Друкувати книгуДрукувати книгу

ПОДІЛ КЛІТИН

ПОДІЛ КЛІТИН

Сайт: Підготовка до ЗНО - Освітній портал "Академія"
Курс: Підготовка до ЗНО з біології
Книга: ПОДІЛ КЛІТИН
Надруковано: Гість
Дата: Sunday 5 April 2020 9:42 AM

1. ПОДІЛ КЛІТИН

Кросинговер – явище обміну ділянками гомологічних хромосом після кон'югації у профазі І мейозу . Клітина, як структурно-функціональна одиниця живого, здатна до самовідтворення, яке здійснюється шляхом поділу. В еукаріотичних клітин існують два способи поділу – мітоз і мейоз. Стосовно клітин, які діляться шляхом мітозу, вживається поняття клітинний цикл – період життя клітини від її утворення до моменту поділу. 

Будова хромосоми

Клітинний цикл

Клітинний цикл складається з інтперфази і власне мітотичного поділу (мітозу). Інтерфаза складається з трьох періодів: передсинтетичного G1, синтетичного S і постсинтетичного G2.

Передсинтетичний період характеризується інтенсивним ростом клітини, активним синтезом білків, збільшенням об'єму цитоплазми та площі клітинних мембран. Він є най тривалішим (90 %) і складає основну частину життя переважної більшості клітин.

Далі йде синтетичний період, під час якого відбувається реплікація ДНК і формування Х-подібних хромосом. Кожна хромосома складається тепер з двох сестринських хроматид, ідентичних одна одній. У певній ділянці – центромері – обидві хроматиди залишаються сполученими одна з одною. У цей період хромосоми ще тонкі, дуже зігнуті й їх не видно у світловий мікроскоп.

У постсинтетичному періоді інтерфази синтезуються білки веретена поділу й достатня кількість АТФ (процес поділу клітини надзвичайно складний та енергоємний).

Після закінчення інтерфази починається власне  мітотичний поділ (мітоз).

Мітоз

  Мітоз спосіб клітинного поділу, під час якого клітини, що утворюються, ідентичні за генотипом і є точною копією материнської клітини. Мітоз відбувається у декілька стадій (фаз), які безперервно переходять одна в одну.

 

 

Профаза. У цей період центріолі клітинного центру розходяться до протилежних полюсів клітини. Оболонка ядра поступово розпадається на маленькі мембранні пухирці; аналогічні зміни відбуваються з апаратом Гольджі й ендоплазматичним ретикулумом. У хромосомах спостерігається конденсація хроматину. Процеси транскрипції повністю припиняються, й утворення необхідних клітині білків може здійснюватися тільки за рахунок раніше синтезованих молекул іРНК.

Метафаза. У метафазі конденсація хроматину максимальна. Утворюються так звані метафазні хромосоми, які добре видно у світловий мікроскоп. Кожна хромосома складається з двох сестринських хроматид, які утворюють плечі хромосоми, центромери і кінцевих ділянок – теломерів. Положення центромери і довжина плечей різні у різних хромосом, це є надійним критерієм для їх ідентифікації.

Під час метафази хромосоми вибудовуються на екваторі клітини. Формується веретено поділу – білкові нитки (мікротрубочки), що тягнуться від центріолей до центромер хромосом. При цьому до кожної центромери може прикріплятися декілька ниточок.

Анафаза. В анафазі подвійні хромосоми розриваються веретеном поділу і сестринські хроматиди відходять до протилежних полюсів клітини. При цьому вони орієнтовані центромерами до відповідного полюса, а теломерами – до екватора клітини.

Телофаза. У телофазі навколо хромосом починає формуватися ядерна оболонка, з'являються ядерні пори, відновлюється парність центріолей, цитоплазма й органели рівномірно розподіляються між полюсами клітини. Хромосоми поступово деспіралізуються, починають формуватися ядерця.

Далі йде процес розділу цитоплазми з утворенням двох дочірніх клітин – цитокінез.

Утворені дочірні клітини вступають в інтерфазу.

Біологічне значення мітозу полягає в підтримуванні сталої кількості хромосом у клітинних поколіннях – дочірні клітини отримують таку ж генетичну інформацію, яка міститься в ядрі материнської клітини.

У багатьох еукаріотичних організмів виявлений так званий прямий поділ, або амітоз, під час якого відбувається подвоєння ДНК, формування нових ядер, проте утворення дочірніх клітин не відбувається або генетичний матеріал розподіляється між ними нерівномірно. У результаті амітозу з'являються багатоядерні клітини, характерні для деяких тканин тварин, грибів і рослин.

 

Мейоз – спосіб поділу клітин, під час якого відбувається зменшення (редукція) кількості хромосом і перехід клітин з диплоїдного стану в гаплоїдний.

 

     Мейоз включає два поділи – редукційний (перший) і екваційний (другий). Кожний із них поділяється на ряд стадій (фаз): профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Ці стадії першого поділу позначаються римською цифрою І, другого – цифрою II.

Процеси, що йдуть в інтерфазі мейозу, ідентичні таким під час мітозу.

Профаза І. Починається спіралізація хромосом, однак хроматиди кожної з них не розділяються. Гомологічні хромосоми зближуються, утворюють пари – має місце кон'югація. Під час кон'югації може спостерігатися процес кросинговеру, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються певними ділянками. Унаслідок кросинговеру утворюються нові комбінації різних станів певних генів. Через певний час гомологічні хромосоми починають відходити одна від одної. Зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка й починається формування веретена поділу   .

Метафаза І.  Нитки веретена поділу прикріплюються до центромер гомологічних хромосом, які лежать не в площині екваторіальної пластинки, а по обидва боки від неї   .

 Анафаза І.  Гомологічні хромосоми відділяються одна від одної і рухаються до протилежних полюсів клітини. Центромери окремих хромосом не розділяються, і кожна хромосома складається з двох хроматид. Біля кожного з полюсів клітини збирається половинний (гаплоїдний) набір хромосом .

 Телофаза І.  Формується ядерна оболонка. У тварин і деяких рослин хромосоми деспіралізуються, і здійснюється поділ цитоплазми .

Інтерфаза.  Унаслідок першого поділу виникають клітини або лише ядра з гаплоїдними наборами хромосом. Інтерфаза між першим і другим поділами скорочена, молекули ДНК у цей час не подвоюються .

Профаза І. Спіралізуються хромосоми, кожна з яких складається з двох хроматид, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка, центріолі переміщуються до полюсів клітин, починає формуватися веретено поділу. Хромосоми наближуються до екваторіальної пластинки .

Метафаза ІІ. Завершуються спіралізація хромосом і формування веретена поділу. Центромери хромосом розташовуються в один ряд уздовж екваторіальної пластинки, до них приєднуються нитки веретена поділу   .

Анафаза ІІ.  Діляться центромери хромосом, і хроматиди розходяться до полюсів клітини завдяки вкороченню ниток веретена поділу .

 Телофаза ІІ.  Хромосоми деспіралізуються, зникає веретено поділу, формуються ядерця та ядерна оболонка. Відбувається поділ цитоплазми .

 Дочірні клітини.  Утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом   .

 Біологічне значення мейозу полягає в підтриманні постійності хромосомного набору організмів, які розмножуються статевим шляхом.

    Порівняння мітозу та мейозу. 

Мітоз

Мейоз

Мають однакові фази поділу

Перед поділом відбуваються спіралізація і подвоєння молекул ДНК

Один поділ

Два поділи, що змінюють один одного

У метафазі на екваторі клітини розміщуються подвоєні хромосоми

У метафазі на екваторі клітини розміщуються пари гомологічних хромосом

Кон'югація хромосом і кросинговер відсутні

У профазі гомологічні хромосоми кон'югують і можуть обмінюватися ділянками (кросинговер)

Між поділами відбувається подвоєння хромосом

Між першим і другим поділами немає подвоєння хромосом

Утворюються дві дочірні клітини з диплоїдним набором хромосом (2 n )

Утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом ( n )

 

 

Кросинговер – явище обміну ділянками гомологічних хромосом після кон'югації у профазі І мейозу .
Явище кросинговеру було доведено за допомогою введення в різні ділянки гомологічних хромосом ізотопних атомів(міток).Після заверешення кросинговеру такі мітки, введені в одну з гомологічних хромосом, виявляли у відповідних ділянках іншої. 

Схема кросинговеру