МИТОЗ, МЕЙОЗ И КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ

Митоз — это форма деления эукариотических клеток, в результате которой образуются две дочерние клетки с тем же генетическим компонентом, что и родительская клетка. Хромосомы, реплицированные во время S-фазы, делятся таким образом, чтобы каждая дочерняя клетка получила копию каждой хромосомы. Клетки воспроизводят генетически идентичные копии самих себя посредством циклов роста и деления. Диаграмма клеточного цикла слева показывает, что цикл клеточного деления состоит из 4 стадий: G1 — это период после деления клетки и до начала репликации ДНК. Клетки растут и контролируют окружающую среду, чтобы определить, следует ли им начать следующий цикл клеточного деления. S — это период синтеза ДНК, когда клетки реплицируют свои хромосомы. G2 — это период между окончанием репликации ДНК и началом деления клетки. Клетки проверяют, успешно ли завершилась репликация ДНК, и производят необходимые исправления. М — это фактический период клеточного деления, состоящий из профазы, метафазы, анафазы, телофазы и цитокинеза. Хромосомы впервые были названы цитологами, наблюдавшими за делящимися клетками под микроскопом. Современное определение хромосомы теперь включает в себя функцию наследственности и химический состав. Хромосома — это молекула ДНК, которая несет всю или часть наследственной информации организма. В эукариотических клетках ДНК упакована с белками в ядре и изменяется по структуре и внешнему виду на разных этапах клеточного цикла. Хромосомы конденсируются и становятся видимыми при световой микроскопии, когда эукариотические клетки вступают в митоз или мейоз. Во время интерфазы (G1 + S + G2) хромосомы полностью или частично деконденсируются в виде хроматина, который состоит из ДНК, намотанной вокруг гистоновых белков (нуклеосом). В фазе G1 каждая хромосома представляет собой одну хроматиду. В фазе G2, после репликации ДНК в S-фазе, когда клетка переходит в профазу митоза, каждая хромосома состоит из пары идентичных сестринских хроматид, где каждая хроматида содержит линейную молекулу ДНК, идентичную соединенной сестринской хроматиде. Сестринские хроматиды соединены в центромерах, как показано на изображении ниже. Пара сестринских хроматид представляет собой одну реплицированную хромосому, единый пакет наследственной информации. Митоз производит две дочерние клетки, генетически идентичные друг другу и родительской клетке. Диплоидная клетка начинается с 2N хромосом и 2-кратного содержания ДНК. После репликации ДНК клетка остается генетически диплоидной (число хромосом 2N), но имеет 4-кратное содержание ДНК, поскольку каждая хромосома реплицировала свою ДНК. Каждая хромосома теперь состоит из соединенной пары идентичных сестринских хроматид. Во время митоза сестринские хроматиды разделяются и перемещаются к противоположным концам делящейся клетки. Митоз завершается образованием двух идентичных клеток, каждая из которых имеет 2N хромосом и в 2 раза больше ДНК. Все эукариотические клетки реплицируются посредством митоза, за исключением клеток зародышевой линии, которые подвергаются мейозу (см. ниже) для образования гамет (яйцеклеток и сперматозоидов). Профаза – хромосомы конденсируются; каждая хромосома состоит из пары идентичных сестринских хроматид, соединенных центромерой. Метафаза – хромосомы выстраиваются в середине клетки, вдоль плоскости клеточного деления, под действием микротрубочек веретенообразного аппарата. Анафаза – сестринские хроматиды разделяются и мигрируют к противоположным концам клетки. Телофаза – хроматиды группируются на противоположных концах клетки и начинают деконденсироваться. Цитокинез – мембрана сжимается, разделяя две дочерние клетки. Мейоз Это особая последовательность из двух клеточных делений, в результате которой из диплоидных клеток зародышевой линии образуются гаплоидные гаметы. Начинается все с диплоидной клетки, прошедшей репликацию хромосомной ДНК: 2N хромосом, содержание ДНК в 4 раза больше. Два последовательных деления без дополнительной репликации ДНК приводят к образованию 4 гаплоидных гамет: 1N хромосом, содержание ДНК в 1 раз больше. На этой странице NOVA представлено хорошее интерактивное сравнение митоза и мейоза: Как делятся клетки Мейоз закладывает основу для менделевской генетики. Студентам необходимо знать, что большая часть генетических процессов происходит в первом мейотическом делении: гомологичные хромосомы объединяются в пары и выстраиваются в ряд (синапсис) в профазе I; кроссинг-овер происходит между гомологичными хромосомами в профазе I, до того, как хромосомы выстраиваются на метафазной пластинке; гомологичные хромосомы разделяются на дочерние клетки (сестринские хроматиды не разделяются) в первом делении, создавая гаплоидные (1N) клетки; разделение каждой пары гомологичных хромосом происходит независимо, поэтому в двух дочерних клетках возможны все возможные комбинации материнских и отцовских хромосом — это основа закона независимого расщепления Менделя; первое деление — это когда дочерние клетки становятся функционально или генетически гаплоидными. Ч...