Процессы жизнедеятельности клеток человеческого организма.

Деление и рост клеток является основой роста багатоклітинного организма. Не все клетки могут делиться, хотя на первых стадиях эмбрионального развития способность к делению имеют все клетки. Каждая новая клетка проходит несколько фаз роста: эмбриональную, растяжения и дифференциации.

Митотический (клеточный) цикл - совокупность процессов, происходящих в клетке от одного деления до следующего и процессов самого разделения, который завершается образованием двух новых клеток новой генерации.

В соматических клетках клеточный цикл состоит из 2 периодов: интерфазы и митоза.

Интерфаза - период между двумя делениями, а для клеток, неспособных к делению, - все время от создания до гибели. Для способных к делению клеток она составляет примерно 90% времени клеточного цикла.

Во время интерфазы в клетке синтезируются іРНК и белки. Синтезированные белки не только обеспечивают собственные потребности клетки, но и в дальнейшем становятся важным «строительным материалом» для новообразованных клеток.

На ДНК-матрицах синтезируются копии ДНК. Каждая хромосома представляет собой пару одинаковых по генетическим материалом хроматид, соединенных между собой центромірою.

Самоподвоюються центросома, в результате чего образуются 2 центріолі, интенсивнее функционируют митохондрии, накапливая энергию в форме АТФ, необходимую для последующих стадий митоза.

Митоз - деление ядра, что обеспечивает тождественен распределение генетического материала между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений.

Включает 2 этапа: деление ядра - каріокінез и деление цитоплазмы - цитокінез - процесс разделения материнской клетки на 2 дочерние путем образования клеточной перегородки и перетяжки. В результате митоза из одной материнской клетки образуются 2 дочерние. В процессе митоза происходит последовательно 5 фаз: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Профаза. Начинают проявляться хромосомы, которые спаралізують свой хроматин. В начале каждая хромосома представлена единичной структурой, внутри - каждая хромосома уже состоит из 2 хроматид, между которыми появляется щелевидный пространство, которое все время расширяется. В конце растворяется ядрышко, РНК свободно лежит в каріоплазмі. Затем ядерная оболочка распадается на ультрамікроскопічні пузырьки ЭПС.

Формируется ахроматинова фигура, которая состоит из нитей, что тянутся к полюсам клетки.

Прометафаза. В центре клетки находится цитоплазма, которая имеет низкую вязкость. Погруженные в нее хромосомы устремляются к экватору клетки.

Метафаза. Хромосомы находятся в упорядоченном состоянии в области экватора. В конце хромосомы принимают форму шпилек, лежат в одной плоскости на равном расстоянии друг от друга. Хроматиды каждой хромосомы после деления центромеры полностью разъединяются и начинается анафаза.

Анафаза . Является самой короткой фазой митоза, хромосомы делятся (соединение в районе центромеры разрушается) и расходятся к разным полюсам клетки.

Телофаза. Происходит разрушение веретена деления и образование ядерной оболочки вокруг дочерних ядер.

Мейоз - характерен только половым клеткам, в результате которого хромосомный набор уменьшается вдвое, клетки переходят из диплоидного состояния в гаплоидный.

Мейоз состоит из двух последовательных делений, аналогичных мітотичним (с некоторыми отличиями), интерфаза между которыми укорочена, а в растительных клетках может быть вообще отсутствует.

Интерфаза-И. Клетка увеличивается в размерах, активно синтезирует белки и аккумулирует энергию в молекулах АТФ, происходит репликация ДНК.

Профаза-И. (Самая длительная по времени в мейозе) Во время этой фазы хромосомы начинают уплотняться и приобретают вид паличкоподібних структур. После этого гомологичные хромосомы сближаются и конъюгируют. В то же время продолжается сокращение и уплотнение хромосом. Во время конъюгации может осуществляться и кроссинговер. В результате кроссинговера образуются новые комбинации наследственного материала. Таким образом, кроссинговер является одним из источников наследственной изменчивости.

Через некоторое время гомологичные хромосомы начинают отходить друг от друга. При этом становится заметным, что каждая из них состоит из двух хроматид. В конце этой фазы гомологичные хромосомы расходятся, исчезают ядрышко, разрушается ядерная оболочка и начинает формироваться веретено деления.

Метафаза-И. Завершается формирование веретена деления. Нити веретена деления клетки присоединяются к центромер гомологичных хромосом, расположенных по обе стороны от экватора клетки в метафазній пластинке, в отличие от митоза, где хромосомы выстраиваются в одну линию.

Анафаза-И. Нити веретена деления сокращаются, гомологичные хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки (при этом каждая из них состоит из двух хроматид).

В конце анафазы у каждого из полюсов клетки оказывается половинный набор хромосом. Расхождение хромосом каждой пары является событием случайным, что является еще одним источником наследственной изменчивости.

Телофаза-И В каждой из дочерних клетке формируется ядерная оболочка. В клетках животных и некоторых растений хромосомы деспіралізуються и делится цитоплазма материнской клетки. В клетках многих видов растений цитоплазма может не делиться.

В результате первого мейотического цикла образуются клетки или ядра с половинным по сравнению с материнской клеткой набором хромосом.

Интерфаза-II Интерфаза между первым и вторыми мейотичними делениями укороченная (в клетках многих растений отсутствует вообще): молекулы ДНК в этот период не удваиваются, поэтому клетка почти сразу переходит ко второму разделу.

Профаза-II Хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, уплотняются, исчезают ядрышки, разрушается ядерная оболочка (если она была создана), хромосомы начинают передвигаться к центральной части клетки, вновь формируется веретено деления.

Метафаза-II Завершается уплотнение хромосом и формирование веретена деления. Как и во время митотического деления, центромеры хромосом расположены в одной плоскости в экваториальной части клетки и к ним прикрепляются нити веретена деления.

Анафаза-II (самая Короткая из цикла) Делятся центромеры хромосом, хроматиды каждой хромосомы расходятся к разным полюсам клетки и уже могут называться хромосомами.

Телофаза-II Хромосомы снова деспіралізуються, исчезает веретено деления, формируются ядрышки и ядерная оболочка. Завершается телофаза вторым делением клетки (происходят процессы, обратные к профази).

В результате второго мейотического деления количество хромосом остается таким же, как и после первого, но количество хроматид каждой из хромосом уменьшается вдвое.

Последствия мейоза

Итак, после двух последовательных мейотических делений материнской клетки образуется четыре гаплоидные дочерние. При этом дочерние могут отличаться по набору хромосом.

Биологическое значение мейоза

Мейоз является совершенным механизмом, который обеспечивает постоянство кариотипа видов, которые размножаются половым способом. Благодаря двум мейотичним разделениям половые клетки имеют половинный, по сравнению с нестатевими, набор хромосом. А набор хромосом, характерный для организмов определенного вида, восстанавливается во время оплодотворения.

Мейоз также обеспечивает наследственную изменчивость организмов.