Деление клетки. Митоз

Вопрос 1. В чем биологическое значение митоза?

Биологическое значение митоза состоит в том, что в результате этого способа деления образуются клетки с наследственной информацией, которая идентична информации материнской клетки.

Митоз обеспечивает процессы роста и развития организма, восстановления утраченных клеток и тканей, а также лежит в основе бесполого размножения растений, животных, грибов, бактерий.

Вопрос 2. Какие фазы включает в себя митоз?

Митоз включает четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Во время профазы основные процессы происходят в ядре клетки. Хромосомы утолщаются и укорачиваются за счет спирализации ДНК, становятся видимыми в микроскоп. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных друг с другом в области центромеры.

Ядрышко постепенно исчезает. Образуется веретено деления. Ядерная оболочка разрушается.

Метафаза характеризуется тем, что хромосомы, состоящие из двух хроматид, располагаются в центре клетки, в плоскости экватора. Нити веретена от разных полюсов прикрепляются к центромерам каждой из хромосом.

Анафаза начинается с того, что каждая хромосома расщепляется на две хромати — ды, которые расходятся по направлению к полюсам клетки.

В телофазу дочерние хромосомы, образовавшиеся из хроматид, достигают полюсов клетки. Составляющая их ДНК начинает деспирализовываться, появляется ядрышко. Вокруг каждой группы дочерних хромосом образуется ядерная оболочка.

Телофаза завершается разделением цитоплазмы и образованием двух одинаковых клеток.

Вопрос 3. Что такое редупликация ДНК?

Редупликацией называется удвоение молекулы ДНК в период интерфазы. Под воздействием фермента водородные связи между комплементарными азотистыми основаниями разрываются. Нити, составляющие двойную спираль ДНК, расходятся.

Из свободных нуклеотидов согласно принципу комплементарности достраиваются вторые цепи образовавшихся нитей ДНК. В результате из одной материнской молекулы возникают две идентичные дочерние молекулы ДНК.

Вопрос 4. Что происходит в интерфазу для подготовки деления клетки?

Во время интерфазы идет интенсивная подготовка клетки к делению, которая заключается в следующем:

происходит редупликация ДНК; увеличивается число многих органоидов, в том числе митохондрий, центриолей и других; синтезируется и запасается АТФ, которая необходима для процессов последующего деления.

Вопрос 5. В какой фазе происходит деление цитоплазмы клетки?

Разделение цитоплазмы клетки осуществляется на последнем этапе ее деления, в телофазу.

Вопрос 6. Что такое жизненный цикл клетки?

Жизненный цикл клетки — это период ее жизни от момента возникновения в процессе деления до гибели или конца последующего деления. Длительность жизненного цикла сильно варьирует и зависит от типа клеток и условий внешней среды: температуры, наличия кислорода и питательных веществ. Жизненный цикл амебы равен 36 часам, а у некоторых бактерий он составляет 20 минут.

Для нервных клеток или, например, клеток хрусталика его продолжительность составляет годы и десятилетия.

Вопрос 7. Каким образом в митотическом цикле происходит удвоение ДНК? В чем смысл этого процесса?

Удвоение ДНК происходит во время интерфазы. Сначала две цепи молекулы ДНК расходятся, а потом на каждой из них по принципу комплементарности синтезируется новая полинуклеотидная последовательность. Этот процесс идет под управлением особых ферментов с затратой энергии АТФ. Новые молекулы ДНК являются абсолютно идентичными копиями исходной . Не происходит никаких изменений генов, что обеспечивает стабильность наследственной информации, предотвращая нарушение функционирования дочерних клеток и всего организма в целом.

Удвоение ДНК также обеспечивает постоянство количества хромосом из поколения в поколение.

Вопрос 8. В чем заключается подготовка клетки к митозу?

Подготовка клетки к митозу происходит в интерфазе. Во время интерфазы активно идут процессы биосинтеза, клетка растет, образует органоиды, накапливает энергию, а главное, происходит удвоение ДНК. В результате редупликации образуются две идентичные молекулы ДНК, соединенные в области центромеры.

Такие молекулы называют хроматидами. Две парные хроматиды образуют хромосому.

Вопрос 9. Опишите последовательно фазы митоза.

Митоз условно разделяют на четыре фазы.

Профаза. Хромосомы в ядре начинают активно спирализоваться, приобретая компактную форму. В результате считывание информации с ДНК становится невозможным, и синтез РНК прекращается.

К концу профазы распадается ядерная оболочка; центриоли, расположившиеся на полюсах клетки, образуют нити веретена деления.

Метафаза. На этом этапе наблюдается максимальная спирализация хромосом. Они располагаются в экваториальной области клетки.

Нити веретена деления прикрепляются к центромерам.

Анафаза. В хромосомах происходит размыкание центромер и, как следствие, разделение хроматид. Нити веретена деления оттягивают хроматиды к полюсам клетки.

Телофаза. Хромосомы, оказавшись у полюсов клетки, раскручиваются; вокруг них на обоих полюсах клетки формируются ядерные оболочки. Образуются ядра, содержащие одинаковые диплоидные наборы хромосом.

Происходит окончательное разделение клетки на две части.

В результате митоза образуются две дочерние клетки, идентичные исходной материнской клетке.

Вопрос 10. Каково биологическое значение миюза?

Митоз — важнейший биологический процесс, поскольку:

в результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, ей идентичные, что обеспечивает поддержание генетической стабильности клеток; митоз обеспечивает рост организмов; благодаря митозу осуществляется регенерация и замена отмирающих клеток; митоз обеспечивает вегетативное размножение у растений и бесполое размножение у одноклеточных эукариот.