загрузка...
Loading...

МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ

Розділ 1

БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

 

1.2. Молекулярно-генетичний і клітинний рівні організації життя

 

1.2.4. Організація клітин у часі

 

1.2.4.2. Способи поділу соматичних клітин

 

Існує два основних способи поділу соматичних клітин: мітоз і амітоз.

Мітоз (від грец. - нитка) - непрямий, або мітотичний поділ є переважаючим типом поділу еукаріотичних соматичних клітин і притаманний всім багатоклітинним організмам. При цьому відбувається точний рівномірний розподіл спадкового матеріалу. Внаслідок мітозу кожна дочірня клітина отримує повний набір хромосом із строгою кількістю ДНК і за їх укладом ідентична материнській клітині. Амітоз (від грец. ά - заперечення і μίτος - нитка) переважає у деяких одноклітинних організмів. Це також спосіб поділу соматичних клітин, але на івідміну від мітозу, прямий поділ інтерфазного ядра клітини відбувається шляхом перетяжки простою перетинкою. При амітозі розподіл спадкового матеріалу між дочірніми клітинами може бути рівномірним або нерівномірним. Внаслідок цього утворюються або однакові, або неоднакові за розміром клітини. Тому такі клітини спадково неповноцінні.

Мітоз. Мітоз настає після інтерфази і умовно поділяється на такі фази: 1) профаза, 2) метафаза, 3) анафаза, 4) телофаза. На рис. 1.74. наведена загальна схема різних фаз мітозу.

 

 

Рис. 1.74. Схема мітозу:

1 -центріоля; 2 - ядерце; 3 - хромосоми; 4 - рання профаза; 5 – пізня профаза; 6 - метафаза; 7 - рання анафаза; 8 - пізня анафаза; 9 - рання телофаза.

 

Профаза (від. грец. πρα - до, і грец. φάσις - поява) - початкова фаза мітозу. Характеризується тим, що ядро збільшується в розмірах, і з хроматинової сітки, в результаті спіралізації і вкорочення, хромосоми з довгих, тонких, невидимих ниток наприкінці профази стають короткими, товстими і розміщуються у вигляді видимого клубка. Хромосоми скорочуються, стовщуються і складаються з двох половинок - хроматид. Хроматиди обвиваються одна навколо одної, утримуються попарно за допомогою центромери. Профаза завершується зникненням ядерця, центріолі розходяться до полюсів з утворенням фігури веретена. З білка тубуліну формуються мікротрубочки - нитки веретена. Внаслідок розчинення ядерної мембрани хромосоми розміщуються в цитоплазмі. До центромер прикріплюються нитки веретена з обох полюсів.

Метафаза (від грец. μετά - між, після) розпочинається рухом хромосом у напрямку до екватора. Поступово хромосоми (кожна складається з двох хроматид) розміщуються у площині екватора, утворюють так звану метафазну пластинку. У тваринних клітинах на полюсах навколо центріоль помітні зірчастоподібні фігури. У цій фазі можна підрахувати число хромосом у клітині. Набір генетичного матеріалу становить 2п4с.

Метафазну пластинку використовують у цитогенетичних дослідженнях для визначення числа і форми хромосом.

В анафазі (від грец. άνά - вверх) сестринські хроматиди відходять одна від одної, розділяється з'єднуюча їх центромерна ділянка. Всі центромери діляться одночасно. Кожна хроматида з окремою центромерою стає дочірньою хромосомою і по нитках веретена починає рухатися до одного з полюсів. Набір генетичного матеріалу складає 2п2с.

Телофаза (від. грец. τέλος - кінець) - заключна стадія мітозу. Зворотна відносно профази. Хромосоми, які досягли полюсів, складаються з однієї нитки, стають тонкими, довгими і невидимими у світловий мікроскоп. Вони зазнають деспіралізації, утворюють сітку інтерфазного ядра. Формується ядерна оболонка, з'являється ядерце. У цей час зникає мітотичний апарат і відбувається цитокінез - розділення цитоплазми з утворенням двох дочірніх клітин. Набір генетичного матеріалу складає 2п2с.

Частота мітозу в різних тканинах та в різних організмах різко відмінна. Наприклад, у червоному кістковому мозку людини щосекунди відбувається 10 млн. мітозів.

На даний час точно не відомо, які фактори спонукають клітину до мітозу, але вважають, що в цьому суттєву роль відіграє співвідношення об'ємів ядра і цитоплазми (ядерно-цитоплазматичне співвідношення). Збільшення об'єму клітини пов'язане із синтезом білків, нуклеїнових кислот, ліпідів та інших хімічних компонентів клітини. Тому настає момент, коли поверхня ядра є недостатньою для забезпечення обміну речовин між ядром та цитоплазмою, необхідних для подальшого росту. Поділ клітини значно збільшує поверхню як самої клітини, так і її ядра, не збільшуючи при цьому їх об'єму; тому вважають, що фактор, який обмежує ядерно-цитоплазматичне співвідношення, якимось чином спонукає клітину до мітотичного поділу.

Біологічне значення мітозу. Мітоз — найбільш поширений спосіб репродукції клітин тварин, рослин, найпростіших. Це основа росту і вегетативного розмноження всіх еукаріотів - організмів, які мають ядро. Основна його роль полягає у точному відтворенні клітин, забезпеченні рівномірного розподілу хромосом материнської клітини між виникаючими з неї двома дочірніми клітинами і підтриманні сталості числа і форми хромосом у всіх клітинах рослин і тварин. Мітоз сприяє росту організму в ембріональному і постембріональному періодах, копіюванню генетичної інформації і утворенню генетично рівноцінних клітин. Тому організми, які розмножуються вегетативно (гриби, водорості, найпростіші, багато рослин) утворюють велику кількість ідентичних особин, або клонів. Клонування можливе в деяких багатоклітинних, здатних відновлювати цілий організм із частини тіла: кишковопорожнинних, червів. Клонування хребетних відбувається тільки на ранніх стадіях ембріогенезу. Так, у тварин і людини утворюються монозиготні близнюки з однієї заплідненої яйцеклітини внаслідок її мітотичного розділення. За рахунок мітозу всі функціонально застарілі клітини організму замінюються новими. Цей поділ лежить в основі процесу регенерації - відновлення втрачених тканин.

Амітоз. Амітоз відбувається шляхом поділу ядра, а згодом і цитоплазми. Під час амітозу ядерце видовжується, перешнуровується, а потім витягується і ядро. У деяких випадках в ядрі виникає перегородка, що ділить його на дві частини. Поділ ядра іноді супроводжується поділом цитоплазми (рис. 1.75).

 

 

Рис. 1.75. Амітоз. Розмноження амеби:

а - 0 хв; б – 6 хв; в - 8 хв; г – 13 хв; д - 18 хв; є - 21 хв.

 

 

Розрізняють кілька форм амітозу: рівномірний, коли утворюється два рівних ядра; нерівномірний, коли утворюються нерівні ядра; фрагментація, коли ядро розпадається на багато дрібних ядер однакової або різної величини.

Таким чином, амітоз - це поділ, що відбувається без спіралізації хромосом і без утворення веретена поділу. Чи відбувається попередній синтез ДНК перед початком амітозу і як вона розподіляється між дочірніми ядрами - невідомо. Іноді при поділі певних клітин мітоз чергується з амітозом.

Амітоз - це своєрідний тип поділу, що іноді спостерігається при нормальній життєдіяльності клітини, а здебільшого при порушеннях функції, часто під впливом опромінення чи дії інших шкідливих чинників. Він властивий високодиференційованим клітинам. Амітоз у порівнянні з мітозом зустрічається рідше і відіграє другорядну роль у клітинному поділі переважної більшості живих організмів.






загрузка...
загрузка...