Мітоз Його фази і біологічне значення

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

“МІТОЗ. ЙОГО ФАЗИ

І БІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ”

План:

1. Мітоз

2. Підготовка до поділу клітин

3. Фази мітозу

4. Типи поділу і розмноження

5. Висновок

6. Список літератури

Мітоз

Здатність до поділу - найважливіша властивість кліток. Без поділу неможливо уявити собі збільшення числа одноклітинних істот, розвиток складного багатоклітинного організму з однієї заплідненої яйцеклітини, поновлення кліток, тканин і навіть органів, втрачених у процесі життєдіяльності організму.

Поділ кліток здійснюється поетапно. На кожнім етапі поділу відбуваються визначені процеси. Вони приводять до подвоєння генетичного матеріалу (синтезу ДНК) і його розподілу між дочірніми клітками. Період життя клітки від одного поділу до наступного називається клітинним циклом.

Підготовка до поділу

Еукаріотичні організми, що складаються з кліток, що мають ядра, починають підготовку до розподілу на визначеному етапі клітинного циклу, в інтерфазі.

Саме в період інтерфази в клітці відбувається процес біосинтезу білка, подвоюються всі найважливіші структури клітки. Уздовж вихідної хромосоми з наявних у клітці хімічних сполук синтезується її точна копія, подвоюється молекула ДНК. Подвоєна хромосома складається з двох половинок - хроматид. Кожна з хроматид містить одну молекулу ДНК.

Інтерфаза в клітках рослин і тварин у середньому продовжується 10 - 20 ч. Потім настає процес розподілу клітки - мітоз.

Під час мітозу клітка проходить ряд послідовних фаз, у результаті яких кожна дочірня клітка одержує такий же набір хромосом, який був у материнській льотці.

Мітоз (від греч. mitos- нитка), непрямий розподіл, основний спосіб розподілу еукаріотних кліток. Біологічне значення мітозу складається в строго однаковому розподілі редуплікованих хромосом між дочірніми клітками, що забезпечує утворення генетично рівноцінних кліток і зберігає наступність у ряді клітинних поколінь. У 1874 И. Д. Чистяков описав ряд стадій (фаз) М. у спорах плаунів, ще не ясно представляючи собі їхню послідовність. Детальні дослідження з морфології М. уперше були виконані Е. Страсбургером на рослинах (1876-79) і В. Флеммінгом на тварин (1882). Тривалість мітозу в середньому 1-2 ч., різна для різних видів кліток. Процес залежить також і від умов зовнішнього середовища (температури, світлового режиму й інших показників).

Фази мітозу

У процесі мітозу умовно виділяють декілька стадій, поступово і безупинно перехідний друг у друга: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу і телофазу. Тривалість стадій мітозу різна і залежить від типу тканини, фізіологічного стану організму, зовнішні факторів; найбільш тривалі перша й остання.

У профазі добре видні центріолі - утворення, що знаходяться в клітинному центрі і грають ролі в розподілі дочірніх хромосом тварин. (Нагадаємо, що у вищих рослин немає центріолей у клітинному центрі, що організує розподіл хромосом.) Ми ж розглянемо мітоз на прикладі тваринної клітки, оскільки присутність центріолей робить процес розподілу клітки більш наочним. Центріолі поділяються і розходяться до різних полюсів клітки. Від центріолів протягаються мікротрубочки, що утворять нитки веретена розподілу, що регулює розбіжність хромосом до полюсів клітки, що ділиться

Найважливіші ознаки профази - конденсація хромосом, розпад ядерець і початок формування веретена розподілу, зниження активності транскрипції (до кінця профази синтез РНК припиняється). Веретено розподілу утвориться або за участю центріолів, утворити мітотичний апарат (у клітках тварин і деяких нижчих рослин), або без них (у клітках вищих рослин і деяких найпростіших). У водоростей, нижчих грибів і ряду найпростіших веретено може формуватися усередині ядра (т.зв. закритий М.). Прометафаза починається розпадом ядерної оболонки на фрагменти і безладні рухи хромосом у центр. частини клітки, що відповідає зоні колишнього ядра. При "закритому М." оболонка ядра зберігається протягом усього М. Хромосоми спірализуються й у результаті цього коротшають і товщають, і їх уже можна спостерігати у світловий мікроскоп. Ще краще вони видні на наступній стадії мітозу - метафазі.

У Метафазі завершується формування веретена розподілу. Хромосоми перестають рухатися і вибудовуються по екваторі веретена, утворити екваторіальну пластинку. При цьому добре видно, що кожна хромосома, що складається з двох хроматид, має перетяжку - центроміру (рис 2). Хромосоми своїми центромірами прикріплюються до ниток веретена розподілу. Після розподілу центроміри кожна хроматида стає самостійною дочірньою хромосомою. Синтез білка знижений на 20-30% у порівнянні з інтерфазою. На цій стадії М. клітки наиб. чуттєві до холоду, колхіцину, його похідним і ін. агентам, вплив яких руйнує веретено поділу і приводить до зупинення поділу кліток (До-мітоз). При низьких дозах агентів, що ушкоджують, нормальний плин М. відновлюється через кілька годин після їх впливу; більш високі дози приводять або до загибелі клітки, або до її поліплоїдизації.

Анафаза - сама коротка стадія М. Характеризується поділом сестриних хроматид і розбіжністю хромосом до протилежних полюсів клітки. Швидкість їхнього руху в середньому 0,2-5 мкм/хв. У ряді випадків рух хромосом до полюсів клітки супроводжується додатковою розбіжністю полюсів друг від друга.

Тілофаза триває з моменту припинення руху хромосом до закінчення процесів, зв'язаних з реконструкцією дочірніх ядер (деспіралізація й активізація хромосом, утворення ядерної оболонки, формування ядерець), з руйнуванням веретена розподілу, поділом тіла материнської клітки на 2 дочірні й утворенням (у клітках тварин) залишкового тельця Флеммінга. Вона починається після того, як дочірні хромосоми, що складаються з однієї хроматиди, досягли полюсів клітки. На цій стадії хромосоми знову деспіралізуются і здобувають такий же вид, який вони мали до початку розподілу клітки в інтерфазі (довгі тонкі нитки). Навколо них виникає ядерна оболонка, а в ядрі формується ядерце, у якому синтезуються рибосоми. У процесі розподілу цитоплазми всі органоїди (мітохондрії, комплекс Гольджи, рибосоми й ін.) розподіляються між дочірніми клітками більш-менш рівномірно.

По завершенні цитотомії клітки вступають в інтерфазу, до-раю починається G₁- періодом наступного клітинного циклу.

Типи розмноження і поділу

Розмноження апоміктне (апоміксис) - розмноження деяких цветкових рослин семенами, развиваючогося з незаплідненої яйцеклітини. Апоміксис обумовлений різними чи спрощеннями аномаліями гаметогенеза. При цьому майбутній зародок може почати розвиток навіть з інших кліток, близьких до яйцеклітини. У залежності від хромосомного набору вихідних кліток можуть утворюватися як гаплоїдні, так і диплоїдні нащадки батьківської рослини.

Апоміксис широко зустрічається в розоцветних, складноцвітних і в деяких інших сімействах квіткових рослин. Утворяться при апоміктном розмноженні нові рослини генетично майже цілком ідентичні материнському.

Розмноження безстатеве - вегетативне (частинами батьківської рослини) чи апоміктичне (через утворення насінь з незапліднених яйцеклітин).

Розмноження вегетативне - розмноження вищих рослин окремими частинами батьківського організму (виводкові бруньки, вуси, столони, корневищние втечі й ін.). При цьому нові рослини, що утворяться, генетично цілком ідентичні батьківському.

Розмноження полове насінних рослин - розмноження семенами нормального (не апомиктного) походження. Нові особи, що утворяться, мають генотипи, відмінні від батьківських організмів.

Розмноження полове спорових рослин - розмноження спорами через утворення окремого покоління гаметофитов. Гаметофіти утворить полові органи і гамети. Злиття останніх приводить до появи зиготи, дающей початок новому поколінню спорофита.

Запліднення (злиття гамет) відбувається в плаунів, хвощів, папоротей завдяки активному пересуванню гамет у водяному середовищі, що можливо тільки при достатній зволоженості місць виростання гаметофитов.

Висновок

У результаті мітозу з однієї клітки виходять дві, кожна з який має характерно для даного виду організму число і форму хромосом, а отже, постійна кількість ДНК.

Біологічне значення мітозу полягає в тім, що він забезпечує сталість числа хромосом у всіх клітках організму. У процесі мітозу відбувається розподіл ДНК хромосом материнської клітки строго нарівно між виникаючими з її двома дочірніми клітками. У результаті мітозу всі клітки тіла, крім полових, одержують ту саму генетичну інформацію. Такі клітки називаються соматичними (від гречок. "сома" - тіло).

Список літератури:

1. Біологічний енциклопедичний словник / Головний ред. М.С.Гиляров