Какво е митоза? Стойност на биологичния процес

В биологията има много интересни и загадъчни теми, като една от тях е структурата на клетката и процесите на нейната жизнена дейност. В познаването на една клетка, нейното разделение се счита за най-интригуващото събитие. Какво е митоза (разделение), каква е нейната същност и значение? За тази реч в тази статия.

Видове клетъчно размножаване

Възпроизвеждането е неразделна част от целия живот на нашата планета. Тази особеност е присъща на всички живи организми и клетки като най-малката структурна единица на организма. Има следните типове клетъчно делене :

• Митозата е не-сексуална клетъчна деление, или разделяне на половина.
• Мейозата е разделение, в което има намаляване на броя на хромозомите. Така се формират половите клетки - гамети с половин комплект хромозоми.
• Ендомитоза - в този случай в ядрото настъпва редупликация (удвояване) на хромозомите, клетката не се дели, а се увеличава по размер. Един от начините на полиплоидия е множествено увеличаване на диплоидния набор от хромозоми.
• Politenia - клетъчното делене не се случва, броят на хромонемите в хромозомите се увеличава. Той също води до полиплоидия и увеличаване на ядрото и цитоплазмата.
  

Клетъчен цикъл

Репликацията (удвояването) на ДНК е необходима за клетъчното размножаване, защото само по този начин е възможно клетъчното делене на две идентични дъщерни клетки. Това е, което митоза (митоза, от гръцки. Mitos - нишката) - е начин за разделяне на клетките с прецизно разделяне на генетичния материал между дъщерните клетки. В същото време процесът на репликация на генетичния материал и неговото разпределение между дъщерните клетки се разделят във времето.

Периодът преди митозата на клетката се нарича интерфаза. Именно през този период се случва репликация на ДНК.

Периодите между разделяне (митоза) или клетъчна смърт се наричат ​​клетъчен цикъл.

Интерфазният период е най-дълъг в клетъчния цикъл. Той осигурява натрупването на енергийни и структурни компоненти, които ще бъдат необходими за разделяне, и синтеза на нуклеотиди, необходими за репликация дезоксирибонуклеинови киселини.

Цитологичен процес

Образуването на две идентични майчини клетки е това, което е митоза. Този тип разделение е характерно за всички соматични клетки на многоклетъчен организъм и е станал един от методите за не-сексуално размножаване на единични клетки. Процесът на митоза е разделен на четири фази, които следват един след друг. Фазите се разделят според физико-химичното състояние на цитоплазмата и местоположението и външния вид на хромозомите. Продължителността и характеристиките на тези фази са различни за различните видове клетки, но последователността и основните характеристики остават непроменени за всяка митоза. Какви са етапите на този тип разделение и какви са техните различия?

Първата фаза е профазна.

На този етап има спирала на хромозомите (кондензация и уплътняване), които се удвояват в интерфазата. Именно на този етап хромозомите стават видими в светлинния микроскоп. Цитоплазмата на клетката става вискозна, мембраните на ядрото се разрушават, а центриолите образуват разделителен вретено - това е система от микротубули, изработени от тубулинов протеин, простиращ се от полюсите на клетката до екватора. Това е вретеното на разделянето, което ще бъде отговорно за ясната дивергенция на хромозомите.

Метафаза и анафаза - следващите етапи на митозата

Какво се случва след това? Тези две фази се считат за най-важни при разделянето на клетките. В метафазата хромозомите се изравняват на екватора на клетката и образуват екваториална плоча, която се нарича родителска звезда. Всяка хромозома е прикрепена към микротубулите на вретеното на разделяне със своя центромер. В анафазата нишките от миофибрилите, които фиксират вретеното на деление, започват да се свиват и разтягат хроматидите до полюсите на клетката. Анафазата се нарича етап на дъщерни звезди. Преди края на анафазата се сглобява диплоиден набор от хромозоми на всеки полюс.

Последният етап на митозата

Нарича се телофаза. На този етап започва процесът на цитокинеза - физическо делене на клетките. Хромозомите в полюсите се деспирират (развиват и се свързват с протеините), образуват се ядрената обвивка и талията, които ще разделят клетката на две. В растителна клетка, това свиване се формира от вътреклетъчната плоча, а в животинските клетки се получава разделяне, дължащо се на образуването на разделителен жлеб.

Продължителност на фазите и регулиране на процеса

Продължителността на това разделение е различна за различните типове клетки. В животински клетки, тя продължава 30-60 минути, в растителните клетки - 2-3 часа. Продължителността на етапите на митоза също е различна и зависи от много фактори (размер на клетката, плоидност, условия на околната среда). Въпреки това, по-дългите фази на разделяне, свързани със синтеза на вещества, са про- и телофаза. Например, в клетки на бозайници, профазата на митозата трае 25-30 минути, метафазата и анафазата са около 15 минути, а телофазата може да продължи до 40 минути. Най- многоклетъчно тяло митотичната клетъчна активност се контролира от неврохуморална. В нея участват нервната система и хормоните на вътрешната секреция (например, надбъбречните хормони, хипофизата, щитовидната жлеза и половите хормони). При нарушаване на неврохуморалната регулация настъпва промяна в митотичната активност, която наблюдаваме в клетките на различни тумори.

Критични точки

Клетъчният цикъл е сложен процес, който изисква строг контрол от клетката. Етапите трябва да са строго едно след друго, като пълното завършване на предишното е важно. Контролните точки са точки, които гарантират прехода към следващите фази и гарантират точността на предаването на информация. Разграничават се три такива точки в клетъчния цикъл.

Първият е началото на процеса на ДНК репликация и подготовка за разделяне. Ако на този етап се появят нарушения, това ще доведе до прекъсване на ДНК и целостта на хромозомите.

Вторият е да се провери качеството и пълнотата на репликацията на родовия материал. В случай на нарушения в този момент, настъпва нарушение на кариотипа на клетките.

Третият е началото на анафаза на митоза, когато трябва да има разминаване на хромозомите с полюсите.

Проучването на процесите, протичащи в тези точки, ще спомогне за подобряване на методите за регенерация на тъканите и органите, за намиране на начини за предотвратяване на нарушаването на клетъчния цикъл и за предотвратяване на неконтролирано клетъчно деление. Нарушенията на клетъчния цикъл и патологичната митоза могат да бъдат причинени и от излагане на отрови или токсини, екстремни фактори (прегряване, кислородно гладуване, йонизиращо лъчение). Вирусните инфекции могат също да доведат до патологична митоза.

Биологичното значение на митозата

Този тип клетъчно делене осигурява точно предаване на наследствена информация в поредица от последователни клетъчни цикли. Това предаване запазва кариотипа (набор от хромозоми) на организмите от всеки вид и стабилността на вида в процеса на еволюцията (историческото развитие).

Всички соматични клетки многоклетъчният организъм е разделен митотично, което осигурява растежа на организма. В допълнение, стойността на митозата е в осигуряването на регенерация на тъканите и органите и в подмяната на клетките. Например, костният мозък постоянно актуализира състава на кръвните клетки.

Много животни и растения са избрали точно такъв метод на не-сексуално размножаване (едноклетъчни, чревни кухини, и не само). Естествените доказателства за пълната идентичност на клетките, образувани от митоза, са идентични близнаци, които произхождат от единична зигота, споделяна от митозата в ранните етапи на ембрионалното развитие.