Клітинний цикл. Мітоз

Клітинним циклом називають час існування клітини між початками її двох послідовних поділів або ж від початку останнього поділу до загибелі. Він складається з періодів поділу і проміжку до початку наступного поділу – інтерфази.

В інтерфазі клітина росте, синтезує органічні сполуки та запасає енергію у вигляді особливого типу хімічного (макроергічного) зв’язку.

Основний спосіб поділу еукаріотичних клітин – це мітоз. Він складається з чотирьох послідовних фаз: профази, метафази, анафази і телофази (рис.3.15).

Рис.3.15 Мітоз. І. Профаза: зникнення ядерної оболонки; ІІ. Профаза: хромосоми опиняються у цитоплазмі; ІІІ. Початок метафази: нитки веретена поділу приєднуються до кінетохорів; ІV. Завершення метафази: хромосоми розташовані по центру клітини; V. Анафаза: хроматиди розходяться до полюсів клітини; VІ. Телофаза: формування ядер, поділ цитоплазми та утворення дочірніх клітин

Під час профази хромосоми ущільнюються, зникають ядерця та ядерна оболонка, утворюється веретено поділу. Під час метафази хромосоми утворюють ряд у центральній частині клітини, а нитки веретена поділу приєднуються до кінетохорів.

Під час анафази хроматиди кожної із хромосом розходяться до різних полюсів. На початку телофази відбувається деспіралізація хромосом, формуються ядерні оболонки, з’являються ядерця, зникає веретено поділу, поділяється цитоплазма та формуються дочірні клітини.

Біологічне значення мітозу полягає в тому, що він забезпечує точність передачі спадкової інформації від материнських клітин дочірнім протягом послідовних клітинних циклів.

Мейоз

Мейоз – особливий спосіб поділу еукаріотичних клітин, внаслідок якого їхній хромосомний набір зменшується вдвічі. Під час мейозу відбуваються два послідовні поділи, інтерфаза між якими вкорочена або відсутня (рис.3.16).

Рис.3.16 Перший мейотичний поділ

Внаслідок першого мейотичного поділу утворюються клітини або лише ядра з половинним (звичайно гаплоїдним), порівняно з материнською клітиною, набором хромосом.

Під час кон’югації хромосом на етапі профази може відбуватися кросинговер – обмін ділянками між гомологічними хромосомами, що слугує джерелом спадкової мінливості (рис.3.17).

Внаслідок другого мейотичного поділу (рис.3.18) кількість хромосом не змінюється, але кожна хромосома складається лише з однієї хроматиди. Мейоз становить собою досконалий механізм, який забезпечує сталість каріотипу видів, які розмножуються статевим способом. Диплоїдність відновлюється під час злиття гамет при заплідненні.

Рис.3.17 Схема кросинговеру: 1 – гомологічні хромосоми зближуються;
2 – після кон’югації гомологічні хромосоми починають розходитися, але ще сполучені в певних ділянках; 3 – обмін ділянками між гомологічними хромосомами; 4 – дві гомологічні хромосоми із частково відмінними наборами спадкової інформації

Рис.3.18 Другий мейотичний поділ

У деяких одноклітинних організмів (малярійного плазмодія, хламідомонади тощо) поділ зиготи розпочинається мейозом. У багатоклітинних тварин мейоз передує утворенню статевих клітин. В організмів, у життєвому циклі яких чергуються статеве (гаплоїдне) та нестатеве (диплоїдне) покоління (вищі спорові рослини, морські одноклітинні тварини – форамініфери), мейоз завершує розвиток особин статевого.