Розподіл клітин: клітинний цикл

Зростання організму відбувається за рахунок збільшення числа клітин шляхом поділу. Основними способами поділу клітин в людському організмі є мітоз і мейоз. Процеси, що відбуваються при цих способах поділу клітин, протікають однаково, проте призводять до різних результатів.

Мітотичний поділ клітин (мітоз) призводить до збільшення числа клітин, росту організму. Таким способом забезпечується оновлення клітин при їх зносі, загибелі. В даний час відомо, що клітини епідермісу живуть 10-30 днів, еритроцити - до 4-5 міс. Нервові і м'язові клітини (волокна) живуть протягом усього життя людини.

У всіх клітин при розмноженні (поділі) спостерігаються зміни, що укладаються в рамки клітинного циклу. Клітинним циклом називають процеси, які відбуваються в клітині від ділення до поділу або від поділу до смерті (загибелі) клітини. У клітинному циклі виділяють підготовку клітини до поділу (интерфаза) і мітоз (процес поділу клітини).

В інтерфазі, яка триває приблизно 20-30 год, швидкість біосинтетичних процесів зростає, збільшується кількість органел. В цей час подвоюється маса клітини і всіх її структурних компонентів, в тому числі центриолей.

Відбувається реплікація (повторення, подвоєння) молекул нуклеїнових кислот. Цей процес передачі генетичної інформації, що зберігається в батьківської ДНК, шляхом точного її відтворення в дочірніх клітинах. Батьківська ланцюг ДНК служить матріцейдля синтезу дочірніх ДНК. В результаті реплікації кожна з двох дочірніх молекул ДНК складається з однієї старої і одній новій ланцюгів. У період підготовки до мітозу в клітині синтезуються білки, необхідні для поділу клітини. До кінця інтерфази хроматин в ядрі конденсованих.

Мітоз (mitosis; від грец. Mitos - нитка) являє собою період, коли материнська клітина ділиться на дві дочірні. Мітотичний поділ клітин забезпечує рівномірний розподіл структур клітини, її ядерного речовини - хроматину - між двома дочірніми клітинами. Тривалість мітозу - від 30 хв до 3 год. Митоз поділяють на профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

У профазі поступово розпадається ядерце, центріолі розходяться до полюсів клітини. Микротрубочки центриолей спрямовані до екватора, а в області екватора вони перекривають один одного.

У метафазі руйнується ядерна оболонка, хромосомні нитки направляються до полюсів, зберігаючи зв'язок з екваторіальній областю клітини. Структури ендоплазматичноїмережі і комплексу Гольджі розпадаються на дрібні бульбашки (везикули), які разом з мітохондріями розподіляються в обидві половини ділиться клітини. В кінці метафази кожна хромосома починає розщеплюватися поздовжньої щілиною на дві нові дочірні хромосоми.

У анафазе хромосоми відділяються одна від одної і розходяться до полюсів клітини зі швидкістю до 0,5 мкм / хв. В кінці анафази плазматична мембрана впячивается по екватору клітини перпендикулярно її поздовжньої осі, утворюючи борозну ділення.

У телофазе хромосоми, що розійшлися до полюсів клітини, деконденсіруются, переходять в хроматин і починається транскрипція (продукція) РНК. Утворюються ядерна оболонка, ядерце, швидко формуються мембранні структури майбутніх дочірніх клітин. На поверхні клітини, по її екватору, перетяжка заглиблюється, клітина розділяється на дві дочірні клітини.

Завдяки мітотичного поділу дочірні клітини отримують набір хромосом, ідентичний материнському. Мітоз забезпечує генетичну стабільність, збільшення числа клітин і, отже, зростання організму, а також процеси регенерації.

Мейоз (від грец. Meiosis - зменшення) спостерігається у статевих клітин. В результаті поділу цих клітин утворюються нові клітини з одинарним (гаплоїдний) набір хромосом, що важливо для передачі генетичної інформації. При злитті однієї статевої клітини з клітиною протилежної статі (при заплідненні) набір хромосом подвоюється, стає повним, подвійним (диплоїдним). У створеному після злиття статевих клітин диплоїдної (двуядерной) зиготі виявляється два набори однакових (гомологічних) хромосом. Кожна пара гомологічних хромосом диплоїдного організму (зиготи) відбувається з ядра яйцеклітини і з ядра сперматозоїда.

В результаті мейозу статевих клітин в зрілому організмі в кожній дочірній клітині виявляється лише по одній з усіх пар гомологічних хромосом вихідних клітин. Це стає можливим тому, що при мейозі відбуваються лише реплікація ДНК і два послідовних розподілу ядер. В результаті з однієї диплоїдної клітини утворюються дві гаплоїдні клітини. У кожній з таких дочірніх клітин міститься удвічі менше хромосом (23), ніж в ядрі материнської клітини (46). В результаті мейозу гаплоїдні статеві клітини мають не тільки зменшене вдвічі число хромосом, але інше розташування генів в хромосомах. Тому новий організм несе не просто суму ознак своїх батьків, але і власні (індивідуальні) риси.

[1], [2], [3], [4], [5]