Одним из основных биологических процессов, обеспечивающих преемственность форм жизни и лежащих в основе всех форм размножения, является процесс деления клетки.
Этот процесс, известный под названием кариокинеза, или митоза, с
удивительным постоянством, лишь с некоторыми вариациями в деталях,
осуществляется в клетках всех растений и животных, в том числе и
простейших. При митозе происходит равномерное распределение хромосом,
претерпевающих удвоение между дочерними клетками. От любого участка
каждой хромосомы дочерние клетки получают половину.
Митоз же принято
разделять на четыре основных стадии.
Профаза. В это период можно заметить начало конденсации хромосом.
Две идентичные хромосомы соединяются между собой одной центромерой. В
начале профазы происходит деление центриоли. Теперь две дочерние
центриоли начинают медленно расходиться к двум противоположным сторонам
клетки. При этом они остаются связанными тонкими белковыми нитями — так
формируется веретено деления. К концу этой стадии хромосомы сильно
укорачиваются и становятся толще и двигаются к экватору клетки.
Метафаза — очень коротка стадия, которая начинается с выстраивания
хромосом по экватору клетки. Примерно в то же время одновременно во всех
хромосомах происходит деление центромеры.
Анафаза — нить веретена деления крепится в центромере хромосомы. В
это период дочерние хромосомы медленно двигаются к противоположным
полюсам. Считается, что нити веретена деления не только направляют
хромосомы, но и благодаря наличию АТФ сокращаются, ускоряя их
расхождение.
Телофаза — начинается в тот момент, когда хромосомы уже разошлись к
полюсам. Они раскручиваются и становятся менее заметными — возвращаются в
состояние покоя. Вокруг скопления хроматина происходит синтез новой
ядерной оболочки. Параллельно с эти происходит деление клеток —
цитоплазма и органеллы поровну разделяются между дочерними
образованиями.
Мейоз — это способ
деления клеток, во время которого образуется четыре гаметы с одинарным
набором хромосом. Такие процессы происходят во время образования половых
клеток — сперматозоидов, яйцеклеток (у растения таким образом
происходит образование спор). Подобные процессы обеспечивают обмен
генетическим материалом и комбинаторную изменчивость. При слиянии двух
гамет, каждая из которых содержит лишь половину генетического материала,
количество хромосом восстанавливается, но их последовательность
изменяется.
Процесс образования
гамет состоит из двух коротких мейотических делений, в каждом из которых
можно выделить все вышеописанные стадии. Но между двумя делениями нет
выраженной интерфазы, и синтез ДНК не происходит. Следовательно, во
вторую профазу вступает две клетки с одинарным набором хромосом (у
человека это 46). Результат второго деления — это 4 гаметы, которые
имеют по 23 хромосомы.
Амитоз
Амитоз — это нехарактерное деление клеток, которое наблюдается довольно
редко. При этом клетка сохраняет все физиологические функции. Во время
этого процесса не происходит удваивание генетического материала и
деления клетки. Делится только ядро, но без образования веретена
деления. В результате такого процесса хромосомы расходятся в случайном
порядке — образуется многоядерная клетка. Стоит отметить, что амитоз,
как правило, встречается или в стареющих и умирающих клетках, или же в
патологических измененных структурах (опухолевые клетки).