II. Изучение нового материала. После того как в клетке завершатся биохимические процессы подготовки к делению, т.е

После того как в клетке завершатся биохимические процессы подготовки к делению, т.е. закончится период G₂, в ней начинается таинственный и до конца не изученный процесс деления.

В настоящее время известно не­сколько способов деления клетки: митоз, прямое бинарное деление, амитоз и мейоз.

Митоз (от греч. mitos — нить), непрямое деление, — основной способ деления эукариотических клеток. В результате митоза образуются две дочерние клетки, в каждой из которых имеется точно такой же (аналогичный) набор хромосом, как в родительской клетке.

Митоз — процесс непрерывный, но для удобства изучения его услов­но делят на четыре стадии в зави­симости от того, как выглядят в это время хромосомы в световом мик­роскопе. В митозе выделяют про­фазу, метафазу, анафазу и телофазу (рис. 3.3).

В профазе происходит укороче­ние и утолщение хромосом вслед­ствие их спирализации. В это вре­мя хромосомы двойные — состоят из двух хроматид, связанных меж­ду собой в области первичной пере­тяжки особой структурой — кинетохором. Удвоение хромосом, как вы помните, произошло в S-периоде интерфазы. Одновременно с утол­щением хромосом исчезает ядрыш­ко и исчезает, распадаясь на отдель­ные цистерны, ядерная оболочка. После этого хромосомы лежат в ци­топлазме свободно и беспорядочно.

В профазе центриоли (в тех клетках, где они есть) расходятся к полюсам клетки. В конце профа­зы начинает образовываться вере­тено деления, которое формирует­ся из микротрубочек.

В метафазе завершается обра­зование веретена деления, микро­трубочки которого с двух сторон связываются с центромерами хро­мосом. Хромосомы как бы вытал­киваются микротрубочками в об­ласть экватора клетки, где образу­ют так называемую экваториаль­ную, или метафазную, пластинку. В этот период легко подсчитывать число хромосом, изучать их морфо­логические особенности.

В анафазе дочерние хромосомы (хроматиды) с помощью мик­ротрубочек веретена деления рас­ходятся и движутся к полюсам клетки. Во время движения дочер­ние хромосомы несколько изгибаются наподобие шпильки, концы которой повернуты всторону экватора клетки.

В телофазе происходят процессы, обратные тем, которые наблюдались в профазе: начинается деспирализация (раскручивание) хромосом, они набухают и становятся плохо различимы в микроскоп. Вокруг хромосом у каждого полюса из мембранных структур цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки. Разрушается веретено деления. На стадии телофазы происходит деление цитоплазмы с образованием двух клеток.

В клетках животных цитоплазма делится кольцевой перетяжкой. В клетках растений деление цитоплазмы осуществляется с помощью срединной пластинки, которая формируется из содержимого пузырьков комплекса Гольджи, сосредоточивающихся в экваториальной плоскости клетки.

Таким образом, в результате митоза из одной клетки возникают две дочерние с тем же набором хро­мосом. Биологический смысл митоза состоит в строго одинаковом распределении между дочерними клетками материальных носителей наследственности — молекул ДНК, входящих в состав хромосом материнской клетки.

Благодаря равномерному разделению реплицированных хромосом между дочерними клетками обеспечивается образование генетически равноценных клеток и сохраняется преемственность в ряду клеточных поколений. Это обеспечивает такие важные моменты жизнедея­тельности, как эмбриональное развитие и рост организмов, восстановление органов и тканей после по­вреждения. Митотическое деление клеток является цитологической основой бесполого размножения организмов.

Прямое бинарное деление. Бак­териальные клетки содержат толь­ко одну кольцевую молекулу ДНК, прикрепленную к клеточной мемб­ране. Перед делением клетки ДНК реплицируется и образуются две идентичные молекулы ДНК, каж­дая из которых также прикрепле­на к клеточной мембране.

При делении клетки клеточная мембрана врастает между двумя молекулами ДНК так, что в конеч­ном итоге в каждой дочерней клет­ке оказывается по одной идентич­ной молекуле ДНК. Такой процесс получил название прямого бинар­ного деления.

Амитоз, или прямое деление, — это деление интерфазного ядра пу­тем перетяжки. При амитозе вере­тено деления не образуется и хро­мосомы в световом микроскопе не различимы. Такое деление встреча­ется у одноклеточных организмов (например, амитозом делятся боль­шие полиплоидные ядра инфузо­рий), а также в некоторых высоко­специализированных с ослабленной физиологической активностью, де­генерирующих, обреченных на ги­бель клетках растений и животных либо при различных патологических процессах, таких, как злокачествен­ный рост, воспаление и т.п.

Амитоз можно наблюдать в тка­нях растущего клубня картофеля, эндосперме семян, стенках завязи пестика и паренхиме черешков ли­стьев. У животных, человека такой тип деления характерен для клеток печени, хрящей, роговицы глаза.

При амитозе часто наблюдается только деление ядра: в этом случае могут возникнуть двух- и многоядер­ные клетки. Если же за делением ядра следует деление цитоплазмы, то распределение клеточных компо­нентов, как и ДНК, осуществляет­ся произвольно.

Амитоз в отличие от митоза яв­ляется самым экономичным спосо­бом деления, так как энергетичес­кие затраты при этом весьма незна­чительны.

ВЫВОД

Известно несколько типов деления клетки. Основным способом деления является митоз, который условно делят на четыре фазы. В ходе митоза происходит компактизация хроматина и равномерное его распределение между двумя дочерними клетками. Простое бинарное деление характерно для прокариот. Амитозом делятся полиплоидные ядра, стареющие, больные клетки с физиологически ослабленной функцией или высокоспециализированные клетки запасающей ткани растений. При амитозе генетический материал распределяется между дочерними клетками неравномерно.