Як розмножуються клітини

Одне покоління змінює інше, організми народжуються і вмирають, але види живуть тисячоліття, зберігаючи свої ознаки в основних рисах незмінними. кожне рослина або тварина залишає після себе потомство, і цей процес повторюється знову і знову.

Послідовні стадії мітозу (кольору умовні).

Наступність організмів створює безсмертя виду. Наступність організмів - це перш за все спадкоємність клітин. дві статеві клітини - батьківський сперматозоїд і материнська яйцеклітина, - зливаючись, утворюють одну клітку - зиготу, володіє задатками ознак батьківського і материнського організмів. Ця клітина ділиться незліченне число раз, створюючи новий організм. Досягнувши зрілості, організми розмножуються знову.

спосіб розмноження клітин був відкритий далеко не відразу. Думка, що кожне ядро також відбувається тільки з ядра, виникла у вчених давно. Але вони вважали, що ядро просто ділиться на дві приблизно рівні частини. Роль ядра, вірніше складових частин ядра, в такому найважливішому акті життєдіяльності, як поділ клітин, була остаточно з`ясована лише до кінця XIX в.

Відео: Урок біології №28. Поділ клітини. мітоз

Ще в 50-х роках XIX ст. німецький ботанік В. Гофмейстер виявив в ядрі клітин традесканції своєрідні структури. Не знаючи їх істинного призначення, Гофмейстер замалював ці вигнуті палички. Замалював і забув про своє малюнку. А це була величезна знахідка: Гофмейстер відкрив хромосоми. Відкриття залишалося непоміченим до тих пір, поки в 70-х роках XIX ст. хромосоми не притягнули увагу вчених.

Перш за все вчені помітили деякі особливості руху хромосом в клітинах, що діляться. Перетворення хромосом під час ділення клітин обростали подробицями. По-перше, було виявлено розщеплення хромосом на дві однакові частини у всіх клітинах, що діляться. По-друге, виявилося, що у всіх випадках хромосоми розподілялися між дочірніми клітинами точно порівну. Варто цього процесу порушитися, і організми, клітини яких отримували нерівне число хромосом, захворювали і вмирали. По-третє, було встановлено, що кожному з видів тварин і рослин властиво своє число хромосом в ядрах клітин. Знайшлися організми, у яких статеві клітини містили всього по одній хромосомі (наприклад, один з видів аскарид). А у деяких організмів (серед найпростіших) число хромосом більше трьохсот. У наш час твердо встановлено, що хромосомний набір - одна з найважливіших характеристик живих організмів.

Відео: Розмноження клітин

Але якщо число хромосом в ядрі кожної клітини має бути строго постійним, повинен існувати якийсь особливий механізм, завдяки якому зберігається це число хромосом. Такий механізм поділу клітин було виявлено насправді. Процес поділу ядра, або мітоз, в наш час добре вивчений. Всі стадії мітозу мають свої назви. Коли хочуть сказати про що не ділиться, що спочиває ядрі, кажуть, що воно знаходиться в интерфазе - фазі, проміжної між двома послідовними поділами. Що ж являє собою інтерфазна ядро?

Почнемо з його межі. Подібно древнім фортецям, оточеним двома стінами, ядро укладено в двошарову оболонку. Ця двошаровий захист ядра пронизана порами, через які ядро може спілкуватися з навколишнім його з усіх боків цитоплазмой.

За оболонкою розташоване вміст ядра, яке в звичайний мікроскоп виглядає як суцільна злегка зерниста маса. Зернятка невеликі і рівномірно розподілені по ядру. У ядрі за допомогою світлового мікроскопа вдається виявити тільки одну деталь - кулясту або овальну структуру, яку назвали ядерцем. Якщо ж розглядати ядро не в світловий, а в електронний мікроскоп, то вдається помітити довгі, дуже тонкі нитки. Вони невидимі в звичайний світловий мікроскоп.

Як вдалося встановити, ці нитки складені з особливих полімерних молекул нуклеїнових кислот, оточених молекулами особливих (так званих гістонів) білків. В кінці інтерфази перед митозом відбувається важлива зміна в нуклеїнових кислотах: їх молекули подвоюються. Поруч з наявної ниткою вибудовується друга така ж нитку.

Відео: Курс | Біологія, клітини

Перша стадія непрямого поділу ядра - мітозу (або каріокінез, як його раніше називали) - отримала назву профази. Зернятка інтерфазних ядра починають переміщатися все більш інтенсивно, ущільнюватися, збільшуватися в розмірах. Нитки нуклеопротеидов (комплекси білків з нуклеїновими кислотами, з яких складаються хромосоми) в цей час скручуються, як кажуть цитологи, спирализуются. Подібно до того як з тонкою довгою зволікання можна згорнути коротку товсту спіраль, так і нитка нуклеопротеида згортається в більш коротку і набагато більш товсту структуру. А товсту структуру побачити простіше.

Тож не дивно, що тепер в клітці, що розглядається в світловий мікроскоп, проступають контури ниток, до цього невидимих. Ці нитки (їх називають хроматиновими) поступово ще більше коротшають і товщають, і, нарешті, структури набувають вигляду хромосом. Іноді вдається помітити, що вони розщеплені поздовжньо і складаються з двох половинок - сестринських хроматид. До моменту формування хромосом в ядрі відбувається ще два дивних події. По-перше, зникає ядерце (або ядерця). По-друге, розчиняється оболонка, і ядро тепер стикається з цитоплазмою всією своєю поверхнею. Цим профази закінчується.

починається метафаза. Хромосоми розгортаються і шикуються в площині, що розтинає ядро по екватору. Цю площину називають екваторіальній платівкою. У цей момент особливо чітко видимі ще одні учасники акту поділу хромосом. Виявляється, що з двох полюсів клітини до кожної хромосомі тягнуться особливі нитки. Вони приєднуються до хромосом не абияк, а тільки в певних місцях, там, де знаходяться світлі кільця - так звані центромери. Інші кінці ниток зібрані в полюсах клітини, де також знаходяться особливі тільця - центросоми. Хоча хромосоми до моменту вибудовування в екваторіальній пластинці вже розділилися навпіл на дві сестринські хроматиди, вони нерідко ще зчеплені в одній точці. Такою точкою якраз і є центромера. До кінця метафази на мить будь-які рухи завмирають. Потім все центромери діляться навпіл, і кожна з половинок хромосом виявляється вільної, забезпеченої своєї центромерой і своєї ниткою. Хроматиди вже можна назвати сестринськими або дочірніми хромосомами.

Всі дочірні хромосоми розходяться і починають рухатися до полюсів ядра. Настає наступна стадія - анафаза. Складається враження, що саме нитки, скорочуючи, тягнуть хромосоми до полюсів. Як тільки хромосоми збираються в полюсах ядра, анафаза закінчується, і ядро вступає в останню стадію поділу.

Ця стадія - телофаза, зворотна профазе. Хромосоми починають збільшуватися, стоншуватися, утворюються хроматіновие нитки, вони переплутуються і формують клубок. Ядро перетворюється в інтерфазних. Кожна з половинок розділилося ядра відокремлюється своєю оболонкою, знову з`являються ядерця, а через деякий час по центру клітини споруджується перегородка. Телофаза завершується повним відокремленням утворилися дочірніх клітин - цітокінезом.

Тривалість мітозу в клітинах різних організмів різна: іноді близько години, іноді коротше. У яйцях плодової мушки дрозофіли мітоз завершується всього за 9 хв, у інших організмів він триває довше, але, мабуть, дуже рідко триває довше півтори години. Найтриваліша стадія - профази.