В интерфазе клеточного цикла происходят процессы

Ученые впервые наблюдали процесс деления клеток в конце 1800-х годов. Последовательное микроскопическое доказательство того, что клетки расходуют энергию и материал на копирование и деление, опровергает широко распространенную теорию о том, что новые клетки возникли в результате самопроизвольного рождения. Ученые начинали понимать феномен клеточного цикла; это процесс, посредством которого клетки «рождаются» в результате деления клеток, а затем живут своей жизнью, занимаясь своими повседневными клеточными действиями, пока не настало время самим делиться клетками.

Существует множество причин, по которым клетка не может пройти через деление. Некоторые клетки в организме человека просто нет; например, большинство нервных клеток в конечном итоге прекращают деление клеток, поэтому человек, который переносит повреждение нерва, может страдать от постоянного двигательного или сенсорного дефицита.


Однако, как правило, клеточный цикл представляет собой процесс, который состоит из двух фаз: интерфазной и митозной. Митоз является частью клеточного цикла, который включает деление клетки, но средняя клетка проводит 90 процентов своей жизни в интерфазе, что просто означает, что клетка живет и растет, а не делится. Есть три подфазы в интерфазе. Это G1-фаза, S-фаза и G2-фаза.

Деление клеток у прокариот и эукариот

Одноклеточные организмы, такие как бактерии, называются прокариотами, и когда они участвуют в делении клеток, их целью является размножение бесполым путем; они создают потомство. Деление прокариотических клеток называется бинарным делением, а не митозом. Прокариоты обычно имеют только одну хромосому, которая даже не содержится в ядерной мембране, и им не хватает органелл, которые есть у других видов клеток. Во время бинарного деления прокариотическая клетка делает копию своей хромосомы, а затем прикрепляет каждую сестринскую копию хромосомы к противоположной стороне своей клеточной мембраны. Затем он начинает образовывать трещину в своей мембране, которая сжимается внутрь в процессе, называемом инвагинацией, пока не разделяется на две идентичные, отдельные клетки. Клетки, которые являются частью митотического клеточного цикла, являются эукариотическими клетками. Это не отдельные живые организмы, а клетки, которые существуют как взаимодействующие единицы более крупных организмов. Клетки в ваших глазах, костях или клетках языка вашей кошки или травинки на лужайке перед вами — все это эукариотические клетки. Они содержат гораздо больше генетического материала, чем прокариот, поэтому процесс деления клеток также намного сложнее.


Первая фаза разрыва

Клеточный цикл получил свое название, потому что клетки постоянно делятся, начиная жизнь заново. Как только клетка делится, это конец фазы митоза, и она немедленно начинает интерфазу снова. Конечно, на практике клеточный цикл происходит плавно, но ученые разграничивают фазы и субфазы внутри процесса, чтобы лучше понять микроскопические строительные блоки жизни. Вновь разделенная ячейка, которая в настоящее время является одной из двух ячеек, которые ранее были одной ячейкой, находится в субфазе G1 интерфазы. G1 — сокращение для фазы «Gap»; будет еще один с надписью G2. Вы также можете увидеть их как G1 и G2. Когда ученые обнаружили под микроскопом напряженную, фундаментальную клеточную работу митоза, они интерпретировали относительно менее драматическую интерфазу как фазу покоя или паузы между клеточными делениями.

Они назвали стадию G1 словом «пробел», используя эту интерпретацию, но в этом смысле это неправильно.


самом деле G1 — это скорее стадия роста, чем стадия отдыха. На этом этапе клетка делает все то, что нормально для ее типа. Если это лейкоцит, он будет выполнять защитные действия для иммунной системы. Если это листовая клетка на растении, она будет выполнять фотосинтез и газообмен. Клетка, вероятно, будет расти. Некоторые клетки растут медленно во время G1, в то время как другие растут очень быстро. Клетка синтезирует молекулы, такие как рибонуклеиновая кислота (РНК) и различные белки. В определенный момент на поздней стадии G1 ячейка должна «решить», следует ли перейти к следующей стадии интерфазы.

Контрольные точки Интерфазы

Молекула, называемая циклин-зависимой киназой (CDK), регулирует клеточный цикл. Эта регуляция необходима для предотвращения потери контроля над ростом клеток. Неконтролируемое деление клеток у животных является еще одним способом описания злокачественной опухоли или рака. CDK обеспечивает сигналы в контрольных точках во время определенных точек клеточного цикла для того, чтобы клетка продолжила или сделала паузу. Определенные факторы окружающей среды способствуют тому, обеспечивает ли CDK эти сигналы. К ним относятся наличие питательных веществ и факторов роста, а также плотность клеток в окружающей ткани. Плотность клеток — это особенно важный метод саморегуляции, используемый клетками для поддержания скорости роста здоровой ткани. CDK регулирует клеточный цикл во время трех стадий интерфазы, а также во время митоза (который также называется М-фазой).

iv>

Если ячейка достигает контрольной контрольной точки и не получает сигнала для продолжения цикла ячейки (например, если она находится в конце G1 в фазе и ожидает входа в S-фазу в фазе), возможны две вещи что клетка могла сделать. Во-первых, это может сделать паузу, пока проблема решена. Если, например, какой-то необходимый компонент поврежден или отсутствует, может быть произведен ремонт или добавление, а затем он снова может приблизиться к контрольно-пропускному пункту. Другой вариант для ячейки состоит в том, чтобы войти в другую фазу, называемую G0, которая находится вне цикла ячейки. Это обозначение относится к клеткам, которые будут продолжать функционировать так, как они должны, но не перейдут к S-фазе или митозу и, как таковые, не будут участвовать в делении клеток. Считается, что большинство нервных клеток взрослого человека находятся в фазе G0, поскольку они обычно не переходят в S-фазу или митоз. Клетки в фазе G0 считаются покоящимися, что означает, что они находятся в неделящемся состоянии, или стареющими, что означает, что они умирают.

Во время фазы G1 интерфазы существуют две контрольные контрольные точки, через которые клетка должна пройти, прежде чем продолжить. Каждый оценивает, повреждена ли ДНК клетки, и если это так, ДНК должна быть восстановлена, прежде чем она сможет продолжить работу. Даже когда ячейка готова к переходу в S-фазу интерфазы, есть еще одна контрольная точка, чтобы убедиться, что условия окружающей среды, то есть состояние окружающей среды, непосредственно окружающей ячейку, являются благоприятными.


и условия включают плотность клеток окружающей ткани. Когда клетка имеет необходимые условия для перехода от фазы G1 к S, белок циклина связывается с CDK, обнажая активную часть молекулы, которая сигнализирует клетке, что пора начинать фазу S. Если ячейка не удовлетворяет условиям для перехода из фазы G1 в фазу S, циклин не активирует CDK, что предотвратит прогрессирование. В некоторых случаях, таких как поврежденная ДНК, белки-ингибиторы CDK будут связываться с молекулами CDK-циклина, чтобы предотвратить прогрессирование, пока проблема не будет устранена.

Синтез генома

Как только ячейка входит в S-фазу, она должна продолжаться до конца клеточного цикла, не возвращаясь или не возвращаясь к G0. Однако на протяжении всего процесса существует больше контрольных точек, чтобы гарантировать, что шаги выполняются должным образом, прежде чем ячейка перейдет к следующей фазе клеточного цикла. «S» в S-фазе означает синтез, потому что клетка синтезирует или создает совершенно новую копию своей ДНК. В клетках человека это означает, что клетка образует совершенно новый набор из 46 хромосом во время S-фазы. Эта стадия тщательно регулируется, чтобы не допустить перехода ошибок на следующую стадию; эти ошибки являются мутациями. Мутации случаются достаточно часто, но правила клеточного цикла предотвращают их появление.

>
время репликации ДНК каждая хромосома становится чрезвычайно свернутой вокруг нитей белков, называемых гистонами, уменьшая их длину с 2 нанометров до 5 микрон. Две новые повторяющиеся сестринские хромосомы называются хроматидами. Гистоны связывают две совпадающие хроматиды вместе, плотно наполовину по их длине. Точка, в которой они соединяются, называется центромером. (См. Ресурсы для визуального представления этого.)

Чтобы добавить к сложным движениям, происходящим во время репликации ДНК, многие эукариотические клетки являются диплоидными, что означает, что их хромосомы обычно располагаются парами. Большинство клеток человека являются диплоидными, за исключением репродуктивных клеток; к ним относятся ооциты (яйца) и сперматоциты (сперма), которые являются гаплоидными и имеют 23 хромосомы. Человеческие соматические клетки, которые являются всеми другими клетками организма, имеют 46 хромосом, расположенных в 23 парах. Парные хромосомы называются гомологичной парой. Во время фазы S интерфазы, когда каждая отдельная хромосома из исходной гомологичной пары реплицируется, получающиеся две сестринские хроматиды из каждой исходной хромосомы соединяются, образуя фигуру, которая выглядит как два X, склеенные вместе. Во время митоза ядро ​​расколется на два новых ядра, вытягивая по одному из каждой хроматиды из каждой гомологичной пары от своей сестры.

Подготовка к делению клеток


Если клетка проходит контрольные точки S-фазы, что особенно важно для обеспечения того, чтобы ДНК не была повреждена, чтобы она реплицировалась правильно и чтобы она реплицировалась только один раз, то регуляторные факторы позволяют клетке переходить к следующей стадии интерфазы. Это G2, который обозначает Gap-фазу 2, как и G1. Это также неправильно, так как клетка не ждет, но очень занята на этом этапе. Клетка продолжает делать свою обычную работу. Вспомните эти примеры из G1 клетки листа, выполняющей фотосинтез, или лейкоцита, защищающего организм от патогенов. Он также готовится покинуть интерфазу и войти в митоз (M-фаза), который является второй и последней стадией клеточного цикла, прежде чем он разделится и начнется снова и снова.

Другая контрольная точка во время G2 гарантирует, что ДНК была реплицирована правильно, а CDK позволяет ей двигаться вперед, только если она проходит проверку. Во время G2 клетка реплицирует центромеру, которая связывает хроматиды, образуя то, что называется микротрубочкой. Это станет частью веретена, представляющего собой сеть волокон, которые будут направлять сестринские хроматиды друг от друга и к их надлежащим местам во вновь разделенных ядрах. Во время этой фазы митохондрии и хлоропласты также делятся, когда они присутствуют в клетке. Когда клетка превысила свои контрольные точки, она готова к митозу и закончила три этапа интерфазы. Во время митоза ядро ​​разделится на два ядра, и почти одновременно процесс, называемый цитокинезом, разделит цитоплазму, то есть остальную часть клетки, на две клетки. К концу этих процессов появятся две новые ячейки, готовые снова начать стадию G1 интерфазы.

 

Категория: Медицина | Добавил: fantast (26.02.2019)
Просмотров: 218 | Рейтинг: 0.0/0

Источник: www.winstein.org

Все новые клетки возникают в результате деления уже существующих клеток. Если путем деления клетки пополам размножается одноклеточный организм, то в конечном итоге из одного старого организма образуется два новых. Многоклеточные организмы начинают свое развитие тоже с одной клетки; все их многочисленные клетки образуются затем путем многократ­ных клеточных делений. Эти деления продолжаются в течение всей жизни многоклеточных организмов, по мере их развития и роста. Они связаны с процессами регенерации или замещения отслуживших клеток новыми. Так, клетки верхнего слоя кожи отмирают и слущиваются, а на смену им приходят другие, новые клетки, которые образовались путем деления клеток, лежащих в более глубоких слоях эпителия кожи. Вновь образовавшиеся клетки (если они не отмирают в конце своего существования) обычно ста­новятся способными к делению лишь после периода их роста и развития. Активное функционирование клетки между двумя ее делениями называет­сяинтерфазой. Продолжительность интерфазы клеток у разных организ­мов бывает различной. В клетках растений и животных, например, она в среднем продолжается 10—20 часов, затем наступает вновь процесс деле­ния клеток. Таким образом,жизненный цикл клетки состоит из ее деле­ния и интерфазы.


Винтерфазе клетка как бы готовится к очередному своему делению. Во-первых, в клетке увеличивается число ее органелл; в противном случае в дочерние клетки попадало бы все меньшее и меньшее их количество. Некоторые органеллы, например, хлоропласты и митохондрии сами воспро­изводятся путем деления. Клетке достаточно иметь хотя бы одну такую органеллу, чтобы затем образовать их столько, сколько ей требуется. Каж­дой клетке необходимо также иметь вначале какое-то количество рибосом, чтобы использовать их для синтеза белков, из которых затем можно пост­роить новые рибосомы, эндоплазматический ретикулум и многие другие органеллы. В период интерфазы клетка интенсивно накапливает энергию, созидая молекулы АТФ. Перед началом деления клетка удваивает число своих хромосом с тем, чтобы после деления дочерние клетки получили наследственную информацию, идентичную той, которой обладала материн­ская клетка. В противном случае, дочерние клетки оказались бы не в состо­янии синтезировать все те белки, которые им необходимы для сохранения своей видовой принадлежности. В животных клетках в период интерфазы происходит еще и удвоение центриоли клеточного центра, который за счет этого восстанавливает свое строение, для того чтобы быть готовым к уча­стию в очередном делении клетки.


Итак, в интерфазе клетка растет и развивается, при этом в ней происхо­дят следующие процессы:

— репликация ДНК;

— активный синтез белков;

— увеличение количества некоторых органелл;

— накопление энергии в виде АТФ;

— удвоение клеточного центра (в животных клетках).

После интерфазы наступает второй этап жизненного цикла клетки, кото­рый называется делением. Сигналом к началу деления для клетки являет­ся нарушение в процессе ее роста ядерно-плазматического соотношения, когда объем цитоплазмы увеличивается, а объем ядра остается прежним.

Процесс деления соматических клеток, в результате которого до­черние клетки полностью сохраняют наследственную информацию материнских клеток, называетсямитозом. Таин­ственный танец, исполняемый хромосомами при их разделении во время митоза на два идентичных набора, впервые наблюдался исследователями более ста лет назад, однако и до сих пор многое в этой фантастически точ­ной хореографии хромосомных движений еще остается неясным. Митоз представляет собой непрерывную цепь событий, но для того чтобы удоб­нее было в них разобраться, биологи условно разделили этот процесс на четыре стадии в зависимости от того, как выглядят в это время хромосо­мы в световом микроскопе. Первая фаза митоза —профаза. Это самая продолжительная стадия митоза. Она характеризуется тем, что в ней:

— происходит суперспирализация ДНК, вследствие чего хроматиды укорачиваются и утолщаются, хромосомы становятся видимыми под мик­роскопом;

— ядрышки исчезают, так как прекращается синтез р-РНК;

— ядерная оболочка распадается на фрагменты, и хромосомы оказы­ваются в цитоплазме;

— начинает формироваться веретено деления: в животных клетках центриоли, которые были расположены в области клеточного центра, направля­ются к противоположным полюсам клетки, между ними начинают появляться нити веретена деления. В клетках высших растений веретено деления форми­руется без участия центриолей. Нити веретена присоединяются к центроме­рам хромосом, которые начинают двигаться к центральной части клетки.

Следующая фаза митоза —метафаза.В ней:

—заканчивает формироваться веретено деления (совокупность микро­трубочек, состоящих из белка турбулина);

—хромосомы выстраиваются в центральной части клетки в одной плос­кости таким образом, что их центромеры располагаются на равных рассто­яниях от полюсов клетки;

—в конце метафазы хроматиды отделяются одна от другой.

Анафаза — самая короткая фаза митоза. Она характеризуется тем, что:

—нити веретена деления укорачиваются и растягивают отделившиеся друг от друга в конце метафазы хроматиды к противоположным полюсам клетки, в силу чего они становятся хромосомами;

—к концу анафазы у каждого полюса клетки оказывается диплоидный набор хромосом.

Телофаза — последняя фаза митоза. В ней происходят следующие процессы:

—деспирализация молекул ДНК, вследствие чего хромосомы превра­щаются в хроматин;

—вокруг скоплений хроматина, образовавшихся у противоположных полюсов клетки, образуются ядерные оболочки;

— в образовавшихся таким образом дочерних ядрах формируются ядрышки;

— на протяжении телофазы, начиная от полюсов клетки и до ее экватора, постепенно разрушается веретено деления;

— в конце телофазы делится цитоплазма материнской клетки, что приводит к образованию двух дочерних клеток.

Биологическое значение митоза заключается в точной передачи наследственной информации от материнской клетки дочерним.

Лабораторная работа № 6

Источник: studopedia.ru

Интерфаза: период G1 (пресинтетический)

Пресинтетический период G1 наступает сразу после деления клетки. В этом периоде клетка имеет диплоидное содержание ДНК на одно ядро, т.е. в клетке содержится двойной набор хромосом. Генетический материал пребывает в виде слабо спирализованных цепей ДНК или хроматина. В пресинтетическом периоде генетический материал клетки не копирован и клетка только начинает подготовку к репликации ДНК.

В периоде G1 клетка начинает расти и увеличиваться в размерах за счет накопления клеточных белков. Также клетка синтезирует мРНК. Таким образом клетка готовится к синтезу ДНК и последующему митозу.

На развитие клетки в периоде G1 и других фазах могут влиять факторы роста: температура, питательные вещества, пространство для роста. Нормальный синтез  мРНК и белков происходит за счет достаточного количества аминокислот. А продуктивный рост клеток обеспечивает нормальная физиологическая температура тела.

Клетка готова к переходу в следующую фазу после достижения ею определенных размеров и синтезирования всех необходимых белков. 

Интерфаза: период S (синтез ДНК)

В периоде S происходит репликация (синтез или копирование) ДНК. Точность синтеза ДНК важна для предотвращения появления генетических аномалий, которые ведут к нарушению работы клетки или ее гибели. Поэтому регуляторные процессы периода S клеточного цикла очень консервативны. 

В течение периода S интенсивно синтезируются РНК и белки, которые связанны с ДНК. Они необходимы для строения  новой хроматиды. Осуществляют синтез этих белков, свободные рибосомы, которые не связанны с эндоплазматической сетью.

Целью репликации ДНК является создание двух идентичных хроматид. Дочерние копии ДНК синтезируются на каждой материнской нити. Репликация ДНК начинается в конкретных участках, которые называются ori. У млекопитающих насчитывается около 100 ori на каждой ДНК. Синтез распространяется от точек ori в две стороны по нитям ДНК.

В клетке в периоде G1 закладываются специальные пререпликационные комплексы, которые препятствуют синтезу более одной хромосомы в ДНК. Эти комплексы разбираются перед началом репликации в периоде S. На нитях ДНК разрушаются специальные белки, которые предотвращают прикрепление репликационного аппарата к ДНК после начала синтеза.

Кроме репликации ДНК, в периоде S также происходит удвоение центриолей клеточного центра. Материнская центриоль строит в клетке новую центриоль, дочернюю. Материнская центриоль задействована в сборке микротрубочек. 

Интерфаза: период G2 (постсинтетический)

Окончание стадии S является началом стадии G2. Постсинтетический период – это финальная стадия интерфазы клеточного цикла. В этом периоде происходит интенсивное деление митохондрий и процессы биосинтеза, а также концентрация энергетических запасов. В периоде G2 клетка  заканчивает приготовления к митозу.

В периоде G2 синтезируется иРНК, необходимая для прохождения митоза. Также синтезируется РНК рибосом, которые определяют деление клетки. Кроме того, в это же время синтезируются белки митотического веретена — тубулина. Синтез РНК резко снижается в конце периода G2 и полностью прекращается во время митоза.

Перед митозом в конце периода G2 происходит окончательная проверка размеров клетки, полнота репликации и целостности ДНК. 

Митоз

Деление клетки наступает после успешного прохождения ею всех этапов интерфазы. Деление клетки подразумевает образование двух идентичных дочерних клеток из родительской. Во время митоза происходит делений ядра клетки с сохранением числа хромосом. В каждом ядре дочерних клеток находится одинаковый с родительским набор хромосом. После деления ядра происходит деление самой клетки. В митозе выделяют четыре стадии, основываясь на внешний вид хромосом: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Профаза. Для профазы характерно утолщение и укорочение  хромосом как результат их спирализации. В этот период двойные хромосомы состоят их связанных между собой сестринских хроматид. Параллельно со спирализацией пропадает ядрышко и распадается на отдельные фрагменты ядерная оболочка. После ликвидации ядерной оболочки хромосомы свободно лежать в цитоплазме. Во время профазы центриоли клетки расходятся к ее полюсам. Веретено деления начинает формироваться в конце профазы. Оно образуется из микротрубочек с помощью полимеризации белковых субъединиц

Метафаза. Завершение формирования веретена деления происходит в метафазе. Веретено деления состоит их хромосомных и центросомных микротрубочек. Хромосомные микротрубочки связываются с центромерами хромосом, а центросомные – тянутся от полюса к полюсу клетки. К микротрубочкам веретена деления прикреплена каждая двойная хромосома, и они выталкиваются микротрубочками, стремясь расположиться на равных расстояниях от полюсов клетки. Находясь в одной плоскости, они образуют метафазную пластинку. В этот период очень хорошо видно двойное строение хромосом.

Анафаза. В периоде анафазы дочерние хромосомы растягиваются к полюсам клетки с помощью микротрубочек веретена деления. Дочерние хромосомы несколько изгибаются, что позволяет им расходиться к полюсам. Анафаза характеризуется наличием в клетке двух диплоидных наборов хромосом.

Телофаза. В телофазе происходит раскручивание хромосом. Они раздуваются, и их строение становятся плохо видно под микроскопом. У каждого полюса вокруг хромосом формируется ядерная оболочка из мембранных структур цитоплазмы. В ядрах появляются ядрышки. Веретено деления начинает разрушаться. В телофазе осуществляется разделение цитоплазмы и формирование двух клеток. 

Регуляторы клеточного цикла

Фазы клеточного цикла регулируются с помощью вне- и внутриклеточных механизмов. Внеклеточные механизмы обусловлены влиянием факторов роста, цитокинов, нейрогенных и гормональных стимуляторов. Каждая фаза клеточного цикла и их последовательная смена осуществляются под действием особых белков цитоплазмы: циклинов и циклин-зависимых киназ.

Циклины – это специфические ферменты, которые активируют циклин-зависимые киназы. Внутриклеточная концентрация циклинов меняется в зависимости от стадии прохождения клеточного цикла. Циклины активируют циклин-зависимые киназы в результате взаимодействия их молекул. Образование молекулярного комплекса происходит при максимальной концентрации циклина. Существует несколько видов циклинов, которые имеют ключевое значение в смене фаз клеточного цикла. Увеличение концентрации каждого из них является сигналом для прохождения в очередной период клеточного цикла. Максимальная концентрация  циклина Е происходит при переходе в период S; концентрация циклина А – при переходе в период G2; концентрация циклина В – при переходе в период М. В процессе клеточного цикла каждый циклин в свое время разрушается протеасомами.

Циклин-зависимые киназы – это разновидность белков, которые регулируются циклином и циклиноподобными молекулами. Циклин-зависимые киназы регулируют транскрипцию и процессинг мРНК, а также участвуют в процессе смены фазы клеточного цикла. Каждая циклин-зависимая киназа активируется соответствующим циклином. При этом циклин-зависимые киназы, в основном,  имеют схожее строение и отличаются только способом сочетания циклинов. В отличие от циклинов, уровень циклин-зависимых киназ остается более-менее стабильным на протяжении всех периодов клеточного цикла.

Совместная работа циклинов и циклин-зависимых киназ выглядит следующим образом:

1.Циклин Д синтезируется в ответ на пролиферативный стимул.

2.Циклин Д связывается со специальной циклин-зависимой киназой, и запускает  работу транскрипционных факторов, которые участвуют в синтезе циклина Е, циклина А и синтезе ДНК.

3.Циклин Е связывается с соответствующей циклин-зависимой киназой и запускает период  S.

4. Циклин В с активированной циклин-зависимой киназой инициируют переход в период митоза.

5.Период митоза заканчивается после разрушения комплекса циклина В с циклин-зависимой киназой. 

Источник: www.oncoforum.ru

Митоз (непрямое деление) – это деление соматических клеток (клеток тела). Биологическое значение митоза – размножение соматических клеток, получение клеток-копий (с тем же самым набором хромосом, с точно такой же наследственной информацией). Все соматические клетки организма получаются из одной исходной клетки (зиготы) путем митоза.

1) Профаза

  • хроматин спирализуется (скручивается, конденсируется) до состояния хромосом
  • ядрышки исчезают
  • ядерная оболочка распадается
  • центриоли расходятся к полюсам клетки, формируется веретено деления

2) Метафаза – хромосомы выстраиваются по экватору клетки, образуется метафазная пластинка

3) Анафаза – дочерние хромосомы отделяются друг от друга (хроматиды становятся хромосомами) и расходятся к полюсам

4) Телофаза

  • хромосомы деспирализуются (раскручиваются, деконденсируются) до состояния хроматина
  • появляются ядро и ядрышки
  • нити веретена деления разрушаются
  • происходит цитокинез – разделение цитоплазмы материнской клетки на две дочерних

Продолжительность митоза – 1-2 часа.

Клеточный цикл

Это период жизни клетки от момента её образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Клеточный цикл состоит из двух периодов:

  • интерфаза (состояние, когда клетка НЕ делится);
  • деление (митоз или мейоз).

Интерфаза состоит из нескольких фаз:

  • пресинтетическая: клетка растет, в ней происходит активный синтез РНК и белков, увеличивается количество органоидов; кроме этого, происходит подготовка к удвоению ДНК (накопление нуклеотидов)
  • синтетическая: происходит удвоение (репликация, редупликация) ДНК
  • постсинтетическая: клетка готовится к делению, синтезирует необходимые для деления вещества, например белки веретена деления.

Еще можно почитать

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ: Митоз, Отличия митоза от мейоза, Клеточный цикл, Удвоение ДНК (репликация)
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2: Митоз

Тесты и задания

Выберите один, наиболее правильный вариант. Процесс размножения клеток организмов разных царств живой природы называют
1) мейозом
2) митозом
3) оплодотворением
4) дроблением

1. Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания процессов интерфазы клеточного цикла. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) рост клетки
2) расхождение гомологичных хромосом
3) расположение хромосом по экватору клетки
4) репликация ДНК
5) синтез органических веществ

2. Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания процессов, происходящих в интерфазе. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) репликация ДНК
2) формирование ядерной оболочки
3) спирализация хромосом
4) синтез АТФ
5) синтез всех видов РНК

3. Перечисленные ниже процессы, кроме двух, используются для характеристики интерфазы клеточного цикла. Определите два процесса, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образование веретена деления
2) синтез АТФ
3) репликация
4) рост клетки
5) кроссинговер

Выберите один, наиболее правильный вариант. На каком этапе жизни клетки хромосомы спирализуются
1) интерфаза
2) профаза
3) анафаза
4) метафаза

Выберите три варианта. Какие структуры клетки претерпевают наибольшие изменения в процессе митоза?
1) ядро
2) цитоплазма
3) рибосомы
4) лизосомы
5) клеточный центр
6) хромосомы

1. Установите последовательность процессов, происходящих в клетке с хромосомами в интерфазе и последующем митозе
1) расположение хромосом в экваториальной плоскости
2) репликация ДНК и образование двухроматидных хромосом
3) спирализация хромосом
4) расхождение сестринских хромосом к полюсам клетки

2. Установите последовательность процессов, происходящих в ходе интерфазы и митоза. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) спирализация хромосом, исчезновение ядерной оболочки
2) расхождение сестринских хромосом к полюсам клетки
3) образование двух дочерних клеток
4) удвоение молекул ДНК
5) размещение хромосом в плоскости экватора клетки

3. Установите последовательность процессов, происходящих в интерфазе и в митозе. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) растворение ядерной мембраны
2) репликация ДНК
3) разрушение веретена деления
4) расхождение к полюсам клетки однохроматидных хромосом
5) образование метафазной пластинки

4. Установите правильную последовательность процессов, происходящих во время митоза. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) распад ядерной оболочки
2) утолщение и укорочение хромосом
3) выстраивание хромосом в центральной части клетки
4) начало движения хромосом к центру
5) расхождение хроматид к полюсам клетки
6) формирование новых ядерных оболочек

5. Установите последовательность процессов, происходящих в ходе митоза. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) спирализация хромосом
2) расхождение хроматид
3) образование веретена деления
4) деспирализация хромосом
5) деление цитоплазмы
6) расположение хромосом на экваторе клетки

6. Установите последовательность процессов, происходящих в ходе митоза. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) нити веретена деления прикрепляются к каждой хромосоме
2) формируется ядерная оболочка
3) происходит удвоение центриолей
4) синтез белков, увеличение числа митохондрий
5) центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки
6) хроматиды становятся самостоятельными хромосомами

ФОРМИРУЕМ 7:

4) исчезновение нитей веретена деления

Выберите один, наиболее правильный вариант. При делении клетки происходит формирование веретена деления в
1) профазе
2) телофазе
3) метафазе
4) анафазе

Выберите один, наиболее правильный вариант. В профазе митоза НЕ происходит
1) растворения ядерной оболочки
2) формирования веретена деления
3) удвоения хромосом
4) растворения ядрышек

Выберите один, наиболее правильный вариант. На каком этапе жизни клетки хроматиды становятся хромосомами
1) интерфаза
2) профаза
3) метафаза
4) анафаза

Выберите один, наиболее правильный вариант. Деспирализация хромосом при делении клетки происходит в
1) профазе
2) метафазе
3) анафазе
4) телофазе

Выберите один, наиболее правильный вариант. В какую фазу митоза пары хроматид прикрепляются своими центромерами к нитям веретена деления
1) анафазу
2) телофазу
3) профазу
4) метафазу

Установите соответствие между процессами и фазами митоза: 1) анафаза, 2) телофаза. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) образуется ядерная оболочка
Б) сестринские хромосомы расходятся к полюсам клетки
В) веретено деления окончательно исчезает
Г) хромосомы деспирализуются
Д) центромеры хромосом разъединяются

Установите соответствие между характеристиками и фазами митоза: 1) метафаза, 2) телофаза. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) Хромосомы состоят из двух хроматид.
Б) Хромосомы деспирализуются.
В) Нити веретена деления прикрепляются к центромере хромосом.
Г) Образуется ядерная оболочка.
Д) Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки.
Е) Происходит исчезновение веретена деления.

Установите соответствие между характеристиками и фазами деления клетки: 1) анафаза, 2) метафаза, 3) телофаза. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) деспирализация хромосом
Б) число хромосом и ДНК 4n4c
В) расположение хромосом по экватору клетки
Г) расхождение хромосом к полюсам клетки
Д) соединение центромер с нитями веретена деления
Е) образование ядерной мембраны

Профаза митоза
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке фазы митоза. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) исчезает ядрышко
2) образуется веретено деления
3) происходит удвоение молекул ДНК
4) хромосомы активно участвуют в биосинтезе белков
5) хромосомы спирализуются

Выберите один, наиболее правильный вариант. Чем сопровождается спирализация хромосом в начале митоза
1) приобретением двухроматидной структуры
2) активным участием хромосом в биосинтезе белка
3) удвоением молекулы ДНК
4) усилением транскрипции

Установите соответствие между процессами и периодами интерфазы: 1) постсинтетический, 2) пресинтетический, 3) синтетический. Запишите цифры 1, 2 ,3 в порядке, соответствующем буквам.
А) рост клетки
Б) синтез АТФ для процесса деления
В) синтез АТФ для репликации молекул ДНК
Г) синтез белков для построения микротрубочек
Д) репликация ДНК

1. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания процесса митоза. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) лежит в основе бесполого размножения
2) непрямое деление
3) обеспечивает регенерацию
4) редукционное деление
5) увеличивается генетическое разнообразие

2. Все приведенные признаки, кроме двух, можно использовать для описания процессов митоза. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образование бивалентов
2) конъюгация и кроссинговер
3) неизменность числа хромосом в клетках
4) образование двух клеток
5) сохранение структуры хромосом

Митоз
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенного на рисунке процесса. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) дочерние клетки имеют одинаковый с родительскими клетками набор хромосом
2) неравномерное распределение генетического материала между дочерними клетками
3) обеспечивает рост
4) образование двух дочерних клеток
5) прямое деление

Все перечисленные ниже процессы, кроме двух, происходят в процессе непрямого деления клетки. Определите два процесса, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образуются две диплоидные клетки
2) образуются четыре гаплоидные клетки
3) происходит деление соматических клеток
4) происходит конъюгация и кроссинговер хромосом
5) делению клеток предшествует одна интерфаза

1. Установите соответствие между этапами жизненного цикла клетки и процессами. Происходящими в ходе них: 1) интерфаза, 2) митоз. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) формируется веретено деления
Б) клетка растет, в ней происходит активный синтез РНК и белков
В) осуществляется цитокинез
Г) количество молекул ДНК удваивается
Д) происходит спирализация хромосом

2. Установите соответствие между процессами и стадиями жизненного цикла клетки: 1) интерфаза, 2) митоз. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) спирализация хромосом
Б) интенсивный обмен веществ
В) удвоение центриолей
Г) расхождение сестринских хроматид к полюсам клетки
Д) редупликация ДНК
Е) увеличение количества органоидов клетки

Какие процессы происходят в клетке в период интерфазы?
1) синтез белков в цитоплазме
2) спирализация хромосом
3) синтез иРНК в ядре
4) редупликация молекул ДНК
5) растворение ядерной оболочки
6) расхождение центриолей клеточного центра к полюсам клетки

Метафаза митоза
Определите фазу и тип деления, изображенного на рисунке. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).
1) анафаза
2) метафаза
3) профаза
4) телофаза
5) митоз
6) мейоз I
7) мейоз II

Метафаза митоза
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке стадии жизненного цикла клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) исчезает веретено деления
2) хромосомы образуют экваториальную пластинку
3) вокруг хромосом у каждого полюса образуется ядерная оболочка
4) происходит разделение цитоплазмы
5) хромосомы спирализуются и становятся хорошо видимыми

Анафаза и профаза митоза
Установите соответствие между процессами и стадиями клеточного деления. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) разрушение ядерной оболочки
Б) спирализация хромосом
В) расхождение хроматид к полюсам клетки
Г) образование однохроматидных хромосом
Д) расхождение центриолей к полюсам клетки

Метафаза митоза
Рассмотрите рисунок. Укажите (А) тип деления, (Б) фазу деления, (В) количество генетического материала в клетке. Для каждой буквы выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) митоз
2) мейоз II
3) метафаза
4) анафаза
5) телофаза
6) 2n4c
7) 4n4c
8) n2c

Метафаза митоза
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке клеточной структуры. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) тип деления клетки – митоз
2) фаза деления клетки – анафаза
3) хромосомы, состоящие из двух хроматид, прикрепляются своими центромерами к нитям веретена деления
4) хромосомы располагаются в экваториальной плоскости
5) происходит кроссинговер

Источник: www.bio-faq.ru

Периоды и фазы клеточного цикла

Два основные периода клеточного цикла эукариот включат интерфазу и митоз:

Интерфаза

Во время этого периода, клетка удваивает свою цитоплазму и синтезирует ДНК. По оценкам, делящаяся клетка тратит около 90-95% своего времени на интерфазу, которая состоит из следующих 3-х фаз:

  • Фаза G1: промежуток времени до синтеза ДНК. В этой фазе клетка увеличивает свои размеры и количество органелл, подготавливаясь к делению. Клетки животных в этой фазе диплоидны, что означает наличие двух наборов хромосом.
  • S-фаза: этап цикла, в течение которого синтезируется ДНК. В большинстве клеток имеется узкое временное окно, в течение которого происходит синтез ДНК. Содержание хромосом в этой фазе удваивается.
  • Фаза G2: период после синтеза ДНК, но до начала митоза. Клетка синтезирует дополнительные белки и продолжает увеличиваться в размерах.

Фазы митоза

Во время митоза и цитокинеза содержимое материнское клетки равномерно распределяется между двумя дочерними клетками. Митоз имеет пять фаз: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза.

  • Профаза: на этой стадии изменения происходят как в цитоплазме, так и в ядре делящейся клетки. Хроматин конденсируется в дискретные хромосомы. Хромосомы начинают мигрировать к центру клетки. Ядерная оболочка ломается и волокна шпинделя образуются на противоположных полюсах клетки.
  • Прометафаза: фаза митоза в эукариотических соматических клетках после профазы и предшествующая метафазе. В прометафазе ядерная мембрана распадается на многочисленные «мембранные везикулы», а хромосомы внутри образуют белковые структуры, называемые кинетохорами.
  • Метафаза: на этом этапе ядерная мембрана полностью исчезает, формируется веретено деление, а хромосомы располагаются на метафазной пластине (плоскость, которая одинаково удалена от двух полюсов клетки).
  • Анафаза: на этой стадии парные хромосомы (сестринские хроматиды) разделяются и начинают двигаться к противоположным концам (полюсам) клетки. Веретено деления, не связанное с хроматидами, вытягивается и удлиняет клетку.
  • Телофаза: на этом этапе хромосомы достигают новых ядер, а генетическое содержание клетки делится поровну на две части. Цитокинез (деление эукариотической клетки) начинается до конца митоза и заканчивается вскоре после телофазы.

Цитокинез — процесс разделение цитоплазмы в эукариотических клетках, которые продуцируют различные дочерние клетки. Цитокинез возникает в конце клеточного цикла после митоза или мейоза.

При делении клеток животных цитокинез возникает, когда сократительное кольцо образует расщепленную борозду, которая зажимает клеточную мембрану пополам. В растительных клетках строится клеточная пластинка, которая делит клетку на две части.

Как только клетка завершит все фазы клеточного цикла, она возвращается в фазу G1 и весь цикл повторяется снова. Клетки организма также способны находится в состояние покоя, которое называется фазой Gap 0 (G0) в любой момент своего жизненного цикла. Они могут оставаться на этой стадии в течение очень длительного периода времени, пока не поступят сигналы к прохождению через клеточный цикл.

Клетки, которые содержат генетические мутации, постоянно помещаются в фазу G0, чтобы препятствовать их реплицированию. Когда клеточный цикл идет не так, как надо, нарушается нормальный рост клеток. Могут развиться раковые клетки, которые получают контроль над своими собственными сигналами роста и продолжают размножаться беспрепятственно.

Клеточный цикл и мейоз

Не все клетки делятся через процесс митоза. Организмы, которые размножаются половым путем, также подвергаются типу клеточного деления, называемого мейозом. Мейоз возникает в половых клетках и аналогичен процессу митоза. Однако после полного клеточного цикла в мейозе образуются четыре дочерние клетки. Каждая клетка содержит половину числа хромосом исходной (родительской) клетки. Это означает, что половые клетки являются гаплоидными клетками. Когда гаплоидные мужские и женские половые клетки объединяются в процессе, называемом оплодотворением, они образуют одну диплоидную клетку, называемую зиготой.

Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Источник: NatWorld.info