ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ 2 страница

Хроматин – структурный компонент ядра в период интерфазы, образован сетью тонких нитей или гранул, представляющих собой комплексы ДНК с белком. Во время деления клетки хроматиновые нити образуют хромосомы. Каждая хромосома (pис. 6) состоит из двух продольных нитей – хроматид, соединенных в области первичной перетяжки – центромеры. Центромера – это наименее спирализованный участок хромосомы, к которому прикрепляются нити веретена деления. Центромера делит хромосому на два плеча, и в зависимости от расположения, а значит, и величины плеч, различают три типа хромосом: 1) палочковидные (акроцентрические), когда одно плечо большое, а второе маленькое, почти незаметное; 2) равноплечие (метацентрические), 3) неравноплечие (субметацентрические).

Иногда в хромосоме образуется вторичная перетяжка, и тогда участок, отделяемый ею, называется спутником.

Каждая хроматида состоит из двух полухроматид. Каждая полухроматида – из хромонем, хромонемы – из микрофибрилл. Хромосомы любого организма обладают рядом свойств: 1) постоянством числа, 2) парностью З) индивидуальностью, 4) непрерывностью.

Во всех соматических клетках содержится определенное число хромосом, характерное для каждого вида (т.е. число хромосом – это видовой признак). У человека в кариотипе 46 хромосом, у шимпанзе – 48, у кролика – 44, у речного рака – 116, у человеческой аскариды –2 и т.д. Как видно из примеров, число хромосом не зависит от уровня организации, размеров тела; не всегда указывает на филогенетические связи. Но что важно – у всех особей одного вида оно одинаково и постоянно.

Всегда в норме в соматических клетках число хромосом парное – диплоидное (одна хромосома от папы, другая – от мамы). Хромосомы одной пары называются гомологичными. Они одинаковы по форме, величине, расположению центромеры и другим деталям строения. Негомологичные хромосомы имеют отличия.

Каждая пара хромосом у каждого организма одного вида имеет свои особенности, в этом и выражается индивидуальность хромосом.

Только молекулам ДНК присуще свойство саморепродукции, за счет которого происходит и самовоспроизведение хромосом. После деления клетки дочерние клетки содержат диплоидный набор хроматид, которые затем достраиваются до полных хромосом.

В последовательных генерациях (поколениях) сохраняется постоянное число хромосом, их парность и индивидуальность. Таким образом, не только "каждая клетка – от клетки", но и "каждая хромосома – от хромосомы". В этом выражается свойство непрерывности хромосом.

Функция хромосом – хранение и передача наследственной информации, pеализация наследственной инфоpмации посpедством биосинтеза белков

Отличия растительной клетки от животной:

1) наличие пpочной клеточной оболочки, состоящей в основном из клетчатки;

2) пpисутствие пластид, в котоpых пpоисходит пеpвичный синтез оpганических соединений;

3) наличие pазвитой сети вакуолей, обуславливающих осмотические свойства клетки;

4) пpеобладание синтетических пpоцессов над пpоцессами освобождения энеpгии;

5) отсутствие центpосомы у высших pастений.

Химический состав клетки

По химическому составу растительные и животные клетки очень сходны, что свидетельствует о единстве их происхождения. В клетках живых организмов обнаружено около 90 элементов таблицы Д. И. Менделеева. По количеству присутствующего элемента они подразделяются на 3 группы: макроэлементы (кислород, углерод, водород, азот), их около 98%; микроэлементы (магний, натрий, железо, калий, сера и др.), их около 1,9%; ультрамикроэлементы (цинк, медь, фтор, бром и др.), их около 0,1%.

Все эти элементы образуют органические и неорганические вещества живого организма.

Неорганические вещества

К ним относятся минеральные вещества и вода.

Вода. Содержание воды в клетках колеблется от 40% до 95% и зависит от физиологической активности клетки. Эта вода может находиться в двух формах: а) связанная (4-5%), б) свободная (около 95%). Связанная вода образуется в результате формирования водородных связей воды с молекулами белка, когда вокруг белковых молекул образуются водные оболочки, препятствующие аггрегации белковых молекул. Свободная вода играет роль универсального растворителя – в ней растворяются соли, белки, углеводы.

По отношению к воде вещества делятся на гидрофильные или растворимые (минеральные соли, щелочи, кислоты, спирты, простые углеводы) и гидрофобные или нерастворимые (крахмал, целлюлоза, жиры).

Вода – активный участник химических реакций в клетке. Она необходима для удаления из клетки жидких продуктов обмена. Как физическое вещество, она обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью. Благодаря этому цитоплазма клеток и организм в целом предохраняются от перегревания. Кроме того, от количества воды в клетке зависит интенсивность обмена веществ в ней.

Минеральные соли поддерживают кислотно-щелочное равновесие цитоплазмы, тургор клеточных оболочек, влияют на возбудимость нервной и мышечной тканей, активируют ферменты. Соли калия, кальция и натрия влияют на проницаемость мембран клеток и на уровень воды в тканях, входят в состав опорной системы (костей, раковин моллюсков, наружного скелета членистоногих).

Органические вещества

Органические вещества клетки представлены белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами и витаминами.

Белки – высокомолекулярные органические соединения, состоящие из аминокислот. Различают простые (альбумины, глобулины, гистоны) и сложные белки. Последние представляют собой соединения белка с углеводами (гликопротеиды), жирами (липопротеиды) и нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды). Структурными единицами белков являются аминокислоты. Каждая аминокислота состоит из углеводородного радикала и соединенных с ним карбоксильной группы (-СООН) и аминогруппы (-NH). Поэтому аминокислоты обладают одновременно кислотными и щелочными свойствами. С помощью пептидных связей (-СО-Н-) аминокислоты соединяются друг с другом в полипептидную цепочку, в результате чего освобождается вода. Соединение двух аминокислот – дипептид, трех – трипептид, многих – полипептид. Так из нескольких десятков аминокислот образуется белковая молекула. Она состоит из нескольких полипептидов. Белки разных организмов состоят из 21 аминокислоты и отличаются друг от друга их чередованием и частотой встречаемости в полипептидной цепи.

В зависимости от пространственной конфигурации полипептидных цепей различают первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белковой молекулы. Первичная структура представляет собой последовательную цепочку аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Она специфична для каждого белка, определяет все его свойства и функции, кодируется генетической информацией ДНК. Вторичная структура обуславливается водородными связями, возникающими между двумя пептидными группами одной (спиральная конфигурация) или двух (складчатая конфигурация) полипептидных цепей. Вторичная структура характерна для фибриллярных белков. Третичная структура формируется вследствие превращения спиральных и неспиральных участков полипептидной цепи в трехмерные образования шаровидной формы (глобулы). Это происходит в результате возникновения между боковыми цепями аминокислот дисульфидных ионных и водородных связей, а также в результате гидрофобных взаимодействий. Четвертичная структура возникает при объединении нескольких отдельных белковых молекул в единую систему. Она характерна для регуляторных белков.

Структура белковой молекулы может нарушаться под влиянием различных химических и физических факторов. Этот процесс получил название денатурации. Чаще всего он обратим. При необратимой денатурации белки теряют свои свойства, в клетках прекращается обмен веществ, и клетка погибает.

Белки в клетке выполняют следующие функции: структурную, сократительную, ферментативную, сигнальную, защитную, транспортную, энергетическую.

Углеводы – органические соединения, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Углеводы делятся на моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моносахариды (простые сахара) состоят из трех и более атомов углерода (триозы, пентозы, гексозы). Примером могут служить глюкоза, фруктоза.

Дисахариды образуются из двух молекул моносахаридов с выделением молекулы воды (сахароза, лактоза).

Полисахариды синтезируются в результате полимеризации моносахаров также с выделением молекулы воды. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюлоза.

Углеводы образуются в растениях в процессе фотосинтеза. В живых оpганизмах выполняют следующие функции: энергетическую, трофическую, структурную, опорную, для образования аминокислот и жирных кислот.

Жиры – это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот (олеиновой, стеариновой и др.). Различают простые жиры или триглицерины и сложные, которые состоят из простых липидов, образующих комплексы с белками (липопротеиды), углеводами (гликолипиды), остатками фосфорной кислоты (фосфолипиды). Сложные жиры входят в состав клеточных мембран.

Функции жиров: энергетическая, защитная, теплоизоляционная, структурная, трофическая, источник эндогенной воды.

Нуклеиновые кислоты – органические соединения, хранящие (ДНК) и передающие (и-РНК) наследственную информацию. Различают следующие два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Мономером нуклеиновых кислот является нуклеотид, состоящий из одного азотистого основания (аденина-А, гуанина-Г, цитозина-Ц, тимина-Т, урацила-У), пятиатомного углевода (дезоксирибозы или рибозы) и остатка фосфорной кислоты. Название нуклеотида образуется из названия входящего в него азотистого основания: адениловый, гуаниловый, цитидиловый, тимидиловый, уридиловый нуклеотиды. Нуклеотиды соединяются между собой и образуют полинуклеотидную цепочку за счет ковалентных связей, возникающих между углеводами одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.

Молекула ДНК (pис. 7) состоит из двух полинуклеотидных цепочек, закрученных в спираль. При этом азотистые основания каждой полинуклеотидной цепочки располагаются друг против друга по принципу комплементарности: А=Т, соединенные двумя водородными связями, и Г=Ц, соединенные тремя водородными связями.

ДНК локализуется в ядре клетки, где входит в состав хромосом в виде дезоксирибонуклеопротеида, а также содержится в матриксе митохондрий и пластид. ДНК обладает важнейшим свойством – редупликации (самоудвоения). Этот процесс происходит при подготовке клетки к делению (pис. 8). В основе синтеэа ДНК лежит принцип комплементарности.

При определенных условиях и наличии фермента ДНК-полимеразы молекулы ДНК начинают раскручиваться, что сопровождается разрывом водородных связей и освобождением азотистых оснований. В клетке всегда имеются свободные нуклеотиды, которые в строгом соответствии с принципом комплементарности начинают присоединяться к свободным основаниям. В результате из каждой молекулы материнской ДНК образуются две новые дочерние с тем же нуклеотидным свойством. Следовательно, каждая нить ДНК является матрицей, поэтому процесс ее удвоения называют матричным. Молекула РНК состоит из одной цепи нуклеотидов, и эта цепь также спирально закручена. Различают три вида РНК: транспортная – тРНК, информационная – иРНК, рибосомальная – рРНК. Они отличаются размерами молекул, структурой и функциями.

Информационная РНК составляет около 5% всей клеточной РНК. Существует иРНК в двух формах: предшественница или про-и-РНК (образуется на матричной ДНК) и зрелая иРНК (образуется при переходе про-и-РНК из ядра в цитоплазму за счет ее укорочения). Функция иРНК – перенос информации с ДНК на рибосомы, где эта информация реализуется при биосинтезе белка.

Транспортная РНК образуется в ядрышках, затем переходит в цитоплазму, где доставляет аминокислоты на рибосомы. Каждой аминокислоте соответствует своя тРНК. На долю т-РНК приходится около 10% от всей РНК клетки.

На долю рРНК в клетке приходится около 85% всей РНК. Она синтезируется в ядрышках, а затем соединяется с белками, обpазуя pибосомы. Ее функция: запускать и прекращать процесс присоединения аминокислот при биосинтезе белка.

Ферменты

Ферменты – биологические катализаторы (энзимы). В их присутствии биохимические процессы в клетке протекают быстрее в тысячи раз. Во всех клетках имеются сложные наборы ферментов (ферментные системы). Они создают возможность таких химических превращений, для которых в организме потребовались бы высокие температуры или сильные химические реактивы. Например, сахар, крахмал могут долго храниться вне организма, т. к устойчивы к кислороду. Они сгорают с образованием воды и углекислого газа лишь при очень высоких температурах. А в организме они расщепляются быстро – при температуре 36 ⁰С – благодаря ферментам.

Ферменты обладают специфическим действием. Многие из них действуют только на одно вещество (лактаза – на лактозу, молочный сахар); другие действуют на определенные связи (липаза – на любые жиры, расщепляя их до воды и глицерина).

Все ферменты по химической природе является белками. Работают при определенной рН и t0. При высоких температурах они денатурируют.

Обмен веществ в клетке

Обмен веществ – это совокупность реакций биосинтеза (ассимиляции) и распада (диссимиляции), лежащих в основе жизнедеятельности организма и обеспечивающих его взаимосвязь со средой обитания.

Ассисмиляция – пластический обмен – это совокупность реакций синтеза, направленных на образование структурных частей клеток и тканей. К ней относятся биосинтез белка, фотосинтез, синтез жиров и углеводов.

Биосинтез белка – одна из наиболее важных и характерных функций живой клетки. Информацию о структуре белковой молекулы содержит ген. Ген – это материальный носитель наследственной информации. В химическом отношении ген есть участок ДНК, который содержит информацию о последовательности аминокислот в определенной белковой молекуле. Его роль в биосинтезе белка заключается в хранении и воспроизведении наследственной информации. Он является хранителем эволюционных достижений жизни, зафиксированных языком генетического кода (кода ДНК).

Генетический код – это определенное сочетание нуклеотидов и последовательность их расположения в молекуле ДНК, несущих информацию о структуре белка. Генетический код разных организмов обладает рядом общих свойств: триплетность, специфичность, избыточность, универсальность, отсутствие запятых, неперекрываемость, коллинеарность. Единицей генетического кода является триплет (кодон). Триплет – это три нуклеотида, следующих друг за другом и имеющих определенный порядок азотистых оснований. Триплет кодирует место одной аминокислоты в полипептидной цепочке. В настоящее время установлены кодоны для всех известных аминокислот. Специфичность генетического кода заключается в том, что каждый кодон кодирует только одну аминокислоту. Избыточность (вырожденность) выражается в том, что генетический код включает всевозможные сочетания трех (из четырех) азотистих оснований. Таких сочетаний может быть 43=64, в то время как кодируется 21 аминокислота. В результате некоторые аминокислоты кодируются двумя, тремя и даже шестью триплетами. Избыточность генетического кода имеет значение для повышения надежности передачи генетической информации. Универсальность – код универсален (един) для всех живых организмов: от бактерий до млекопитающих. Триплеты генетического кода следуют друг за другом без перерыва – без запятых. Кодовые триплеты никогда не перекрываются, т. е. каждый нуклеотид входит в состав только одного триплета при заданной рамке считывания. Азотистое основание одного триплета не может одновременно входить в состав другого. Коллинеарность – это свойство, осуществляющее такую последовательность аминокислот в белковой молекуле, в какой соответствующие кодоны расположены в гене.

В длинной молекуле ДНК, состоящей из миллионов нуклеотидных пар, записана информация о последовательности аминокислот в сотнях различных белков. Понятно, что эта информация о первичной структуре каждого белка должна быть разграничена. И действительно, существуют триплеты-инициаторы синтеза белковой молекулы (промоторы) и триплеты, которые прекращают синтез (терминаторы), т. е. служат своеобразными «точками» генетического кода.

Поскольку ДНК находится в ядре клетки, а синтез белков идет на рибосомах в цитоплазме, существует посредник, передающий информацию от ДНК на рибосомы. Таким посредником является иРНК, на которую нуклеотидная последовательность переписывается в точном соответствии с таковой на ДНК по принципу комплементарности. Этот процесс получил название транскрипции и протекает, как реакция матричного синтеза (pис. 9). Процесс самоудвоения идет поэтапно: сначала с помощью ферментов разрываются водородные связи между азотистыми основаниями в молекуле ДНК. В результате этого одна нить ДНК отходит от другой, затем каждая из них синтезирует новую путем присоединения комплементарных нуклеотидов, находящихся в цитоплазме. Воспроизводится точная копия «материнской» молекулы ДНК, т. е. каждая нить ДНК служит матрицей. Поэтому в живых клетках новые молекулы ДНК имеют ту же структуру, что и первоначальные.

Биосинтезу белка предшествует матричный синтез иРНК на нити ДНК. Для этого используется фермент РНК-полимераза и энергия. ДНК передает на нить иРНК свой порядок чередования нуклеотидов по принципу матричного синтеза. Информационная РНК – однонитевая молекула и значительно короче ДНК. Кроме того, в ее нуклеотид входит сахар-рибоза, одно из четырех азотистых оснований – аденин, гуанин, цитозин, урацил, остаток фосфорной кислоты. Она переходит в цитоплазму, где на нее нанизываются рибосомы, сюда же с помощью тРНК приносятся аминокислоты.

Синтез белка – сложный многоступенчатый процесс, в котором участвуют ДНК, иРНК, тРНК, рибосомы и ферменты (pис. 10). Сначала аминокислоты активируются с помощью ферментов и присоединяются к тРНК. Затем на рибосоме идет сборка белковой молекулы – соединения аминокислот в таком порядке, в каком чередование нуклеотидов ДНК передано на иРНК. Этот этап называют трансляцией. После установки первой аминокислоты рибосома продвигается на один триплет, а тРНК перемещается в цитоплазму. Затем на нить иРНК надвигается очередная рибосома, а из цитоплазмы непрерывным потоком подходят тРНК с аминокислотами, которые соединяются в полипептидную цепь. Достигнув концевого участка иРНК, комплекс рибосом отделяется, и в цитоплазму клетки выходит молекула белка. Завершив синтез одной молекулы белка, рибосомы могут принять участие в синтезе следующих белковых молекул.

В клетках растительных и животных организмов белки непрерывно обновляются. Интенсивность синтеза тех или иных специфических белков определяется активностью соответствующих генов, с которых считывается информация на и-РНК. Следует отметить, что не все гены функционируют одновременно: активность проявляют лишь те, которые кодируют информацию о структуре белков, необходимых для жизнедеятельности организма в данный момент. Биосинтез зависит также от активности ферментов, катализирующих процессы транскрипции и трансляции, от наличия свободной энергии в виде АТФ, аминокислот и других факторов.

Фотосинтез (первичный синтез) – процесс превращения энергии солнечных лучей света в энергию химических связей, протекающий в зеленых листьях растений. Это происходит благодаря наличию в хлоропластах фотосинтезирующего пигмента – хлорофилла и каратиноидов (каротина, ксантофилла). В частности, являясь высокоактивным веществом, хлорофилл осуществляет поглощение света, первичное запасание энергии и дальнейшее ее преобразование в химическую энергию. Суммарно процесс фотосинтеза можно записать в следующем виде:

свет

6СО2+6Н2О ---С6Н12О6+6О2

Различают световую и темновую фазы фотосинтеэа.

Световая фаза происходит в тилакоидах хлоропластов и начинается с поглощения кванта света молекулой хлорофилла. При этом один из электронов молекулы переходит на более высокую орбиту, где присоединяется к иону водорода (Н+) и восстанавливает его до протона (Н). Последний соединяется с никотинамидадениндинуклеофосфатом (НАДФ) – переносчиком водорода и восстанавливает его до НАДФ.Н2. Происходит процесс разложения воды под влиянием света (фотолиз). Ион гидроксила (ОН-) отдает свой электрон и превращается в радикал (ОН), который, соединяясь с другими радикалами, образует воду и свободный кислород. Электрон от гидроксила возвращается в молекулу хлорофилла и заполняет место ушедшего электрона. При этом выделяется энергия для синтеза АТФ. Таким образом, результатом световой фазы фотосинтеза является образование АТФ, выделение кислорода и восстановление НАДФ до НАДФ.Н2.

В период темновой фазы (в строме хлоропластов) фотосинтеза происходят сложные ферментативные реакции, в основе которых лежит восстановление молекул углекислого газа до органических соединений, осуществляемое при участии продуктов световых реакций. Это происходит следующим образом. Углекислый газ, поступая из атмосферы в листья через устьица, связывается особым веществом – акцептором (например, пятиуглеродным сахаром-рибулозодифосфатом), и в результате образуется нестойкое вещество, распадающееся на две молекулы фосфороглицериновой кислоты. Последние восстанавливаются с помощью продуктов световых реакций – НАДФ.Н2и АТФ. В конечном итоге через ряд промежуточных соединений образуются углеводы (моно-, ди-, полисахариды) и другие органические соединения (белки, жиры, органические кислоты). Урожайность растений в значительной степени опpеделяется продуктивностью фотосинтеза, которая зависит от влияния целого комплекса внешних и внутренних (генов) факторов. Оптимальными условиями для фотосинтеза являются: оптимальная освещенность, достаточная увлажненность почвы, нормальное содержание углекислого газа в воздухе, достаточное минеральное питание растений.

Энергетический обмен – диссимиляция – совокупность реакций распада (в том числе гликолиз, брожение, дыхание), сопровождающихся выделением энергии. Он проходит в три этапа.

Первый этап – подготовительный – протекает в цитоплазме клеток растений, простейших, в пищеварительном тракте животных и человека. При этом питательные вещества под влиянием пищеварительных ферментов расщепляются до мономеров: белки – до аминокислот, углеводы – до моносахаридов, липиды – до жирных кислот, спиртов и альдегидов, нуклеиновые кислоты – до нуклеотидов. В результате образуется небольшое количество энергии, которая рассеивается в виде тепла. На этом этапе синтеза АТФ не происходит.

Второй этап – анаэробный – протекает в цитоплазме клеток и сводится к следующему. Мономеры, образовавшиеся на первом этапе, подвергаются дальнейшему расщеплению без участия кислорода с выделением энергии, часть которой идет на синтез АТФ. Например, под действием ферментов одна молекула глюкозы расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты. При этом из аденозиндифосфата и фосфорной кислоты синтезируются две молекулы АТФ. В растительных клетках и в некоторых дрожжевых грибах распад глюкозы идет путем спиртового брожения.

Третий этап – аэробный – обеспечивает последующее расщепление органических веществ до конечных продуктов с участием кислорода и происходит в митохондриях. В результате дальнейшего окисления пировиноградной кислоты образуются диокись углерода и вода. При этом выделяется энергия, которая аккумулируется в виде 36 молекул АТФ.

Таким образом, при расщеплении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ. Эта энергия идет на другие химические реакции. Например, у человека каждая молекула АТФ расщепляется и вновь синтезируется 2400 раз в сутки, т. е. средняя продолжительность жизни АТФ менее минуты.

При диссимиляции расщепляются не только углеводы, но и продукты распада белков, жиров и других сложных соединений. Так, аминокислоты расщепляются до диоксида углерода и воды и даже до азотсодержащих веществ, идущих у позвоночных на синтез мочевины. Диссимиляция обычно осуществляется в результате гидролизических и окислительных процессов и протекает как при отсутствии кислорода (анаэробный гликолиз, брожение), так и при его участии (аэробный путь – дыхание).

Временная организация клетки

В результате процессов обмена веществ и энергии клетка все время изменяется. После митоза происходит ее развитие, получившее название жизненного цикла клетки, котоpый пpодолжается до ее смеpти или вступления в митоз. В соответствии со специализацией клетки имеют разную продолжительность жизни. Например, нервные клетки функционируют на протяжении всей жизни многоклеточного организма, не делясь. Другие клетки – крови, эпидермиса – быстро погибают, и поэтому в этих тканях идет непрерывное клеточное размножение. Совокупность процессов, происходящих в этих клетках от одного деления до следующего и заканчивающихся образованием двух новых клеток, называется митотическим циклом. Он состоит из двух стадий: интерфазы и стадии деления.

Интерфаза делится на три периода: пресинтетический, синтетический и постсинтетический.

Пресинтетический период следует непосредственно после деления. В это время в клетке накапливается РНК; белки, идущие на построение клеточных структур. Это наиболее длительный период, и длится он 12-24 часа. В клетке в этот период определяется набор хромосом и количество ДНК соответственно 2n2c.

Синтетический период характеризуется синтезом ДНК и редупликацией хромосомных структур, поэтому к концу его содержание ДНК удваивается. Кроме того, в этот период происходит также синтез РНК и белка. Продолжительность этого периода 6-10 часов. Набор хромосом и количество ДНК - 2n4c.

Постсинтетический период интересен тем, что в это время в клетке происходит накопление энергии и продолжается синтез РНК и белков, преимущественно ядерных. Длится этот период 3-4 часа. Далее клетка выполняет свои функции или приступает к делению, которое может быть прямым (амитоз) и непрямым (митоз).

Амитоз – прямое, простое, неполноценное деление клетки. В наиболее простой форме оно протекает следующим образом. На ядре интерфазной клетки (pис. 11) появляется перетяжка, которая постепенно становится более глубокой и в конце концов приводит к разделению ядра на две части. Иногда этот процесс останавливается и образуется двухъядерная клетка. В других случаях вслед за ядром делится и гиалоплазма, и возникают две дочерние клетки. Амитозом делятся преимущественно бактерии, сине-зеленые водоросли, клетки печени и эпителия. При амитозе не происходит точного распределения ядерного материала между дочерними клетками, т. е. одинаковой наследственной информации вследствие случайного расположения перетяжки в ядре. Поэтому многие ученые и называют амитоз неполноценным делением, а ряд ученых вообще отрицают наличие такого способа деления клеток.

Митоз – непрямое, сложное деление, приводящее к образованию генетически равноценных клеток и сохранению преемственности в ряду поколений. Митоз представляет собой непрерывный биологический процесс. Различают 5 фаз митоза: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и телофазу. Эти фазы связаны незаметными переходами. Каждая предыдущая обуславливает переход к последующей (pис. 12).

В профазе хромосомы спирализуются, утолщаются, укорачиваются, и ядро приобретает вид клубка спутанных нитей. Одновременно ядрышки исчезают, лизируется ядерная оболочка, и хромосомы оказываются погруженными в гиалоплазму. Центриоли расходятся к полюсам клетки, между ними натягиваются длинные нити ахроматинового веретена, т.е. формируется веретено деления. Ахроматиновые нити прикрепляются к центромерам хромосом.

В прометафазе гиалоплазма в центре клетки имеет незначительную вязкость. Погруженные в нее хромосомы начинают перемещаться к экватору клетки.

В метафазе хромосомы находятся в упорядоченном состоянии в области экватора клетки. Между хроматидами возникают с концов силы отталкивания, и четко видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных между собой лишь в области центромеры. Поэтому на метафазных пластинках хромосомы имеют х-образную форму, хорошо видны, благодаря чему именно в этой стадии проводится изучение кариотипов (подсчет числа, изучение формы).

В анафазе каждая хромосома расщепляется и в области центромеры, резко сокращаются нити ахроматинового веретена и растягивают хроматиды каждой хромосомы к полюсам. Расхождение хроматид происходит быстро и одновременно – «как по команде».

В телофазе хроматиды (дочерние хромосомы) деспирализуются, удлиняются, становятся тоньше, перепутываются в клубок. Вокруг них формируется ядерная оболочка, образуются ядрышки.

Далее происходит цитокинез – деление цитоплазмы. В животных клетках этот процесс начинается с образования в экваториальной зоне перетяжки, которая, углубляясь, отделяет сестринские клетки друг от друга. В растительных клетках образование перегородки начинается во внутренней области материнской клетки за счет слияния канальцев эндоплазматической сети, аппарата Гольджи и микротрубочек.