Деление клетки

        1. Способы деления клеток Теория: Деление клеток обеспечивает в живой природе важнейшие процессы: размножение одноклеточных организмов; рост и развитие многоклеточных организмов; постоянное обновление тканей и органов; восстановление тканей и органов после повреждений.   Известно четыре основных способа деления клеток: прямое бинарное деление  амитоз  митоз  мейоз Прямое бинарное деление характерно для прокариот (бактерий и  цианобактерий). В бактериальной клетке содержится одна кольцевая молекула ДНК. Перед  делением клетки ДНК удваивается. Образовавшиеся одинаковые молекулы ДНК  прикрепляются к цитоплазматической мембране (ЦПМ). Во время деления ЦПМ  врастает между двумя молекулами ДНК и делит клетку пополам. В каждой  дочерней клетке оказывается по одной идентичной молекуле ДНК. Схема деления клетки прокариот Амитоз или прямое деление — деление ядра путём перетяжки, идущее без  спирилизации хромосом.   Такое деление встречается:   в высокоспециализированных клетках с низкой активностью (клетках  хрящей, роговицы глаза, печени, эндосперма семян, стенок завязи пестика), у дегенерировавших, обречённых на гибель клеток растений и  животных. При амитозе часто наблюдается только деление ядра, а разделение цитоплазмы  не происходит. В результате могут образоваться многоядерные клетки. Если же  цитоплазма разделяется, то распределение клеточных компонентов, как и ДНК,  происходит произвольно.          Амитоз самый экономный способ деления, протекающий с минимальными  энергетическими затратами. Митоз — непрямое деление соматических клеток эукариот, в результате  которого хромосомный набор передаётся без изменений. Митоз лежит в  основе роста организмов, регенерации повреждённых частей, вегетативного  размножения.   Мейоз — деление клеток эукариот, ведущее к образованию гаплоидных  клеток, т.е. уменьшению хромосомного набора в два раза. Мейоз приводит к  образованию гамет у животных и спор у растений. При этом из одной  материнской диплоидной клетки образуется четыре гаплоидные клетки с  разными хромосомными наборами.    Интерфаза Теория: Клеточный (жизненный) цикл— это период существования клетки с  момента образования  путём деления материнской клетки до её  собственного деления или гибели. Продолжительность жизненного цикла клеток разная: у бактерий —  около 20 минут, у инфузории­туфельки — от 10 до 20 часов. Клетки тканей  многоклеточных организмов на ранних стадиях развития делятся часто, а затем  жизненные циклы удлиняются. Некоторые клетки вообще утрачивают  способность к делению (нейроны, клетки хрусталика). Жизненный цикл клетки состоит из интерфазы и деления.   Интерфаза — период жизнедеятельности клетки между двумя делениями. Во время интерфазы клетка выполняет свои функции и готовится к делению.  Важнейшим процессом при этом является  удвоение ДНК (репликация).   Молекула ДНК раскручивается с помощью специального фермента на две нити. Фермент разрывает водородные связи между комплементарными азотистыми  основаниями.  Нити ДНК расходятся.  К каждому нуклеотиду разъединившихся нитей ДНК фермент ДНК­ полимеразаподстраивает комплементарный нуклеотид.     Подстраивающиеся нуклеотиды соединяются друг с другом. В результате образуются две двойные молекулы ДНК, каждая из которых  является точной копией исходной ДНК. В интерфазе происходит также накопление АТФ, увеличение числа  органоидов, синтез веществ, необходимых для образования веретена деления. Митоз Теория: Митоз — процесс непрямого деления соматических клеток эукариот, в  результате которого из одной диплоидной материнской клетки образуются  две дочерние с таким же набором хромосом. Подготовка клетки к митозу происходит в интерфазу: удваивается ДНК,  накапливается АТФ, синтезируются белки веретена деления.   Митоз ключает в себя два процесса: кариокинез (деление ядра)  и цитокинез(деление цитоплазмы).   Выделяют четыре фазы митоза: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.   Обрати внимание! В схемах деления гаплоидный набор хромосом обозначают буквой n, а молекул  ДНК (т.е. хроматид) —  буквой с. Перед буквами указывают число гаплоидных  наборов: 1n2с — гаплоидный набор удвоенных хромосом,  2n2с — диплоидный набор одиночных хромосом, 2n4с — диплоидный набор удвоенных хромосом. Пример: В клетках человека гаплоидный набор составляют 23 хромосомы. Значит,  запись 2n2собозначает 46 хромосом и 46 хроматид, а  2n4с — 46 хромосом  и 92 хроматиды и т.д.      Профаза. В ядре молекулы ДНК укорачиваются и скручиваются (спирилизуются), образуя  компактные хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (двух хроматид),  соединённых центромерой.  Ядерная оболочка распадается. Хромосомы неупорядоченно располагаются в цитоплазме.  Растворяются ядрышки. Начинает формироваться веретено деления, часть нитей которого  прикрепляется к центромерам  хромосом. В животной клетке центриоли удваиваются и начинают расходиться. Метафаза. Хромосомы располагаются на экваторе клетки, образуя метафазную пластинку. Хроматиды соединены в области первичной перетяжки с нитями веретена  деления. Центриоли располагаются у полюсов клетки.     Анафаза. Каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, разделяется на две  идентичные дочерние хромосомы.  Дочерние хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам  клетки. У каждого полюса оказывается одинаковый генетический материал. Телофаза. Хромосомы раскручиваются. Вокруг хромосом начинают формироваться ядерные оболочки. В ядрах появляются ядрышки. Нити веретена деления разрушаются.     На этом кариокинез завершается. Происходит цитокинез — разделение  цитоплазмы   Цитокинез животной клетки Митоз у растений: 1 — профаза, 2 — метафаза, 3 — анафаза, 4 — телофаза.   Биологическое значение митоза. В результате митоза образуются генетически одинаковые дочерние клетки с  тем же набором хромосом, что был у материнской клетки. Сохраняется  преемственность в ряду клеточных поколений.   Мейоз Теория: Мейоз — это способ деления клеток, в результате которого из одной  диплоидной материнской клетки образуется четыре гаплоидные дочерние  клетки. Подготовка клетки к мейозу происходит в интерфазу: удваивается ДНК,  накапливается АТФ, синтезируются белки веретена деления.   Мейоз включает два следующих друг за другом деления.   Первое деление мейоза (мейоз I) приводит к уменьшению хромосомного  набора и называется редукционным. Оно включает четыре фазы. Профаза I Происходит скручивание молекул ДНК и образование хромосом. Каждая  хромосома состоит из двух гомологичных хроматид — 2n4c. Гомологичные (парные) хромосомы сближаются и скручиваются, т.е.  происходит конъюгация хромосом. Затем гомологичные хромосомы начинают расходиться. При этом образуются перекрёсты и происходит кроссинговер — обмен  участками между гомологичными хромосомами.    Растворяется ядерная оболочка. Разрушаются ядрышки. Формируется веретено деления.   Метафаза I Спирилизация хромосом достигает максимума. Пары гомологичных хромосом (четыре хроматиды) выстраиваются по экватору  клетки. Образуется метафазная пластинка. Каждая хромосома соединена с нитями веретена деления. Хромосомный набор клетки 2n4c.    Анафаза 1 Гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, отходят друг от друга. Нити веретена деления растягивают хромосомы к полюсам клетки. Из каждой пары гомологичных хромосом к полюсам попадает только одна. Происходит редукция — уменьшение числа хромосом вдвое. У полюсов клетки оказываются гаплоидные наборы хромосом, состоящих из двух  хроматид. Хромосомный набор у полюсов 1n2c.   Телофаза I Происходит формирование ядер. Делится цитоплазма. Образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. Хромосомный набор каждой из образовавшихся клеток 1n2c.   Через короткий промежуток веремени начинается второе деление мейоза. В это время не происходит удвоения ДНК. Делятся две гаплоидные клетки, которые  образовались в результате первого деления. Профаза II  Ядерные оболочки разрушаются. Хромосомы располагаются беспорядочно в цитоплазме. Формируется веретено деления. Хромосомный набор клетки 1n2c.    Метафаза II Хромосомы располагаются в экваториальной плоскости. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. К каждой хроматиде прикреплены нити веретена деления. Хромосомный набор клетки 1n2c.    Анафаза II Нити веретена деления оттягивают сестринские хроматиды к полюсам. Хроматиды становятся самостоятельными хромосомами. Дочерние хромосомы направляются к полюсам клетки. Хромосомный набор у кадого полюса 1n1c.    Телофаза II Формируются ядра. Делится цитоплазма. Образуется четыре гаплоидные клетки 1n1c. Хромосомные наборы образовавшихся клеток не идентичны.   Значение мейоза. Образовавшиеся в результате мейоза клетки отличаются своими хромосомными  наборами, что обеспечивает разнообразие живых организмов. Число хромосом при мейозе уменьшается в два раза, что необходимо при  половом размножении. Процесс оплодотворения опять восстанавливает в зиготе  диплоидный набор хромосом. Источники: