в какую фазу митоза происходит деление цитоплазмы клетки

Митоз и мейоз: понятие, фазы, отличия

Наши клетки постоянно растут и воспроизводят самих себя. Репродуктивная функция может осуществляться двумя способами, о которых мы расскажем в этой статье. Вы узнаете, как возникают новые клетки в процессе митоза и мейоза.

Что такое митоз

Первый способ деления соматической клетки — митоз. Материнская клетка разделяется на дочерние клетки, которые практически идентичны родительским с точки зрения генетической информации. Наследственная информация и количество хромосом у дочерних клеток такие же, как у родительской.

Митоз — это одна из фаз жизненного цикла клетки и механизм нормального роста тканей. Большую часть клеточного цикла занимает интерфаза, в течение которой протекает повседневная клеточная деятельность. Во время интерфазы происходит:

Во время интерфазы идёт активный синтез и накопление необходимых для деления клетки веществ. Интерфаза делится на три подфазы:

После стадии G2 клетка вступает в следующую фазу деления, а именно — сам митоз. Тут есть четыре подфазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

В схемах деления гаплоидный набор хромосом обозначают буквой n, а набор молекул ДНК (то есть хроматид) — буквой с. Перед буквами указывают число гаплоидных наборов: 1n2с — гаплоидный набор удвоенных хромосом, 2n2с — диплоидный набор одиночных хромосом, 2n4с — диплоидный набор удвоенных хромосом.

‍Пример. В клетках человека гаплоидный набор составляют 23 хромосомы. Значит, запись 2n2с означает 46 хромосом и 46 хроматид, а 2n4с — 46 хромосом и 92 хроматиды.

Рассмотрим подробнее фазы митоза:

Многие клетки вступают в фазу G0 после митоза и находятся в ней всю жизнь до гибели. Обычно это высокоспециализированные клетки, которые не могут совмещать эффективное выполнение своих функций и размножение. Например, в фазе G0 находится большинство нейронов головного мозга.

Биологическое значение митоза — образование генетически одинаковых дочерних клеток с тем же набором хромосом, что был у материнской клетки. Сохраняется преемственность в ряду клеточных поколений.

Что такое мейоз

Второй способ деления эукариотической клетки — мейоз. Это процесс деления клетки, во время которого получаются дочерние клетки — гаметы. У мужчин это сперматозоид, а у женщин яйцеклетка. Гаметы получают только половину генетической информации родительской клетки. Число хромосом уменьшается в два раза.

Затем гаметы могут объединяться, образуя новую клетку, сочетающую генетическую информацию обеих клеток-родителей — зиготу. Процесс слияния половых клеток называется оплодотворением. Если зигота совершит цепь митозов, сформируется новый организм.

По промокоду BIO92021 вы получите бесплатный доступ к курсу биологии 9 класса, по промокоду BIO10112021 бесплатный доступ к курсу биологии 10 класса. Выберите нужный раздел и изучайте биологию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»!

Каждая гамета человека содержит 23 хромосомы — гаплоидный набор (n). Когда гаметы объединяются, получается зигота с 46 хромосомами — диплоидный набор (2n).

Во время мейоза одна клетка с 46 хромосомами делится дважды. Первое деление называется мейоз I, второе деление называется мейоз II. Интерфаза между двумя этапами деления мейоза настолько кратковременна, что практически незаметна, и в ней не происходит удвоение ДНК. В результате образуются четыре дочерние клетки, каждая с 23 хромосомами.

Мейоз I подразделяется на четыре фазы, аналогичные фазам митоза:

Мейоз II подразделяется на четыре такие же фазы:

Биологическое значение мейоза — образование гаплоидных клеток, отличающихся генетически друг от друга: половых клеток (гамет) у животных и спор у растений.

Источник

В какую фазу митоза происходит деление цитоплазмы клетки

• Все клетки образуются в процессе деления себе подобных; этот процесс носит название митоз

• Митоз наступает после репликации хромосом. В митозе хромосомы разделяются на равные группы, и затем клетка делится с образованием двух новых клеток по линии, проходящей между ними

• Ошибки митоза носят катастрофический характер, и в клетке существуют механизмы, обеспечивающие точность его протекания

Наиболее фундаментальной характеристикой клеток, по-видимому, является самовоспроизведение: жизнь зависит от их способности к делению. Для одноклеточных организмов деление значит размножение. В сложных многоклеточных организмах деление необходимо не только для образования клеток в процессе развития, но и для замещения погибающих.

Название клетка было предложено в 1665 г. Робертом Гуком, который использовал его для обозначения мельчайших полых ячеек, видных в срезе кусочка пробки под микроскопом. Потребовалось 175 лет дальнейших работ с микроскопом для того, чтобы Шлейден и Шванн в своей «Клеточной теории» назвали клетку фундаментальной биологической единицей жизни. После признания этого основного научного достижения XIX в. возник следующий логичный вопрос: каким образом возникают новые клетки?

Хотя некоторые считали, что новые клетки образуются самопроизвольно, в 1855 г. немецкий врач Вирхов выдвинул однозначный принцип omnis cellula е cellula — каждая клетка происходит из предсуществующей родительской клетки.

В конце XIX в. в связи с разработкой и широким использованием сложных световых микроскопов произошел быстрый прогресс в изучении событий, происходящих при клеточном делении. В 1879 г. немецкий анатом Вальтер Флемминг предложил термин митоз для обозначения структуры, напоминающей двойные нити (от греч. mitos — нити), видимых внутри ядра делящейся клетки саламандры, и описал серию изменений, которые они претерпевают.

Эти нити, состоящие из ядерного материала, который Флемминг назвал хроматин, сейчас известны под названием хромосомы (от греч. chroma — цвет; soma — тело). Флемминг обнаружил, что на ранних стадиях митоза каждая хромосома состоит из двух одинаковых нитей или хроматид, примыкающих друг к другу по длине. У высших организмов каждая хромосома содержит небольшую, но заметную область сужения, известную как первичная перетяжка или центромера. Каждая клетка организма обладает одинаковым числом хромосом, которое для всех представителей данного вида одинаково. Однако у разных видов число хромосом на клетку различается — у одних видов хромосом в несколько раз больше, чем у других.

На верхнем рисунке изображено только ядро. На остальных представлена вся клетка.
После образования веретена два его полюса располагаются в центре прозрачной области цитоплазмы в верхнем левом и нижнем правом участках клетки.

Еще в 1880 г. Флемминг высказал утверждение, что все клетки воспроизводятся через «превращение ядерного вещества в нити». В 1883 г. наблюдения за процессом оплодотворения яиц морского ежа показали, что яйцеклетка и сперматозоид передают эмбриону по одинаковому числу хромосом. Двумя годами позже было обнаружено, что все ядра клеток организма образуются при повторных делениях эмбрионального ядра, которое возникло при слиянии яйцеклетки с ядром сперматозоида. Так, в 1885 г. стало очевидным, что каждая клетка содержит хромосомы от обоих родителей. Это наблюдение связало Клеточную теорию Шлейдена и Шванна с Теорией эволюции Дарвина.

Природа этой связи была установлена позже, когда обнаружилось, что хромосомы содержат клеточные гены, элементарные единицы, которые переносят признаки от поколения к поколению.

За исключением сперматозоидов и яйцеклеток, все остальные клетки организма являются диплоидными (di = 2), т. е. каждая хромосома у них присутствует в двух копиях: одна копия наследуется с яйцеклеткой от матери, а другая со сперматозоидом — от отца (клетки человека содержат 23 пары хромосом, т. е. всего 46 хромосом). Цель митоза заключается в сохранении диплоидного набора хромосом в образующихся поколениях клеток, Поскольку сперматозоиды и яйцеклетки являются гаплоидными, т. е. содержат только половинный набор хромосом по сравнению с клетками тканей организма, они не могут образовываться за счет митоза. Вместо этого такие специализированные клетки (называемые гаметы) образуются за счет процесса, называемого мейоз.

При мейозе из одной клетки-предшественника образуются четыре гаплоидных клетки, каждая из которых содержит только одну копию каждой хромосомы. Это уменьшение числа хромосом происходит за счет деления клетки дважды после репликации хромосом, а не после однократного деления, как в митозе. В отличие от митоза, цель мейоза состоит в поддержании диплоидного количества хромосом в поколениях клеток организма. Практически митоз и мейоз характеризуются многими общими чертами — основное различие между ними заключается в способе организации хромосом в начале процесса.

В статьях на сайте будут рассмотрены вопросы, связанные с функционированием митотического процесса у высших животных, главным образом у позвоночных. Хотя, в зависимости от организма, детали митоза могут различаться, основные его черты для всех клеток одинаковы. На рисунке ниже представлены фазы митоза. У высших животных первым видимым признаком приближающегося митоза является появление в ядре реплицированных хромосом. В процессе конденсации хромосом оболочка, окружающая ядро, распадается, что приводит к их высвобождению в цитоплазму. На следующем этапе хромосомы присоединяются к структуре, называемой веретено, потому, что она по форме напоминает два конуса, соединенных своими основаниями.

Это веретено или митотический аппарат генерирует усилия, необходимые для перемещения хромосом, а также указывает на то место в клетке, куда они должны двигаться. После присоединения хромосомы постепенно выстраиваются поперек середины веретена, которое играет роль экватора. Видеосъемка, первая рамка которой представлена на рисунке ниже, показывает всю последовательность событий от момента конденсации хромосом до их выстраивания.

После того как все хромосомы выстроились, каждая из них расщепляется вдоль (т. е. происходит разделение хроматид), и образующиеся две независимые группы хромосом отходят друг от друга к противоположным концам веретена, которые называются полюсами веретена деления. Наконец, хромосомы в каждой из двух отдельных групп деконденсируются, и вокруг каждой группы образуется новая оболочка. Многочисленные мелкие ядра, образующиеся на полюсах, сливаются между собой, образуя два отдельных дочерних ядра.

На протяжении многих лет определение митоза расширилось и стало включать такое понятие, как цитокинез, т. е. серию событий, в результате которых после деления ядра происходит деление цитоплазмы клетки.

Несмотря на то что сегрегация хромосом происходит с высокой точностью, иногда случаются ошибки. Ошибки в митозе или мейозе возникают на нескольких стадиях процесса и могут вызывать появление клеток, содержащих слишком мало или слишком много хромосом. Это состояние называется анеуплоидия, и его последствия зависят от организма и от времени, когда произошла ошибка. Когда оно развивается при образовании гамет (мейоз), то приводит к появлению эмбриона с синдромом дефекта рождения, когда все его клетки обладают, по меньшей мере, одной лишней или отсутствующей хромосомой.

Примером анеуплоидии у человека является синдром Дауна, при котором все клетки индивидуума содержат лишнюю копию хромосомы 21. Однако в большинстве случаев анеуплоидия у эмбриона приводит к смерти еще до завершения процесса развития. Напротив, когда это состояние возникает в момент развития, образуется мозаичный организм, различные ткани которого состоят из клеток, содержащих различное количество хромосом. Наконец, существуют убедительные доказательства в пользу того, что образование анеуплоидных клеток во взрослом организме провоцирует онкологические заболевания.

Поскольку равномерное распределение хромосом необходимо для поддержания жизнеспособности организма, митоз включает специальные процессы, обеспечивающие его безошибочность. У всех организмов точность процесса сегрегации хромосом увеличивается за счет контрольных точек проверки. В этих точках осуществляется биохимическая регуляция, которая останавливает или задерживает клеточное деление до момента окончания или коррекции определенного события в жизни клетки. Необходимость обеспечения большой точности процесса отражается в существовании множественных путей для достижения одной и той же цели, независимо от того, будет ли это образование веретена или перемещение хромосом.

Хотя митоз всегда проходит через последовательность описанных событий, для того чтобы завершить критический процесс, существует несколько различных путей. Такое дублирование механизмов митоза, которое было обнаружено лишь недавно, добавляет еще один уровень сложности ко всему процессу, но придает ему гибкость, позволяющую противостоять обстоятельствам, способным вызвать ошибки.

На вставке представлена целая метафазная хромосома в живой клетке тритона.
На основной фотографии представлена область первичной перетяжки еще одной метафазной хромосомы.
На обеих фотографиях стрелками отмечены пары сестринских хроматид (DIC — дифференциальная интерференционная микроскопия, один из методов световой микроскопии). На вставке представлены несколько целых метафазных хромосом в живой клетке тритона.
Каждое сужение представляет собой уникальную точку, которая называется первичной перетяжкой.
На фотографии в электронном микроскопе показана первичная перетяжка хромосомы при большом увеличении. Последовательность событий мейоза включает два клеточных деления.
При первом делении происходит разделение гомологичных хромосом,
при втором разделяются индивидуальные хроматиды (каждой хромосомы).
При митозе происходит только разделение хроматид. Первый видеокадр, показывающий хромосомы в начальных стадиях митоза. Митотические хромосомы клетки, полученной от больного с синдромом Дауна.
Разные хромосомы различаются по положению первичной перетяжки, по величине и по характерному расположению темных и светлых поперечных полос.
Видны три копии маленькой хромосомы 21, но только по две копии остальных хромосом.

Видео процесс и фазы митоза

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

В какую фазу митоза происходит деление цитоплазмы клетки

• При вступлении клетки в митоз сильно меняется структура ядра и цитоскелета

• В прохождении таких событий митоза, как разрыв ядерной оболочки, конденсация и сегрегация хромосом, сборка веретена и цитокинез, необходимо участие митотических киназ

Мы рассмотрели свойства представителей четырех семейств протеинкиназ, которые необходимы для инициации митоза и прохождения клетки через эту стадию цикла. Какие функции выполняют эти киназы в митозе?

Пока современные исследования только пытаются дать ответ на этот вопрос. Вхождение клетки в митоз сопровождается множеством морфологических и биохимических изменений, и все они происходят с участием киназ. В данной статье мы рассмотрим основные события митоза, которые находятся под контролем этих киназ. Приведем известные примеры роли киназ в конкретных процессах и обсудим общие свойства этих ферментов.

Одним из наиболее существенных изменений, наступающих в клетках эукариот при митозе, является разрушение барьера между ядром и цитоплазмой. При этом происходит разрушение ядерной оболочки и диссоциация ядерной ламины, структуры, придающей жесткость клеточному ядру.

Основные изменения происходят в структуре цитоскелета при вступлении клетки в митоз. К числу их относится образование митотического веретена. В течение всего клеточного цикла в клетке присутствуют микротрубочки, которые представляют собой полимеры, состоящие из димеров а- и b-тубулина. В интерфазе, центросома (аналог полярного тельца веретена у дрожжей) организует микротрубочки в длинные цитоплазматические филаменты.

Эти филаменты в митозе разбираются, центросомы расходятся (они дуплицировались в клеточном цикле раньше), и между ними образуется биполярное веретено, состоящее из микротрубочек.

Хромосомы присоединяются к концам микротрубочек веретена и затем связываются с центросомами. Место прикрепления микротрубочек к хромосоме называется кинетохором. Поскольку каждая сестринская хроматида имеет свой кинетохор, который связывается с микротрубочками, исходящими из противоположно расположенных центросом, в митозе происходит равномерная сегрегация сестринских хроматид.

Звездообразные (астральные) структуры микротрубочек вокруг каждой центросомы также образуются в митозе и взаимодействуют с клеточным кортексом. Эти структуры помогают позиционированию центросом, которые, в свою очередь, определяют ориентацию митотического веретена в клетке. В большинстве клеток плоскость деления задается положением веретена, и ее можно изменить, сдвинув его от центра.

Это происходит в определенные моменты развития многоклеточных организмов. При этом образуются дочерние клетки с неодинаковым составом и с разной дальнейшей судьбой.

К двум другим важным структурам, образующимся в митозе, относятся центральное веретено и остаточное тельце. Центральное веретено представляет собой просто середину веретена. В анафазе оно состоит из чередующихся концов микротрубочек, прикрепленных к противоположным центросомам. Эти микротрубочки не контактируют с кинетохорами, а связываются вместе антипараллельно. Остаточное тельце образуется из остатков центрального веретена в цитокинезе. Так же как и центросома, остаточное тельце содержит множество сигнальных молекул.

Ядерная ламина, состоящая из филаментных белков ламина А и В, подстилает ядерную оболочку в интерфазе.
ДНК хромосом находится в деконденсированном состоянии; ЭПР тубулярного характера и связан с ядерной оболочкой.
При наступлении митоза, ламин фосфорилируется киназой Cdk, что приводит к деградации ядерной ламины и оболочки ядра.
ЭПР также изменяет свое состояние, распадаясь на везикулы.
Происходит конденсация хромосом, и область их кинетохоров прикрепляется к микротрубочкам веретена, выходящим из центросом.
Происходит ошаривание самой клетки.

Во время митоза происходят также сильные изменения актинового цитоскелета. Актин представляет собой важнейший компонент цитоскелета, который в интерфазной клетке организован в цитоплазматические волокна. После вхождения клетки в митоз актин концентрируется в медиальной области клетки для подготовки к цитокинезу и образует борозду деления или кольцо цитокинеза.

Борозда деления состоит не только из актина, но содержит более 50 разных белков, которые регулируют образование актиновых нитей, их сборку, подвижность и оборот и активность которых определяет инвагинацию борозды деления.

Как показано экспериментально, мутации по этим сайтам, приводящие к образованию нефосфорилируемых остатков Ала, препятствуют диссоциации ламины. Таким образом, в результате этих исследований была установлена роль Cdk1 в одном из ранних событий митоза. На рисунке ниже представлена схема регуляции состояния ядерной ламины с участием Cdk1.

Протеинкиназы в митозе выполняют несколько функций, и они обнаружены во многих частях клетки. Одним из важных мест их локализации служат центросомы. Наряду с выполняемой ими ролью центров организации микротрубочек, центросомы являются сигнальными центрами, в которых накапливаются регуляторы клеточного цикла и их субстраты. Таким образом, сигналы клеточного цикла могут быстро интегрироваться, генерируя соответствующий морфологический ответ.

На центросомах локализованы все представители семейства Cdk1-циклина, Plk, Aurora и NIMA Исследования на моделях с выключенными функциями киназ показали, что они регулируют дупликацию и расхождение центросом. Более того, на центросомах были идентифицированы субстраты каждой киназы.

Например, Aurora А участвует в функционировании центросом и в их изменениях, обеспечивающих нуклеацию микротрубочек (созревание центросом) и сборку веретена. Также Aurora А направляет в центросому факторы, которые играют критическую роль в нуклеации микротрубочек.

Aurora А служит примером динамической локализации ферментов, которая свойственна большинству протеинкиназ митоза. Вместе, по меньшей мере, с тремя другими белками, а именно INCENP, Survivin и Borealin, Aurora В в анафазе мигрирует с кинетохора в центр веретена и затем в область расположения остаточного тельца в делящихся клетках. Из-за своей характерной миграции с хромосом в середину веретена эти белки получили название белки-пассажиры хромосом.

В отсутствие любого компонента комплекса, хромосомы надлежащим образом не конденсируются, не выравниваются в метафазной пластинке и не связываются с обеими центросомами.

Ключевой функцией Aurora В и других белков-пас-сажиров, расположенных на кинетохорах, является удаление связей между кинетохором и микротрубочками веретена, которые не приводят к развитию напряжений на обоих кинетохорах, т. е. удаление прикреплений, не являющихся биполярным. Вместе с тем, клетки с отсутствующими функциями какого-либо из белков пассажиров не вступают в цитокинез, поскольку киназа Aurora В необходима для организации центрального веретена и борозды деления.

Хотя расположение Plks и Cdk1 отличается от такового для Aurora В, локализация этих белков в митозе также носит динамический характер, обеспечивающий их взаимодействие с соответствующими мишенями.

Поскольку протеинкиназы играют критическую роль в митозе и цитокинезе, для идентификации их субстратов были использованы различные методы. Таким образом, удается понять молекулярные механизмы митоза. Особенно много внимания уделяется поиску субстратов комплекса Cdk1-циклин. Одним из специфических свойств микротрубочек, которое особенно проявляется в митозе, является быстрая скорость их роста и диссоциации. Это свойство обозначается термином динамическая нестабильность.

Динамическая нестабильность микротрубочек и свойства их моторных белков играют важную роль в процессе сегрегации хромосом. Cdk1 регулирует свойства митотического веретена, фосфорилируя молекулярные моторы, связанные с микротрубочками. К числу субстратов этой киназы также относятся белки, управляющие процессом конденсации хромосом, а также фрагментацией и компартментализацией аппарата Гольджи.

Суммируя изложенные сведения о вхождении клетки в митоз, и о самом процессе митоза, отметим, что в ядре и цитоплазме клеток эукариот при этом происходят различные морфологические изменения. Большинство этих изменений вызваны фосфорилированием соответствующих белков киназами митоза. Примерами являются разборка ядерной ламины, конденсация хромосом, реорганизация актинового цитоскелета, сборка и разборка митотического веретена и компартментализация аппарата Гольджи.

Видео процесс и фазы митоза

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

В какую фазу митоза происходит деление цитоплазмы клетки

Рост тела человека обусловлен увеличением размера и количества клеток, при этом последнее обеспечивается процессом деления, или митозом. Пролиферация клеток происходит под воздействием внеклеточных факторов роста, а сами клетки проходят через повторяющуюся последовательность событий, известную как клеточный цикл.

Различают четыре основные фазы клеточного цикла: G1 (пресинтетическая), S (синтетическая), G2 (постсинтетическая) и М (митотическая). Затем следует разделение цитоплазмы и плазматической мембраны, в результате чего возникают две одинаковые дочерние клетки. Фазы Gl, S и G2 входят в состав интерфазы. Репликация хромосом происходит во время синтетической фазы, или S-фазы.
Большинство клеток не подвержено активному делению, их митотическая активность подавляется во время фазы GO, входящей в состав фазы G1.

Продолжительность М-фазы составляет 30—60 мин, в то время как весь клеточный цикл проходит примерно за 20 ч. В зависимости от возраста нормальные (не опухолевые) клетки человека претерпевают до 80 митотических циклов.

Процессы клеточного цикла контролируются последовательно повторяющимися активацией и инактивацией ключевых ферментов, называемых цик дин зависимыми протеинкиназами (ЦЗК), а также их кофакторов — циклинов. При этом под воздействием фосфокиназ и фосфатаз происходят фосфорилирование и дефосфорилирование особых циклин-ЦЗК-комплексов, ответственных за начало тех или иных фаз цикла.

Кроме того, на соответствующих стадиях подобные ЦЗК-белки вызывают уплотнение хромосом, разрыв ядерной оболочки и реорганизацию микротрубочек цитоскелета в целях формирования веретена деления (митотического веретена).

G1-фаза клеточного цикла

G1-фаза — промежуточная стадия между М- и S-фазами, во время которой происходит увеличение количества цитоплазмы. Кроме того, в конце фазы G1 расположена первая контрольная точка, на которой происходят репарация ДНК и проверка условий окружающей среды (достаточно ли они благоприятны для перехода к S-фазе).

При возникновении патологий белка р53 репликация дефективной ДНК продолжается, что позволяет делящимся клеткам накапливать мутации и способствует развитию опухолевых процессов. Именно поэтому белок р53 часто называют «стражем генома».

G0-фаза клеточного цикла

Пролиферация клеток у млекопитающих возможна только при участии секретируемых другими клетками внеклеточных факторов роста, которые оказывают своё воздействие через каскадную сигнальную трансдукцию протоонкогенов. Если во время фазы G1 клетка не получает соответствующих сигналов, то она выходит из клеточного цикла и переходит в состояние G0, в котором может находиться несколько лет.

Блок G0 происходит при помощи белков — супрессоров митоза, один из которых — ретинобластомный белок (Rb-белок), кодируемый нормальными аллелями гена ретинобластомы. Данный белок прикрепляется кособым регуляторным протеинам, блокируя стимуляцию транскрипции генов, необходимых для пролиферации клеток.

Внеклеточные факторы роста разрушают блок путём активации Gl-специфических циклин-ЦЗК-комплексов, которые фосфорилируют Rb-белок и изменяют его конформацию, в результате чего разрывается связь с регуляторными белками. При этом последние активируют транскрипцию кодируемых ими генов, которые запускают процесс пролиферации.

S фаза клеточного цикла

Стандартное количество двойных спиралей ДНК в каждой клетке, соответствующее диплоидному набору одноцепочечных хромосом, принято обозначать как 2С. Набор 2С сохраняется на протяжении фазы G1 и удваивается (4С) во время S-фазы, когда синтезируется новая хромосомная ДНК.

Начиная с конца S-фазы и до М-фазы (включая фазу G2) каждая видимая хромосома содержит две плотно связанные друг с другом молекулы ДНК, называемые сестринскими хроматидами. Таким образом, в клетках человека начиная с конца S-фазы и до середины М-фазы присутствуют 23 пары хромосом (46 видимых единиц), но 4С (92) двойные спирали ядерной ДНК.

В процессе митоза происходит распределение одинаковых наборов хромосом по двум дочерним клеткам таким образом, чтобы в каждой из них содержалось по 23 пары 2С-молекул ДНК. Следует отметить, что фазы G1 и G0 — единственные фазы клеточного цикла, во время которых в клетках 46 хромосомам соответствует 2С-набор молекул ДНК.

G2-фаза клеточного цикла

Вторая контрольная точка, на которой проверяется размер клетки, находится в конце фазы G2, расположенной между S-фазой и митозом. Кроме того, на данной стадии, прежде чем перейти к митозу, происходит проверка полноты репликации и целостности ДНК. Митоз (М-фаза)

1. Профаза. Хромосомы, каждая из которых состоит из двух одинаковых хроматид, начинают уплотняться и становятся видимыми внутри ядра. На противоположных полюсах клетки вокруг двух центросом из волокон тубулина начинает образовываться веретеноподобный аппарат.

2. Прометафаза. Происходит разделение мембраны ядра. Вокруг центромер хромосом формируются кинетохоры. Волокна тубулина проникают внутрь ядра и концентрируются вблизи кинетохор, соединяя их с волокнами, исходящими из центросом.

3. Метафаза. Натяжение волокон заставляет хромосомы выстраиваться посередине в линию между полюсами веретена, формируя тем самым метафазную пластинку.

4. Анафаза. ДНК центромер, разделённая между сестринскими хроматидами, дуплицируется, хроматиды разделяются и расходятся ближе к полюсам.

6. Цитокинез. Клеточная мембрана сокращается и посередине между полюсами образуется борозда дробления, которая со временем разделяет две дочерние клетки.

Цикл центросомы

Во время фазы G1 происходит разделение пары центриолей, сцепленных с каждой центросомой. На протяжении S- и G2-фаз справа от старых центриолей формируется новая дочерняя центриоль. В начале М-фазы центросома разделяется, две дочерние центросомы расходятся к полюсам клетки.

Медицинское значение понимания клеточного цикла

Для анализа кариотипа процесс деления клетки подавляют колхицином во время метафазы.

Таксол блокирует разборку веретена деления, его используют в качестве противоопухолевого препарата.

Видео стадии и фазы клеточного цикла клетки

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник