Временная организация клеток. Клеточный цикл, его периодизация.
Митотический цикл. Размножение.
Жизненный цикл клетки - это время от образования клетки до ее гибели. Для делящихся клеток жизненный цикл - это время от образования клетки в результате деления до ее собственного деления. Митотический цикл - это процессы, происходящие с клеткой во время ее подготовки к делению и на протяжении всего деления.
Периоды митотического цикла:
– G1- период (пресинтетический).
– S- период (синтетический),
– G2 - период (постсинтетический),
– митоз.
G1 -период. Занимает 30-40% времени от митотического цикла. В клетке происходит синтез структурных и функциональных белков, синтез РНК, образование и накопление предшественников ДНК-нуклеотидов, начинают удваиваться центриоли клеточного центра. В конце этого периода есть точка рестрикции. Если клетка проходит эту точку, то обязательно будет делиться. Для прохождения через точку рестрикции надо накопить достаточное количество пускового белка. После прохождения точки рестрикции клетка обязательно будет делиться. Затем наступает синтетический период.
S-период - главный процесс этого периода - репликация ДНК. Репликация ДНК начинается и происходит сразу во многих участках хромосом. Фермент геликаза расплетает двойную нить ДНК и формируется репликационная вилка. Затем фермент ДНКполимераза ведет синтез полинуклеотидных цепей из свободных нуклеотидов по принципу комплементарности на старых полинуклеотидных цепях. Синтез идет от 5 конца к 3 -концу. Он происходит фрагментами (фрагменты Оказаки), а затем ферменты лигазы соединяют эти фрагменты. Одна полинуклеотидная цепочка синтезируется быстрее, она называется лидирующая. Другая синтезируется медленнее, она называется отстающая. Способ синтеза называется полуконсервативный. К концу синтетического периода вся ДНК клетки удваивается. Каждая хромосома состоит из 2 хроматид (2 молекул ДНК). В начале синтетического периода хромосомный набор клетки 2п 2с, а в конце - 2 п4с. Затем наступает
G2-период (постсинтетический) Занимает 10-20% времени. Заканчивается синтез белков, РНК, накапливается энергия в виде АТФ, заканчивают удваиваться центриоли клеточного центра.
Митоз – это непрямое деление клетки. Митоз включает следующие фазы:
– профаза
– прометафаза
– метафаза
– анафаза
– телофаза
Профаза –
Клетка становится округлой, увеличивается вязкость цитоплазмы, центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки, между ними формируются непрерывные нити веретена деления. В ядре клетки начинается спирализация хромосом, они становятся видны в световой микроскоп как тонкие нити.
Прометафаза -
В клетке разрушается ядерная оболочка, разрушаются и исчезают ядрышки, продолжается спирализация хромосом. В области центромеры каждой хромосомы образуются кинетохоры – это белковые образования, к которым прикрепляются прерывистые нити веретена деления, их также называют кинетохорные нити. Хромосомы начинают двигаться к экватору клетки.
Метафаза -
Все хромосомы выстраиваются по экватору клетки. От центромеры каждой хромосомы с двух сторон отходят кинетохорные нити, которые соединяют хромосому с полюсами клетки.
Анафаза –
Одновременно начинается разделение всех хромосом на хроматиды за счет разрыва центромер. После разделения сестринские хроматиды не связаны друг с другом и их называют дочерние хромосомы, они начинают расходиться к полам клетки за счет взаимодействия непрерывных и кинетохорных нитей веретена деления.
Телофаза –
У полюсов клетки вокруг каждой группы хромосом начинает образовываться ядерная оболочка, разрушаются нити веретена деления, хромосомы деспирализуются, появляются ядрышки. Деление ядра называют кариокинез. Затем начинается деление цитоплазмы – цитокинез – это равномерное распределение органелл между дочерними клетками.
Значение митоза:
1. Равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками. Генетическая формула дочерней клетки 2п2с.
2. Митоз лежит в основе бесполого размножения, обеспечивает процессы роста, регенерации и развития.
3. Сохраняет постоянство клеточного состава организмов.
Амитоз – это прямое деление ядра без образования фигур деления. Ядро делится на две или несколько частей, что встречается в некоторых специализированных клетках и клетках патологических тканей (например: раковая опухоль).
Эндомитоз – это удвоение или умножение числа хромосом без деления клетки или деления ядра. Хромосомы удваиваются в интерфазу, затем расходятся в пределах ядра, при этом ядерная оболочка не разрушается, веретено деления не образуется.
Политения – это умножение числа хромосомных нитей в пределах одной хромосомы, в результате диаметр хромосом заметно увеличивается. Число таких нитей в политенной хромосоме может достигать 1000-2000. Такие хромосомы называются гигантские. При политении отсутствуют все фазы митотического цикла, кроме репродукции первичных нитей хромосомы.
Типы размножения.
| Бесполое | Половое |
| - эволюционно более старый тип. | - эволюционно более молодой тип. |
| - участвует 1 родительская особь. | - чаще участвуют 2 особи. |
| - происходит быстро. | - происходит медленнее. |
| - нет генетического разнообразия. | - ведёт к генетическому разнообразию, т.к. дочерний организм получает наследственную информацию от обоих родителей. |
| - Деление на 2 (например, у амёбы) - Множественное деление - шизогония (у малярийного плазмодия) - Спорообразование (с помощью гаплоидных спор у растений.) - | 1 Образование истинных половых клеток- сперматозоидов и яйцеклеток. Они образуются в половых железах-семенниках и яичниках. 2. Оплодотворение. 3. Развитие прямое или непрямое |
Партеногенез - это развитие организма из неоплодотворённой яйцеклетки.
Различают:
гиногенез - развитие организма из неоплодотворённой яйцеклетки,
андрогенез - развитие организма из цитоплазмы яйцеклетки с ядром сперматозоида.
Партеногенез встречается у пчёл (так у них развиваются самцы), у ос.
У растений табак, кукуруза.
У млекопитающих партеногенез не встречается.
Половой диморфизм.
Это различия между мужскими и женскими организмами в строении, форме, поведении.
- У мужчин - борода, усы, низкий голос, широкие плечи и узкий газ - мужские половые железы - семенники, в которых образуются сперматозоиды.
- У женщин - высокий голос, узкие плечи и широкий таз женские половые железы - яичники, в них образуются женские половые клетки - яйцеклетки.
