Краткое содержание: Параграф § 28 / Биология 10 класс

Процесс Митоза и Его Значение

Деление клетки является фундаментальным свойством живых организмов, обеспечивающим их рост, развитие, регенерацию и бесполое размножение. Митоз, или непрямое деление, представляет собой наиболее распространённый способ, открытый русским ботаником Иваном Дормидонтовичем Чистяковым в 1874 году. Это процесс, в результате которого из одной материнской клетки образуются две дочерние клетки, генетически идентичные исходной, так как каждая дочерняя клетка получает полный набор хромосом (диплоидный) и органоидов. Таким образом, митоз обеспечивает увеличение числа клеток в организме и передачу наследственной информации без изменений.

Деление клетки подразделяется на два последовательных этапа: кариокинез (деление ядра) и цитокинез (деление цитоплазмы).

Кариокинез (Митоз) и Его Последовательные Стадии

Митоз, который является главным событием кариокинеза, включает четыре последовательные стадии:

• Профаза: Это самая продолжительная стадия митоза. Начинается с конденсации хроматина, в результате чего формируются компактные хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, соединенных центромерой. Количество ДНК удваивается перед митозом и равно \( 4c \) при диплоидном наборе хромосом \( 2n \). Ядерная мембрана и ядрышко исчезают. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, начиная формирование веретена деления, состоящего из микротрубочек.
• Метафаза: Хромосомы, прикрепленные микротрубочками веретена деления к своим центромерам, перемещаются в экваториальную зону клетки, образуя так называемую метафазную пластинку. Это положение хромосом удерживается микротрубочками веретена. На этой стадии хромосомы максимально конденсированы и удобны для наблюдения.
• Анафаза: Это самая короткая стадия. Внезапно происходит расхождение сестринских хроматид: центромеры делятся пополам, и хроматиды (теперь называемые дочерними хромосомами) начинают двигаться к противоположным полюсам клетки. Каждая дочерняя хромосома на этом этапе уже является полноценной хромосомой. В результате к каждому полюсу отходит одинаковый набор хромосом, такой же, как был в исходной материнской клетке.
• Телофаза: Дочерние хромосомы, достигнув полюсов, деспирализуются и становятся невидимыми. Вокруг каждой группы хромосом формируется новая ядерная мембрана, и появляются ядрышки. Нити веретена деления исчезают. Телофаза плавно переходит в следующий этап — цитокинез.

Цитокинез

Цитокинез — это процесс деления цитоплазмы, в результате которого органоиды и цитоплазма более или менее равномерно распределяются между двумя дочерними клетками. У животных клеток это происходит путём образования борозды деления, которая постепенно углубляется и перетягивает клетку пополам. У растительных клеток, где клеточная стенка отсутствует, веретено деления исчезает не полностью, а в экваториальной зоне формируется клеточная пластинка, которая разрастается, сливается со стенкой исходной клетки и разделяет материнскую клетку на две дочерние, при этом за счёт целлюлозных волокон формируется новая клеточная стенка.

В отличие от митоза, амитоз (прямое деление ядра) — это более редкий и неполноценный процесс деления, при котором ядро деформируется, но хромосомы не спирализуются, и строго равномерного распределения генетической информации не происходит, что часто приводит к образованию многоядерных клеток или клеток-уродств. Митоз же является точным и совершенным механизмом обеспечения генетической стабильности.

Хромосомные Наборы в Митозе

В начале интерфазы и профазы набор хромосом составляет \( 2n \), количество ДНК \( 4c \). В метафазе, при диплоидном наборе хромосом \( 2n \), количество ДНК также \( 4c \). В анафазе, после расхождения сестринских хроматид, набор хромосом временно удваивается до \( 4n \) (потому что хроматиды становятся самостоятельными хромосомами), а количество ДНК остается \( 4c \). В телофазе, в каждой из формирующихся дочерних клеток, набор хромосом и количество ДНК становятся \( 2n, 2c \).