1 А/с 18.05.22 Організація клітин у часі. Складання схем мітозу та мейозу. Практика

 

Викладач	Кувичинська С.П.
Предмет,група	Біологія і екологія (медична біологія) 1А сс
Тема	Організація клітин у часі. Складання схем мітозу та мейозу. Практика
Дата	18.05.22

 

Опорний конспект

У житті клітини розрізняють життєвий цикл і клітинний цикл.

Життєвий цикл значно довший - це період від утворення клітини внаслідок поділу материнської клітини і до наступного поділу або до загибелі кліти­ни. Впродовж життя клітини ростуть, диференціюються, виконують специфічні функції.

Клітинний цикл значно коротший. Це власне процес підготовки до поділу (інтерфаза) і сам поділ (мітоз). Тому цей цикл називають ще мітотичним.

Така періодизація (на життєвий і мітотичний цикл) досить умовна, оскільки життя клітини - безперерв­ний, неподільний процес. Так, в ембріональний пері­од, коли клітини швидко діляться, життєвий цикл співпадає з клітинним (мітотичним). Після диференці­ювання клітин, коли кожна з них виконує специфічну функцію, життєвий цикл триваліший від мітотичного.

Клітинний цикл складається з інтерфази, мітозу і цитокінезу. Тривалість клітинного цик­лу в різних організмів різна.

Клітинний цикл еукаріотичної клітини

Інтерфаза - це підготовка клітини до поділу, на її частку припадає 90 % всього клітинного циклу. На цій стадії відбуваються найбільш активні мета­болічні процеси. Ядро має гомогенний вигляд — воно заповнено тонкою сіткою, яка складається з пере­плетених між собою досить довгих і тонких ниток -хромонем. Ядро відповідної форми, оточене двоша­ровою ядерною мембраною з порами діаметром близько 40 мкм. В інтерфазному ядрі проходить підготовка до поділу. Інтерфазу поділяють на певні періоди: G, - період, який передує реплікації ДНК; S - період реплікації ДНК; G₂ - період з моменту закінчення реплікації до початку мітозу. Тривалість кожного періоду можна визначити, скориставшись методом радіоавтографії.

Періодизація інтерфази клітинного циклу

Пресинтетичний період (G₁ - від. англ. gap - інтер­вал) настає зразу за поділом. Тут відбуваються такі біохімічні процеси: синтез макромолекулярних спо­лук, необхідних для побудови хромосом і ахрома-тинового апарату (ДНК, РНК, гістонів та інших білків), зростає кількість рибосом і мітохондрій, відбувається накопичення енергетичного матеріа­лу для здійснення структурних перебудов і склад­них рухів під час поділу. Клітина інтенсивно росте і може виконувати свою функцію. Набір генетично­го матеріалу буде 2п2с.

У синтетичному періоді (S) подвоюється ДНК, кожна хромосома внаслідок реплікації створює собі подібну структуру. Проходить синтез РНК і білків, мітотичного апарату і точне подвоєння центріоль. Вони розходяться в різні боки, утворюючи два по­люси. Набір генетичного матеріалу складає 2п4с.

Далі настає післясинтетичний період (G₂) - клітина запасається енергією. Синтезуються білки ахроматинового веретена, йде підготовка до міто­зу. Генетичний матеріал складає 2n4с.

Після досягнення клітиною певного стану: нако­пичення білків, подвоєння кількості ДНК та ін. вона готова до поділу - мітозу.

Мітоз

Мітоз. Мітоз настає після інтерфази і умовно поділяється на такі фази: 1) профаза, 2) метафаза, 3) анафаза, 4) телофаза.

Фази мітозу: 1,2,3 –профаза; 4,5 – метафаза; 6 – анафаза; 7,8 – телофаза.

Профаза - початкова фаза мітозу. Характеризується тим, що ядро збільшується в розмірах, і з хромати-нової сітки, в результаті спіралізації і вкорочення, хромосоми з довгих, тонких, невидимих ниток на­прикінці профази стають короткими, товстими і роз­міщуються у вигляді видимого клубка. Хромосоми скорочуються, стовщуються і складаються з двох половинок — хроматид. Хроматиди обвиваються одна навколо одної, утримуються попарно за допо­могою центромери. Профаза завершується зникнен­ням ядерця, центріолі розходяться до полюсів з ут­воренням фігури веретена. З білка тубуліну форму­ються мікротрубочки - нитки веретена. Внаслідок розчинення ядерної мембрани хромосоми розміщу­ються в цитоплазмі. До центромер прикріплюють­ся нитки веретена з обох полюсів.

Метафаза розпо­чинається рухом хромосом у напрямку до екватора. Поступово хромосоми (кожна складається з двох хроматид) розміщуються у площині екватора, ут­ворюють так звану метафазну пластинку. У тва­ринних клітинах на полюсах навколо центріоль помітні зірчастоподібні фігури. У цій фазі можна підрахувати число хромосом у клітині. Набір гене­тичного матеріалу становить 2n4с.

Метафазну пластинку використовують у цитогенетичних дослідженнях для визначення числа і форми хромосом.

В анафазі сестринські хроматиди відходять одна від одної. Всі центромери діляться одночасно. Кожна хро­матида з окремою центромерою стає дочірньою хромосомою і по нитках вере­тена починає рухатися до одного з полюсів. Набір генетичного матеріалу - 2n2с.

Телофаза - заключна стадія мітозу. Хромосоми, які досягли полюсів, складаються з однієї нитки, стають тонкими, довгими і невидимими у світловий мікроскоп. Вони зазнають деспіралізації, утворюють сітку інтерфазного ядра. Формується ядерна оболонка, з'являється ядерце. У цей час зникає мітотичний апарат і відбувається цитокінез - розділення цитоплазми з утворенням двох дочірніх клітин. Набір генетичного матеріалу складає 2n2с.

Мейоз –  процес поділу ядра клітини з утво­ренням чотирьох дочірніх ядер, кожне з яких містить вдвічі менше хромосом, ніж вихідне ядро. Цей поділ має також назву редукційного: число хромосом у клітині зменшується з диплоїдного (2n) до гаплоїдного (n).

У мейоз, як і в мітоз, вступають клітини з хро­мосомами, які складаються з двох сестринських хроматид. Після першого поділу швидко настає другий поділ, без підготовки і без синтезу ДНК. Другий мейотичний поділ відбувається за типом мітозу, тільки з тією відмінністю, що на всіх фазах буде вдвоє менше число хромосом.

У кожному поділі мейозу розрізняють профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Фази першого поділу позначають римською цифрою І (профаза І, мета­фаза І і т.д.), а фази другого поділу цифрою II (про­фаза II, метафаза II та ін.).

Профаза І. На відміну від мітозу, де кожна ок­рема хромосома поводить себе незалежно від інших і не впливає на їх поведінку, в профазі І мейозу го­мологічні хромосоми об'єднуються, формують парні утворення. Це тривала і складна фаза, вона харак­теризується певними послідовними стадіями залеж­но від стану хромосом.

Лептонема, або стадія тонких ниток. Хромо­соми стають помітними у вигляді тонких ниток, кількість їх диплоїдна.

Зигонема - гомологічні хромосоми зближують­ся попарно, утворюють біваленти. Число їх вдвоє менше, ніж вихідна кількість хромосом. Взаємне при­тягування хромосом отримало назву кон 'югація або синапсис. Кон'югація відбувається дуже точно, хромосоми з'єднуються кінцями або по всій дов­жині. Причому зближуються кожен хромомер і кож­на ділянка однієї гомологічної нитки з відповідним хромомером і ділянкою іншої гомологічної нитки.

Пахінема, або стадія товстих ниток. Процес кон'югації гомологічних хромосом повністю завершується. Вони настільки зближені, що їх лег­ко можна прийняти за одну. Кожна хромосома в біваленті подвоєна і складається з двох сестринсь­ких хроматид. Біваленти іноді називають тетра­дами. На стадії пахінеми відбувається кросинго вер - обмін ідентичними ділянками між гомологіч­ними хромосомами.

Диплонема, або стадія подвійних ниток. Хромо­соми, які утворили біваленти, розпочинають посту­пово відштовхуватися одна від одної, залишаючись з'єднаними між собою в окремих ділянках (хіазмах). Кожна хромосома складається з двох хроматид, а кожний бівалент утворює тетраду. Переплетені одна навколо одної хромосоми (біваленти) поступово роз­кручуються і зменшується число хіазм.

Діакінез - заключна стадія профази І. У діакі­незі біваленти різко вкорочені, потовщені дочірні хроматиди кожної хромосоми мало помітні. Хіазми поступово зміщаються на кінці хромосом. Завер­шується профаза І зруйнуванням ядерної оболонки, формуванням ахроматинового веретена.

Метафаза І. Число бівалентів удвічі менше від диплоїдного набору хромосом. Біваленти значно коротші, ніж хромосоми в метафазі соматичного мітозу, і розміщаються в екваторіальній площині. Центромери хромосом з'єднуються з нитками фігу­ри веретена. У цю фазу мейозу можна підрахувати кількість хромосом.

Анафаза І. До протилежних полюсів веретена розходяться гомологічні хромосоми. Кожна з них складається із двох дочірніх хроматид, з'єднаних своїми центромерами. У цьому полягає істотна відмінність від анафази мітозу.

Телофаза І. Розпочинається, коли анафазні хро­мосоми досягли полюсів клітини, на кожному з них знаходиться гаплоїдне число хромосом. Характе­ризується появою ядерної мембрани і відновленням структур ядра. Утворюються дві дочірні клітини.

Інтерфаза між І і II поділом мейозу буває дуже короткою. На відміну від звичайної інтерфази тут відсутня репродукція хромосом.

Мейоз II відбу­вається за типом звичайного мітозу. Профаза II. Ця стадія нетривала, хромосоми добре помітні. Метафаза II. Чітко визначена подвійна струк­тура хромосом і значний ступінь їх спіралізації. Анафаза II. Відбувається розходження подвоє­них центромер, внаслідок чого дочірні хроматиди рухаються до різних полюсів. Телофаза II. Завершується утворенням чотирьох клітин з гаплоїдним набором хромосом.

Завдання для відповідей: обов’язково пишіть прізвище і групу.

1.Складіть порівняльну схему мітозу та мейозу.

Фази	Мітоз	Мейоз
Інтерфаза
Профаза
Метафаза
Телофаза

Висновки.