Рост и развитие живых организмов невозможны без процессов деления клеток. Один из них — митоз — процесс деления эукариотических клеток, в результате которого образуются генетически идентичные клетки. Митоз можно назвать клонированием на клеточном уровне. В этой статье вы узнаете больше о функциях клеточного цикла и познакомитесь с особенностями фаз митоза.

Понятие «клеточный цикл»

период существования клетки от момента ее образования до следующего деления или гибели. Клеточный цикл включает два периода: подготовку к делению (интерфазу) и само деление. В состав жизненного цикла входит также состояние покоя клетки и период, в течение которого она выполняет свои прямые функции.

Как клетка производит две точные генетические копии во время митоза? Это возможно благодаря двум важным процессам:

  • Самодупликация или редупликация ДНК приводит к полному копированию всей наследственной информации, содержащейся в клетке. Этот процесс происходит во время подготовки клетки к делению – интерфазе.
  • Равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками во время митоза.

Интерфаза митоза включает три периода: пресинтетический, синтетический и постсинтетический. Именно в синтетический период происходит редупликация ДНК. В остальное время клетка растет, происходит синтез белка, энергия накапливается в АТФ и органеллы удваиваются.

Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении молекул ДНК между дочерними клетками, что обеспечивает сохранение наследственной информации в ряду клеточных поколений. Митотическое деление клеток лежит в основе роста и развития многоклеточных форм жизни, регенерации утраченных клеток, бесполого размножения организмов.

Процесс прямого деления клеток — митоз — протекает в четыре фазы, соответствующие следующей последовательности:

  • профаза;
  • метафаза;
  • анафаза;
  • телофаза.

Таблица «Фазы митоза”

Рис. 1. Фазы митоза

Краткое описание каждой фазы вы можете найти в таблице «Фазы митоза», которая представлена ​​ниже.

Таблица «Фазы митоза»

нет

Фаза

Характеристика

1.

Профаза

В профазе митоза ядерная мембрана и ядрышко растворяются, центриоли в центре клетки расходятся к разным полюсам и начинается образование микротрубочек, так называемых веретенообразных нитей. Происходит спиральное скручивание хромосом. Хромосомы, состоящие из двух хроматид (молекул ДНК), становятся видимыми под микроскопом.

2.

Метафаза

На этом этапе хромосомы перемещаются и выстраиваются в экваториальной части веретена, образуя метафазную пластинку. Нити веретена прикреплены к центромерам хромосом.

3.

Анафаза

Это самая короткая фаза, в которой происходит разделение хроматид после распада центромер хромосом. Сестринские хромосомы (хроматиды) перемещаются к разным полюсам за счет сокращения нитей веретена.

4.

Телофаза

Это последняя стадия митоза, когда вновь образовавшиеся хромосомы располагаются на полюсах и спиралях клетки и приобретают нормальный размер. Вокруг них формируется новая ядерная оболочка с ядром внутри. Нити веретена распадаются и исчезают, и начинается процесс деления цитоплазмы и ее органелл (цитотомия).

Процесс цитотомии в животной клетке происходит при помощи борозды деления, а в растительной клетке – с помощью клеточной пластинки.

Нетипичные формы митоза

В природе иногда встречаются атипичные формы деления наследственного материала:

  • Амитоз — способ прямого деления ядра, при котором структура ядра сохраняется, саморепликация ДНК не происходит, а хромосомы распределяются между ядрами случайным образом. В результате образуется двуядерная клетка.

Таблица «Фазы митоза”

Рис. 2. Амитоз
  • Политения – количество молекул ДНК увеличивается в несколько раз, но без увеличения содержания хромосом.
  • Эндомитоз – в ходе процесса после репликации ДНК не происходит деления хромосом на дочерние хромосомы и не следует процесс деления ядра и самой клетки. При этом количество хромосом увеличивается в десятки раз, появляются полиплоидные клетки.

Таблица «Фазы митоза”

Рис. 3. Эндомитоз

Что мы узнали?

Процесс непрямого деления эукариотических клеток протекает в несколько стадий, каждая из которых имеет свои особенности. Клеточный цикл состоит из интерфазы и непосредственного клеточного деления, которое состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Митоз обеспечивает точную передачу наследственной информации на протяжении ряда поколений клеток. Иногда в природе встречаются атипичные способы деления, к ним относятся амитоз, политения и эндомитоз.