Життєвий цикл клітини та його періоди

Інтерфаза, інакше кажучи, відрізок часу між двома поділами, визначається наукою як життєвий цикл клітини.

Протягом інтерфази в клітці відбуваються життєві хімічні процеси, вона росте, розвивається, накопичує запасні речовини. Підготовка до розмноження передбачає подвоєння вмісту – органоїдів, вакуолей з живильним вмістом, обсягу цитоплазми. Саме завдяки поділу, як способу швидкого збільшення кількості клітин можливі тривала життя, розмноження, збільшення розмірів організму, його виживання при пораненнях і регенерація тканин. У клітинному циклі виділяються наступні етапи:

Інтерфаза. Час між поділами. Спочатку клітина росте, потім збільшується число органоїдів, обсяг запасного речовини, синтезуються білки. В останній частині інтерфази хромосоми готові до подальшого поділу – вони складаються з пари сестринських хроматид.

Мітоз. Так називається один із способів поділу ядра, характерний для тілесних (соматичних) клітин, в його ході з однієї виходять 2 клітини, з ідентичним набором генетичного матеріалу.

Для гаметогенеза характерний мейоз. Прокаріотичні клітини зберегли давній спосіб розмноження – прямий поділ.

Мітоз складається з 5 основних фаз:

  • Профаза. Її початком вважається момент, коли хромосоми стають настільки щільно упакованими, що видно в мікроскоп. Також, в цьому час руйнуються ядерця, утворюється веретено поділу. Активізуються мікротрубочки, тривалість їх існування зменшується до 15 секунд, але швидкість утворення виростає теж значно. Центриоли розходяться до протилежних сторонах клітини, формуючи величезну кількість постійно синтезуються і розпадаються білкових мікротрубочок, які простягаються від них до Центромера хромосом. Так формується веретено поділу. Такі мембранні структури як ЕРС і апарат Гольджі розпадаються на окремі бульбашки і трубочки, безладно розташовані в цитоплазмі. Рибосоми відокремлюються від мембран ЕПС.
  • Метафаза. Утворюється метафазної пластинка, що складається з хромосом, врівноважених в середині клітини зусиллями протилежних центріольних микротрубочек, тягнуть їх кожна в свій бік. При цьому продовжується синтез і розпад мікротрубочок, своєрідна їх «перебирання». Ця фаза найтриваліша.
  • Анафаза. Зусилля мікротрубочок відривають з’єднання хромосом в області центромери, і з силою розтягують їх до полюсів клітини. При цьому хромосоми через опір цитоплазми іноді приймають V-подібну форму. В області метафазної пластинки з’являється кільце з білкових волокон.
  • Телофаза. Її початком вважається момент, коли хромосоми досягають полюсів ділення. Починається процес відновлення внутрішніх мембранних структур клітини – ЕРС, апарату Гольджі, ядра. Хромосоми розпаковуються. Збираються ядерця, починається синтез рибосом. Веретено поділу розпадається.
  • Цитокінез. Остання фаза, в якій з’явилося в центральній області клітини білкове кільце починає стискатися, розштовхуючи цитоплазму до полюсів. Відбувається поділ клітини на дві і освіту на місці білкового кільця клітинної мембрани.

Регуляторами процесу мітозу є специфічні білкові комплекси. Результатом мітотичного поділу стає пара клітин, що володіють ідентичною генетичною інформацією. В гетеротрофних клітинах мітоз протікає швидше, ніж в рослинних. У гетеротрофов цей процес може займати від 30 хвилин, у рослин – 2-3 години.

Для генерації організмом клітин, що мають половинну від нормального кількість хромосом використовується інший механізм розподілу – мейоз.

Він пов’язаний з необхідністю виробництва статевих клітин, у багатоклітинних дозволяє уникнути постійного збільшення в два рази кількості хромосом в наступному поколінні і дає можливість отримання нових комбінацій алельних генів. Він відрізняється кількістю фаз, будучи більш тривалим. Те, що відбувається при цьому зменшення кількості хромосом призводить до утворення 4 гаплоїдних клітин. Мейоз представляє собою дві поділки, що слідують один за одним без перерви.

Визначено наступні фази мейозу:

  • Профаза I. Гомологічні хромосоми наближаються одна до одної і поздовжньо об’єднуються. Таке об’єднання названо кон’югацією. Потім відбувається кросинговер – подвійні хромосоми перехрещуються своїми плечима і обмінюються ділянками.
  • Метафаза I. Хромосоми роз’єднуються і займають місця на екваторі клітинного веретена поділу, приймаючи V-подібну форму через натягу мікротрубочок.
  • Анафаза I. Гомологічні хромосоми розтягуються мікротрубочками до полюсів клітини. Але на відміну від мітотичного поділу, вони розходяться цілими, а не окремими хроматидами.

Результатом першого поділу мейозу стає утворення двох клітин, що мають половинну кількість цілих хромосом. Між поділами мейозу интерфаза практично відсутня, подвоєння хромосом не стається, вони і так двуххроматідние.

Відразу йде за першим повторний мейотичний розподіл, який повністю аналогічний мітозу – в ньому хромосоми розділяються на окремі хроматиди, що розподіляються порівну між новими клітинами.

Результатом такого поділу стають 4 гаплоїдних клітини. Причому, у всіх них генетична інформація буде трохи відрізнятися через рекомбінації під час кросинговеру.

Посилання на основну публікацію