Лекція ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ СОМАТИЧНОЇ КЛІТИНИ. МІТОЗ.

Мітоз (гр. mitos – нитка) – складний (або непрямий) поділ ядра еукаріотичних клітин. Життєвий цикл клітини зі справжнім ядром складається з періоду її росту між двома поділами (інтерфази) і мітозу. Загальна тривалість клітинного циклу (інтерфаза + мітоз) генетично детермінована і залежить від спеціалізації клітини і умов. Так, клітини дріжджів у сприятливих умовах діляться через кожні дві години, а тривалість мітотичного циклу меристематичних клітин кореня кінських бобів становить 26-44 год. Для поділу лейкоцитів людини у культурі in vitro потрібно принаймні 18 год. На інтерфазу припадає приблизно 9/10 загальної тривалості клітинного циклу, а на мітоз – лише 1/10 його частина (у середньому 2-3год). Хромосоми інтерфазного ядра деспіралізовані, довгі і практично невидимі під світловим мікроскопом. Інтерфаза поділяється на 3 періоди: перед синтетичний (G1), періоду синтезу (S) і після синтетичний (G2). У G1 -періоді відбуваються інтенсивні процеси обміну. Клітина активно функціонує , продукує всі типи РНК, синтезує білки та інші структурні та функціональні компоненти органоїдів. Клітини росте і утворює речовини, які стимулюють або пригнічують початок наступного періоду. Період інтерфази, в якому відбувається синтез ДНК, називають S-періодом. Головне в цьому періоді – реплікація хромосом. Молекула ДНК хромосоми в інтерфазі деспіралізована і має довжину кілька сантиметрів. Авторадіографічні дослідження засвідчили, що ДНК хромосоми реплікуються по окремих частинах – репліконах. Реплікація репліконів відбувається в двох напрямках. У репліконів обов’язково є точка початку, в якій розпочинається реплікація, і точка закінчення , у якій реплікація прининяється. Уздовж хромосоми є багато місць одночасного синтезу ДНК. У різних репліконах синтез ДНК відбувається асинхронно, але відповідно до певної програми. Фрагменти, які синтезовані у репліконах, з’єднуються своїми кінцями і утворюють суцільні полінуклеотидні ланцюги. У S-періоді інтерфази відбувається також синтез білків – гістонів, з якими зв’язується кожна нитка ДНК. Після завершення S-періоду хромосома складатиметься з двох хроматид, кожна з яких містить по одній ідентичній молекулі ДНК, утвореній матричним синтезом. Отже, молекулярною основою подвоєння хромосом є точне само відтворення ДНК. У G2 -періоді завершується синтез білків, збільшуються енергетичні запаси, відбувається поділ мітохондрій і хлоропластів, реплікуються центріолі і починає утворюватися веретено поділу. Ядро, в якому подвоївся генотичний матеріал (ДНК) і синтезувалися необхідні продукти вступає в мітоз, тобто починає ділитися. Мітоз складається з чотирьох послідовних фаз. У профазі хроматиди внаслідок спіралізації вкорочуються, потовщуються і стають добре помітними в світловому або фазоконтрастному мікроскопі. У тваринних клітинах і в нижчих рослин центріолі розходяться до протилежних полюсів клітини. Ядерна оболонка втрачає цілісність, формується мітотичний апарат з двома полюсами. Кожна профазна хромосома складається з двох хроматид. Це внаслідок реплікації, яка відбувається в S-періоді. Центром ери взаємодіють з нитками веретена і починають пересуватися до екваторіальної площини. У метафазі пари хроматид, точніше їх центромери розміщуються в одній площині. Тому метафаза (вид з полюса) зручна для підрахунку хромосом і вивченню їхньої будови. Метафазні хромосоми досягають максимального ущільнення і розміщуються таким чином, що одна з хроматид зорієнтована до одного, а інша – до іншого полюса. У найкоротшій стадії мітозу – анафазі – кожна центром ера розщеплюється на дві; сестринські хроматиди відштовхуються своїми центромерними ділянками і нитки веретена відтягують їх до протилежних полюсів. Починаючи з цієї миті сестринські хроматиди називають хромосомами. Телофаза мітозу характеризується тим, що хромосоми досягають полюсів клітини, деспіралізуються, видовжуються, стають менш помітними. Нитки веретена руйнуються. Навколо хромосом на кожному з полюсів утворюється ядерна оболонка. З’являється ядерце. Ядро поступово зазнає характерних для інтерфази змін. Цитокінез (поділ цитоплазми) відбувається тоді, коли перебуває в ана- , теплофазі. Отже, подвоєння хромосом відбувається в S-періоді інтерфази, а закономірний розподіл їх точних копій – в анафазі. Одиницею сегрегації генетичного матеріалу є хромосома. Внаслідок мітозу утворюються два ядра, які містять таку саму кількість хромосом, як і вихідне ядро. Ці хромосоми утворюються від хромосом вихідного ядра шляхом точної реплікації ДНК. Таким чином, внаслідок мітотичного поділу утворюються клітини з однаковою спадковою інформацією Природним доказом генетичної рівно цілісності клітин, що виникають шляхом мітозу, є одно яйцеві близнюки. Вони утворюються з однієї зиготи, яка зазнає методичного поділу. Утворені клітини відокремлюються і дають початок двом або кільком ембріонам. Отже, тут маємо безстатеве розмноження. Такі близнюки внаслідок ідентичності генетичної програми (ДНК) мають однакові білки, і імунологічної несумісності під час трансплантації тканин і органів у них не спостерігається. Обмін речовин відбувається однотипно, що забезпечує високу морфологічну подібність їх. Чимало видів рослин, тварин і мікроорганізмів розмножуються безстатевим шляхом за допомогою мітотичного поділу клітин. Сукупність клітин або особин, які виникли від спільного предка шляхом безстатевого розмноження, називаються клоном. Прикладами клонів можуть бути: одно яйцеві близнюки, окремі колонії мікроорганізмів, сорти рослин, які розмножуються вегетативно. Клони характеризуються високою генетичною стабільністю потомства навіть у разі гетерозиготності вихідного предка. Більшість сортів плодових і всі сорти картоплі є клонами, тобто вегетативним потомством однієї рослини, відібраної селекціонером. І тому, коли ми щеплюємо Кальвіль сніговий з будь-якою підщепою, дичкою або культурним сортом, то завжди впевнені в тому, що в майбутньому матимемо типові для цього сорту яблука, незважаючи на фізіологічний взаємовплив компонентів. Слід зауважити, що ріст рослин і тварин зумовлюється мітотичним поділом клітин і їх ростом. Усі клітини певного організму, наприклад людини, належить до одного клону.

Остання зміна: Tuesday 8 November 2016 16:19 PM