big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Непрямое деление клеток

Такой тип деления клеток носит название митоза или кариокинезу. При митозе из материнской клетки образуются две дочерние клетки, каждая из которых содержит идентичный материнской набор хромосом. Процесс митоза обычно делят на четыре последовательных этапа: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Профаза. Во время профазы параллельно в цитоплазме и ядре происходит ряд значительных изменений. Клетка, если не покрыта пектоцеллюлозной оболочкой, округляется, обособляется от соседних клеток и перестает выполнять специфические функции в ткани. Это отражается на ее внутреннем строении. В клетке происходит образование ахроматинового веретена, состоящего из пучков микротрубочек и определяющего полярность клетки. В некоторых случаях на каждой вершине веретена находятся пары центриолей. В клетках цветковых растений они не обнаружены. Ахроматиновое веретено отодвигает структурные компоненты клетки к периферии, эндоплазматическая сеть в отдельных случаях может разрываться. Процессы эти осуществляются постепенно и более выражены к концу профазы.

Обращают на себя внимание процессы, происходящие в ядре. Они начинаются спирализацией хромосом, в результате чего последние становятся толще и приобретает морфологию, характерную для клеток данного вида организмов. Оболочка ядра к концу профазы разрушается- и хромосомы оказываются в цитоплазме, смешанной с кариоплазмой.

Ядрышко (ядрышки) растворяется, а вещества, входившие в его состав, переходят к определенным участкам отдельных хромосом. В конце профазы в каждой хромосоме становятся заметными ее удвоение, продольное расщепление на две хроматиды, которые после полного завершения их развития называют дочерними, сестринскими, или анафазными, хромосомами.

Метафаза. В это время происходит перемещение хромосом к экватору клетки. Механизм его пока полностью не ясен. Каждая удвоенная хромосома имеет определенный участок — первичную перетяжку  которой она прикрепляется к центру хромосомальной (тянущей) нити ахроматинового веретена, оказываясь таким образом в экваториальной

плоскости клетки. Место соединения хроматиды с нитью получило название центромеры. Опорные нити, также входящие в ахроматиновое веретено, остаются без хроматид и непрерывно связывают полюса.

Расположенные по экватору равноудаленно от полюсов хромосомы образуют метафазную пластинку, или материнскую звезду. Первичная перетяжка делит хромосому на две части — плечи. Хромосомы с равными плечами называются метацентрическими, с плечами неодинаковой длины — субметацентрическими, а с маленьким, почти незаметным одним из плечей — акроцентрическими. У некоторых хромосом можно заметить специализированный участок, связанный с образованием ядрышка в конце митоза, — вторичную перетяжку. Ее называют организатором ядрышка. К концу метафазы завершается процесс обособления хроматид (дочерних хромосом). Их плечи лежат отдельно друг от друга, между ними хорошо видна разделяющая их щель, но они по-прежнему соединены между собой центромерами.

Анафаза. На стадии анафазы происходит строго равномерное распределение и расхождение хроматид (теперь анафазных хромосом) к противоположным полюсам клетки. Последнее имеет разные объяснения. Большинство считает, что оно обеспечивается укорочением хромосомальных нитей ахроматинового веретена и расхождением пар центриолей, находящихся с разных сторон экватора клетки. Другие полагают, что хромосомы как бы подталкиваются в области центромер. Не исключена и возможность скольжения центромер по этим нитям. Участки анафазных хромосом, связанные с центромерами, движутся к полюсам делящейся клетки быстрее, чем их концевые части. В результате такого движения хромосомы изгибаются в виде шпилек, концы которых направлены в сторону экватора материнской клетки.

Число и форма хромосом на каждом из двух полюсов клетки одинаковы, поскольку хроматиды каждой хромосомы оказываются на противоположных полюсах.

Телофаза. В этой фазе завершаются процессы образования двух дочерних клеток из материнской. Хромосомы собираются на полюсах делящейся материнской клетки в группы, деспирализуются, набухают, вокруг них образуется ядерная оболочка. Внешняя мембрана этой оболочки построена эндоплазматической сетью, а в образовании внутренней участвуют хромосомы. Восстанавливается ядрышко (ядрышки). Таким образом формируются дочерние ядра и приобретают строение, характерное для клетки перед делением.

Далее наступает деление цитоплазмы (цитокинез) всей клетки, что происходит по-разному у животных и растений. В животной клетке на экваторе появляется кольцевидная перетяжка, которая со временем углубляется и полностью перешнуровывает тело клетки. В результате образуются две новые клетки, вдвое меньшие материнской. В области перетяжки отмечено высокое содержание актина, и это позволяет считать, что у животных клеток в движениях, происходящих при цитокинезе, важную роль играют микротрубочки. В растительных клетках в центральной части образуется фигура, состоящая из пучка параллельных волоконец с расположенными на них строго по экватору мелкими плотными гранулами. Это образование формируется путем скопления пузырьков диктиосом и получило название –фрагмопласта. Пузырьки фрагмопласта содержат вещества, из которых впоследствии формируется клеточная стенка. Разрастание фрагмопласта к периферии приводит к разделению материнской клетки на две дочерние. Этот процесс завершается образованием пектоцеллюлозной стенки.

Продолжительность митоза. В зависимости от видовых признаков уровня и характера специализации клеток, температурных и других условий, в которых находится клетка, продолжительность митоза, и в частности отдельных его фаз, может быть разной. В одном случае митоз продолжается несколько минут (в яйцеклетках дрозофилы во время их дробления —9—10 мин), в другом — несколько часов (в клетках корешков гороха — от 150 до 170 мин). С повышением температуры среды этот процесс ускоряется. Профаза и телофаза чаще наиболее продолжительны и их скорость легче изменяется. Например, в клетках эндосперма ириса профаза продолжается 40—65 мин, телофаза - 40—75 мин, эндосперма гороха соответственно 40 и 110 мин. В некоторых случаях удлиняется метафаза. Так, в нейробластах кузнечика она длится 13 мин, а в фибробластах печени тритона — от 13 до 38 мин.

Биологическое значение митоза. Митоз обеспечивает увеличение числа клеток многоклеточных организмов и строго равномерное распределение хромосом, несущих наследственную информацию, между дочерними клетками. В результате митоза обе дочерние клетки получают идентичный материнскому набор хромосом и обеспечиваются набором наследственной информации, характерным для клеток данного типа специализации. Митоз встречается и при размножении одноклеточных организмов. В этом случае он служит увеличению числа особей данного вида.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.