1. Митоз

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды Мемлекеттік Универстеті
Митоз

2.

Жоспар:
1.Митоздық цикл
2. Митоз (кариокинез)
2.1. Митоздың негізгі жүру жолдары
2..2 Кроссинговер
2..3 Өсімдіктердегі митоз
2..4 Митоздың биологиялық маңызы
3 Пайдаланылған әдебиеттер

3.

Митоздық цикл — жасушалардың эмбриондық дамуын, өсуін, түзілуін
және жас жасушалар арасында тұқым қуалау ақпараттарының көлемі мен
құрамы жағынан тең берілуін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар
зақымданған мүшелер мен ұлпалардың қайта қалпына келуі сияқты
тіршілік үшін маңызды құбылыстарды да қамтамасыз етеді. Мұны
митоздық циклде — аналық жасушадағы тұқым қуалау материалының
редупликациясы (екі еселенуі) мен осы материалдың жаңа ұрпақ
жасушаларының арасында тең бөлінуінен көруімізге болады. Мұнда терең
биологиялық мағына жатыр, өйткені ДНҚ құрылымының
бұзылуы генетикалық кодтың өзгеруіне әкеледі және ол ағза үшін пайдалы
белгілердің дамуын қамтамасыз ететін генетикалық ақпараттардың
сақталуы мен тұқым қуалау белгілерінің берілуіне кедергі келтірген болар
еді. Әрбір ағза жасушалардан тұрады. Организмнің тіршілік етуі мен
дамуы жасушалардың көбеюін қамтамасыз етеді. Жасушаның бөлінуі деп
бір аналық жасушадан екі немесе бірнеше жасушалардың түзілу процесін
айтады.

4. Митоз (кариокинез)

МИТОЗ (КАРИОКИНЕЗ)
Көп жасушалы азғалар жасушаларының көбеюінің негізгі
жолы — митоз немесе жасушалардың бөлінуі болып
табылады. Жасушаның тіршілігін шартты түрде екі кезеңге
бөлуге болады: интерфаза — жасушаның митоздық бөлінуге
дайындық кезеңі және нағыз бөліну кезеңі. Екі кезең бірігіп
митоздық кезеңді құрайды.

5. Митоздың негізгі жүру жолдары

МИТОЗДЫҢ НЕГІЗГІ ЖҮРУ
ЖОЛДАРЫ
Көбеюдің негізі ДНҚ-да жазылған генетикалық ақпаратты
сақтау және тасымалдау болғандықтан, митоздың ең басты
сипаты — ДНҚ-ның орналасатын
жері хромосомалардың күйіне байланысты.
Митоздық беліну кезінде бір диплоидті жасушадан (2п)
генетикалық материалы теңдей бөлінген екі диплоидті
жасуша түзіледі. Митоз төрт фазадан тұрады:
1. Профаза.
2. Метафаза.
3. Анафаза.
4. Телофаза.

6. Профаза

ПРОФАЗА
Профазада ядро көлемі үлкейіп, хромосомалар ширатыла бастайды,
екі центриоль жасуша орталығы жасушаның полюстеріне
ажырайды.
омосомалар ширатылып, жіпшеге
айналып, ядрошық бұзылады. Ядро кабықшасы ыдырайды. Жасуша
орталығының центриольдері жасуша полюсіне тартылып, олардың
арасындағы микротүтікшелері бөліну ұршығын түзеді. Профаза
соңында ядро қабықшасы жеке фрагменттерге бөлініп, олардың
шеткі ұштары қабысады. Нәтижесінде эндоплазмалық торға ұқсас
ұсақ көпіршіктер түзіледі. Профаза кезеңінде хромосоманың
ширатылуы тоқтамайды. Соңында қысқа әрі қалың хромосомаларға
айналады. Ядро қабықшасы жойылғаннан кейін,
хромосомалар цитоплазмада еркін әрі ретсіз орналасады. Бұл —
метафазаның басталғанын білдіреді.

8. Метафаза

МЕТАФАЗА
Метафазада хромосомалардың ширатылуы күшті жүреді және
полюстерден бірдей қашықтықта орналасқан қыскарған
хромосомалар жасуша экваторына бағытталады. Бөліну
ұршығының түзілуі аяқталады. Хромосомалардың центромерлі
бөліктері белгілі тәртіппен бір жазықтық бойына орналасады.
Метафазада пентромер аймағында ғана байланыскан
екіхроматидтен тұратын хромосома анық көрінеді. Әр хромосома
екі хроматидтен тұрады. Экватор жазықтығына жинақталған
хромосомалардың әрқайсысы ахроматин (бөліну жіпшесі)
жіпшелеріне жабысады. Ахроматин жіпшесі бекінген
хроматидтер жасушаның екі жақ полюсіне жылжиды. Бұл процес
анафазаның басталғанының белгісі.

10. Анафаза

АНАФАЗА
Анафазада центромерлер бөлінелі де, осы кезеңнен бастап
ахроматин жіпшелеріне бекінген хроматидтер бір-бірінея ажырап,
жеке хромосомаларға айналады.
нтромерлерге бекітілген
жіпшелер хромосомаларды жасуша полюстеріне тартады, ал
хромосома иықтары центромерлерге карай енжар түрде ілеседі.
Сонымен интерфаза кезеңінде екі еселенген хромосомалар
анафазада хроматидтерге айналып, жасушаның полюстеріне
ажырайды. Жасушаның әр полюсінде бір хроматидтен тұратын
хромосома, яғни бүл кезеңде жасушада екі диплоидті хромосома
жиынтығы пайда болады. Анафазаның соңында хромосоманың
шиыршығы жазылады, хромосомалар біртіндеп жіңішкеріп
ұзарады. Бұл — телефазаның бастамасы.

12. Телофаза

ТЕЛОФАЗА
Жасушаның митоздық бөлінуін телофаза аяқтайды.
Хромосомалар полюстерге жиналып, шиыршығы жазылып,
нашар көрінеді. Цитоплазманың мембраналық
құрылымынан ядро қабықшасы түзіледі. Жануарлар
жасушасында цитоплазма екі кішкене мөлшерлі жасуша
денешіктеріне тартылу арқылы бөлінеді. Оны цитокинез деп
атайды. Олардың әрбіреуінде бір диплоидті хромосома
жиынтығы пайда болады. Хромосомалар екі жас жасушаға
тең бөлінеді. Ядрошық түзіледі. Бөліну ұршығы бұзылады.
Аналық жасуша екі жаңа ұрпак жасушаларына бөлінеді.

14. Өсімдіктердегі митоз

ӨСІМДІКТЕРДЕГІ МИТОЗ
Өсімдіктер жасушасында цитоплазмалық мембрана жасушаның
ортасында пайда болып, шет жағына қарай таралып, жасушаны тең
екіге бөледі.
лденең цитоплазмалық мембрана түзілгеннен кейін,
өсімдік жасушаларында целлюлозалық қабырға пайда болады.
Жасушаның тіршілік циклі митоз — салыстырмалы түрде қысқа
кезең, ол, әдетте, 0,5—3 сағ-қа созылады. Зиготаның алғашқы
митоздық бөлінуінен бастап, соңында түзілген барлық жаңа ұрпақ
жасушаларында хромосома жиынтығы мен гендер бірдей болады.
Сондықтан митоз — бұл жаңа ұрпақ жасушалары арасында
генетикалық материалдар тең мөлшерде бөлінетін жасушаның бөліну
әдісі. Митоз нәтижесінде екі жаңа ұрпак жасушаларында диплоидті
хромосомалар жиынтығы пайда болады.

15. Митоздың биологиялық маңызы

МИТОЗДЫҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ МАҢЫЗЫ
Митоздың биологиялық маңызы зор. Көп жасушалы ағзаларда
генетикалық материал сақталмаса, мүшелер мен ұлпалардың
құрылыстары мен қызметі тұрақты болмас еді. Митоз тіршілік үшін
қажетті мынадай құбылыстарды қамтамасыз етеді: эмбриондық даму,
өсу, зақымданғаннан кейінгі органоидтер мен ұлпаларды қайта қалпына
келтіру, ұлпалардың қызметі кезінде тіршілігін жойып отыратын
жасушалардың орнын толықтыру (тіршілігін жойған эритроциттердің,
түлеген тері, ішек эпителиі жасушаларының орнын алмастыру).
Митоз жолымен дене жасушалары бөлініп, саны көбейеді. Үздіксіз
жүретін митоздық бөлінуде төрт фаза анықталады. Митозлын маңызы
жаңа пайда болған екі жасушаға (сіңлілі) бірдей генетикалық ықпалы
бар ДНК молекуласын өткізуі.
Тіршілік дамуының негізгі қасиеті — көбею. Көбею тіршіліктің
маңызды қасиеті ретінде ағзалардың құрылымдық-қызметтік
ерекшеліктерінің ұрпақтарға берілуі мен өмір бойы сақталуын
қамтамасыз етеді. Көбеюдің басты маңызы — ДНК
молекуласында нуклеотидтер реттілігі түрінде жазылған генетикалық
акпараттың сақталуы, іске асырылуы және ұрпақтан-ұрпаққа
тасымалдануы.

16.

Кроссинговер
–
гомологиялық
хромосомалар
арасында бөліктердің алмасуы, бірінші мейозды
бөлінудің профазасында жүреді (профаза I), оның келесі
этаптары бар: лептотена, зиготена, пахитена,
диплотена, диакинез

17. Диакинез. Центромера және хиазмамен байланысқан гомологты хромосома хроматидтері бір-бірін итеруі әрі қарай жүреді. Хромосома

соңы ядро мембранасынан ажырайды.
Диакинез кезеңінде ядро қабықшасы, ядрошық жойылып,
бөліну ұршығы түзіледі.

18. Диплотенада – синаптонемальді комплекс ыдырайды. Гомологты хромосомалардың биваленттері бір-бірінен ажырайды, бірақта олар

кроссинговер жүрген жерде өзара хиазмамен байланысады. Аталық
жыныс жасушасында хиазма саны 60-70, ал аналық жасушада -100-ге
жуық.

19. Пахитена. Син.комплекс кроссинговерге ұшырайды және алғашқы әртүрлі хроматидтер арасында, бөліктердің алмасуы жүреді. Гендер

бір хромосомадан басқа
хромосомаға ауысады және жаңа генді комбинация
басталады.

20. Зиготена синапсисадан, екі гомологтың тығыз конъюгациясынан басталады. Гомологтар конъюгациясынан кейін, олардың ақуызды

жіптері жақындап синаптонемальді комплексті түзеді. Конъюгация
процессі хромосоманың бірнеше нүктесінен басталады және ұзынан
бойлай қосылады. Гомологты хромосоманың конъюгацияға ұшыраған
жұптары бивалент деп аталады.

21. Лептотена фазасында хромосома конденсациясы жүреді, олар ақуызды жіп және ұзын жұқа талшық түзеді. Әрбір хромосома екі соңымен

ядро мембранасына бекінеді, сонымен қатар хроматидтен
тұрады.

25. Пайдаланылған әдебиеттер

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
Биология: Жалпы білім беретін мектептің, 9-сыныбына арналған оқулық,
2-басылымы, өңделген/ М. Гильманов, А. Соловьева, Л. Әбшенова. Алматы: Атамұра, 2009. ISBN 9965-34-927-4
Jump up↑ Сартаев А., Гильманов М. С22 Жалпы биология: Жалпы білім
беретін мектептің қоғамдық-гуманитарлық бағытындағы 10-сыныбына
арналған оқулық. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2006.ISBN 9965-33-634-2

Источник: ppt-online.org

Митотический цикл. Митоз

Митоз — основной способ деления эукариотических клеток, при котором сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение между дочерними клетками наследственного материала.

Митоз представляет собой непрерывный процесс, в котором выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Перед митозом происходит подготовка клетки к делению, или интерфаза. Период подготовки клетки к митозу и собственно митоз вместе составляют митотический цикл. Ниже приводится краткая характеристика фаз цикла.

Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетического, или постмитотического, — G₁, синтетического — S, постсинтетического, или премитотического, — G₂.

Пресинтетический период (2n 2c, где n — число хромосом, с — число молекул ДНК) — рост клетки, активизация процессов биологического синтеза, подготовка к следующему периоду.

Синтетический период (2n 4c) — репликация ДНК.

Постсинтетический период (2n 4c) — подготовка клетки к митозу, синтез и накопление белков и энергии для предстоящего деления, увеличение количества органоидов, удвоение центриолей.

Профаза (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом.

Метафаза (2n 4c) — выстраивание максимально конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза (4n 4c) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами).

Телофаза (2n 2c в каждой дочерней клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия). Цитотомия в животных клетках происходит за счет борозды деления, в растительных клетках — за счет клеточной пластинки.

Митотический цикл, митоз: 1 — профаза; 2 — метафаза; 3 — анафаза; 4 — телофаза.

Биологическое значение митоза. Образовавшиеся в результате этого способа деления дочерние клетки являются генетически идентичными материнской. Митоз обеспечивает постоянство хромосомного набора в ряду поколений клеток. Лежит в основе таких процессов, как рост, регенерация, бесполое размножение и др.

Мейоз

Мейоз — это особый способ деления эукариотических клеток, в результате которого происходит переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократная репликация ДНК.

Первое мейотическое деление (мейоз 1) называется редукционным, поскольку именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом вдвое: из одной диплоидной клетки (2n 4c) образуются две гаплоидные (1n 2c).

Интерфаза 1 (в начале — 2n 2c, в конце — 2n 4c) — синтез и накопление веществ и энергии, необходимых для осуществления обоих делений, увеличение размеров клетки и числа органоидов, удвоение центриолей, репликация ДНК, которая завершается в профазе 1.

Профаза 1 (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом, конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер. Конъюгация — процесс сближения и переплетения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих гомологичных хромосом называют бивалентом. Кроссинговер — процесс обмена гомологичными участками между гомологичными хромосомами.

Профаза 1 подразделяется на стадии: лептотена (завершение репликации ДНК), зиготена (конъюгация гомологичных хромосом, образование бивалентов), пахитена (кроссинговер, перекомбинация генов), диплотена (выявление хиазм, 1 блок овогенеза у человека), диакинез (терминализация хиазм).

Метафаза 1 (2n 4c) — выстраивание бивалентов в экваториальной плоскости клетки, прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза 1 (2n 4c) — случайное независимое расхождение двухроматидных хромосом к противоположным полюсам клетки (из каждой пары гомологичных хромосом одна хромосома отходит к одному полюсу, другая — к другому), перекомбинация хромосом.

Телофаза 1 (1n 2c в каждой клетке) — образование ядерных мембран вокруг групп двухроматидных хромосом, деление цитоплазмы. У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.

Второе мейотическое деление (мейоз 2) называется эквационным.

Интерфаза 2, или интеркинез (1n 2c), представляет собой короткий перерыв между первым и вторым мейотическими делениями, во время которого не происходит репликация ДНК. Характерна для животных клеток.

Профаза 2 (1n 2c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления.

Метафаза 2 (1n 2c) — выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом; 2 блок овогенеза у человека.

Анафаза 2 (2n 2с) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом.

Телофаза 2 (1n 1c в каждой клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием в итоге четырех гаплоидных клеток.

Биологическое значение мейоза. Мейоз является центральным событием гаметогенеза у животных и спорогенеза у растений. Являясь основой комбинативной изменчивости, мейоз обеспечивает генетическое разнообразие гамет.

Амитоз

Амитоз — прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования хромосом, вне митотического цикла. Описан для стареющих, патологически измененных и обреченных на гибель клеток. После амитоза клетка не способна вернуться в нормальный митотический цикл.

Клеточный цикл

Клеточный цикл — жизнь клетки от момента ее появления до деления или смерти. Обязательным компонентом клеточного цикла является митотический цикл, который включает в себя период подготовки к делению и собственно митоз. Кроме этого, в жизненном цикле имеются периоды покоя, во время которых клетка выполняет свойственные ей функции и избирает дальнейшую судьбу: гибель или возврат в митотический цикл.

 

Источник: licey.net

Фазы митоза

Профаза

В профазе происходят следующие процессы (в основном параллельно):

• Хромосомы конденсируются

• Ядрышки исчезают

• Ядерная оболочка распадается

• Формируются два полюса веретена деления

Митоз начинается с укорочения хромосом. Составляющие их пары хроматид спирализуются, в результате чего хромосомы сильно укорачиваются и утолщаются. К концу профазы их можно увидеть в световой микроскоп.

Ядрышки исчезают, т. к. образующие их части хромосом (ядрышковые организаторы) находятся уже в спирализованном виде, следовательно, неактивны и не взаимодействуют между собой. Кроме того распадаются ядрышковые белки.

В клетках животных и низших растений центриоли клеточного центра расходятся по полюсам клетки и выступают центрами организации микротрубочек. Хотя у высших растений центриолей нет, микротрубочки также образуются.

От каждого центра организации начинают расходиться короткие (астральные) микротрубочки. Формируется структура похожая на звезду. У растений она не образуется. Их полюса деления более широкие, микротрубочки выходят не из малой, а из относительно широкой области.

Распад ядерной оболочки на мелкие вакуоли знаменует конец профазы.

Справа на микрофотографии зеленым цветом подсвечены микротрубочки, синим — хромосомы, красным – центромеры хромосом.

Также следует отметить, что в период профазы митоза происходи фрагментация ЭПС, она распадается на мелкие вакуоли; аппарат Гольджи распадается на отдельные диктиосомы.

Прометафаза

Ключевые процессы прометафазы идут большей часть последовательно:

1. Хаотичное расположение и движение хромосом в цитоплазме.

2. Соединение их с микротрубочками.

3. Движение хромосом в экваториальную плоскость клетки.

Хромосомы оказываются в цитоплазме, они беспорядочно двигаются. Оказавшись на полюсах, у них больше шансов скрепиться с плюс-концом микротрубочки. В конце концов нить прикрепляется к кинетохоре.

Такая кинетохорная микротрубочка начинает нарастать, чем отдаляют хромосому от полюса. В какой-то момент к кинетохоре сестринской хроматиды крепится другая микротрубочка, нарастающая с другого полюса деления. Она тоже начинает толкать хромосому, но уже в противоположном направлении. В результате хромосома становится на экваторе.

Кинетохоры представляют собой белковые образования на центромерах хромосом. Каждая сестринская хроматида имеет свой кинетохор, который «созревает» в профазе.

Кроме астральных и кинетохорных микротрубочек есть те, которые идут от одного полюса к другому, как бы распирают клетку в перпендикулярном экватору направлении.

Метафаза

Признаком начала метафазы является расположение хромосом по экватору, образуется так называемая метафазная, или экваториальная, пластинка. В метафазу хорошо видны количество хромосом, их отличия и то, что они состоят из двух сестринских хроматид, соединенных в районе центромеры.

Хромосомы удерживаются за счет сбалансированных сил натяжения микротрубочек разных полюсов.

Анафаза

• Сестринские хроматиды разделяются, каждая двигается к своему полюсу.

• Полюса удаляются друг от друга.

Анафаза самая короткая фаза митоза. Она начинается, когда центромеры хромосом разделяются на две части. В результате каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой и оказывается прикреплена к микротрубочке одного полюса. Нити «тянут» хроматиды к противоположным полюсам. На самом деле микротрубочки разбираются (деполимеризуются), т. е. укорачиваются.

В анафазе животных клеток двигаются не только дочерние хромосомы, но и сами полюса. За счет других микротрубочек они расталкиваются, астральные микротрубочки прикрепляются к мембранам и тоже «тянут».

Телофаза

• Движение хромосом останавливается

• Хромосомы деконденсируются

• Появляются ядрышки

• Восстанавливается ядерная оболочка

• Большая часть микротрубочек исчезает

Телофаза начинается, когда хромосомы перестают двигаться, остановившись у полюсов. Они деспирализуются, становятся длинными и нитевидными.

Микротрубочки веретена деления разрушаются от полюсов к экватору, т. е. со стороны своих минус-концов.

Вокруг хромосом образуется ядерная оболочка путем слияния мембранных пузырьков, на которые в профазе распалось материнское ядро и ЭПС. На каждом полюсе формируется свое дочернее ядро.

Поскольку хромосомы деспирализуются, ядрышковые организаторы становятся активными и появляются ядрышки.

Возобновляется синтез РНК.

Если на полюсах центриоли еще не парные, то около каждой достраивается парная ей. Таким образом на каждом полюсе воссоздается свой клеточный центр, который отойдет в дочернюю клетку.

Обычно телофаза заканчивается разделением цитоплазмы, т. е. цитокинезом.

Цитокинез

Цитокинез может начаться еще в анафазе. К началу цитокинеза клеточные органеллы распределяются относительно равномерно по полюсам.

Разделение цитоплазмы растительных и животных клеток происходит по-разному.

У животных клеток благодаря эластичности цитоплазматическая мембрана в экваториальной части клетки начинает впячиваться во внутрь. Образуется борозда, которая в конце концов смыкается. Другими словами, материнская клетка делится перешнуровкой.

В растительных клетках в телофазе нити веретена не исчезают в области экватора. Они сдвигаются ближе к цитоплазматической мембране, их количество увеличивается, и они образуют фрагмопласт. Он состоит из коротких микротрубочек, микрофиламентов, частей ЭПС. Сюда перемещаются рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи. Пузырьки Гольджи и их содержимое на экваторе образуют срединную клеточную пластинку, клеточные стенки и мембрану дочерних клеток.

Значение и функции митоза

Благодаря митозу обеспечивается генетическая стабильность: точное воспроизводство генетического материала в ряду поколений. Ядра новых клеток содержат столько же хромосом, сколько их содержала родительская клетка, и эти хромосомы являются точными копиями родительских (если, конечно, не возникли мутации). Другими словами, дочерние клетки генетически идентичны материнской.

Однако митоз выполняет и ряд других немаловажных функций:

• рост многоклеточного организма,

• бесполое размножение,

• замещение клеток различных тканей у многоклеточных организмов,

• у некоторых видов может происходить регенерация частей тела.

Источник: biology.su