Размножение клеток происходит путем деления исходной клетки на две дочерние клетки. Существуют два основных типа деления клеток – митоз и мейоз.
Митоз (от греч. mitos – нить) – это такое деление клетки, при котором образуются два дочерних ядра с наборами хромосом, идентичными наборам родительской клетки. Вслед за ядерным делением цитоплазма делится на две равные части. Образуются две равноценные дочерние клетки. Митотическое деление приводит к увеличению числа клеток, обеспечивающих процессы роста организмов. У высших животных и человека таким способом восполняются потери клеток в результате их износа или гибели.
Время жизни клетки от деления до деления называют клеточным циклом. Весь клеточный цикл состоит из собственно митоза (деления клетки) и периода между двумя делениями, который называют интерфазой. Интерфаза занимает обычно около 90% времени всего клеточного цикла.
В интерфазе клетка готовится к удвоению хромосом (синтезируются РНК, различные клеточные белки). Затем синтезируется ДНК, происходит ее удвоение (репликация).
Рис. 5. Деление клетки. Стадии митоза: А – интерфаза: 1 – ядрышко, 2 – хромосомы, 3 – оболочка ядра, 4 – центриоль; Б – профаза: 5 – центральное веретено деления, 6 – хромосомы; В – метафаза: 7 – хроматиды; Г – анафаза; Д – телофаза: 8 – формирование ядра, 9 – борозда деления клетки; Е – поздняя телофаза.
В результате каждая хромосома оказывается удвоенной, состоящей из двух идентичных сестринских хроматид. После полного удвоения хромосом синтезируются белки микротрубочек веретена деления. В периоде митоза происходят события, которые традиционно подразделяют на четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу, телофазу (рис. 5).
Профаза. В этот переходный период от интерфазы к митозу центросома разделяется на две центриоли, уходящие к полюсам делящейся клетки. Хроматин уплотняется (конденсируется), образуются отчетливо видимые хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Начинается быстрый распад ядерной оболочки. Микротрубочки проникают в область ядра.
Метафаза занимает значительную часть периода митоза. Хромосомы в эту фазу деления клетки выстраиваются в экваториальной плоскости веретена.
Анафаза. Хромосомы начинают медленно расходиться к соответствующим полюсам клетки. Все хроматиды движутся с одинаковой скоростью около 1 мкм в минуту. Анафаза обычно длится всего лишь несколько минут.
Телофаза (от греч. telos – конец). Дочерние хроматиды подходят к полюсам клетки. Вокруг каждой группы дочерних хроматид образуется новая ядерная оболочка. Конденсированный хроматин начинает разрыхляться, в новых ядрах появляются ядрышки. В экваториальной области клетки, между двумя дочерними ядрами образуется борозда деления, которая, постепенно углубляясь, полностью разделяет две дочерние клетки.
Мейоз является разновидностью митоза. Это деление созревающих половых клеток. При мейозе в два раза уменьшается число хромосом. Поэтому мейоз называют также редукционным делением (от лат. reductio – уменьшение). В человеческой половой клетке в результате мейоза вместо двойного (диплоидного) числа хромосом (46) остается одинарный (гаплоидный) набор хромосом (23). Значение мейоза состоит в том, что он обеспечивает сохранение в ряде поколений постоянного числа хромосом.
Клетки человеческого организма, число которых огромно, делятся с разной.скоростью. Нервные клетки не делятся совсем, клетки печени делятся один раз в течение двух лет, а некоторые эпителиальные клетки кишечника делятся чаще, чем два раза в сутки.
Клеточное деление у многоклеточных организмов зависит от сложных регуляторных механизмов нервной системы и эндокринного аппарата.
1. В чем смысл клеточного деления? Для чего оно существует?
2. Что такое митоз и что такое мейоз? В чем их отличия?
