Презентація "Основи цитології: Клітинний цикл. Поділ клітини"

Основи цитології: Клітинний цикл. Поділ клітини Хлус Лариса Миколаївна, к.б.н., доцент

Клітинний цикл Період існування клітини від моменту її утворення в результаті поділу материнської клітини до її власного поділу або загибелі називається життєвим циклом клітини або клітинним циклом (cyclus cellularis); Зміст клітинного циклу полягає у закономірних змінах її структурно-функціональних характеристик в часі; Обов’язкова компонента клітинного циклу – мітотичний (проліферативний) цикл – комплекс взаємопов’язаних і узгоджених у часі подій, що відбуваються в процесі підготовки клітини до поділу та впродовж самого поділу

Клітинний поділ Розщеплення материнської клітини на дві однакові дочірні клітини; Відомо 2 способи клітинного поділу, які включають поділ ядра – каріокінез з наступним поділом цитоплазми – цитокінезом: мітоз та мейоз; В результаті мітозу (поділу надвоє) утворюються нові клітини для росту та заміни численних клітин, які помирають; у більшості одноклітинних так відбувається нестатеве розмноження; Мейоз пов’язаний з утворенням гамет (статевих клітин), які надалі з’єднуються, утворюючи нову живу істоту

Мітотичний цикл Це загальний механізм відтворення клітинної організації еукаріотичного типу в індивідуальному розвитку; Біологічне значення: мітотичний цикл забезпечує утворення клітин, ідентичних за кількістю хромосом між собою та з материнською клітиною; Тривалість мітотичного циклу для більшості клітин – від 10 до 50 годин; тривалість усього циклу регулюється шляхом зміни тривалості всіх його періодів

Деякі терміни: Хромосоми – структури, постійно присутні в ядрах, які несуть “закодовану” спадкову інформацію; кожна хромосома складається з однієї молекули ДНК та білків – гістонів; Кожний вид має свій власний характерний набір хромосом – диплоїдний набір; усі соматичні клітини містять однакову специфічну кількість хромосом, згрупованих в пари; Хромосоми, що утворюють пару, називаються гомологічними хромосомами; Гаплоїдний набір – половинна кількість хромосом (по одній з кожної пари)

Мітоз Флемінг у 1882 році описав процес поділу клітинного ядра і назвав його мітозом (від грецького mitos – нитка), оскільки початком процесу є поява конденсованих хромосом; Мітоз – це непрямий поділ клітини; він є основним способом поділу соматичних клітин; Процес мітозу неперервний, але умовно його поділяють на 4 фази: профазу, метафазу, анафазу, телофазу; Клітинна активність проявляється лише під час мітозу, тому решту мітотичного циклу назвали інтерфазою – періодом спокою

Інтерфаза Період між клітинними поділами; інтерфази – активні періоди, впродовж яких в клітинах ідуть не лише процеси, необхідні для поточної життєдіяльності, але й готується матеріал для утворення “копій” кожного з їх компонентів; Перед самим початком мітозу нитки хроматину в ядрі також подвоюються, і після скручування спіраллю кожна хромосома буде містити 2 хроматиди

Тваринна і рослинна інтерфазні клітини

Профаза До її початку клітина зазвичай заокруглюється, в’язкість її цитоплазми зростає; Морфологічно хромосоми помітні внаслідок спіралізації; у міру перебігу профази хромосоми коротшають, товщають, спадковий матеріал щільно впаковується за довжиною; Оболонка клітини товщає; Ядерна оболонка розчиняється, хромосоми переміщуються в центр клітини, утворюючи екваторіальну пластинку; Центріолі клітинного центру розходяться до полюсів, між ними формується веретено поділу; Генетична характеристика – 2n4c

Метафаза Морфологічно хромосоми впорядковано лежать в зоні екватора, у цей момент вони добре помітні; Надщеплення хромосом на хроматиди доходить до центромери (центральної перетяжки хромосом); Генетична характеристика – 2n4c; Каріотип організму вивчають саме на препараті метафазної клітини

Анафаза Центомери подвоюються і дві хроматиди з кожної пари (які тепер називаються дочірніми хромосомами) розходяться до протилежних полюсів веретена за рахунок скорочення ниток веретена; Результатом є утворення двох груп хромосом; У перебігу анафази важливу роль відіграють основні компоненти цитоскелету: мікротрубочки та мікрофіламенти; Генетична характеристика – 4n4c (на полюсах – по 2n2c)

Телофаза Нитки веретена та астральні промені зникають; Навколо кожної групи дочірніх хромосом утворюються нові ядерні мембрани; це призводить до утворення двох нових ядер – дочірніх ядер, всередині яких хромосоми знову утворюють ниткоподібну масу – хроматин; Починається формування нових ядерець; Центріолі також подвоюються, їх можна виявити в кожній дочірній клітині (після цитокінезу); Генетична характеристика – 4n4c (у ядрах – по 2n2c)

Телофаза Відбувається руйнування мітотичного апарату. Цей процес іде від полюсів до екватора бувшої клітини, в середній частині веретена мікротрубочки зберігаються найдовше (залишкове тіло); Важлива подія телофази – цитокінез (цитотомія) – поділ цитоплазми клітини з утворенням двох нових клітин навколо нових ядер, кожна з яких має повний диплоїдний набір – 2n2c; У тваринних клітинах поділ відбувається шляхом перетяжки (впинання мембрани) в екваторіальній площині; У рослинних клітинах – шляхом утворення внутрішньоклітинної перегородки – серединної пластинки, яка утворюється в центрі клітини і з кожного боку якої утворюється по клітинній стінці

Модифікації мітозу: Описаний хід мітозу властивий багатоклітинним тваринам; У вищих рослин у зв’язку з відсутністю центріолей є особливості формування мітотичного веретена; перегородка між дочірніми клітинами виникає в інший спосіб (описано вище); У одноклітинних рослин і тварин (крім інфузорій) мітоз відбувається без розчинення ядерної оболонки (закритий мітоз)

Ендорепродукція Включає ендомітоз і політенію; Під час цих процесів не відбувається ні утворення нових ядер, ані цитокінезу; Ендорепродукція не приводить до збільшення кількості клітин, але внаслідок репродукції хромосом у цих випадках спостерігається збільшення об’єму цитоплазми

Ендомітоз Відбувається реплікація хромосом без порушення ядерної оболонки; В ядрі спостерігаються процеси компактизації хромосом, розділення на хроматиди з наступною деконденсацією; В результаті ендомітозу подвоюється кількість хромосом і виникають поліплоїдні клітини; При кількаразовому повторенні ендомітозу можуть виникати гігантські клітини

Ендомітоз

Політенія Реплікація хромосом, як правило, множинна, без збільшення їх кількості; Гомологічні хромосоми залишаються нерозділеними – так утворюються політенні хромосоми; Зустрічається у двокрилих комах, інфузорій і деяких рослин

Політенні хромосоми

Амітоз Поділ клітини без утворення мітотичного апарату і без конденсації хромосом; В результаті амітозу утворюються однакові або неоднакові за розмірами клітини з однаковою або різною кількістю генетичного матеріалу; Може виникати під час патологій, що порушують мітоз, наприклад, внаслідок опромінення; У деяких випадках амітозу може передувати реплікація