Метоз та мейоз
Жодна клітина неспроможна існувати вічно. Усі нові клітини утворюються шляхом поділу вже існуючих. Період з моменту виникнення клітини до наступного поділу або загибелі називається - життєвим циклом клітини. Частина життєвого циклу клітини від її виникнення на початок розподілу називається -інтерфазою. Під час інтерфази відбувається підготовка клітини до поділу: подвоєння ДНК, синтезуються РНК та білки, збільшується кількість мітохондрій, пластид, рибосом та поверхня шорсткої ендоплазматичної мережі. Після того, як у клітині завершуються біохімічні процеси підготовки до поділу, починається таємничий процес поділу. Цей процес можна розділити на два етапи: розподіл ядра – каріокінез та розподіл цитоплазми – цитокінез. Залежно від того, як ділитися ядро розрізняють два види каріокінезу - мітоз і мейоз. Таким чином, мітоз і мейоз є різновидом поділу ядра, а не клітини.
Мітоз- це поділ клітин при якому з однієї материнської клітини виникають дві дочірні з однаковим набором хромосом. У вихідній материнській клітині кількість хромосом(n) і ДНК (c) = 2n2c, в інтерфазі після подвоєння ДНК набір = 2n4c.
Розрізняють п'ять фаз мітозу: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза.
Початком профази вважають той момент клітинного циклу, коли вперше стають видимими конденсовані хромосом. Хроматин, який в інтерфазі виглядає дифузним, конденсується у чітко видимі хромосоми. Кожна хромосома під час попередньої фази синтезу ДНК реплікувалася і тепер складається з двох сестринських хроматид. У кожній з хроматид є специфічна ділянка ДНК, званацентромірою, яка необхідна для їх правильної розбіжності. Наприкінці профази цитоплазматичниймікротрубочки, що становлять частину інтерфазного цитоскелета, розпадаються і починається утворення веретена - головного компонента мітотичного апарату. Веретено є двополюсною структурою, що складається з мікротрубочок і пов'язаних з ними білків. Складання веретена відбувається спочатку поза ядром.
Прометафаза починається зі швидкого розпаду ядерної оболонки на дрібні мембранні бульбашки. Ці бульбашки залишаються видимими біля веретена під час мітозу. Мікротрубочки веретена, які були поза ядром, можуть тепер проникнути в ядерну область. У хромосом на кожній центромірі утворюються особливі білкові комплекси, звані кінетохорами; вони прикріплюються до деяких з мікротрубочок веретена, що отримують тепер назву кінетохорних мікротрубочок. Інші мікротрубочки веретена називають полюсними, а ті, що лежать поза веретеном, - астральними. Кінетохорні мікротрубочки йдуть у протилежних напрямках від двох сестринських хроматид кожної хромосоми і тягнуть їх у різні боки, що призводить до інтенсивного руху хромосом.
Кінетохорні мікротрубочки зрештою приводять кожну хромосому в екваторіальну площину на півдорозі між полюсами веретена. Хромосоми утворюють тут метафазну пластинку, в якій вони утримуються натягом кінетохорних мікротрубочок, що відходять від них до протилежних полюсів веретена.
Запускається специфічним сигналом, анафаза починається з раптового поділу парних кінетохорів кожної хромосоми, після чого її дві хроматиди починають повільно розходитися до відповідних полюсів. Усі хроматиди рухаються з однаковою швидкістю близько 1 мкм/хв. Тут можна розрізняти рух двоякого роду. На початку анафази кінетохорні мікротрубочки коротшають, у міру того як хромосоми наближаються дополюсів. До завершення анафази відбувається подовження полярних мікротрубочок і полюси веретена ще далі відсуваються одна від одної. Анафаза зазвичай триває лише кілька хвилин.
У телофазі дочірні хроматиди, що розділилися, підходять до полюсів і кінетохірні мікротрубочки зникають. Полярні мікротрубочки продовжують подовжуватись, після чого навколо кожної групи дочірніх хроматид утворюється нова ядерна оболонка. Конденсований хроматин починає розпушуватися, з'являються знову ядерця (зникли в профазі), і мітоз закінчується.
Мейоз – це спосіб поділу клітин, в результаті якого відбувається редукція (зменшення) числа хромосом удвічі та перехід клітин із диплоїдного стану (2n) у гаплоїдний(n). Мейоз проходить два поділи, що змінюють один одного.
Перший мейотичний поділ - мейоз 1.
| Фази | Характеристика |
| Профаза 1 | Хромосоми видно, і стають схожими на нитки. Гомологічні хромосоми приєднуються одна до одної, утворюючи пари, переплітаються, відбувається перехрест хромосом -кон'югація. Коньюгуючі хромосоми можуть обмінюватися ділянками - кросинговер. формується веретено поділу. |
| Метафаза 1 | У площині екватора розташовуються гомологічні хромосоми, які з двох хроматид. Нитки веретена поділу пов'язані з центромірами хромосом. |
| Анафаза 1 | Гомологічні хромосоми, що складаються з двох хроматид, переміщаються до полюсів клітини. |
| Тілофаза 1 | Хромосоми деспіралізуються, утворюється ядерна оболонка, цитоплазма ділиться. Утворюються дві дочірні диплоїдні клітини із набором хромосом 2n. |
Другий мейотичний поділ– мейоз 2.
| Фази | Характеристика |
| Профаза 2 | Хромосоми коротшають і потовщуються, утворюється веретено поділу, ядерна оболонка руйнується. |
| Метафаза 2 | Хромосоми розташовані по екватору, до центромірів прикріплюються мікротрубочки веретена поділу. |
| Анафаза 2 | Хроматиди розходяться до полюсів клітини, стають самостійними хромосомами. |
| Тілофаза 2 | Хромосоми деспіралізуються, утворюється ядерна оболонка, цитоплазма ділиться. Утворюються гаплоїдні клітини із набором хромосом – n. З однієї диплоїдної клітини утворюється чотири гаплоїдні. |
- Порівняльна таблиця мітозу та мейозу.
| Подібність та відмінність. | Мітоз | Мейоз |
| Подібність | Мають однакові фази поділу; перед мітозом і першим розподілом мейозу в підготовчий період – інтерфазу, відбувається подвоєння ДНК. |
Відмінність
Біологічне значенняМітоза: при розподілі материнської клітини відбувається подвоєння генетичного матеріалу та його однаковий розподіл між дочірніми клітинами. Це забезпечує ембріональний розвиток та зростання організмів, відновлення органів та тканин після пошкодження; також мітотичний поділ клітин є цитологічною основою безстатевого розмноження організмів.
Біологічна сутність Мейоза полягає у формуванні статевих клітин із зменшеним набором хромосом. Завдяки мейозу підтримується певна, постійна кількість хромосом у всіх поколіннях кожного виду рослин, тварин та грибів. Утворюється велика кількість різних нових комбінацій негомологічних хромосом в результаті випадкового розходження хромосом при розподілі клітини в Анафазі 1 і випадковому злитті гамет при заплідненні. В результаті кросинговера виникають нові комбінації генів, відбувається рекомбінація генетичного матеріалу. Все це забезпечує появу різноманітного та різноякісного потомства при статевому розмноженні організмів.
- Гілберт З. «Біологія розвитку» У Т 3.М.,Мир., 1993 р.
- Альбертс Б., Брей Д. "Молекулярна біологія клітини" Т2. М., Світ., 1994 р.
- Лемеза Н.А. «Посібник з біології для вступників до вузів» 1993
- Життя рослин. Т 6. М., Просвітництво,1977 р.
- Козлова Л.А. "Клітка як біологічна система" 2010 р.