления. В результате из исходной мужской половой клетки (сперматогонии) возникают четыре гаметы — спермия, каждый из которых полноценен. Из женской половой клетки (оогонии) в зрелую гамету (яйцеклетку) развивается лишь один из четырех продуктов мейотических делений, остальные три образуют так наз. направительные (полярные) тельца, которые затем дегенерируют. В соответствии с двумя делениями мейоза и с фазами каждого деления выделяют так называемые стадии мейоза. Профазе I предшествует стадия пролептотены, во время которой в клеточном ядре после окончания периода синтеза ДНК происходит временная конденсация хромосом, в результате чего они приобретают вид плотно красящихся нерезко очерченных образований. Профазу I мейоза, в отличие от профазы митоза, подразделяют на пять стадий: лептотену, зиготену, пахитену, диплотену и диакинез. В лептотене все пространство ядра заполнено клубком хромосом, которые имеют вид тонких длинных нитей, внешне не разделенных на хроматиды, хотя хроматиды и существуют. В зиготене гомологичные хромосомы в отдельных, строго гомологичных участках, чаще всего в теломерном и центромерном районах, начинают спариваться (конъюгировать), хромосомы при этом укорачиваются. Спаривание хромосом является важным условием для осуществления обмена генетическим материалом — кроссинговера. В пахитене хромосомы-гомологи спарены по всей длине (биваленты). Их длина составляет всего 1/4—1/6 длины этих же хромосом в лептотене, они имеют четкое хромомерное строение. В диплотене происходит отталкивание гомологичных хромосом друг от друга, и в каждой из них начинают различаться сестринские хроматиды, в результате впервые в биваленте проявляется четырехнитчатая структура — тетрада. Профаза I мейоза заканчивается стадией диакинеза, в течение которой происходит еще большее расхождение гомологичных хромосом при дальнейшем укорочении бивалентов. К концу диакинеза полностью растворяется ядерная оболочка, формируется веретено деления и начинается метафаза I. В метафазе I биваленты располагаются в экваториальной плоскости клетки, при этом центромеры гомологичных хромосом каждого бивалента ориентированы к разным полюсам веретена. В анафазе I завершается распад бивалента и расхождение гомологичных хромосом в дочерние клетки. Этот вид деления называют редукционным. В каждом из гомологов сестринские хроматиды в анафазе I остаются связанными друг с другом, гомолог переходит в телофазу I в виде двунитчатой структуры (диады). Эти особенности отличают мейотическое деление I от митотического, поэтому его называют гетерокинезом. Интерфазное состояние, предшествующее мейотическому делению II и называемое интеркинезом, кратковременно, поскольку в нем нет синтеза ДНК. У отдельных видов организмов интеркинеза и профазы II не бывает. Профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II следуют быстро одна за другой. В процессе деления II осуществляется расхождение сестринских хроматид в дочерние клетки. Эти хроматиды равноценны по генетическому содержанию, поэтому деление II называется эквационным. Амитоз или прямое деление клеток Амитоз — это прямое деление клетки с помощью перетяжки или инвагинации. В результате амитоза не происходит конденсация хромосом и образование аппарата деления. Также прямое деление клеток не приводит к равномерному распределению хромосом между дочерними клетками. Чаще всего амитоз характерен для стареющих клеток. Когда осуществляется амитоз, то ядро клетки не теряет строение интерфазного ядра. При этом не происходит сложной перестройки всей клетки и спирализации хромосом, что характерно для митоза. Амитотическое деление не обеспечивает равномерное распределение ДНК между двумя клетками — научно это доказано не было. Исходя из этого, предполагают, что в ходе такого деления ДНК распределяется между двумя клетками неравномерно. Амитоз — достаточно редкое природное явление. Обычно он встречается у одноклеточных организмов. Также амитозом делятся клетки некоторых многоклеточных растений и животных. Виды амитоза Существует несколько видов амитоза: Равномерный – в результате такого деления происходит образование двух равных ядер; Неравномерный - результатом этого амитоза являются неодинаковые ядра; Фрагментация - в ходе такого амитоза происходит распад ядра на множество мелких ядер различной величины, в том числе они могут быть одинаковыми. Результатом первых двух видов деления является образование двух новых клеток из одной. Деление ядрышек с дальнейшим делением ядра за счет перетяжки происходит в клетках хряща, рыхлой соединительной и других тканей. Двухъядерная клетка приобретает кольцевую перетяжку цитоплазмы: при углублении она становится причиной полного деления клетки на две. В хряще формируются изогенные группы — они происходят из одной клетки. Эти клетки заточены под выполнение в организме определенных функций, но у них нет возможности делиться митотически. В ходе амитоза в ядре осуществляется деление ядрышек. Далее ядро и цитоплазма делятся при помощи перетяжки. Фрагментация как один из видов амитоза приводит к образованию многоядерных клеток. В отдельных клетках эпителия, печени можно наблюдать процесс деления ядрышек в ядре, за которым следует перешнуровывание кольцевой перетяжкой всего ядра. В результате образуется два ядра. Полученная двухъядерная или многоядерная клетка не может делиться митотически. Спустя некоторое время она просто стареет и погибает. Можно сделать вывод, что амитоз — деление клеток, в ходе которого не происходит спирализация хромосом и не образуется веретена деления. Нет точной информации о том, происходит ли перед амитозом синтез ДНК, как ДНК распределяется между дочерними ядрами. В ходе деления определенных клеток митоз может чередоваться с амитозом. В сравнении с митозом, амитоз довольно редок, особенно у многоклеточных организмов. В последнем случае он считается неполноценным способом деления клеток, которые потеряли способность делиться. Биологическое значение амитоза заключается в: отсутствии процессов, которые обеспечивают равномерное распределение материала каждой хромосомы между двумя клетками; образовании многоядерных клеток или увеличении числа клеток. Амитоз является своеобразным видом деления, наблюдаемый также при нормальной жизнедеятельности клетки, но в большинстве случаев — когда эти процессы нарушены. К примеру, в результате влияния излучения или воздействия других вредных факторов. Амитоз характерен для высокодифференцированных клеток. В клеточном делении большинства живых организмов этот вид деления играет второстепенную роль Источники и литература https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8 https://studopedia.ru/17_168325_delenie-kletki.html Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание |