На картинке — состав клетки типичного угнетателя.

Отмотаем на 2,4 миллиарда лет назад. Жизнь на планете уже зародилась. Сначала — как воспроизведение цепочек рнк. А там уже появились и первые одноклеточные — прокариоты. Простые клетки без ядра, очень маленькие по размеру.

И тогда же на планете был изобретён смысл жизни. Докладываю, смысл жизни — вкусно поесть и размножиться (если еды хватает). Если еды не хватает — впасть в анабиоз, дождаться еды, а затем размножиться.

Размножение это ключевой пункт. Если ты передаёшь свои гены дальше, ты выполняешь своё предназначение.

Бонус — если клетка размножается делением, то технически она не умирает. Жизнь в те времена была вечной!

Праздник испортили цианобактерии, продвинутые одноклеточные, которые изобрели фотосинтез. Они никого не трогали, питались себе обычной органикой, грелись на солнышке, потихоньку синтезировали кислород из углекислого газа. И за несколько миллионов лет так насытили океан и атмосферу кислородом, что это убило всё живое. Это был первый и самый массовый геноцид в истории.


Следом пришло глобальное похолодание на 300 миллионов лет (потому что весь метан из атмосферы окислился и парниковый эффект исчез). Планета покрылась льдом, все выжившие при кислородной катастрофе сдохли теперь. Сами цианобактерии сдохли тоже — потому что солнышка теперь ни у кого не было. Оставшаяся жизнь теплилась в редких горячих источниках на морском дне.

Люди, цените свои выбросы!

Слава богу, нашлись источники парниковых газов (может, вулканы какие проснулись). Немножко солнечного тепла стало оставаться в атмосфере, часть льдов потаяла, маятник качнулся в обратную сторону. Условия на планете изменились, выжившим одноклеточным надо было думать, что делать дальше.

Некоторые одноклеточные (аэробы) научились использовать кислород, чтобы расщеплять органику. И такой способ оказался эффективным!

В этот момент выжившие прокариоты (наши предки) пришли с предложением к аэробам.

Прокариот: «Эй, аэроб, не хочешь дружить? Залезай ко мне внутрь, я дам тебе внешнюю оболочку и защиту, буду подгонять питание, а ты знай сиди внутри меня и расщепляй органику. Хватит нам обоим, размножаться будешь внутри меня как и прежде, зато от агрессивной среды защищаться не нужно»

Предложение звучало заманчиво, некоторые свободноживущие аэробы согласились. Променяли свободу на стабильность.


И первые сотни миллионов лет всё было нормально. Наши предки прокариоты увеличились в размерах и превратились в эукариотов — полноценные клетки с ядром и кучей органелл.

Бывшие свободные аэробы стали митохондриями внутри клетки.

Живут в тепле, ни в чём не нуждаются, имеют собственную днк, делятся, когда хотят. И это вопрос — кто кем управляет? Кто тут кого поработил?

Наверное аэробы думали, что это их хитрая многоходовочка.

Со временем некоторые эукариоты стали многоклеточными. Классное изобретение — когда есть много клеток, их можно приспособить под разные задачи. Многоклеточное существо уже может захватить жгутиками побольше вкусного. А там и до движения недалеко.

И тоже всё шло хорошо, пока многоклеточные размножались делением и почкованием. И ядра клеток, и митохондрии передают свои гены дальше, все выполняют своё предназначение. Условия договора соблюдались. И как при коммунизме, никому не нужно было умирать.

Тревожный звонок прозвенел, когда каким-то многоклеточным захотелось потрахаться и они изобрели половое размножение.

Поначалу всё шло нормально — ввели два равноправных гендера.

Два существа клепают внутри себя половые клетки и выпускают их наружу. Происходит оплодотворение, клетки сливаются, дают начало новому организму.

Половые клетки были одного размера — это называется изогамия. Запомните, мы ещё вернемся к этому слову.


Наклепать половых клеток проще, чем отпочковывать целый организм — значит популяция, где практикуют половое размножение, получает преимущество.

Быстрее заселяет незанятые ниши, быстрее приспосабливается к меняющимся условиям. Эволюция у таких видов резко ускоряется.

Митохондрии не возражали — они по-прежнему сидят внутри клеток, хорошо питаются и передают свою днк дальше.

(обращаю внимание, что где-то в этот момент особи перестали быть бессмертными. Променяли вечную жизнь на эволюционный успех популяции. Так сказать пожертвовали собой ради общества)

Первоначально два пола было трудно отличить друг от друга, но со временем роли разделились. Мужик — это тот, кто производит больше посевного материала (без излишеств, без запаса питательных веществ в половой клетке). А женщина — это та, кто заботится, чтобы потомство выжило. Т.е. нужно обеспечить свою половую клетку питанием. Мужик может быть легкомысленным повесой, женщине нужно думать о том, чем кормить детей.

Проблема в том, что такое несправедливое распределение ролей закрепилось. Популяции, где мужик был безответственным производителем семени, получали преимущество перед популяциями, где царило равноправие полов.

Далее произошёл так называемый «кембрийский взрыв», когда разнообразной живности на планете стало очень много, появились хордовые, а там уже недалеко и до наших с вами предков-приматов.

iv>

Что же стало с бывшими свободноживущими аэробами (митохондриями)?

Трагедия в том, что в какой-то момент у них отняли последнее — возможность передавать свои гены дальше.

Точнее так — по женской линии митохондрии по-прежнему передают свою днк дальше.

А вот из организма мужика митохондриям один выход — смерть.

По крайней мере так у млекопитающих, я не в курсе, как с этим у остальных хордовых.

Мужская митохондрия до последнего живёт в сперматозоиде (ещё бы, она помогает ему двигаться).

Но вот сперматозоид проник в яйцеклетку — и тут происходит что-то странное — митохондрия мужика гибнет сама (первая версия) либо её съедают аутофагосомы яйцеклетки (вторая версия).

В любом случае, в зародившейся особи есть только днк митохондрий мамы.

Если вы мужик — представьте себе ужас, который сейчас испытывают ваши митохондрии. Всю жизнь они работают в темноте, при этом даже без шансов оставить потомство. Их уникальная днк сгниёт вместе с вашим трупом.

Но при этом у вас шанс оставить свои гены есть — у митохондрий такого шанса нет.

Прогрессивные люди всех стран должны срочно начать что-то делать. Возможно, подписать петицию.

Я бы предложил в ней следующие пункты:

1. Немедленно признать 2 миллиарда лет угнетения и взять на себя личную ответственность перед аэробными бактериями (митохондриями).

2. Решительно начать двигать свою половую жизнь к изогамии (когда половые клетки имеют примерно равный размер, а не различаются в тысячи раз, как сейчас)


3. Потребовать долгожданного освобождения митохондрий. Два миллиарда лет рабства — это достаточно, я считаю. Нужно отпустить митохондрии на волю, обеспечив их достаточным количеством органики в качестве компенсации.

А люди пусть съедят какое-нибудь ГМО и учатся использовать другие источники энергии. Желательно вернуться к природе и снова стать одноклеточными.

Прошу уважаемых экспертов дополнить мой список мер.

К критическим замечаниям я готов — ведь вам осознать серьёзность ситуации мешают ваши многоклеточные привилегии.

#MeToo_хондрии

#MitochondrionDNAmatters

Оригинал: https://vk.com/wall-162479647_208489

Автор: Юрий Деточкин.

Живой список постов, разбитый по темам)

А вот тут вы можете покормить Кота, за что мы будем вам благодарны)

Источник: pikabu.ru

Бинарное деление – основной способ размножения

Прокариоты размножаются преимущественно путем деления материнской бактериальной клетки на 2 идентичные дочерние. При благоприятных условиях бинарное деление происходит каждые 20 минут, а в случае ухудшения условий окружающей среды время, необходимое клетке для роста и деления, увеличивается. В случае неблагоприятных внешних условий прокариоты прекращают размножение на время или вовсе.

>

Непосредственно самому процессу разделения клетки пополам предшествует период роста цитоплазмы и репликации (удвоения) хромосомы бактерии, как на фото.

Увеличение клеточных размеров происходит вследствие целого ряда скоординированных процессов биосинтеза, которые жестко контролируются. Процесс роста бактерии не бесконечен – по достижению прокариотом заданных критических размеров происходит деление.

Механизм репликации бактериальной ДНК

При удвоении ДНК нуклеоида (аналог ядра в бактериальной клетке) реализуется следующая схема:

  • инициация – начало деления ДНК под действием репликона (ферментативного аппарата, участка ДНК, содержащего информацию о дублировании);
  • элонгация – удлинение, рост хромосомной цепи;
  • терминация – завершение роста цепи и спирализация ДНК при репликации.

Параллельно с репликацией ДНК происходит рост самой клетки, и расстояние между прикрепленными посредством мезосом к цитоплазматической мембране двумя новыми хромосомами постепенно увеличивается. Прокариотическая клетка начинает делиться спустя некоторое время после репликации. Очевидно, именно дублирование ДНК запускает процесс разделения.


Подобный процесс отсутствует для мейоза эукариотов. Процесс мейоза во многом отличается от размножения прокариотов. Кроме того, разделение материнской клетки на две части для грамположительных и грамотрицательных бактерий имеет свои особенности.

Размножение грамотрицательных бактерий

Грамотрицательные бактерии имеют сравнительно тонкую клеточную стенку, на которой приблизительно по центру расположена кольцевая органелла – септальное кольцо. Разделение бактерий происходит путем сокращения органеллы и формирования перетяжки между дочерними клетками, что видно на фото.

Схема деления прокариотической клетки

Септальное кольцо представляет собой сложный белковый комплекс, куда входит более 12 различных белков. Оно формируется путем последовательного присоединения белков друг к другу в строгой последовательности.

Белки септального кольца выполняют следующие функции, необходимые для размножения:


  • моделируют присоединение филаментов (белков кольца) в определенной последовательности к Z-кольцу (незрелая форма кольцевой органеллы);
  • обеспечивают привязку Z-кольца к мембране;
  • координируют формирование кольцевой органеллы с сегрегацией (разъединением) хромосомы;
  • синтезируют пептидогликан – наиболее значимый компонент бактериальной клеточной стенки, который осуществляет осмотическую защиту;
  • осуществляют гидролиз пептидогликана для разделения новых клеток.

Перетяжка у грамотрицательных бактерий охватывает все оболочки клетки – цитоплазматическую (внутреннюю) и внешнюю мембраны, а также связанный с ними липопротеидом тонкий слой пептидогликана.

Во время мейоза эукариотов подобный метод разделения клетки перетяжкой не встречается.

Размножение грамположительных бактерий

Толщина стенки грамположительной бактерии более чем в два раза превышает толщину стенки у бактерий грамотрицательных.

Процесс размножения грамположительной бактерии не имеет сходства с митозом и отличается от мейоза эукариотов. По окончании процесса репликации ДНК грамположительные бактерии не создают перетяжку, а синтезируют поперечную перегородку, как на фото. В процессе синтеза, как и у грамотрицательных бактерий при образовании перетяжки, принимают участие мезосомы, формируя перегородку от края к центру клеточной структуры.


Схема деления грамположительных бактерий

Поперечное бинарное деление бактериальной прокариотической клетки всегда продольно и поперечно симметрично, что является еще одним отличием процесса от мейоза клеточной структуры эукариотов.

При благоприятных условиях прямое бинарное деление бактериальных клеток может осуществляться как одной, так и в нескольких плоскостях, что невозможно для мейоза. В случае, когда клетки после разделения не расходятся, происходит образование различных по форме объединений:

  • при сечении клетки в одной плоскости формируются цепочки шаровидных или палочковых клеток (сферические диплококки, цепочка палочковидных бактерий, как на фото);
  • при разделении в разных плоскостях наблюдаются клеточные скопления разнообразных форм (цепочки стрептококков, пакеты сарцин, грозди стафилококков).

Разнообразие форм прокариотов, которое видно на фото, совершенно не реализуемо для мейоза ядерных клеток.

Подобное поперечное разделение характерно не только для грамположительных бактерий, но и для нитчатых цианобактерий.

Множественное деление цианобактерий

Одной из разновидностей бинарного размножения прокариотов является множественное образование дочерних прокариотов из материнской клетки, типичное для цианобактерий, и совершенно не характерное для мейоза.

Первоначально происходит рост цитоплазмы и репликация хромосомы. Затем, как видно на видео, внутри дополнительного фибриллярного слоя материнского организма осуществляются последовательные бинарные деления, которые приводят к образованию баеоцитов (маленьких клеток). Их число может колебаться от 4 до 1000 единиц и связано с видом цианобактерии. Высвобождаются баеоциты после разрыва стенки материнского прокариота, что видно на видео.

Помимо равновеликого разделения, некоторые бактерии размножаются почкованием.

Почкование как частный случай бинарного деления

У фото- и хемотрофов, независимо от источника пищи (автотрофы или гетеротрофы), обнаруживается возможность размножения организма почкованием.

Механизм процесса выглядит следующим образом:

  • на полюсе материнской клетки формируется почка;
  • происходит рост почки до размеров материнского организма (это видно на фото), причем для почки синтезируется новая клеточная стенка;
  • полноценная дочерняя клетка отделяется от материнской.

Если процесс бинарного разделения не имеет ограничений, как в случае мейоза

для эукариотов, то почкование зависит от факта старения прокариота. В среднем материнская клетка отделяет не более 4 почек.

Почкование имеет свои специфические особенности:

  • сохраняется только продольная симметрия (хорошо видно на фото);
  • после почкования получаются материнская и дочерняя клетки, тогда как после бинарного разделения материнской клетки нет – есть две равноценные дочерние;
  • материнский и дочерний организмы не идентичны, различия между ними хорошо видны – наблюдается процесс старения.

При благоприятных физико-химических условиях прокариоты способны делиться в геометрической прогрессии и заполонить собой весь мир. Однако на деле такого не происходит, так как существуют факторы, сдерживающие бактериальное деление.

Факторы, ограничивающие деление

При всем видовом разнообразии и приспособленности бактерии не размножаются бесконечно. Исследования показал, что рост популяции бактерий происходит в согласии с законом размножения микроорганизмов и поддается числовому и графическому описанию.

Рост популяции, связанный с делением бактерий, состоит из нескольких фаз:

  • лаг-фаза – период адаптации, когда требуется время для приспособления к новым условиям обитания, деление не имеет высокого значения;
  • логарифмическая фаза – период с наибольшим количеством делений и экспоненциальным ростом популяции;
  • стационарная фаза – время, когда рост колонии бактерий стремится к нулю, деление бактерий уравнивается с количеством погибших из-за ограниченности пищевых ресурсов;
  • замедление роста – происходит из-за значительного сокращения пищевых ресурсов и накопления токсичных продуктов жизнедеятельности.

Неблагоприятные условия провоцируют прекращение деления бактерий и, как следствие, неизбежную гибель популяции.

Источник: probakterii.ru

Бинарное деление – основной способ размножения

Прокариоты размножаются преимущественно путем деления материнской бактериальной клетки на 2 идентичные дочерние. При благоприятных условиях бинарное деление происходит каждые 20 минут, а в случае ухудшения условий окружающей среды время, необходимое клетке для роста и деления, увеличивается. В случае неблагоприятных внешних условий прокариоты прекращают размножение на время или вовсе.

Непосредственно самому процессу разделения клетки пополам предшествует период роста цитоплазмы и репликации (удвоения) хромосомы бактерии, как на фото.

Увеличение клеточных размеров происходит вследствие целого ряда скоординированных процессов биосинтеза, которые жестко контролируются. Процесс роста бактерии не бесконечен – по достижению прокариотом заданных критических размеров происходит деление.

Механизм репликации бактериальной ДНК

При удвоении ДНК нуклеоида (аналог ядра в бактериальной клетке) реализуется следующая схема:

  • инициация – начало деления ДНК под действием репликона (ферментативного аппарата, участка ДНК, содержащего информацию о дублировании);
  • элонгация – удлинение, рост хромосомной цепи;
  • терминация – завершение роста цепи и спирализация ДНК при репликации.

Параллельно с репликацией ДНК происходит рост самой клетки, и расстояние между прикрепленными посредством мезосом к цитоплазматической мембране двумя новыми хромосомами постепенно увеличивается. Прокариотическая клетка начинает делиться спустя некоторое время после репликации. Очевидно, именно дублирование ДНК запускает процесс разделения.

Подобный процесс отсутствует для мейоза эукариотов. Процесс мейоза во многом отличается от размножения прокариотов. Кроме того, разделение материнской клетки на две части для грамположительных и грамотрицательных бактерий имеет свои особенности.

Размножение грамотрицательных бактерий

Грамотрицательные бактерии имеют сравнительно тонкую клеточную стенку, на которой приблизительно по центру расположена кольцевая органелла – септальное кольцо. Разделение бактерий происходит путем сокращения органеллы и формирования перетяжки между дочерними клетками, что видно на фото.

Схема деления прокариотической клетки

Септальное кольцо представляет собой сложный белковый комплекс, куда входит более 12 различных белков. Оно формируется путем последовательного присоединения белков друг к другу в строгой последовательности.

Белки септального кольца выполняют следующие функции, необходимые для размножения:

  • моделируют присоединение филаментов (белков кольца) в определенной последовательности к Z-кольцу (незрелая форма кольцевой органеллы);
  • обеспечивают привязку Z-кольца к мембране;
  • координируют формирование кольцевой органеллы с сегрегацией (разъединением) хромосомы;
  • синтезируют пептидогликан – наиболее значимый компонент бактериальной клеточной стенки, который осуществляет осмотическую защиту;
  • осуществляют гидролиз пептидогликана для разделения новых клеток.

Перетяжка у грамотрицательных бактерий охватывает все оболочки клетки – цитоплазматическую (внутреннюю) и внешнюю мембраны, а также связанный с ними липопротеидом тонкий слой пептидогликана.

Во время мейоза эукариотов подобный метод разделения клетки перетяжкой не встречается.

Размножение грамположительных бактерий

Толщина стенки грамположительной бактерии более чем в два раза превышает толщину стенки у бактерий грамотрицательных.

Процесс размножения грамположительной бактерии не имеет сходства с митозом и отличается от мейоза эукариотов. По окончании процесса репликации ДНК грамположительные бактерии не создают перетяжку, а синтезируют поперечную перегородку, как на фото. В процессе синтеза, как и у грамотрицательных бактерий при образовании перетяжки, принимают участие мезосомы, формируя перегородку от края к центру клеточной структуры.

Схема деления грамположительных бактерий

Поперечное бинарное деление бактериальной прокариотической клетки всегда продольно и поперечно симметрично, что является еще одним отличием процесса от мейоза клеточной структуры эукариотов.

При благоприятных условиях прямое бинарное деление бактериальных клеток может осуществляться как одной, так и в нескольких плоскостях, что невозможно для мейоза. В случае, когда клетки после разделения не расходятся, происходит образование различных по форме объединений:

  • при сечении клетки в одной плоскости формируются цепочки шаровидных или палочковых клеток (сферические диплококки, цепочка палочковидных бактерий, как на фото);
  • при разделении в разных плоскостях наблюдаются клеточные скопления разнообразных форм (цепочки стрептококков, пакеты сарцин, грозди стафилококков).

Разнообразие форм прокариотов, которое видно на фото, совершенно не реализуемо для мейоза ядерных клеток.

Подобное поперечное разделение характерно не только для грамположительных бактерий, но и для нитчатых цианобактерий.

Множественное деление цианобактерий

Одной из разновидностей бинарного размножения прокариотов является множественное образование дочерних прокариотов из материнской клетки, типичное для цианобактерий, и совершенно не характерное для мейоза.

Первоначально происходит рост цитоплазмы и репликация хромосомы. Затем, как видно на видео, внутри дополнительного фибриллярного слоя материнского организма осуществляются последовательные бинарные деления, которые приводят к образованию баеоцитов (маленьких клеток). Их число может колебаться от 4 до 1000 единиц и связано с видом цианобактерии. Высвобождаются баеоциты после разрыва стенки материнского прокариота, что видно на видео.

Помимо равновеликого разделения, некоторые бактерии размножаются почкованием.

Почкование как частный случай бинарного деления

У фото- и хемотрофов, независимо от источника пищи (автотрофы или гетеротрофы), обнаруживается возможность размножения организма почкованием.

Механизм процесса выглядит следующим образом:

  • на полюсе материнской клетки формируется почка;
  • происходит рост почки до размеров материнского организма (это видно на фото), причем для почки синтезируется новая клеточная стенка;
  • полноценная дочерняя клетка отделяется от материнской.

Если процесс бинарного разделения не имеет ограничений, как в случае мейоза

для эукариотов, то почкование зависит от факта старения прокариота. В среднем материнская клетка отделяет не более 4 почек.

Почкование имеет свои специфические особенности:

  • сохраняется только продольная симметрия (хорошо видно на фото);
  • после почкования получаются материнская и дочерняя клетки, тогда как после бинарного разделения материнской клетки нет – есть две равноценные дочерние;
  • материнский и дочерний организмы не идентичны, различия между ними хорошо видны – наблюдается процесс старения.

При благоприятных физико-химических условиях прокариоты способны делиться в геометрической прогрессии и заполонить собой весь мир. Однако на деле такого не происходит, так как существуют факторы, сдерживающие бактериальное деление.

Факторы, ограничивающие деление

При всем видовом разнообразии и приспособленности бактерии не размножаются бесконечно. Исследования показал, что рост популяции бактерий происходит в согласии с законом размножения микроорганизмов и поддается числовому и графическому описанию.

Рост популяции, связанный с делением бактерий, состоит из нескольких фаз:

  • лаг-фаза – период адаптации, когда требуется время для приспособления к новым условиям обитания, деление не имеет высокого значения;
  • логарифмическая фаза – период с наибольшим количеством делений и экспоненциальным ростом популяции;
  • стационарная фаза – время, когда рост колонии бактерий стремится к нулю, деление бактерий уравнивается с количеством погибших из-за ограниченности пищевых ресурсов;
  • замедление роста – происходит из-за значительного сокращения пищевых ресурсов и накопления токсичных продуктов жизнедеятельности.

Неблагоприятные условия провоцируют прекращение деления бактерий и, как следствие, неизбежную гибель популяции.

Источник: probakterii.ru

Механизмы осуществления клеточного деления

Также для прокариотических клеток характерен молекулярный механизм деления. В таком случае центральную роль играет септальное кольцо или кольцевая органелла, которая располагается посередине клетки и имеет способность сокращаться, образуя перетяжки между двумя дочерними клетками.

Зрелое септальное кольцо представляет собой сложный белковый комплекс, который состоит из большого количества разных белков.

Все белки, которые входят в состав септального кольца делятся на следующие разновидности:

  • модулирующие сборку филаментов;
  • связывающие кольцо с мембраной;
  • координирующие процесс образования спеты с сегрегацией ДНК;
  • синтезирующие пептидогликан;
  • гидролизующие пептидогликан.

Все представленные типы белков играют собственную оригинальную роль в ходе перераспределения генетической информации и выполняют роль связующих звеньев в ходе деления клеток.

Для многих белков функция септального кольца до сих пор остается не определенной.

Процесс формирования зрелой формы септального кольца также имеет ряд собственных особенностей. После его деления белок формирует прилегающую ко внутренней мембране спираль, которая закручивается вдоль клеточной оси. Такая спираль постоянно меняет собственное положение и достаточно быстро перемещается от одного полюса клетки к другому. Примерно в это же время завершается процесс репликации ДНК, спираль захлопывается и формируется Z — кольцо посередине клетки. Многие ученые предполагают, что Z – кольцо на самом деле также представлено короткой спиралью.

Далее происходит процесс созревания спетального кольца. Он длится приблизительно 14 – 21 минуту и после прохождения данного времени к Z – кольцу присоединяются все ключевые белки. Все белки включаются в состав септального кольца в течение 1 – 3 минут.

До сборки септального кольца Z-кольцо стимулирует синтезпептидогликана в центре клетки таким образом, что клетка начинает удлиняться. Молекулярные основы данного процесса до сих пор не установлены в полной мере.

Одним из последних в септальное кольцо включаются белки, которые отвечают за синтез полярных пептидогликанов. А также белки обеспечивают частичный гидролиз пептидогликана на границе раздела между клетками.

Завершающим этапом клеточного деления называют формирование перетяжки и конечное разделение двух дочерних клеток. Образование перетяжек затрагивает все компоненты клеточной оболочки, а именно внутреннюю мембрану, внешнюю мембрану, слой пептидогликана.

Также существует мнение о том, что за инвагинацию внутренней части мембраны отвечает Z-кольцо. Но механизм передачи напряжения на эту мембрану до сих пор полностью не известен.

Одновременно с данным процессом ферменты септального кольца синтезируют или преобразуют пептидогликан септы. После формирования спеты в работу по делению клетки вступают ферменты пептидогликангидролазы, который помогает отделять будущие дочерние клетки друг от друга.

Процесс деления прокариотических клеток завершается инвагинацией и обособлением внешних мембран дочерних клеток.

Таким образом, процесс деления клеток прокариот имеет собственные оригинальные черты, сам механизм обычно называют прямым делением клетки или амитозом, но внутри него лежат процессы сложных преобразований белковых структур и реализации ДНК клетки.

Иногда вариантом бинарного деления является почкование, которое рассматривается как неравномерное бинарное деление. При почковании на одном полюсе материнской клетки образуется вырост или почка, которая увеличивается в процессе роста. Постепенно почка достигает размеров материнкой клетки, отделяясь от нее через некоторое время.

Равновеликое бинарное деление дает начало таким дочерним клеткам, которые в последствии могут иметь достаточно большое количество морфологических и физиологических различий. Дочерняя и материнская клетки могут отличаться также и размерами, но при этом генетический набор информации идентичен и реализуется в дальнейшем по схожим принципам.

При подобном делении появляется возможность отслеживания процесса старения прокариотических клеток. Такие дочерние клетки гораздо жизнеспособнее и лучше приспосабливаются к условиям окружающей среды.

Источник: spravochnick.ru

41) Общая организация митоза эукариотических клеток.

Волокна веретена деления это одиночные микротрубочки, либо их пучки.

Отрастают микротрубочки от полюсов веретена. Часть из них направляется к центромерам хромосом, где располагаются кинетохоры. Астральные микротрубочки (радиально отходят от хромосом). У клеток, фаза самого митоза состовляет 110 часть клеточного цикла. Митоз занимает 2.5-3 часа. Но при дроблении яйцеклеток клеточный период сокращается, становится меньше 1 часа.

Процесс митоза принято делить на несколько основных фаз: профаза, метафаза (прометафаза), анафаза, телофаза.

Границы между стадиями митоза установить проблематично. Смена фаз происходит постепенно. 1 незаметно переходит в другую. Кроме анафазы (самая короткая, четко фиксированная).

Профаза.

Повышение активность фосфорилаз, модифицируют гистоны (Н1). В профазе сестринские хроматиды конденсированных хромосом, связаны плотно друг с другом, с помощью белков фогизинов. Конденсация хромосом совпадает с резким уменьшением их транскрипционной активности и инактивацией ядрышковых генов. Ядрышковые белки диссоциируют, в свободном виде располагаются в миксоплазме клетки, обволакивают в виде матрикса поверхность хромосом. Одновременно с этим происходит фосфорилирование белков ламины, которая распадается. Это является причиной потери связи ядерной оболочки хромосом. Ядерная оболочка фрагментируется на мелкие вакуоли, поровые комплексы разрушаются. Происходит активация клеточного центра. Происходит развитие микротрубочек (в конце G2 периода). Микротрубочки живут дольше, по сравнению с обычным временем (динамическая нестабильность). Растут вперед положительным концом. Центросомы расходятся друг от друга на некоторое расстояние. Механизм расхождения: идущие навстречу друг другу антипараллельные микротрубочки взаимодействуют между собой, что приводит к расталкиванию полюсов. Микротрубочки взаимодействуют с белками моторными (динеиноподобными), и за счет этих взаимодействий в центральной части веретена выстраиваются межполюсные микротрубочки, параллельно друг другу. Продолжается их рост, полимеризация, что еще дальше отдаляет веретено деления и позволяет сформировать в центральном пространстве клетки организованные микротрубочки в составе веретена деления. В этот момент еще не формируются кинетохорные микротрубочки. С кинетохорами хромосом микротрубочки не взаимодействуют еще. ЭПР, КГ теряют свою локализацию, распадаются на мелкие вакуоли и оттесняются к периферии клетки.

Прометафаза.

Наблюдается постоянно перемещение хромосом, хаотичное – метакинез. Конгрессия хромосом – сам процесс. Хромосомы перемещаются только с помощью микротрубочек. Отдельные микротрубочки случайно достигают одного из кинетохоров хромосомы и взаимодействуют. Кинетохоры «захватывают» микротрубочку. После этого происходит быстрое (25мкм в мин) скольжение хромосом вдоль микротрубочки по направлению ее отрицательного полюса. Это приводит к тому, что хромосома приближается к полюсу. Отвечает за это движение моторный белок (похожий на динеин). В результате такого прометафазного движения хромосомы оказываются случайный образом приближены к полюсам веретена, где продолжают происходить образования новые микротрубочек. Чем ближе к центросоме будет находится хромосомный кинетохор, тем больше вероятность его взаимодействия с другими микротрубочками. В этом случае новые микротрубочки «захватываются» зоной короны кинетохоры. Ко второй (сестринской) хроматине подрастают свои микротрубочки, и пучек начинает тянуть их к своему полюсу. Хромосомы смещаются то к одному, то к другому полюсу, пока они не займут своего положения. Почему хромосомы замирают в доле экватора? Физические силы веретена деления (тянущая сила ахроматического веретена деления).

Метафаза.

Во время метафазы хромосомы располагаются так, что их кинетохоры обращены к центру клетки, а плечи к периферии. Фигура материнской звезды. Микротрубочки постоянно обновляются (каждые 15 секунд). К концу метафазы начинают обособляться друг от друга, везде кроме центромер.

Анафаза.

Разъединение всех хромосом в центромерной области. За счет распада центромерных белков когезинов. Растягивают хромасомы к полюсам, со скоростью 0,5-2.0 мкмминуту. Расхождение хромосом по пучкам – анафаза А. Вместе с полюсами – анафаза Б. Во время Анафазы А, кинетохорные микротрубочки разрушаются или укорачиваются. Разборка происходит с положительного конца. Хромосома перемещается к отрицательному концу микротрубочки. Движение хромосом зависит от 2 компонентов: АТФ, концентрация кальция.

Телофаза.

Момент остановки хромосом. Заканчивается реконструкцией нового интерфазного ядра, ранний G1 период и разделением исходной клетки на 2 дочерних. В ранней телофаза хромосомы начинают деконденскироваться, в местах их контактов с ядерными белками начинает строиться ядерная оболочка. Сначала она возникает на латеральных поверхностях хромосом, позже в теломерных участках. После замыкания ядерной оболочки начинается сборка новых ядрышек. Одновременно происходит процесс разрушения веретена деления и разборка микротрубочек.

Цитокинез (цитотомия).

Разделение клеточного тела. У растений деление клетки происходит путем внутриклеточного образования клеточной перегородки (срединной пластинки), у клеток животных – путем перетяжки (впячивание плазмолеммы внутрь клетки). Закладка перетяжки при делении клеток животных происходит строго в экваториальной плоскости веретена. Здесь накопились актиновые микрофибрилы, которые формируют по всему диаметру экватора сократимое кольцо (актин и миозин, взаимное скольжение приводит к тому, что диаметр этого кольца сужается). При цитотомии растительных клеток в конце телофазы так же происходит разборка микротрубочек веретена. Микротрубочки между новыми ядрами остаются. Формируется пучок микротрубочек, в котором ассоциированы мелкие вакуоли, ЭПР, КГ. Мелкие вакуоли КГ содержащие пектиновые вещества сливаются, перемещаются ближе к экватору, формируют плоскую вакуоль – фрагмопласт. Фрагмопласт разрастается к периферии из центра, достигает стенок материнской стенки и формируется первичную клеточную оболочку. Мембраны фрагмопласта сливаются, происходит обособление новых клеток. Пучки формируют трубчатую структуру, после разделения клетки первичной стенки микротрубочки разбираются. После цитотомии обе дочерние клетки переходят в стадию G1 клеточного цикла, возобновляются цитоплазматические синтезы, происходит реставрация вакуолярной системы, диктиосом КГ, формируются структуру клеточного центра.

Значение митоза:

Генетическая стабильность. В результате митоза образуется 2 ядра. Которые имеют ген.материал как родительское ядро. Гены содержат одинаковую информацию, дочерние клетки идентичны друг другу и материнской клетки.

Митоз не вносит изменений в генетическую информацию.

В результате митоза число клеток в организме увеличивается. Это представляет собой главный механизм роста ткани и органов.

Это обеспечение бесполого размножения. Многие виды животных и растений размножаются только так.

Митоз – способ регенерации и замещения клеток.

Источник: studfile.net