Митоз — один из важных процессов жизни и развития клетки. Это деление непрямым способом соматических клеток эукариот и прокариот, в результате из одной клетки получаются две дочерние (или больше). При этом важной характеристикой является одинаковый набор хромосом. Значение и стадии митоза изучаются в школьной программе биологии.
Этапы непрямого деления
Для жизни на планете данный процесс имеет основополагающее значение. Ведь митоз не только позволяет организму расти, но является ключевым фактором в передаче генетической информации. С древнегреческого термин «митоз» переводится как «нить», то есть является связующим звеном между устаревшими и обновленными клетками с сохранением кода ДНК. Процесс митоза разделяется на 2 основные стадии: деление ядра и деление цитоплазмы. Происходит увеличение количества клеток ткани, организм развивается, растет.
Митоз прокариот происходит просто. Процесс основан на поглощении достаточного количества питательных веществ из окружающей среды.
Происходит репликация ДНК из родительской молекулы в дочерние. Все они изначально прикреплены к одной мембране. По мере роста дочерние молекулы разделяются путем простого перетягивания.
Митоз эукариот
Эукариоты проходят процесс митоза намного сложнее. Все проходит в несколько этапов, ведь существует необходимость правильного распределения внутри дочерних клеточек нескольких структур. Морфологические особенности строения молекул организмов приводят к распределению процесса митоза на несколько этапов. Ученые по-разному разбивают эти этапы, объединяя некоторые или разбивая на составные части. Но общая схема следующая:
- Препрофаза. Обычно ее не выделяют как отдельную стадию из-за незначительного влияния на сам процесс, но этап важен. Это подготовительная фаза, на которой проходит подготовка к будущему делению — образовывается препрофазное кольцо, фрагмосомы, нуклеация микротруб.
- Профаза. Ядро уплотняется, хроматин начинает концентрироваться внутри. На этой стадии под микроскопом в ядре легко распознать хромосомную спираль. В дальнейшем ДНК делится на 2 пары, но они по-прежнему держатся друг за друга.
- Прометафаза. Хромосомы начинают активное движение, каждая из пары движется к своему полюсу — будущему основанию клетки. Многие исследователи включают препрофазу и прометафазу в цикл этапа профазы.
- Метафаза. Число микротрубочек на этой стадии растет, хромосомы принимают стандартный спиралеобразный вид, выстраиваются в строгом порядке. Нити веретена до сих пор держат хроматиды, но они уже готовы к отделению.
- Анафаза. Нити веретена заметно сокращаются, схема хроматид начинает удлиняться и дает жизнь новым веткам хромосом. Эта стадия довольно значимая, но самая короткая из всего цикла.
- Телофаза. На этой стадии заканчивается деление ядра и цитоплазмы. Формируется новая оболочка ядра, нити веретена исчезают. Именно от разделения материнской клетки (цитогенеза) на этом этапе зависит, сколько клеток получится в итоге — их может быть минимум 2 и более.
Вся заложенная в клетку информация должна получить полноценную копию хромосом во время дублирования. При нехватке или избытке материала происходит генная мутация, что крайне опасно. Клетка может умереть или, в худшем случае, мутировать в раковую.
В клетках живых и растительных организмов существуют различия при делении, но принцип одинаков:
- Центриоли появляются только в растительных организмах.
- Клеточные пластины образуются в животных организмах.
- Перетяжка при цитогенезе происходит в животных клетках.
- Митотический процесс в клетках растительных организмов проходит в основном в меристемах, у животных организмов — практически во всех тканях и областях.
Этот процесс чрезвычайно важен. Он передает информацию ДНК, эукариот представлен несколькими сложными многолинейными молекулами. Несмотря на кажущуюся простоту, от него зависит развитие всего живого на земле.
Важность процесса
Митоз — это определение генетической стабильности поколений живых, растительных тканей, в особенности диплоидных (человеческих) содержащих по паре каждого типа хромосом. Он лежит в основе размножения организмов — гермафродитов (бесполого размножения). Сложно представить, какое значение имеет митоз, без него невозможна была бы жизнь большего количества существ на планете.
Основные характеристики значимости клеточного митоза:
- Поддержание постоянного и полного комплекта характерных хромосом отдельно взятого существа, особи и т. д.
- Обновление и замена клеток эпителия, кровяных телец эритроцитов, кишечных клеток. Цикл их жизни составляет не более 4 месяцев, и именно благодаря митозу происходит безопасное продолжение существования всего живого.
- Сохранение генетической информации, из которой состоит полноценная эволюция.
- Помощь в развитие и росте организма. Именно митоз позволяет одноклеточным зиготам эволюционировать в полноценный многоклеточный организм.
- Деление (митоз) — это естественная регенерация. Благодаря митозу некоторые организмы способны восстанавливать потерянные ткани. Например, морская звезда отращивает лучи, полностью идентичные бывшим.
- Обеспечение размножения бесполых организмов, например, гидры.
Таким образом, жизнь, развитие животных и растительных организмов, их эволюция и размножение невозможны без митоза. Его не видно невооруженным взглядом, но клетки делятся постоянно, каждую секунду; а состоят из множества молекул, цепочек. За счет деления на планете существует полноценная и разнообразная по структуре генетического кода жизнь.
