Короткий опис стадій та схеми поділу клітин за допомогою мітозу

Мітоз - процес поділу клітин, при якому хромосоми з ядра материнської клітини рівномірно розподілені між двома новими клітинами. Після завершення мітозу виробляються дві дочірні клітини з ідентичним генетичним матеріалом.

Інтерфаза

Перш ніж клітина, що ділиться, потрапляє в мітоз, вона піддається періоду росту, званому інтерфазою. Близько 90% часу клітини при нормальному клітинному циклі можуть бути витрачені на інтерфазу, яка здійснюється у три основні фази:

• Фаза G1: період до синтезу ДНК У цій фазі клітина збільшується в масі, готуючи до поділу.



• S-фаза: період, протягом якого відбувається синтез ДНК. У більшості клітин ця стадія відбувається за дуже короткий проміжок часу.



• Фаза G2: Клітина продовжує синтез додаткових білків збільшуватися в розмірах.

В останній частині інтерфази клітина все ще має нуклеоли. Ядро обмежене ядерною оболонкою, а хромосоми дублюються, але у формі хроматину. У клітинах тварин дві пари центріолей, утворених із реплікації однієї пари, розташовані поза ядра.

Після фази G2 настає мітоз, який у свою чергу складається з кількох стадій і завершується цитокінезом (поділом клітини).

Фази мітозу:

Препрофаза (у клітинах рослин)

Препрофаза є додатковою фазою під час мітозу в клітинах рослин, яка не зустрічається в інших еукаріотах, таких як тварини або гриби. Вона передує профазі і характеризується двома різними подіями.

Зміни, що відбуваються у препрофазі:

• Утворення смуги препрофази – щільного мікротрубкового кільця під плазматичною мембраною.



• Початок зародження мікротрубочок в ядерній оболонці.

Профаза

У профазі хроматин конденсується у дискретні хромосоми. Ядерна оболонка ламається, а веретені поділки утворюються на протилежних полюсах клітини. Профаза (проти інтерфази) є першим істинним кроком мітотичного процесу.

Зміни, які відбуваються у профазі:

• Хроматинові волокна перетворюються на хромосоми, що мають по дві хроматиди, з'єднані в центромір. Волокна поділу, що складаються з мікротрубочок та білків, утворюється в цитоплазмі.



• У клітинах тварин волокна поділу спочатку з'являється як структури, які називаються астерами, які оточують кожну пару центріолей.



• Дві пари центріолей (сформованих з реплікації однієї пари в інтерфазі) відходять один від одного до протилежних полюсів клітини через подовження мікротрубочок, що утворюються між ними.

Прометафаза

Прометафаза — фаза мітозу після профази та попередня метафаза в еукаріотичних соматичних клітинах. Деякі джерела відносять процеси, що протікають у прометафазі до пізньої профази та початкової стадії метафази.

Зміни, що відбуваються у прометафазі:

• Ядерна оболонка розпадається.



• Полярні волокна, які є мікротрубочками, що становлять волокна веретена, переміщуються від кожного полюса до екватора клітини.



• Кінетохори, які є спеціалізованими областями в центромірах хромосом, прикріплюються до типу мікротрубочок, званих кінетохорними нитками.



• Нитки кінетохора «взаємодіють» з веретеном поділу.



• Хромосоми починають мігрувати до центру клітини.

Метафаза

У метафазі повністю розвиваються волокна поділу, а хромосоми вирівнюються на метафазній (екваторіальній) пластині (площина, яка однаково віддалена від двох полюсів).

Зміни, що відбуваються у метафазі:

• Ядерна мембрана повністю зникає.



• У клітинах тварин дві пари центріолей розходяться у протилежних напрямах до полюсів клітини.



• Полярні волокна (мікротрубочки, складові волокна веретена) продовжують поширюватися від полюсів до центру. Хромосоми переміщуються випадковим чином, поки не приєднують (за допомогою своїх кінетохор) до полярних волокон з обох боків центромірів.



• Хромосоми вирівнюються на метафазній пластині під прямим кутом до полюсів веретена.



• Хромосоми утримуються на метафазній пластині рівними силами полярних волокон, які натискають їх центроміри.

Анафаза

В анафазі парні хромосоми (сестринські хроматиди) відокремлюються та починають рухатися до протилежних кінців (полюсів) клітини. Волокна веретена, не пов'язані з хроматидами, витягуються та подовжують клітину. Наприкінці анафази кожен полюс містить повну компіляцію хромосом.

Зміни, що відбуваються в анафазі:

• Парні центроміри у кожній окремій хромосомі починають розсуватися.



• Щойно парні сестринські хроматиди відокремлені друг від друга, кожна їх вважається «повної» хромосомою. Вони називаються дочірніми хромосомами.



• За допомогою веретена поділу дочірні хромосоми переміщуються до полюсів на протилежні кінці клітини.



• Дочірні хромосоми спочатку мігрують до центроміру, а кінетохорні нитки стають коротшими, ніж хромосоми поблизу полюсів.



• При підготовці до телофази два полюси клітини також віддаляються одна від одної під час анафази. Наприкінці анафази кожен полюс містить повну компіляцію хромосом.



• Починається процес цитокінезу (розподіл цитоплазми вихідної клітини), який завершується після телофази.

Телофаза

У телофазі хромосоми досягають ядер нових дочірніх клітин.

Зміни, що відбуваються у телофазі:

• Полярні волокна продовжують подовжуватися.



• Ядра починають формуватись на протилежних полюсах.



• Ядерні оболонки нових ядер утворюються із залишків ядерної оболонки материнської клітини та шматочків ендомембранної системи.



• З'являються ядерця.



• Розмотуються хроматинові волокна хромосом.



• Після цих змін телофаза та мітоз в основному завершені, а генетичний вміст однієї клітини поділено на дві частини.

Цитокінез

Цитокінез – це поділ цитоплазми клітини. Він починається до кінця мітозу в анафазі і закінчується невдовзі після телофази. Наприкінці цитокінезу утворюються дві генетично ідентичні дочірні клітини.

Дочірні клітини

Наприкінці мітозу та цитокінезу хромосоми розподілені порівну між двома дочірніми клітинами. Ці клітини є ідентичними диплоїдними клітинами, кожна з яких містить повний набір хромосом.

Клітини, які продукуються через мітоз, відрізняються від клітин, що продукуються через мейоз. У мейозі утворюються чотири дочірні клітини. Ці клітини є гаплоїдні клітини, що містять половину числа хромосом від вихідної клітини. Статеві клітини піддаються мейозу. При розподілі статевих клітин під час запліднення гаплоїдні клітини стають диплоїдною клітиною.