Жизненный цикл клетки, митотическое деление фазы, митоз (Таблица)
Размножение клеток происходит только путем деления исходной (материнской) клетки. Перед делением происходит синтез ДНК. Это правило является общим для про- и эукариотических клеток. Время существования клетки от деления до деления и образования двух клеток нового поколения называют жизненным циклом клетки или митотическим циклом. Клеточный цикл у человека обычно длится от 8 до 24 часов, около 10% от этого времени занимает деление ядра (митоз)
Обычный митотический цикл эукариотической клетки состоит из четырех периодов: пресинтетического (G1), периода синтеза ДНК, или синтетического (S), постсинтетического (G2) и митоза. Периоды G1 и S и G2 составляют интерфазу.
Значение митоза состоит в том, что он обеспечивает удвоение генетического материала клетки и его равное распределение между двумя дочерними клетками: изменчивость при этом минимальна.
В организме человека важными местами митотического деления являются кишечный эпителий и костный мозг. Эти быстро делящиеся клетки чувствительны к неспецифическим противоопухолевым препаратам, поэтому пациенты, принимающие эти цитотоксичные вещества, часто страдают от их побочных эффектов, таких как язвенная болезнь и снижение воспроизводства клеток крови.
Жизненный цикл клетки ее фазы деления таблица
|
Фазы деления клетки |
Ядро |
Клеточный центр |
Мембранные органеллы |
Синтетические процессы |
Клетка |
Интерфаза |
|||||
|
Постмитотическая, или пресинтетическая (G1) Длится от нескольких часов до суток и более |
Диплоидное |
На материнской центриоли увеличивается количество сателлитов |
|
Усилены, увеличение числа рибосом |
Удвоение массы клетки и всех ее компонентов |
|
Синтетическая (S) Длится от 8 до 12 часов |
Репликация хромосом (кроме центромерной ДНК), плоидность возрастает до четырех |
Удвоение центриолей, в сборке микротрубочек участвует только исходная материнская центриоль |
|
Синтез белков, в том числе гистонов, необходимых для включения в новую хроматиду |
|
|
Премитотическая, или постсинтетическая (G2), Длится до 6 часов |
Тетраплоидное; хроматин конденсирован, ядрышко четко видно, ядерная оболочка целая |
Центриоли удвоены, обе материнские осуществляют сборку микротрубочек |
Формирование лизосом, деление митохондрий |
Синтезы веществ, необходимых для митоза (белки, в том числе ферменты) |
|
МИТОЗ или непрямое деление клетки: |
|||||
|
Профаза |
|||||
|
начало |
Хроматин конденсируется - плотный клубок |
Расходятся к противоположным полюсам клетки. Интенсивная сборка микротрубочек |
Активизировано формирование лизосом |
|
|
|
конец |
Клубок разрыхляется (рыхлый клубок), видны d-хромосомы, каждая состоит из двух s-хромосом (хроматид), связанных в области центромеры |
|
|
|
|
|
Метафаза |
|||||
|
Прометафаза (длится 10-20 минут) |
Прекращение транскрипции на участках эухроматина. Появление плотных базофильных скоплений. Спирализация хромосом, распад ядерной оболочки. Появление на центромерах кинетохора скоплений специальных белков |
Сборка микротрубочек на материнских центриолях. Возникновение биполярного митотического веретена. Астральная лучистость. Полярные и кинетохорные микротрубочки |
Распад комплекса Гольджи и эндоплазматической сети на мелкие пузырьки |
Замедлены |
|
|
Собственно метафаза |
Расположение хромосом в плоскости экватора (метафазная пластинка). Видны метафазные хромосомы и кариотип. Хроматиды прочно прикреплены к веретену |
Образование веретена деления. Материнская звезда. Хромосомные микротрубочки сестринских хроматид направлены к противоположным полюсам |
|
|
|
|
Анафаза (самая короткая стадия митоза) |
|||||
|
Начало |
Быстрая репликация центриольной ДНК. Разделение общей центромеры каждой d-хромосомы, сестринские хроматиды становятся самостоятельными s-хромосо-мами |
Укорочение микротрубочек, их разборка у кинетохоров |
|
|
|
|
Конец |
Расхождение s-xpoмосом. Передвижение групп s-хромосом к полюсам клетки |
Образование двух дочерних звезд |
|
|
Инвагинация цитолеммы, образование борозды деления. Появление в области борозды деления под цитолеммой сократительного кольца (акгиновые и миозиновые нити) |
|
Телофаза |
|||||
|
Разделившиеся группы хромосом подходят к полюсам, теряют хромосомные трубочки, деконденсируются, разрыхляются, начинается транскрипция. Формирование ядрышка. Восстанавливается ядерная оболочка. |
Распад микротрубочек веретена |
Сборка комплекса Гольджи и эндоплазматической сети, усиление биосинтеза мембран |
|
|
Появление перетяжки цитолеммы |
|
Цитокинез |
|||||
|
В процессе цитокинеза тетраплоидная (4л) клетка разделяется на две дочерние. Новые клетки имеют равное содержание ДНК, идентичное материнской клетке. В животных клетках в процессе разделения участвуют два сократительных белка, которые формируют борозду дробления; в растительных - образуется клеточная пластинка, которая затем покрывается целлюлозой, формируя клеточную стенку. |
Диплоидные |
|
|
Нормальное физиологическое течение синтетических процессов |
Углубление перетяжки, разделение клеток |
Схема митоза фазы деления ядра клетки
Важность митотического деления (жизненного цикла клетки)
1. Этот процесс обеспечивает превращение зиготы в сложный многоклеточный организм, для которого требуется увеличение количества клеток с 1 до 6·1013 у человека.
2. Митоз обеспечивает производство клеток для восстановления изношенных или поврежденных тканей. Организму человека каждый день требуется порядка 1·1011 новых клеток для поверхности кожи, кишечника, легких и для обновления крови.
3. Митоз поддерживает постоянное количество хромосом. Дочерние клетки имеют идентичные наборы хромосом, что обеспечивает их нормальное функционирование в составе ткани, органа или организма.
4. При бесполом размножении потомки генетически идентичны родителю: этот способ выгоден при необходимости быстрого создания популяции. При некоторых формах бесполого размножения с помощью митотического деления происходит регенерация родительского организма. У многих видов бесполое размножение происходит только за счет митотического деления, например, почкование у кишечно-полостных или вегетативное размножение растений.
_______________
Источник информации:
1. Биология человека в диаграммах / В.Р. Пикеринг — 2003.
2. Общая биология / Левитин М. Г. — 2005.
3. Биология для поступающих в вузы / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. — 2008.
