Жизненный цикл клетки. Митоз. Мейоз

1.

Жизненный цикл клетки.
Митоз. Мейоз

2.

Клеточный цикл — это период существования клетки. Он может длиться
от момента ее появления (который наступает после окончания деления
родительской клетки) до момента завершения деления ее самой. Или
клеточный цикл длится от момента появления клетки до ее гибели. Чаще
клеточный цикл рассматривают как первый случай, т. е. период от
момента появления клетки до окончания ее деления.
1.
Пресинтетический
период (G1)
2.
Синтетич
еский
период
(S)
4.
Деление
клетки:
митоз (М)
3.
Постсинтетический
период (G2)

3.

Постмитотический (G1) период, происходящие в нем события.
Пресинтетическая фаза G1 наиболее длительная. В этот период клетка растет, в ней происходят синтезы
РНК, белков, АТФ, формирование органелл и др.
Синтетический (S) период. Его значение.
Репликация (удвоение) ДНК происходит в синтетический период. Так как хромосомы состоят не только из
молекул ДНК, но и из белков (гистонов), то происходит и их синтез. К концу синтетической фазы клеточного
цикла каждая хромосома состоит из двух одинаковых хроматид.
Премитотический (G2) период, происходящие в нём события.
В постсинтетический период клетка готовится к делению. Происходит образование структур, необходимых
для этого процесса. Также в большом количестве накапливается энергия (синтезируется АТФ).
Митотический (М) период, его общая характеристика, стадии.
Митотический цикл — это жизнедеятельность клетки от деления до следующего деления. Митотический
цикл в малодифференцированных клеточных популяциях занимает около суток. Жизненный цикл может
быть равен митотическому, но в отличие от него — это более широкое понятие и охватывает
постмитотические популяции клеток, потерявших способность к делению с высокой степенью
дифференциации.
Если клетка делится и митотический с клеточным циклом равны, то цикл означает многократное
повторение некоторой последовательности событий, причем конечное завершается к началу первого
следующей последовательности. Митотический цикл заканчивается телофазой с делением клетки, а новый
начинается при образовании двух новых клеток. Митотический цикл состоит из митоза и интерфазы. В
интерфазе различают последовательные фазы G1, S и G2.

4.

Митоз –это процесс непрямого деления клетки. В результате него образуются
две дочерние клетки с диплоидным набором хромосом, идентичные исходной
материнской.
Кстати, само слово «митоз» происходит от древнегреческого μίτος, что
означает «нить».
Деление клетки включает два важных процесса:
1. Кариокинез – деление ядра (собственно, сам митоз), при котором
происходит перераспределение хромосом, то есть молекул ДНК.
2. Цитокинез – деление цитоплазмы с органоидами.
Процесс митоза состоит из 4 последовательных фаз: профазы,
метафазы, анафазы и телофазы.

5.

Профаза
Эта стадия – самая продолжительная. К этому моменту клетка уже проделала
серьёзную «подготовительную работу»: синтезировала РНК, АТФ и необходимые
белки, увеличила число рибосом и митохондрий, обзавелась копией ДНК, удвоила
хромосомы.
Теперь хромосомы, скручиваясь, укорачиваются и утолщаются – благодаря этому
их становится хорошо видно в микроскоп. Каждая хромосома состоит из двух
молекул ДНК (хроматид), которые соединены центромерой. Центриоли расходятся к
полюсам клетки, и начинает формироваться веретено деления.
К концу профазы ядерная оболочка и ядрышко растворяются, и хромосомы
оказываются хаотично разбросаны по цитоплазме

6.

Метафаза
На этой стадии нити веретена деления соединяются с центромерами
хромосом и «перетягивают» их к центру клетки. Теперь все хромосомы
располагаются на экваторе клетки (в одной экваториальной плоскости), образуя
так называемую «метафазную пластинку». В таком положении они удерживаются
нитями веретена деления.
К концу метафазы хроматиды каждой из хромосом, соединённые
центромерой, чётко различимы и обособлены друг от друга.

7.

Анафаза
На этой фазе каждая хромосома разделяется на две дочерние. Сестринские
хроматиды каждой из хромосом одновременно, словно по команде,
разъединяются и расходятся к полюсам клетки, в результате чего у каждого
полюса оказывается одинаковый генетический материал.

8.

Телофаза
Заключительная стадия, во время которой у полюсов клетки формируются новые ядра.
Хромосомы раскручиваются (теперь они уже неразличимы в световой микроскоп), и вокруг них
начинают образовываться ядерные оболочки. Формируются ядрышки. Нити веретена деления
разрушаются. Процесс кариокинеза – деления ядра – завершён.
Телофаза плавно перетекает в цитокинез – процесс деления цитоплазмы.
Во время цитокинеза органоиды клетки распределяются (более или менее равномерно) по
двум её полюсам, а плазматическая мембрана начинает втягиваться внутрь клетки в её
экваториальной части. Образуется борозда деления, которая углубляется к центру клетки. В
результате клетка делится надвое, образуя две дочерние.

9.

10.

Биологическое значение митоза
Именно благодаря митотическому делению происходит рост организма,
регенерация и замена клеток новыми по мере их старения. Кроме того, митоз лежит в
основе вегетативного размножения всех эукариот. Этот процесс поддерживает
постоянное число хромосом и обеспечивает передачу генетической информации
следующим поколениям.

11.

Мейоз (от греч. meiosis - уменьшение) - процесс деления клеточного ядра с
образованием четырех дочерних ядер, каждое из которых содержит вдвое меньше
хромосом, чем исходное ядро. Мейоз - редукционное деление: происходит
уменьшение числа хромосом в клетке с диплоидного (2n) до гаплоидного (n). Мейоз
сопровождает образование гамет у животных и образование спор у растений. В
результате мейоза получаются гаплоидные ядра, при слиянии которых во время
оплодотворения восстанавливается диплоидный набор хромосом

12.

Мейоз состоит из 2-х последовательных делений:
I деление называется редукционное или уменьшительное.
II деление называется эквационное или уравнительное, т.е. идет по типу митоза
(значит число хромосом в материнской и дочерних клетках остается прежним).

13.

Профаза I - профаза первого мейотического деления - самая продолжительная.
Ее условно делят на пять стадий: лептотену, зиготену, пахитену, диплотену и
диакинез. Первая стадия - лептотена - характеризуется увеличением ядра. В ядре
виден диплоидный набор хромосом. Хромосомы представляют собой длинные,
тонкие нити. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. Хроматиды имеют
хромомерное строение. Начинается спирализация хромосом

14.

Во время второй стадии профазы 1 - го мейотического деления - зиготене происходит конъюгация гомологичных хромосом. Гомологичными называют
хромосомы, имеющие одинаковую форму и размер: одна из них получена от
матери, другая от отца. Гомологичные хромосомы притягиваются и
прикладываются друг к другу по всей длине. Центромера одной из парных
хромосом точно прилегает

15.

Третья стадия - пахитена - стадия толстых нитей. Конъюгирующие хромосомы
тесно прилегают друг к другу. Такие сдвоенные хромосомы называют
бивалентами. Каждый бивалент состоит из четверки (тетрады) хроматид.
Число бивалентов равно гаплоидному набору хромосом. Происходит
дальнейшая спирализация. Тесный контакт между хроматидами дает
возможность обмениваться идентичными участками в гомологичных
хромосомах. Это явление называется кроссинговер (англ. crossing over перекрест).

16.

Четвертая стадия - диплотена - характеризуется возникновением сил
отталкивания.
Хромосомы, составляющие биваленты, начинают отходить друг от друга.
Расхождение
начинается в области центромер. Хромосомы соединены между собой в
нескольких
точках. Эти точки называют хиазмами (от греч. chiasma - перекрест), т. е.
местами, где
произойдет кроссинговер. В каждой хиазме осуществляется обмен участками
хроматид.
Хромосомы спирализуются и укорачиваются

17.

Пятая стадия - диакинез - характеризуется максимальной спирализацией,
укорочением и утолщением хромосом. Отталкивание хромосом
продолжается, но они
остаются соединенными в биваленты своими концами. Ядрышко и ядерная
оболочка
растворяются. Центриоли расходятся к полюсам.
Таким образом, в профазе 1-го мейотического деления происходят три
основных процесса:
1) конъюгация гомологичных хромосом;
2) образование бивалентов хромосом или тетрад хроматид;
3) кроссинговер

18.

Метафаза I. В метафазе первого мейотического деления биваленты хромосом
располагаются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку. К ним
прикрепляются нити веретена деления.
Анафаза I. В анафазе первого мейотического деления к полюсам клетки расходятся
хромосомы, а не хроматиды. В дочерние клетки попадают только по одной из пары
гомологичных хромосом.
Телофаза I. В телофазе первого мейотического деления число хромосом в каждой
клетке становится гаплоидным. Хромосомы состоят из двух хроматид. Вследствие
кроссинговера при образовании хиазм, хроматиды генетически не однородны. На
короткое время образуется ядерная оболочка, хромосомы деспирализуются, ядро
становится интерфазным. Затем у животной клетки начинается деление цитоплазмы, а
у растительной клетки формирование клеточной стенки. У многих растений нет
телофазы I, клеточная стенка не образуется, нет интерфазы II, клетки сразу переходят из
анафазы I в профазу II.

19.

Интерфаза II. Эта стадия есть только у животных клеток. Во время интерфазы
между первым и вторым делением в S период не происходит редупликация молекул ДНК.
Второе мейотическое деление называют эквационным. Оно похоже на митоз. Из
хромосом, имеющих две хроматиды, образуются хромосомы, состоящие из одной
хроматиды.
Профаза II. В профазе второго мейотического деления хромосомы утолщаются и
укорачиваются. Ядрышко и ядерная оболочка разрушаются. Образуется веретено деления.
Метафаза II. В метафазе второго мейотического деления хромосомы выстраиваются
вдоль экватора. Нити ахроматинового веретена отходят к полюсам. Образуется
метафазная пластинка.
Анафаза II. В анафазе второго мейотического деления центромеры делятся и тянут
за собой к противоположным полюсам отделившиеся друг от друга хроматиды,
называемые хромосомами.
Телофаза II. В телофазе второго мейотического деления хромосомы
деспирализуются, становятся невидимыми. Нити веретена исчезают. Вокруг ядер
формируется ядерная оболочка. Ядра содержат гаплоидный набор хромосом. Происходит
деление цитоплазмы и образование клеточной стенки у растений. Из одной исходной
клетки образуются четыре гаплоидных клетки

20.

21.

Значение мейоза.
Мейоз выполняет следующие функции при делении:
1. Поддержание постоянства числа хромосом. Если бы не возникало
редукции числа хромосом при гаметогенезе, и половые клетки имели
гаплоидный набор хромосом, то из поколения в поколение возрастало
бы их число.
2. При мейозе образуется большое число новых комбинаций
негомологичных хромосом.
3. В процессе кроссинговера имеют место рекомбинации генетического
материала.
Практически все хромосомы, попадающие в гаметы, содержат участки,
происходящие как первоначально от отцовской, так и от материнской
хромосомы. Этим достигается большая степень перекомбинации
наследственного материала. В этом одна из причин изменчивости
организмов, дающая материал для отбора.

22.

23.

Митоз
Мейоз
1. Способ образования соматических клеток.
2. Состоит из одного деления.
3. Состоит из двух делений.
4. Происходит кроссинговер или коньюгация .
5. Не происходит кроссинговера или коньюгации.
6. В результате образуется две клетки.
7. В результате образуется четыре клетки.
8. Набор хромосом в образовавшихся клетках отличается от материнского.
9. Набор хромосом в образовавшихся клетках идентичен материнскому
10. Происходит в клетках для роста, развития, заживления ран, обновления тканей.
11. Происходит в клетках для формирования половых клеток
12.Способ образования половых клеток.