Митоз - Клеточный цикл - ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ КЛЕТОК

В результате митоза образуются дочерние клетки, генетически идентичные материнской (рис. 9.3). Это обеспечивается редупликацией ДНК в 5-периоде интерфазы, а также расхождением хроматид в анафазе митоза с последующим разделением материнской клетки на две дочерние клетки. Митозом делятся соматические клетки многоклеточных организмов, а также осуществляется репродукция некоторых одноклеточных эукариот.

Рис. 9.3. Фазы митоза

Митоз начинается с деления ядра (кариокинез), затем следует деление цитоплазмы (цитокинез). Митоз подразделяют на четыре последовательные, сменяющие одна другую фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

В профазе осуществляется спирализация ДНК, хроматиды укорачиваются и утолщаются. Каждая хромосома содержит две идентичные хроматиды, соединенные во многих местах с помощью специальных белков (2n4с). Центриоли расходятся к полюсам клетки, и от них начинается сборка тубулиновых микротрубочек, формирующих веретено деления. Ядерная оболочка распадается на отдельные мелкие фрагменты, ядрышко постепенно исчезает.

Спирализация хромосом в метафазу достигает максимума. Они выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, образуя метафазную пластинку. К центромерным областям хромосом прикрепляются нити веретена деления от обоих полюсов клетки. Постепенно в хромосомах разрушаются связывающие хроматиды белки.

В анафазу хроматиды теряют связь друг с другом и начинают расходиться к полюсам клетки. Движение хромосом обеспечивает изменение длины микротрубочек и участие специализированных белков. Хроматиды каждой хромосомы расходятся к противоположным полюсам и представляют собой дочерние хромосомы. Каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК (4n4с).

На стадии телофазы начинается деспирализация хромосом. В телофазе группы дочерних хромосом, достигшие полюсов клетки, окружаются ядерными мембранами, в каждом из вновь образованных ядер начинают образовываться ядрышки. Постепенно распадаются нити ахроматинового веретена, происходит деление цитоплазмы (цитотомия) путем образования перетяжки, разделяющей материнскую клетку на две дочерние. В каждой из них находится диплоидный набор деспирализованных хромосом, содержащих по одной молекуле ДНК каждая, т.е. генетический набор клетки — 2n2с.

Таким образом, митоз является механизмом, обеспечивающим постоянство кариотипа в ряду поколений клеток. Продолжительность фаз митоза определяется многими факторами — типом ткани, состоянием организма, внешними факторами — и может колебаться от нескольких минут до многих часов.

В некоторых случаях в клетках наблюдается увеличение генетического материала, которое осуществляется на основе митотического цикла и позволяет клеткам интенсифицировать обмен веществ, повысить уровень функционирования. К таким процессам относятся эндомитоз и политения. Эндомитоз — в клетке происходит удвоение числа хромосом, за которым не следует деления ядра и самой клетки. Эндомитоз встречается в клетках интенсивно функционирующих органов, например, печени. При политении увеличение количества генетического материала достигается многократной репликацией ДНК в составе хромосомы. Хромосомы достигают гигантских размеров, содержат иногда более 1 тыс. молекул ДНК, но общее их число при этом остается диплоидным. Такие политенные хромосомы обнаруживаются в слюнных железах комара и других представителей двукрылых.