7. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ — ОСНОВА РАЗМНОЖЕНИЯ, РОСТА И РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМА

• Какие основные способы размножения встречаются в природе?
• Как осуществляется митоз?

В основе размножения, роста и развития организма лежит деление клеток. Этот процесс необходим и для успешного заживления различных повреждений организма. В многоклеточных организмах далеко не все клетки могут делиться. Например, у млекопитающих не делятся клетки крови и нервные клетки. Зато очень интенсивно делятся стволовые клетки красного костного мозга и эпителия, обеспечивая замену недолго живущих клеток крови и постоянно подверженных неблагоприятным воздействиям клеток эпителия.

Самый простой способ деления — это амитоз (рис. 24). Однако он встречается довольно редко. При амитозе ядро начинает делиться надвое без какой-либо подготовки, и образующиеся клетки могут оказаться неполноценными, поскольку наследственный материал между ними распределяется неравномерно. Амитоз часто встречается в отмирающих тканях, а также в клетках злокачественных опухолей.

Митоз — это такой способ деления клеток, при котором сначала происходит удвоение наследственного материала (ДНК), затем начинается его равномерное распределение между дочерними ядрами, а только потом происходит деление самих клеток. Митоз — это основной способ деления эукариотических клеток.

Промежуток между митотическими делениями называют интерфазой. В интерфазу клетка готовится к делению. При этом происходит удвоение генетического материала (ДНК), с тем, чтобы впоследствии каждая из дочерних клеток получила одинаковый полноценный набор генов. Увеличивается число органоидов, например митохондрий. Запасается АТФ, без использования энергии, которой деление невозможно, удваиваются центриоли клеточного центра.

Процесс митотического деления клетки подразделяют на деление ядра (кариокинез) и деление самой клетки (цитокинез).

Кариокинез включает в себя четыре следующие друг за другом фазы — профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Процесс митоза (рис. 25) начинается с профазы. Молекулы ДНК компактизируются и превращаются в хорошо видимые под микроскопом тельца — хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух одинаковых половинок — хроматид, соединённых между собой в области первичной перетяжки центромеры. (рис. 26). Центриоли клеточного центра после удвоения расходятся к полюсам клетки, и из микротрубочек начинает формироваться веретено деления. Ядрышки исчезают, ядерная оболочка разрушается.

В метафазу хромосомы хорошо различимы, и видно, что каждая из них имеет отличное от других строение. В метафазу все хромосомы, каждая из которых образована двумя идентичными хроматидами, располагаются в экваториальной плоскости делящейся клетки. При этом нити образующегося веретена деления протягиваются от центриолей до каждой хромосомы и прикрепляются к ней в области центромеры.

В анафазу дочерние хроматиды, входившие ранее в одну хромосому, разделяются и расходятся к полюсам клетки. Расхождение хроматид обеспечивают нити веретена деления, которые укорачиваются и перемещают хроматиды к полюсам клетки.

В последнюю фазу митоза — телофазу — хроматиды достигают полюсов клетки, и теперь их можно называть хромосомами. Они расплетаются для того чтобы обеспечить синтез белка в новых клетках. Вокруг хромосом возникают ядерные оболочки и формируются два ядра. Затем начинается цитокинез: органоиды распределяются между дочерними клетками, происходит разделение цитоплазмы и, наконец, полное разделение двух дочерних клеток (рис. 27).

Обычно процесс митоза от начала профазы и до конца телофазы продолжается 1-2 часа, а каждая фаза — около 30 минут. А вот интерфаза продолжается долго, по-разному у различных организмов, в среднем 10-30 часов.

Биологическое значение митоза:

1. обеспечивает равномерное распределение хромосом между клетками;
2. служит основой роста многоклеточного организма;
3. обеспечивает восстановление повреждённых органов и тканей;
4. является основой бесполого размножения;
5. у растений с помощью митоза образуются половые клетки.

Запомнить: амитоз; митоз, интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза; хромосомы; центромеры.

Выводы

В основе размножения, роста и развития живых систем лежит деление клеток. Обычно это митоз, при котором из одной клетки образуются две с таким же, как в исходной клетке, набором хромосом.

ДУМАЙ, ДЕЛАЙ ВЫВОДЫ, ДЕЙСТВУЙ

Проверь свои знания

1. Что такое амитоз, чем он отличается от митоза?
2. Что происходит в клетке при её подготовке к митозу?
3. С какой фазы начинается митоз?
4. В какой фазе митоза дочерние хроматиды расходятся к полюсам клеток?

Выполни задания

1. Перечислите и охарактеризуйте фазы митоза.
2. Опишите процессы, происходящие в телофазе.
3. Составьте определения амитоза, митоза.

Обсуди с товарищами

1. Можно ли считать амитоз полноценным способом размножения клеток? Ответ аргументируйте.
2. В чём биологический смысл митоза?

Выскажи мнения

Является ли интерфаза фазой митотического деления?