Растительная клетка: интерфаза, цитокинез, митоз и мейоз
Живая клетка проходит ряд этапов, составляющих клеточный цикл - период между двумя последовательными митотическими делениями. Большая часть цикла падает на интерфазу, меньшая на процессы митоза и цитокинеза. В интерфазе осуществляется общий рост клетки и редупликация органоидов, происходит синтез ДНК и наконец формируются структуры, необходимые для митотического деления.
Деление и образование новых эукариотических клеток (цитокинез) тесно связано с митотическим делением ядра. Это два частично перекрывающихся процесса. Новые ядра всегда возникают в результате деления уже существующих. Деление ядра сходно у подавляющего большинства организмов. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении редуплицированных хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически равноценных клеток.
В процессе митоза выделяют несколько стадий, или фаз ( рис. 16 ). Различаю профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В профазе при исследовании под световым микроскопом начинают появляться хромосомы , которые затем укорачиваются, обособляются и располагаются более упорядоченно. В конце профазы ядерная оболочка и ядрышко исчезают. В метафазе хромосомы окончательно обособляются и собираются в одной плоскости - экваториальной (или метафазной) пластинке, на месте бывшего ядра. Хроматиды начинают отделяться друг от друга, оставаясь связанными лишь в области центромер. Микротрубочки в это время образуют ряд нитей, располагающихся между полюсами ядра подобно веретену ( митотическое веретено ). В анафазе происходит деление центромер, каждая хромосома разделяется на две самостоятельные хроматиды , которые становятся дочерними хромосомами и с помощью нитей веретена перемещаются к полюсам. К моменту телофазы дочерние хромосомы достигают полюсов клетки, веретено исчезает, хромосомы набухают, удлиняются и постепенно становятся вновь неразличимыми, принимая форму хроматиновых нитей. Одновременно появляются ядрышки и ядерная оболочка вокруг двух новых ядер, каждое из которых вступает в интерфазу. Вторая половина хромосом достраивается уже в интерфазном ядре. Продолжительность митоза в среднем составляет 1-2 ч.
После митоза происходит деление самой клетки, или цитокинез. В процессе цитокинеза между двумя дочерними клетками образуется срединная пластинка, состоящая из пектиновых веществ. Первоначально срединная пластинка, или фрагмопласт, имеет форму диска, растущего по направлению к стенкам материнской клетки за счет полисахаридов, доставляемых пузырьками Гольджи . Дочерние клетки вдвое меньше материнской, но затем растут, достигают определенного размера и могут снова делиться, проходя в меристематических тканях неограниченный ряд клеточных циклов, или начинают специализироваться и теряют способность к размножению.
Митоз у многоклеточных организмов определяет рост тела растения, поэтому его нередко называют соматическим делением.
Мейоз - особый способ деления клеток, при котором в отличие от митоза происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. У животных мейоз - основное звено гаметогенеза, т.е. процесса образования гамет, а у большинства растений - спорогенеза, т.е. процесса образования спор. Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра, что сопровождается редукцией (уменьшением) числа хромосом, и клетка из диплоидного состояния (2n) переходит в гаплоидное (n). Отличительной особенностью первого деления мейоза является сложная и сильно растянутая во времени профаза (профаза I). Далее деление ядра протекает как и при митозе, однако на стадии анафазы I каждое из формирующихся диплоидных (2n) ядер разделяется еще раз, приводя к образованию гаплоидных ядер (n). При втором делении мейоза наблюдаются стадии, аналогичные стадиям митоза, - профаза II, метафаза II. анафаза II и телофаза II. При мейозе из 1 диплоидной клетки образуется 4 клетки с гаплоидным (половинным) набором хромосом. Последовательные стадии мейоза показаны на рисунке 17 .
