Мітоз

мітоз (Від грецького слова - нитка), каріокінез - основний спосіб розподілу ядер клітин.

У більшості випадків за митозом слід без затримки розподіл всієї клітини - цитотомія, але іноді її немає, і тоді в результаті послідовних мітозів утворюються дво- і багатоядерні клітини. Митозом часто називають розподіл клітини цілком.

Мітоз забезпечує рівномірний розподіл подвоєного генетичного матеріалу в два дочірніх ядра з одного материнського. Подвоєння генетичного матеріалу ядра - хромосом - відбувається задовго до мітозу, в 5-періоді інтерфази.

Початком мітозу прийнято вважати момент, коли починається конденсація хромосом в ядрі. У цей час хромосоми стають помітні в світловий мікроскоп (до мітозу, в інтерфазі, в ядрі можна бачити по-різному розподілений матеріал хромосом - хроматин, але розрізнити окремі хромосоми як відокремлені структури не можна). Паралельно в клітці починає формуватися мітотичний апарат (ахроматинового фігура), що складається з полярних тілець - центросом і мікротрубочок. Ядерна оболонка залишається поки цілої, вміст ядра і цитоплазми не перемішується. Ця перша стадія мітозу називається Профазі.

На наступній стадії - в прометафазі - спочатку руйнується ядерна оболонка. Ядерний сік і цитоплазма смешіваются- хромосоми починають двігаться- ядерце зникає (точніше, частина речовини ядерця входить до складу хромосом і переноситься з ними в дочірні ядра). Центросоми розходяться, що ростуть від них мікротрубочки вступають в контакт з хромосомамі- мітотичний апарат набуває форму веретена.

На третій стадії - в метафазі - в результаті невпорядкованих на перший погляд рухів хромосоми вишиковуються в одній рівновіддаленою від центросом площині, утворюючи метафазну пластинку, або зірку. Тепер хромосоми міцно закріплені в митотическом апараті. У більшості організмів вони закріплюються не по всій довжині, а в одному спеціальній дільниці - центромере (первинної перетяжки). На ній ще на початку мітозу утворюється пара спеціальних бляшок - кінетохор. Кожен кінетохор з одного боку скріплений з хромосомою, а з іншого від нього відходить пучок мікротрубочок (кінетохорная нитка). У метафазі пучки кінетохорних микротрубочек розташовуються паралельно микротрубочкам, що йде від центросом (полюсів веретена). Пара кінетохор на одній хромосомі спрямована до протилежних полюсів.

У першій половині мітозу кожна хромосома клітини подвійна. Вона складається з двох ідентичних копій - хроматид. За однією хроматиді для кожного дочірнього ядра. Дві хроматиди з`єднані на початку мітозу в області центромери, і від кінетохор до обох полюсів веретена тягнуться пучки мікротрубочок.

Ключовий момент мітозу - його четверта стадія, або анафаза. У анафазе дві хроматиди кожної хромосоми одночасно роз`єднуються і розходяться до полюсів веретена. Хромосоми рухаються кінетохор вперед, їх плечі відхиляються назад. Незабаром після початку розбіжності хромосом починають розходитися і полюси веретена. В результаті веретено поділу в анафазе подовжується (у деяких нижчих організмів в 2-3 рази). Рух хромосом відбувається строго одночасно і дуже повільно - зі швидкістю 0,2-2 мкм / хв. При спостереженні за живими клітинами в мікроскоп видно, що швидкість руху хромосом приблизно така ж, як у кінчика хвилинної стрілки великих настінних годинників.

Механізм розбіжності хромосом в анафазе складний і зрозумілий в даний час тільки в загальних рисах. Можна з упевненістю сказати, що він пов`язаний з мікротрубочками веретена, так як будь-яке пошкодження їх блокує розбіжність хромосом. Відома сила, що прикладається мйтотіческім апаратом до кінетохор, - вона приблизно в 1000 разів більша за ту, якої вистачило б, щоб рухати хромосоми через середу з в`язкістю, близькою до внутрішньоклітинної. Кінетохорная нитку в мета- і анафазе нерастяжима, але і не пружна - її можна уподібнити тонкому сталевому тросика. У міру руху хромосом веретена нитки коротшають, але, як це відбувається, до цих пір неясно. Очевидно, рух хромосом забезпечується за рахунок ковзання одних микротрубочек (кінетохорних) по іншим (полюсним), і механізм його схожий на ковзання мікротрубочок в джгутики і віях.

Після просторового відокремлення двох груп хромосом починається реконструкція дочірніх ядер, мітотичний апарат розпадається. Йде остання стадія мітозу - тіло-фаза. Всі процеси в телофазе нагадують прокручуємо навпаки профазу: хромосоми розрихлюються, на них налипає фрагменти майбутньої ядерної оболонки, які, зливаючись один з одним, відокремлюють ядро від цитоплазми. Виникають маленькі первинні ядерця, вони ростуть і зливаються в одне або кілька ядерець інтерфазних клітини. Микротрубочки мітотичного апарату деполімеризуються, і з їх матеріалу в подальшому будуються мікротрубочки інтерфазної клітини. У телофазе перебудовуються і полюси мітотичного апарату. У клітинах багатоклітинних тварин, де до складу центросом входять центриоли, перебудови порівняно невеликі. А в клітинах найпростіших і вищих рослин після закінчення мітозу ми часто взагалі не можемо побачити центросом - вони знову з`являться тільки на початку наступного поділу.

У житті клітини мітоз порівняно недовгий: в клітинах ссавців він йде близько 1 ч. Процес розбіжності хромосом до полюсів триває від 1 до 10 хв. Але мітоз - це кінцевий етап великої підготовчої роботи, яку клітина проробляє в інтерфазі. Особливість мітозу в тому, що під час нього ДНК, зібрана в щільні хромосоми, не виконує свою основну функцію матриці для синтезу РНК. Знижується швидкість і інших синтетичних процесів в клітині. Тому зростання клітини закінчується перед вступом в мітоз і поновлюється в дочірніх клітинах після кінця поділу. В результаті підготовка до поділу займає у клітин від 8-10 до десятків годин.

Винятком є тільки дроблення заплідненої яйцеклітини, коли мітози слідують один за одним майже без перерви. Таке можливо тому, що в яйцеклітині накопичено практично все необхідне на багато поділів вперед. В інтерфазі при дробленні (вона триває всього кілька десятків хвилин) відбувається тільки подвоєння хромосом і полярних тілець. Самі ж клітини не ростуть і не виконують на відміну від більшості клітин дорослого організму ніяких спеціальних функцій.

Джерело: Енциклопедичний словник юного біолога. Укладач Аспиз М. Е. Видавництво "Педагогіка", Москва, 1985