Відтворення клітини

Клітинний цикл. Всі нові клітини виникають в результаті розподілу надвоє вже існуючих. Багатоклітинний організм також починає свій розвиток найчастіше з однією-єдиною клітини. Шляхом багаторазових поділів утворюється величезна кількість клітин, які і складають організм.

У багатоклітинних організмах не всі клітини здатні до поділу з причини їх високої спеціалізації. Саме такими є клітини, що мають різну тривалість життя. Наприклад, нервові і м’язові клітини після завершення ембріонального періоду розвитку організму перестають ділитися і функціонують протягом усього подальшого життя організму. Багато спеціалізовані клітини не розмножуються в звичайних умовах, але при пошкодженні органів і тканин, до складу яких вони входять, їх здатність до поділу відновлюється. До таких клітин відносяться клітини печінки, ендокринних залоз та інших органів. Інші клітини, зокрема кісткового мозку, епітелію тонкого кишечника, епідермісу, в процесі виконання своєї специфічної функції гинуть, тому на зміну їм приходять нові, утворені шляхом поділу.

Постійне ділення клітин верхівкової і бічних меристем рослин (камбію, коркового камбію) забезпечує тривалий ріст пагонів і коренів у довжину та товщину.

Новостворені клітини набувають здатність до поділу після деякого періоду зростання. Крім того, поділу передує подвоєння клітинних структур: хлоропластів, мітохондрій, центриолей та ін

Перед початком клітинного поділу повинна реплицироваться ДНК, оскільки вона несе в собі інформацію, необхідну клітці для синтезу білків. Якби дочірні клітини не отримували точних копій ДНК материнської клітини, вони перестали б бути схожими один на одного. Це в кінцевому підсумку призвело б до неможливості існування певних видів організмів. Щоб цього не сталося, ДНК повинна ідеально реплицироваться і кожна дочірня клітка при клітинному розподілі повинна отримувати її копію.

Сукупність послідовних і взаємопов’язаних процесів у період підготовки клітини до поділу і в період розподілу називається мітотичним циклом (від назви основного типу поділу-мітозу).

Життя клітини від одного поділу до наступного або до смерті називається клітинним або життєвим циклом клітини. У одноклітинних організмів клітинний цикл збігається з життям особини. У безперервно розмножуються тканинних клітинах клітинний цикл збігається з мітотичним циклом і складається з чотирьох періодів з суворою послідовністю змін один одного: пост-мітотичного (G1 – англ. Grow – рости, збільшуватися), синтетичного (S – англ. Synthesis – синтез), премітотіческого (G2) амітозу (М) (рис. 1.23). Перші три періоди-це интерфаза. За тривалістю вона становить більшу частину мито-тичного циклу клітини.

У періоді G, клітина росте, в ній посилено утворюються РНК і білки, в першу чергу ферменти, каталізують утворення попередників ДНК, ферменти метаболізму РНК і будівельних білків.

У 5-періоді відбувається реплікація ДНК (синтез нових ланцюжків ДНК – звідси і назва періоду). В результаті подвоєння молекул ДНК в кожній хромосомі виявляється вдвічі більше ДНК, ніж було до S-періоду, тобто кількість ДНК в диплоїдних клітинах відповідає Тетраплоїдний набору. Однак кількість хромосом вважається диплоїдним, тому що утворилися дочірні хромосоми (хроматиди) тісно переплетені між собою і складають єдину хромосому.

У S-періоді, крім реплікації ДНК, продовжується синтез РНК і білків, здійснюється синтез рРНК, які використовуються в наступному періоді для синтезу білків, що забезпечують мітоз, відбувається подвоєння центріолей, а також поділ мітохондрій, збільшується кількість інших органел клітини.

Час від закінчення синтезу ДНК і до початку мітозу називається G2-періодом. У цей період завершується підготовка клітини до мітозу, активно синтезуються різні білки, в тому числі і тубулінових, з яких утворюються нитки веретена розподілу, а також іРНК і білки для здійснення (G1-періоду після мітозу. Далі настає розподіл клітини.

Поділ клітини. Після того як у клітці завершуються біохімічні процеси підготовки до поділу, починається таємничий і до кінця не вивчений процес. В даний час відомо кілька способів поділу клітини: мітоз, пряме бінарне розподіл, амітоз і мейоз.

Мітоз (греч. mitos – нитка), або непрямий поділ, – основний спосіб розподілу еукаріотичних клітин. Мітоз – це розподіл клітини, що приводить до утворення двох дочірніх, в кожній з яких є точно такий же (аналогічний) набір хромосом, як і в батьківській. Мітоз – процес безперервний, але для зручності вивчення біологи ділять його на чотири стадії в залежності від того, як виглядають у цей час хромосоми в світловому мікроскопі. У мітозі виділяють профазу, метафазу, анафазу і телофазу (рис. 1.24).

У профазі відбувається вкорочення і потовщення хромосом внаслідок їх спіралізаціі. У цей час хромосоми подвійні; вони складаються з двох хроматид, пов’язаних між собою в області первинної перетяжки кінетохор. Подвоєння хромосом, як говорилося, сталося в 5-періоді інтерфази. Одночасно з потовщенням хромосом зникає ядерце і фрагментіруется (розпадається на окремі цистерни) ядерна оболонка. Після цього хромосоми лежать у цитоплазмі вільно і безладно.

Посилання на основну публікацію