Значение митоза в природе коллаж

Митоз и мейоз: отличия и сходства

Значение митоза в природе коллаж

  • Что такое митоз
  • Фазы митоза
  • Что такой мейоз
  • Фазы мейоза
  • Биологическое значение митоза и мейоза
  • В многогранной науке биологии есть множество интересных и в то же время немного запутанных тем, и одной из них без сомнения являются способы деления клетки: митоз и мейоз. На первый взгляд налицо сходства митоза и мейоза – и там и там происходит деление клеток, но в тоже время между ними есть и значительные отличия. Но для начала разберем с вами, что такое митоз, что такое мейоз и каково их биологическое значение.

    Что такое митоз

    Митозом в биологии принято называть самый распространенный способ деления всех соматических клеток (клеток тела) любого живого существа.

    При нем из исходной материнской клетки образуются две дочерние, которые являются абсолютно одинаковыми по свойствам, как друг с другом, так и с материнской клеткой.

    Митоз наиболее распространен в природе, ведь именно он лежит в основе деления всех неполовых клеток (нервных, костных, мышечных и т. д.).

    Фазы митоза

    Деление клетки через митоз состоит из четырех фаз:

    • интерфаза – период жизни клетки между двумя митозами, именно в это время происходит ряд важных процессов, предшествующих делению клетки: синтезируются белки и молекулы АТФ, каждая хромосома удваивается, образуя по две сестринские хромосомы, которые скрепляются одной центромерой. По сути, интерфазу можно назвать подготовительным этапом к митозу, по времени она в десятки раз продолжительнее самого митоза.
    • профаза – в ней происходит утолщение хромосом, состоящих из двух сестринских хроматид, которые скреплены вместе центромерой. Под конец этой фазы ядрышки и ядерная мембрана исчезают, хромосомы разбегаются по всей клетки.
    • метафаза – при ней происходит дальнейшая спирилизация хромосом, которые в это время очень удобно наблюдать через микроскоп.
    • анафаза – в этой фазе происходит деление центромер, сестринские хроматиды отделяются друг от друга и отходят к противоположным концам клетки.
    • телофаза – последняя фаза митоза, при которой происходит деление цитоплазмы. Хромосомы раскручиваются и снова образуют ядрышки и ядерные мембраны. И таким вот образом из одной клетки получается две.

    Суть митоза на картинке.

    Что такой мейоз

    А что же мейоз? И в чем различия митоза и мейоза? Итак, мейозом принято называть тип репродуктивного деления клетки, приводящий к образованию из одной клетки аж целых четырех. Но новообразованные клетки обладают лишь половинным гаплоидным набором хромосом.

    Что же это значит? А то, что, по мнению некоторых биологов, мейоз даже не является, строго говоря, размножением клетки, так как это способ образования гаплоидных клеток, то бишь спор (у растений) и гамет (у животных).

    Сами гаметы только после оплодотворения, которое и будет в нашем случае половым размножение, послужат образованию нового организма.

    Суть мейоза на картинке.

    Фазы мейоза

    И, разумеется, фазы мейоза отличаются от аналогичных, у митоза. Профаза в мейозе в разы длиннее, так как в ней происходит коньюгация – соединение гомологичных хромосом и обмен генетической информацией. В анафазе центромеры не делятся.

    Интерфаза очень короткая и ДНК в ней не синтезируется. Клетки, образованные в результате двух мейотических делений содержат одинарный набор хромосом. И только при слиянии двух клеток: материнской и отцовской, восстанавливается диплоидность.

    Также помимо всего прочего мейоз протекает в два этапа, известные как мейоз І и мейоз ІІ.

    Опять-таки наглядное сравнение митоза и мейоза и их фаз вы можете увидеть на картинке.

    Биологическое значение митоза и мейоза

    Теперь же попробуем объяснить максимально просто не только в чем отличие митоза от мейоза но и каково их биологическое значение.

    Посредством митоза размножаются все неполовые клетки организма, а мейоз – всего лишь способ образования именно половых клеток, но только у животных организмов, у растений же благодаря мейотическому делению размножаются споры, а затем из этих спор уже путем митоза образуются половые клетки растений – гаметы.

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Эта статья доступна на английском языке – Mitosis vs Meiosis: Differences and Similarities.

    Источник: https://www.poznavayka.org/biologiya/mitoz-i-meyoz-otlichiya-i-shodstva/

    Значение митоза биологическое: особенности каждой фазы деления клеток, отличия процесса от мейоза

    Значение митоза в природе коллаж

    > Наука > Биология > Стадии и биологическое значение митоза

    Одним из наиболее важных процессов в каждом живом организме является постепенный рост тканей с помощью раздвоения их единиц. В науке его называют митозом. Большинство единиц в эукариотическом организме делятся именно таким способом.

    В результате образуются новые ткани, продолжается жизнь организма. Биологическое значение митоза для человека и природы велико, поэтому процесс тщательно исследуется на протяжении многих лет.

    История исследования

    Первая информация о митозе стала известна еще в 70-х годах XIX века. Определение процессу дал немецкий исследователь Вальтер Флемминг. В работах русского ученого Эдмунда Руссова, которые датированы 1872 годом, присутствует упоминание об анафазных и метафазных пластинках. Эти вещества состояли из отдельных хромосом, что послужило поводом для дальнейшего исследования.

    В 1873 году изучением деления единиц эукариотических организмов занялся немецкий зоолог Антон Шнейдер. Он еще более подробно описал процесс. В следующем году ученый Чистяков выдвинул свою теорию. Однако ни одному из специалистов не удалось точно и последовательно описать деление.

    Уже через несколько лет в работах разных специалистов стали появляться описания цикла, дополненные собственными умозаключениями. Некоторые предлагали утвердить новый термин для определения этого биологического деления. Но обозначение, предложенное Флеммингом, стало окончательным, как и формулировка процесса.

    Далее специалисты изучали клеточный цикл на примере различных живых организмов, исследовали особенности митоза, вещества, стимулирующие его. Во время лабораторных опытов стало известно, что катализатором митотического деления является белок циклин, обнаруженный во всех эукариотических организмах. На каждой стадии концентрация этого элемента может увеличиваться и уменьшаться.

    Для каких клеток типично

    Еще во время исследования смысла митоза, его стадий и особенностей специалисты отметили, что такой тип деления характерен не для всех единиц.

    При детальном изучении было выявлено, что только эукариотические, или ядерные, клетки делятся таким способом. Клетки прокариот размножаются другим методом.

    Стадии

    Продолжительность митоза в разных организмах отличается. Обычно у растений она составляет 2—3 часа, у животных и человека — около 60 минут. Это время занимает всего 10 % от общей длительности жизненного цикла клетки.

    Он представляет собой процесс, во время которого происходит формирование и деление единицы ткани в живом организме. Состоит из нескольких стадий: пресинтетической, синтетической, постсинтетической и собственно деления.

    Первые три стадии относятся к интерфазе митоза.

    Ученые выделяют несколько стадий, которые изучаются в рамках школьной программы биологии:

    1. Профаза характеризуется растворением ядрышка и ядерной оболочки единицы. После этого происходит расхождение центриолей, формирование микротрубочек. Далее происходит концентрация хроматид в хромосомах, увеличение их количества, формирование основной части новой клетки.
    2. Метафаза сопровождается формированием метафазной пластинки, выстраиванием хроматид в своеобразное веретено. Дополнительно на этом этапе нити центриолей растягиваются к полюсам клетки и прикрепляются к центромерам.
    3. Анафаза считается наиболее короткой и сопровождается расхождением пары хроматид и хромосом по разным полюсам. В этот период начинается их самостоятельное существование.
    4. Телофаза является контрольным этапом раздвоения. Хромосомы, образовавшиеся во время предыдущих стадий, приобретают обычный размер, обрастают новой ядерной оболочкой, внутри которой образуется ядрышко. Нити веретена постепенно исчезают. После этого начинается увеличение цитоплазмы.

    Каждая фаза протекает в организме растений и животных по-разному.

    Существуют также нетипичные формы. Наиболее распространенным считается амитоз. Процесс характеризуется быстрым и прямым раздвоением ядра с одновременным сохранением числа хромосом и ядрышка. В результате получается двухъядерная клетка.

    Эндомитоз характеризуется интенсивным ростом числа хромосом, образованием полиплоидных единиц, способных провоцировать мутацию.

    Отличия от мейоза

    Мейоз представляет собой процесс деления гамет или половых клеток. В результате получается 4 гаметы. В организме человека все единицы делятся путем митоза и только половые клетки — с помощью мейоза.

    Основными отличиями митоза от мейоза будут следующие:

    • при митозе получается 2 клетки, при мейозе — 4;
    • первый необходим для получения соматических клеток, второй — половых;
    • при митозе образовавшиеся дочерние клетки идентичны предыдущим, при мейозе — разные;
    • количество хромосом в первом случае сохраняется, при мейозе увеличивается в 2 раза;
    • профаза мейоза существенно отличается от этого же этапа при другом делении;
    • в интерфазе мейоза не происходит удвоение хромосом.

    Роль мейоза в функционировании и развитии всех систем человека велика, но оба процесса кардинально отличаются.

    Биологическое значение

    Биологическое значение митотического деления и сегодня изучается специалистами по всему миру. Но ученые определили важность процесса для природы и человека.

    Для человека

    Без подобного размножения единиц человеческого организма невозможно нормальное существование.

    Основная важность процесса заключается в следующем:

    1. Благодаря митозу возможно развитие многоклеточного организма из одной зиготы, его рост и регенерация наружной оболочки при повреждении.
    2. Возможность замещения погибших клеток новыми при повреждении слизистой оболочки органов пищеварительного тракта (кишечника, желудка).
    3. Обновление красных кровяных телец, жизненный цикл которых длится не более 4 месяцев.
    4. Возможность сохранения числа хромосом в клетках тела.
    5. Специалисты с помощью деления могут изучать кариотип организма человека или животного, растения.

    Именно благодаря процессу происходит развитие жизни на планете и сохранение определенного вида с его особенностями.

    Для природы

    Для многих животных подобное размножение единиц тканей позволяет восстанавливать некоторые части тела. Регенерация свойственна ящерицам, морским звездам и некоторым другим организмам.

    У многих млекопитающих пищеварительная система устроена так же, как и у человека, поэтому замещение пострадавших единиц слизистой оболочки желудка и кишечника происходит аналогичным образом.

    Растения благодаря процессу способны размножаться с помощью почкования (бесполое размножение) и вегетативным способом. В результате появляются организмы с таким же набором хромосом.

    Указ об обязанных крестьянах читайте в нашей статье.

    Из видео можно узнать о росте единиц тканей более подробно.

    Отзывы и комментарии

    Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/znachenie-mitoza.html

    Конспект

    Значение митоза в природе коллаж

    Раздел ЕГЭ: 2.7. … Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз — деление соматических клеток. Мейоз. Фазы митоза и мейоза. …

    Клеточный цикл (жизненный цикл клетки) — время существования клетки от начала одного деления до начала следующего деления, состоит из интерфазы и собственно процесса деления.

    Интерфаза — период между делениями, в котором происходят процессы роста и развития клетки, удвоения ДНК, синтеза белков и органических соединений.

    Митоз и амитоз

    Митоз (непрямое деление клетки) — процесс равномерного распределения между дочерними клетками ядерного наследственного материала.

    В результате митоза из одной материнской клетки с диплоидным (двойным) набором хромосом образуются две диплоидные дочерние клетки, содержащие полную генетическую информацию в том же объёме, что и родительская. Митоз обеспечивает сохранность наследственных признаков и увеличение количества клеток или одноклеточных организмов.

    Стадии (фазы) митоза:

    • Профаза — спирализация хромосом, уменьшение их функциональной активности; репликация практически не идёт; разрушение оболочки ядра; образование веретена деления; прикрепление хромосом к нитям веретена деления.
    • Метафаза — спирализация хромосом достигает максимума; хромосомы утрачивают свою функциональную активность, образуют экваториальную пластинку.
    • Анафаза — деление центромер; расхождение по нитям веретена сестринских хромосом. Анафаза заканчивается, когда центромеры достигают полюсов клетки.
    • Телофаза — деспирализация хромосом; образование ядерной оболочки; деление цитоплазмы; между дочерними клетками формируется клеточная стенка.

    Амитоз — прямое деление клетки, при котором ядро делится путём перешнуровки без предшествующей перестройки:

    • хромосомы не проходят цикла спирализации;
    • не образуется веретено деления;
    • клетка делится сразу после репликации ДНК;
    • ДНК между дочерними клетками распределяется неравномерно.

    Амитоз проходит быстрее, чем митоз. В результате амитоза увеличивается количество дочерних клеток, но одновременно могут появляться двух- и многоядерные клетки. Амитоз характерен для одноклеточных и некоторых клеток многоклеточных организмов (клетки при патологических состояниях).

    Мейоз

    Мейоз — способ деления эукариотических клеток, в результате которого из одной материнской клетки образуются четыре дочерние с уменьшенным в два раза набором хромосом.

    На этапе интерфазы (предшествует мейозу) происходит репликация ДНК с последующим удвоением хромосом. Клетки с диплоидным набором хромосом, каждая состоит из одной хромосомной нити (хромонемы).

    После интерфазы хромосомы становятся удвоенными, а их диплоидное число 2n сохраняется. Центриоли в клеточном центре удваиваются.

    Стадии (фазы) мейоза I (редукционное деление):

    1. Профаза I — спирализация хромосом; конъюгация; кроссинговер; хроматиды начинают расходиться; биваленты обособляются и располагаются по периферии ядра; ядрышко исчезает.
    2. Метафаза I — начинается с момента разрушения ядерной оболочки; биваленты располагаются в экваториальной плоскости, прикреплённые к нитям веретена деления.
    3. Анафаза I — центромеры каждой пары гомологичных хромосом разъединяются, и к полюсам клетки отходят гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид.
    4. Телофаза I — начинается с достижения хромосомами полюсов клетки (у каждого полюса — п хромосом): происходит редукция числа хромосом; образуется ядерная оболочка; делится цитоплазма; формируется клеточная стенка.

    Завершение мейоза I сопровождается образованием двух дочерних клеток, содержащих гаплоидный набор хромосом, которые в свою очередь остаются удвоенными.

    Во время кратковременной интерфазы (интеркинеза) не происходит репликация ДНК, нет удвоения хромосомы, две дочерние клетки вступают во второе деление мейоза.

    Стадии (фазы) мейоза II (по типу митоза — равное деление):

    1. Профаза II — непродолжительная, так как хроматиды спирализованы.
    2. Метафаза II — образуются экваториальная пластинка, хромосомы, состоящие из двух хроматид, центромерными участками прикрепляются к нитям веретена деления.
    3. Анафаза II — хроматиды расходятся к полюсам клетки.
    4. Телофаза II — образуется ядерная оболочка; делится цитоплазма; формируется клеточная стенка. Образуются четыре гаплоидные клетки.

    Мейоз II проходит по типу митоза. В результате мейоза из одной клетки с диплоидным набором хромосом после двух последовательных делений образуются 4n клетки.

    Черты мейоза

    1. Редукция числа хромосом (если бы не было уменьшения числа хромосом при образовании половых клеток, то из поколения в поколение их количество возрастало бы и был бы утрачен один из важнейших признаков каждого вида — постоянство числа хромосом),
    2. Конъюгация (сближение и переплетение) гомологичных хромосом.
    3. Рекомбинация генетического материала, обусловленная случайным расхождением материнских и отцовских гомологичных хромо сом в дочерние клетки, а также кроссинговером (процессом обмена участками гомологичных хромосом).

    Таким образом, мейоз — непрерывный процесс, состоящий из двух последовательных делений ядра и цитоплазмы, перед которыми репликация происходит только один раз. Энергия и вещества, необходимые для обоих делений мейоза, накапливаются во время интерфазы I.

    Это конспект для 10-11 классов по теме «Жизненный цикл клетки. Митоз и мейоз». Выберите дальнейшее действие:

    Источник: https://uchitel.pro/%D0%B6%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB-%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8-%D0%BC%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%B7-%D0%B8-%D0%BC%D0%B5%D0%B9%D0%BE%D0%B7/

    Биологическое значение митоза: кратко об основной функции, сущность процесса, как происходит деление клеток

    Значение митоза в природе коллаж

    В биологии выделяют два основных процесса деления клеток — мейоз и митоз, каждый из которых всегда подчиняется чётким правилам.

    Для лучшего понимания этой темы нужно знать, что подразумевает термин «набор хромосом». Биологическое значение митоза сложно переоценить.

    Под этим процессом принято понимать простое расщепление клетки на 2 половинки, в каждой из которых присутствует набор хромосом и генетический код.

    Парность, индивидуальность хромосом

    В процессе деления клетки хорошо заметны хромосомы, которые существенно отличаются у каждого вида живых организмов. Важную роль играет их количество, особенности строения, форма, а также размер. Для каждого вида животных и растений свойственен свой набор хромосом, которые в научной среде называются кариотипом.

    Органы и ткани состоят из разных клеток, которые обладают определённым периодом жизни. Каждая из них по-своему растёт и развивается, обеспечивая тем самым жизнедеятельность всего организма. Продолжительность митотического периода имеет свои отличия. Например, клетки кожного покрова и крови вынуждены делиться один раз в сутки, а вот нейроны подвергаются репродукции только у новорождённых.

    В многоклеточном организме обязательно присутствуют половые (гаметы) и соматические клетки. В последнем случае все хромосомы представлены попарно, из-за чего этот феномен называют диплоидным.

    Все они могут обладать одинаковым размером, строением и формой, из-за чего будут называться гомологичными. Каждый ген присутствует в двойном экземпляре.

    А вот в половых гаметах количество хромосом снижено в два раза.

    Галоидным принято называть набор половых клеток, когда все хромосомы находятся в одинарном числе. Все эти нюансы можно наглядно увидеть под микроскопом. Нужно также понимать, что хромосома состоит из молекулы ДНК, центромера, белка, сестринских хроматидов.

    Стадии митоза

    Невозможно представить развитие организма без деления клеток, так как этот процесс используется в качестве основы. Митоз способен удивить своими свойствами.

    В процессе естественного деления диплоидной соматической клетки образуются две дочерние единицы, в которых уже заложена одинаковая генетическая информация. Количество хромосом равное.

    Это значит, что благодаря митозу можно сохранит преемственность между всеми поколениями клеток-эукариотов. Биологи выделяют 4 стадии этого процесса: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

    В рамках школьной программы в 10 классе в учебниках кратко описано несколько основных стадий митоза, для каждой из которых свойственны свои отличия:

    • Профаза. На этой стадии происходит растворение ядра и его оболочки. Благодаря этому удаётся добиться расхождения центриолей и сформировать специальные микротрубочки. В хромосомах увеличивается концентрация хроматид, за счёт чего зарождается основная клеточная единица.
    • Метафаза. Формирование метафазной пластины происходит в результате выстраивания хроматид в веретено. Нити центриолей постепенно растягиваются к полюсам клетки, а также прикрепляются к центромерам.
    • Анафаза. Самый непродолжительный процесс. Пары хромосом и хроматид расходятся по разным полюсам, так как в этот период они могут уже самостоятельно существовать.
    • Телофаза. Финальная стадия разделения клеток. Хромосомы возвращаются к своему стандартному размеру, покрываются новой ядерной оболочкой. Постепенно исчезают нити веретена. После пройденных этапов происходит увеличение цитоплазмы.

    В научной литературе можно отыскать развёрнутую информацию о том, из скольких фаз состоит митоз.

    Например, перед профазой обязательно присутствует препрофаза, так как именно этот этап отвечает за подготовку к предстоящему делению клеток. А вот прометафаза находится между профазой и метафазой.

    Все эти нюансы позволяют более углублённо изучить тему и понять, какой смысл и биологическую ценность имеет митоз.

    Но многие биологи привыкли объединять прометофазу, препрофазу в одну стадию — профазу, что на практике гораздо удобнее.

    Основные функции

    У многоклеточных организмов первый этап их жизни начинается с единой клетки, которая возникла благодаря двум гаметам. В такой зиготе природой заложена вся ДНК-информация, которая понадобится для развития полноценного организма. Суть использования митоза заключается в том, что с помощью этого несложного процесса образуется колония клеток — бластул.

    Постепенно гаметы начинают дифференцироваться, благодаря чему у них появляется возможность выполнять различные задачи. На финальном этапе слаженно функционирующий организм может быть выведен либо рождён. Такой подход активно применяется биологами и другими специалистами, которые работают над созданием более выносливых растений, животных.

    Одноклеточные организмы используют митоз для равномерного распределения своего ДНК и размножения. Но не исключено размножение половым путём. В этом случае используется немного другой процесс — мейоз.

    В оплодотворённой гамете содержится сразу два набора геномов, которые необходимы для нормального развития организма.

    Если речь касается гаплоидных видов, тогда нужно учесть, что у них есть всего одна копия ДНК.

    Особенности деления клеток

    Снизить вероятность преждевременного старения, а также разделить конкретный индивидуум на полунезависимые единицы позволяет деление клеток. Этот процесс получил распространение в биологии, так как с его помощью можно не только поддерживать жизнь, но и заставить организм развиваться дальше. Деление клеток можно описать двумя способами:

    • Митоз. В этом случае ядро подвергается различным сложным изменениям, прежде чем оно будет разделено на две дочерних зиготы.
    • Амитоз. Тело клетки и ядро на биологическом уровне подвергаются простому делению массы на две равные части.

    Амитоз используется для бесполого размножения в бесклеточных организмах. Например, простейшие, бактерии. Прямое деление также является методом размножения и последующего роста в плодных оболочках позвоночных. В этом случае расщепление ядра всегда сопровождается специфическим цитоплазматическим сужением.

    У этого процесса есть своё объяснение. При амитозе ядро сначала немного удлиняется, а на финальном этапе приобретает форму гантели. Присутствующее сужение либо углубление делит ядро на две равные части. После этого происходит сжатие цитоплазмы.

    Без возникновения ядерного события образуются сразу две дочерние единицы.

    Для митоза свойственны свои нюансы. Клетка делится на две части, которые на генетическом уровне являются одинаковыми. Этот тип клеточного деления актуален в том случае, если организм должен сохранить все свои функции и выжить в тяжёлых условиях.

    Существуют разные причины, из-за которых может понадобиться митоз. Всё зависит от желаемой биологической функции.

    Например, когда в тканях печени одни клетки серьёзно повреждены или уже погибли, другие продолжают делиться, чтобы восстановить прежнее состояние органа.

    Если создать необходимые биохимические и экологические сигналы, то в итоге клетки смогут существенно видоизмениться. Смысл таких действий в том, что после приложенных усилий организм получит определённую пластичность и даже бессмертие.

    В научной среде митоз получил большой спрос, так как с его помощью можно скопировать генетический код, чтобы передать его всем последующим поколениям. Этот процесс является уникальным.

    Его сущность в том, что в ядре всегда поддерживается определённое количество хромосом, которые равномерно распределены между присутствующими дочерними клетками. Для наращивания растительных тканей используется деление митотического типа.

    У живого организмов митоз надёжно спрятан в основе своеобразного дробления оплодотворённой яйцеклетки и роста тканей. Это настоящее достижение науки, которое регулярно используется в лабораторных условиях.

    Основное значение митоза состоит в увеличении числа клеток, что позволяет добиться следующих результатов:

    • Постепенный рост, развитие живых организмов. Именно благодаря митозу из обычной одноклеточной зиготы может вырасти многоклеточный организм. Деление клеток лежит в основе эмбрионального развития.
    • Поэтапная регенерация. Некоторые организмы под воздействием митоза могут восстанавливаться даже в том случае, если уцелела только одна часть тела. К примеру, морская звезда может задействовать свои природные возможности для того, чтобы вернуться к нормальному состоянию всего из одного луча. У человека отлично регенерируется кожный покров, а вот у ящериц может отрасти хвост.
    • Замена имеющихся клеток. В процессе жизнедеятельности многие участки тела и составляющие элементы организма нуждаются в периодической замене. Это касается клеток кожного покрова, эритроцитов, эпителия кишечника.
    • При выращивании растений стало доступным бесполое (вегетативное) размножение. Среди животного мира с помощью митоза может размножаться гидра. После проведённых лабораторных исследований было выявлено, что новая особь развивается благодаря почкованию, которое происходит за счёт деления и постоянного увеличения количества клеток.

    Впервые митоз был описан немецким учёным В. Флеммингом ещё в XIX веке. В основе этого процесса лежит стремление достичь образования дочерних клеток с абсолютно идентичной генетической информацией. Непрямое деление является основой развития, роста, регенерации, а также бесполого размножения живых организмов.

    Источник: https://na5.club/biologiya/funkczii-i-biologicheskoe-znachenie-mitoza-pri-delenii-kletok.html

    Митоз

    Значение митоза в природе коллаж

    Митоз — это наиболее распространенный способ деления эукариотических клеток. При митозе геномы каждой из двух образовавшихся клеток идентичны между собой и совпадают с геномом исходной клетки.

    Митоз является последним и обычно самым коротким по времени этапом клеточного цикла. С его окончанием жизненный цикл клетки заканчивается и начинаются циклы двух новообразовавшихся.

    Диаграмма иллюстрирует длительность этапов клеточного цикла. Буквой M — обозначен митоз. Наибольшая скорость митоза наблюдается в зародышевых клетках, наименьшая — в тканях с высокой степенью дифференциации, если их клетки вообще делятся.

    Хотя митоз рассматривают независимо от интерфазы, состоящей из периодов G1, S и G2, подготовка к нему происходит именно в ней. Самым важным моментом является репликация ДНК, происходящая в синтетическом (S) периоде. После репликации каждая хромосома состоит уже из двух идентичных хроматид. Они сближены по всей своей длине и соединены в области центромеры хромосомы.

    В интерфазе хромосомы находятся в ядре и представляют собой клубок тонких очень длинных хроматиновых нитей, которые видны лишь под электронным микроскопом.

    В митозе выделяют ряд последовательных фаз, которые также могут называться стадиями или периодами. При классическом упрощенном варианте рассмотрения выделяют четыре фазы. Это профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Часто выделяют больше фаз: прометафазу (между профазой и метафазой), препрофазу (характерна для растительных клеток, предшествует профазе).

    С митозом связан другой процесс – цитокинез, который протекает в основном в период телофазы. Можно сказать, что цитокинез является как бы составной частью телофазы, или оба процесса идут параллельно.

    Под цитокинезом понимают разделение цитоплазмы (но не ядра!) родительской клетки. Деление ядра называют кариокинезом, и оно предшествует цитокинезу. Однако при митозе как такового деления ядра не происходит, т. к.

    сначала распадается одно – родительское, потом образуются два новых – дочерних.

    Бывают случаи, когда кариокинез происходит, а цитокинез — нет. В таких случаях образуются многоядерные клетки.

    Длительность самого митоза и его фаз индивидуальна, зависит от типа клеток. Обычно профаза и метафаза является самыми длительными периодами.

    Средняя продолжительность митоза около двух часов. Животные клетки обычно делятся быстрее, чем клетки растений.

    При делении клеток эукариот обязательно образуется двухполюсное веретено деления, состоящее из микротрубочек и связанных с ними белков. Благодаря ему происходит равное распределение наследственного материала между дочерними клетками.

    Ниже будет дано описание процессов, которые происходят в клетке в различные фазы митоза. Переход в каждую следующую фазу контролируется в клетке специальными биохимическими контрольными точками, в которых «проверяется», все ли необходимые процессы были правильно завершены. В случае наличия ошибок деление может остановиться, а может — и нет. В последнем случае возникают аномальные клетки.

    В профазе происходят следующие процессы (в основном параллельно):

    • Хромосомы конденсируются
    • Ядрышки исчезают
    • Ядерная оболочка распадается
    • Формируются два полюса веретена деления

    Митоз начинается с укорочения хромосом. Составляющие их пары хроматид спирализуются, в результате чего хромосомы сильно укорачиваются и утолщаются. К концу профазы их можно увидеть в световой микроскоп.

    Ядрышки исчезают, т. к. образующие их части хромосом (ядрышковые организаторы) находятся уже в спирализованном виде, следовательно, неактивны и не взаимодействуют между собой. Кроме того распадаются ядрышковые белки.

    В клетках животных и низших растений центриоли клеточного центра расходятся по полюсам клетки и выступают центрами организации микротрубочек. Хотя у высших растений центриолей нет, микротрубочки также образуются.

    От каждого центра организации начинают расходиться короткие (астральные) микротрубочки. Формируется структура похожая на звезду. У растений она не образуется. Их полюса деления более широкие, микротрубочки выходят не из малой, а из относительно широкой области.

    Распад ядерной оболочки на мелкие вакуоли знаменует конец профазы.

    Справа на микрофотографии зеленым цветом подсвечены микротрубочки, синим — хромосомы, красным – центромеры хромосом.

    Также следует отметить, что в период профазы митоза происходи фрагментация ЭПС, она распадается на мелкие вакуоли; аппарат Гольджи распадается на отдельные диктиосомы.

    Прометафаза

    Ключевые процессы прометафазы идут большей часть последовательно:

    1. Хаотичное расположение и движение хромосом в цитоплазме.

    2. Соединение их с микротрубочками.

    3. Движение хромосом в экваториальную плоскость клетки.

    Хромосомы оказываются в цитоплазме, они беспорядочно двигаются. Оказавшись на полюсах, у них больше шансов скрепиться с плюс-концом микротрубочки. В конце концов нить прикрепляется к кинетохоре.

    Такая кинетохорная микротрубочка начинает нарастать, чем отдаляют хромосому от полюса. В какой-то момент к кинетохоре сестринской хроматиды крепится другая микротрубочка, нарастающая с другого полюса деления. Она тоже начинает толкать хромосому, но уже в противоположном направлении. В результате хромосома становится на экваторе.

    Кинетохоры представляют собой белковые образования на центромерах хромосом. Каждая сестринская хроматида имеет свой кинетохор, который «созревает» в профазе.

    Кроме астральных и кинетохорных микротрубочек есть те, которые идут от одного полюса к другому, как бы распирают клетку в перпендикулярном экватору направлении.

    Метафаза

    Признаком начала метафазы является расположение хромосом по экватору, образуется так называемая метафазная, или экваториальная, пластинка. В метафазу хорошо видны количество хромосом, их отличия и то, что они состоят из двух сестринских хроматид, соединенных в районе центромеры.

    Хромосомы удерживаются за счет сбалансированных сил натяжения микротрубочек разных полюсов.

    Анафаза

    • Сестринские хроматиды разделяются, каждая двигается к своему полюсу.
    • Полюса удаляются друг от друга.

    Анафаза самая короткая фаза митоза. Она начинается, когда центромеры хромосом разделяются на две части. В результате каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой и оказывается прикреплена к микротрубочке одного полюса. Нити «тянут» хроматиды к противоположным полюсам. На самом деле микротрубочки разбираются (деполимеризуются), т. е. укорачиваются.

    В анафазе животных клеток двигаются не только дочерние хромосомы, но и сами полюса. За счет других микротрубочек они расталкиваются, астральные микротрубочки прикрепляются к мембранам и тоже «тянут».

    Телофаза

    • Движение хромосом останавливается
    • Хромосомы деконденсируются
    • Появляются ядрышки
    • Восстанавливается ядерная оболочка
    • Большая часть микротрубочек исчезает

    Телофаза начинается, когда хромосомы перестают двигаться, остановившись у полюсов. Они деспирализуются, становятся длинными и нитевидными.

    Микротрубочки веретена деления разрушаются от полюсов к экватору, т. е. со стороны своих минус-концов.

    Вокруг хромосом образуется ядерная оболочка путем слияния мембранных пузырьков, на которые в профазе распалось материнское ядро и ЭПС. На каждом полюсе формируется свое дочернее ядро.

    Поскольку хромосомы деспирализуются, ядрышковые организаторы становятся активными и появляются ядрышки.

    Возобновляется синтез РНК.

    Если на полюсах центриоли еще не парные, то около каждой достраивается парная ей. Таким образом на каждом полюсе воссоздается свой клеточный центр, который отойдет в дочернюю клетку.

    Обычно телофаза заканчивается разделением цитоплазмы, т. е. цитокинезом.

    Цитокинез

    Цитокинез может начаться еще в анафазе. К началу цитокинеза клеточные органеллы распределяются относительно равномерно по полюсам.

    Разделение цитоплазмы растительных и животных клеток происходит по-разному.

    У животных клеток благодаря эластичности цитоплазматическая мембрана в экваториальной части клетки начинает впячиваться во внутрь. Образуется борозда, которая в конце концов смыкается. Другими словами, материнская клетка делится перешнуровкой.

    В растительных клетках в телофазе нити веретена не исчезают в области экватора. Они сдвигаются ближе к цитоплазматической мембране, их количество увеличивается, и они образуют фрагмопласт.

    Он состоит из коротких микротрубочек, микрофиламентов, частей ЭПС. Сюда перемещаются рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи.

    Пузырьки Гольджи и их содержимое на экваторе образуют срединную клеточную пластинку, клеточные стенки и мембрану дочерних клеток.

    Значение и функции митоза

    Благодаря митозу обеспечивается генетическая стабильность: точное воспроизводство генетического материала в ряду поколений. Ядра новых клеток содержат столько же хромосом, сколько их содержала родительская клетка, и эти хромосомы являются точными копиями родительских (если, конечно, не возникли мутации). Другими словами, дочерние клетки генетически идентичны материнской.

    Однако митоз выполняет и ряд других немаловажных функций:

    • рост многоклеточного организма,
    • бесполое размножение,
    • замещение клеток различных тканей у многоклеточных организмов,
    • у некоторых видов может происходить регенерация частей тела.

    plustilino © 2019. All Rights Reserved

    Источник: https://biology.su/cytology/mitosis

    Митоз и мейоз

    Значение митоза в природе коллаж

    С момента появления клетки и до ее смерти в результате апоптоза (программируемой клеточной гибели) непрерывно продолжается жизненный цикл клетки.

    Здесь и в дальнейшем мы будем пользоваться генетической формулой клетки, где “n” – число хромосом, а “c” – число ДНК (хроматид). Напомню, что в состав каждой хромосомы может входить как одна молекула ДНК (одна хроматида) (nc), либо две (n2c).

    Клеточный цикл включает в себя несколько этапов: деление (митоз), постмитотический (пресинтетический), синтетический, постсинтетический (премитотический) период. Три последних периода составляют интерфазу – подготовку к делению клетки.

    Разберем периоды интерфазы более подробно:

    • Постмитотический период G1 – 2n2c
    • Интенсивно образуются рибосомы, синтезируется АТФ и все виды РНК, ферменты, делятся митохондрии, клетка растет.

    • Синтетический период S – 2n4c
    • Длится 6-10 часов. Важнейшее событие этого периода – удвоение ДНК, вследствие которого к концу синтетического периода каждая хромосома состоит из двух хроматид. Активно синтезируются структурные белки ДНК – гистоны.

    • Премитотический период G2 – 2n4c
    • Короткий, длится 2-6 часов. Это время клетка тратит на подготовку к последующему процессу – делению клетки, синтезируются белки и АТФ, удваиваются центриоли.

    Митоз (греч. μίτος – нить)

    Митоз является непрямым способом деления клетки, наиболее распространенным среди эукариотических организмов. По продолжительности занимает около 1 часа. К митозу клетка готовится в период интерфазы путем синтеза белков, АТФ и удвоения молекулы ДНК в синтетическом периоде.

    Митоз состоит из 4 фаз, которые мы далее детально рассмотрим: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Напомню, что клетка вступает в митоз с уже удвоенным (в синтетическом периоде) количеством ДНК. Мы рассмотрим митоз на примере клетки с набором хромосом и ДНК 2n4c.

    • Профаза – 2n4c
      • Бесформенный хроматин в ядре начинает собираться в четкие оформленные структуры – хромосомы – происходит это за счет спирализации ДНК (вспомните мой пример ассоциации хромосомы с мотком ниток)
      • Оболочка ядра распадается, хромосомы оказываются в цитоплазме клетки
      • Центриоли перемещаются к полюсам клетки, образуются центры веретена деления
    • Метафаза – 2n4c
    • ДНК максимально спирализована в хромосомы, которые располагаются на экваторе клетки. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой (кинетохором). Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом (если точнее, прикрепляются к кинетохору центромеры).

    • Анафаза – 4n4c
    • Самая короткая фаза митоза. Хромосомы, состоящие из двух хроматид, распадаются на отдельные хроматиды. Нити веретена деления тянут хроматиды (синоним – дочерние хромосомы) к полюсам клетки.

    • Телофаза – 2n2c
    • В этой фазе хроматиды (дочерние хромосомы) достигают полюсов клетки.

      • Начинается процесс деспирализации ДНК, хромосомы исчезают и становятся хроматином (вспомните ассоциацию про раскрученный моток ниток)
      • Появляется ядерная оболочка, формируется ядро
      • Разрушаются нити веретена деления

      В телофазе происходит деление цитоплазмы – цитокинез (цитотомия), в результате которого образуются две дочерние клетки с набором 2n2c. В клетках животных цитокинез осуществляется стягиванием цитоплазмы, в клетках растений – формированием плотной клеточной стенки (которая растет изнутри кнаружи).

    Образовавшиеся в телофазе дочерние клетки 2n2c вступают в постмитотический период. Затем в синтетический период, где происходит удвоение ДНК, после чего каждая хромосома состоит из двух хроматид – 2n4c. Клетка с набором 2n4c и попадает в профазу митоза. Так замыкается клеточный цикл.

    Биологическое значение митоза очень существенно:

    • В результате митоза образуются дочерние клетки – генетические копии (клоны) материнской.
    • Митоз является универсальным способом бесполого размножения, регенерации и протекает одинаково у всех эукариот (ядерных организмов).
    • Универсальность митоза служит очередным доказательством единства всего органического мира.

    Попробуйте самостоятельно вспомнить фазы митоза и описать события, которые в них происходят. Особенное внимание уделите состоянию хромосом, подчеркните сколько в них содержится молекул ДНК (хроматид).

    Мейоз

    Мейоз (от греч. μείωσις — уменьшение), или редукционное деление клетки – способ деления клетки, при котором наследственный материал в них (число хромосом) уменьшается вдвое. Мейоз происходит в ходе образования половых клеток (гамет) у животных и спор у растений.

    В результате мейоза из диплоидных клеток (2n) получаются гаплоидные (n). Мейоз состоит из двух последовательных делений, между которыми практически отсутствует пауза. Удвоение ДНК перед мейозом происходит в синтетическом периоде интерфазы (как и при митозе).

    Как уже было сказано, мейоз состоит из двух делений: мейоза I (редукционного) и мейоза II (эквационного). Первое деление называют редукционным (лат. reductio – уменьшение), так как к его окончанию число хромосом уменьшается вдвое. Второе деление – эквационное (лат. aequatio — уравнивание) очень похоже на митоз.

    Приступим к изучению первого деления мейоза. За основу возьмем клетку с двумя хромосомами и удвоенным (в синтетическом периоде интерфазы) количеством ДНК – 2n4c.

    • Профаза мейоза I
    • Помимо типичных для профазы процессов (спирализация ДНК в хромосомы, разрушение ядерной оболочки, движение центриолей к полюсам клетки) в профазе мейоза I происходят два важнейших процесса: конъюгация и кроссинговер.

      Конъюгация (лат. conjugatio — соединение) – сближение гомологичных хромосом друг с другом. Гомологичными хромосомами называются такие, которые соответствуют друг другу по размерам, форме и строению. В результате конъюгации образуются комплексы, состоящие из двух хромосом – биваленты (лат. bi – двойной и valens – сильный).

      После конъюгации становится возможен следующий процесс – кроссинговер (от англ. crossing over — пересечение), в ходе которого происходит обмен участками между гомологичными хромосомами.

      Кроссинговер является важнейшим процессом, в ходе которого возникают рекомбинации генов, что создает уникальный материал для эволюции, последующего естественного отбора. Кроссинговер приводит к генетическому разнообразию потомства.

    • Метафаза мейоза I
    • Биваленты (комплексы из двух хромосом) выстраиваются по экватору клетки. Формируется веретено деления, нити которого крепятся к центромере (кинетохору) каждой хромосомы, составляющей бивалент.

    • Анафаза мейоза I
    • Нити веретена деления сокращаются, вследствие чего биваленты распадаются на отдельные хромосомы, которые и притягиваются к полюсам клетки. В результате у каждого полюса формируется гаплоидный набор будущей клетки – n2c, за счет чего мейоз I и называется редукционным делением.

    • Телофаза мейоза I
    • Происходит цитокинез – деление цитоплазмы. Формируются две клетки с гаплоидным набором хромосом. Очень короткая интерфаза после мейоза I сменяется новым делением – мейозом II.

    Мейоз II весьма напоминает митоз по всем фазам, поэтому если вы что-то подзабыли: поищите в теме про митоз. Главное отличие мейоза II от мейоза I в том, что в анафазе мейоза II к полюсам клетки расходятся не хромосомы, а хроматиды (дочерние хромосомы).

    В результате мейоза I и мейоза II мы получили из диплоидной клетки 2n4c гаплоидную клетку – nc. В этом и состоит сущность мейоза – образование гаплоидных (половых) клеток. Вспомнить набор хромосом и ДНК в различных фазах мейоза нам еще предстоит, когда будем изучать гаметогенез, в результате которого образуются сперматозоиды и яйцеклетки – половые клетки (гаметы).

    Сейчас мы возьмем клетку, в которой 4 хромосомы. Попытайтесь самостоятельно описать фазы и этапы, через которые она пройдет в ходе мейоза. Проговорите и осмыслите набор хромосом в каждой фазе.

    Помните, что до мейоза происходит удвоение ДНК в синтетическом периоде. Из-за этого уже в начале мейоза вы видите их увеличенное число – 2n4c (4 хромосомы, 8 молекул ДНК). Я понимаю, что хочется написать 4n8c, однако это неправильная запись!) Ведь наша исходная клетка диплоидна (2n), а не тетраплоидна (4n) ;)

    Итак, самое время обсудить биологическое значение мейоза:

    • Поддерживает постоянное число хромосом во всех поколениях, предотвращает удвоение числа хромосом
    • Благодаря кроссинговеру возникают новые комбинации генов, обеспечивается генетическое разнообразие состава гамет
    • Потомство с новыми признаками – материал для эволюции, который проходит естественный отбор

    Бинарное деление надвое

    Митоз и мейоз возможен только у эукариот, а как же быть прокариотам – бактериям? Они изобрели несколько другой способ и делятся бинарным делением надвое. Оно встречается не только у бактерий, но и у ряда ядерных организмов: амебы, инфузории, эвглены зеленой.

    При благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. В случае, если условия не столь благоприятны, то больше времени уходит на рост и развитие, накопление питательных веществ. Интервалы между делениями становятся длиннее.

    Амитоз (от греч. ἀ – частица отрицания и μίτος – нить)

    Способ прямого деления клетки, при котором не происходит образования веретена деления и равномерного распределения хромосом. Клетки делятся напрямую путем перетяжки, наследственный материал распределяется “как кому повезет” – случайным образом.

    Амитоз встречается в раковых (опухолевых) клетках, воспалительно измененных, в старых клетках.

    Источник: https://studarium.ru/article/122

    Ваш лекарь
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: