Що таке мітоз? Біологічне значення процесу

Що таке мітоз? Біологічне значення процесу

У біології досить багато цікавих і загадкових тем, і одна з них - це будова клітини і процеси її життєдіяльності. У знаннях про клітину найбільш інтригуючою подією по праву вважається її поділ. Що таке мітоз (ділення), яка його сутність і значення? Про це йдеться в цій статті.

Види репродукції клітин

Розмноження - невід 'ємна частина всього живого на нашій планеті. Ця особливість притаманна всім живим організмам і клітинам як найменшій структурній одиниці організму. Виділяють такі види поділу клітин:


  • Мітоз - неполовий поділ клітини, або поділ навпіл.
  • Мейоз - поділ, при якому відбувається редукція кількості хромосом. Так утворюються статеві клітини - гамети з половинним набором хромосом.
  • Ендомітос - у цьому випадку редуплікація (подвоєння) хромосом відбувається в ядрі, клітина не ділиться, а збільшується в розмірі. Один із способів поліплоїдії - багаторазового збільшення диплоїдного набору хромосом
  • Політенія - клітинного ділення не відбувається, збільшується кількість хромонем у хромосомах. Це також призводить до поліплоїдії і збільшення ядра і цитоплазми.

Клітинний цикл

Для розмноження клітин потрібна реплікація (подвоєння) ДНК, адже тільки так можливий простий поділ клітини на дві ідентичні дочірні. Ось що таке мітоз (mitosis, з греч. mitos - нитка) - це спосіб ділення клітин з точним поділом генетичного матеріалу між дочірніми клітинами. При цьому процес реплікації генетичного матеріалу і його розподіл між дочірніми клітинами розділені в часі.

Період, який передує мітозу клітини, називається інтерфазою. Саме в цей період відбувається реплікація ДНК.

Періоди між ділом (мітозом) або загибеллю клітини називають клітинним циклом.

Період інтерфази - найдовший у клітинному циклі. Він передбачає накопичення енергетичних і структурних компонентів, які будуть потрібні для ділення, і синтез нуклеотидів, необхідних для реплікації дезоксирибонуклеїнових кислот.

Цитологія процесу

Утворення двох ідентичних материнської клітин - ось що таке мітоз. Такий тип поділу властивий всім соматичним клітинам багатоклітинного організму і став одним із способів неполового розмноження одноклітинних. Процес мітозу розділений на чотири фази, які йдуть одна за одною. Фази поділяються у відповідності з фізико-хімічним станом цитоплазми і місцем знаходження і зовнішнім виглядом хромосом. Тривалість і особливості цих фаз різні для різних типів клітин, але послідовність і головні особливості залишаються незмінними для будь-якого мітозу. Що таке стадії даного типу поділу і які їх відмінності, розглянемо далі.

Перша фаза - профаза

На цій стадії відбувається спіралізація хромосом (конденсація і ущільнення), які були подвоєні в інтерфазі. Саме на цій стадії хромосоми стають видні в світловий мікроскоп. Цитоплазма клітини стає в 'язкою, руйнуються оболонки ядра, а центріолі формують веретено ділення - це система з мікротрубочок з білка тубуліну, що тягнеться від полюсів клітини до її екватора. Саме веретено поділу відповідатиме за чітку розбіжність хромосом.


Метафаза і анафаза - такі стадії мітозу

Що таке відбувається далі? Саме ці дві фази вважають найголовнішими при поділі клітин. У метафазі хромосоми шикуються по екватору клітини і утворюють екваторіальну платівку, яку називають материнською зіркою. Кожна хромосома прикріплюється до мікротрубочок веретена ділення своїми центромерами. В анафазі нитки міофібрил, які фіксують веретено ділення, починають скорочуватися і розтягують хроматиди до полюсів клітини. Анафазу називають стадією дочірніх зірок. До закінчення анафази у кожного полюса збирається диплоїдний набір хромосом.

Заключна стадія мітозу

Вона називається телофазою. На цій стадії починається процес цитокінезу - фізичного поділу клітини. Хромосоми у полюсів деспіралізуються (розкручуються і зв 'язуються з білками), формується ядерна оболонка і перетяжка, яка розділить клітку на дві. У рослинної клітини ця перетяжка утворюється з внутрішньоклітинної пластини, а в тварин клітинах поділ відбувається за рахунок формування борозни ділення.

Тривалість фаз і регуляція процесу

Тривалість такого ділення різна у різного типу клітин. У тварин клітинах він триває 30-60 хвилин, у рослинних - 2-3 години. Тривалість стадій мітозу також різна і залежить від безлічі факторів (розмір клітини, плоїдність, умови зовнішнього середовища). Однак більш тривалими є фази ділення, пов "язані з синтезом речовин - про- і телофазу. Наприклад, у клітинах ссавців профаза мітозу триває 25-30 хвилин, метафаза і анафаза - близько 15 хвилин кожна, а телофаза може тривати до 40 хвилин. У організмі багатоклітинних мітотична активність клітин контролюється нейрогуморально. У ній беруть участь нервова система і гормони органів внутрішньої секреції (наприклад, гормони надниркових, гіпофіза, щитовидки і статеві гормони). При порушенні нейрогуморальної регуляції відбувається зміна мітотичної активності, що ми спостерігаємо в клітинах різних пухлин.

Критичні точки

Клітинний цикл - це складний процес, який вимагає суворого контролю з боку клітини. Стадії повинні проходити строго одна за одною, при цьому важливо повне завершення попередньої. Контрольні точки - це точки, які гарантують перехід до подальших фазів і забезпечують точність передачі інформації. Виділяють три такі точки в клітинному циклі.

Перша - початок процесу реплікації ДНК і підготовка до поділу. Якщо стануться порушення в цій точці, це призведе до розривів ДНК і порушення цілісності хромосом.

Друга - перевірка якості та повноти реплікації спадкового матеріалу. У разі порушень у цій точці відбувається порушення каріотипу клітин.

Третя - це початок анафази мітозу, коли має відбутися розбіжність хромосом до полюсів.


Вивчення процесів, що відбуваються в цих точках, допоможе вдосконалити методи регенерації тканин і органів, знайти шляхи запобігання порушень клітинного циклу і запобігти неконтрольованому діленню клітин. Порушення клітинного циклу і патологічний мітоз може бути викликаний також впливом отрут або токсинів, екстремальними факторами (перегрів, кисневе голодування, іонізуюче випромінювання). До патологічного мітозу можуть призводити і вірусні інфекції.

Біологічне значення мітоза

Такий тип ділення клітин забезпечує точну передачу спадкової інформації в ряду послідовних клітинних циклів. Ця передача зберігає каріотип (набір хромосом) організмів кожного виду і стабільність видів у процесі еволюції (історичного розвитку).

Усі соматичні клітини багатоклітинного організму діляться мітотично, що забезпечує зростання організму. Крім того, значення мітозу - у забезпеченні регенерації тканин і органів і в заміщенні клітин. Наприклад, кістковий мозок постійно оновлює склад формених елементів крові.

Безліч тварин і рослин вибрали саме такий спосіб неполового розмноження (одноклітинні, кишечнополісні, і не тільки). Природним доказом повної ідентичності клітин, утворених шляхом мітозу, служать однояйцеві близнюки, які походять від однієї зіготи, що поділилася шляхом мітозу на ранніх стадіях ембріонального розвитку.