1. Тема № 3: Размножение

Размножение – это фундаментальное свойство всего живого, это способность живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений. Различают 2 способа размножения: бесполое и половое. В бесполом размножении участвует только одна родительская особь, потомство является точной копией родителя, цитологической (клеточной) основой служит митоз. Бесполое размножение характерно для большинства растений и животных с относительно низким уровнем структурно-физиологической организации. Его эволюционное значение – сохранение численности вида и наибольшей его приспособленности в маломеняющихся условиях среды обитания.

В половом размножении участвуют 2 особи, потомство генетически отлично от обоих родителей, цитологическая основа – мейоз. Эволюционное значение: за счёт генетического разнообразия осуществляется естественный отбор, что способствует большей приспособленности вида к меняющимся условиям среды, появлению новых видов и, следовательно, эволюции жизни.

Способы размножения организмов.

Бесполое	Половое
У одноклеточных
1. Деление надвое	1. Конъюгация (временное соединение 2 особей с целью обмена наследственным материалом)
2. Шизогония (множественное деление)	2. Копуляция (слияние 2 особей в одну, объединение и рекомбинация наследственного материала. Далее особь размножается бесполым путём)
3. Спорообразование
4. Почкование
У многоклеточных
1. Спорообразование	1. Партеногенез (развитие из неоплодотворённой яйцеклетки)
2. Почкование	2. Размножение с оплодотворением
3. Вегетативное размножение
4.Полиэмбриония (деление зиготы на несколько частей)

Таким образом, соответственно 2 типам размножения, выделяют 2 способа деления клеток: митоз и мейоз. Митоз является не только основой бесполого размножения, но и способом деления соматических клеток в многоклеточном организме, обеспечивая тем самым рост и развитие организма (организм взрослого человека состоит примерно из 10¹⁴ клеток), восстановление тканей и органов, а также само существование организма в ходе онтогенеза (продолжительность жизни отдельных клеток меньше времени жизни целого организма). Митоз является частью жизненного или митотического цикла клетки.

Митотический (клеточный) цикл – это совокупность процессов, протекающих в клетке от одного деления до другого, включая сам митоз. Период жизнедеятельности клетки от одного деления до другого называется интерфазой. Таким образом, митотический цикл подразделяется на интерфазу и митоз. Интерфаза состоит из 3 периодов: пресинтетический (G1), синтетический (S) и постсинтетический (G2). В S- период происходит редупликация (самоудвоение) молекул ДНК. Продолжительность S-периода в клетках человека около 7 часов, G2 – 3 часа. Длительность фазы G1 вариабельна. Из этой фазы клетка либо вступает на путь пролиферации (деления) и переходит в S-период, либо попадает в фазу покоя G0. В этой фазе в клетке происходят все обменные процессы, но они не делятся. Это основная форма существования высокоспециализированных клеток, в том числе и нейронов ЦНС.

Продолжительность нормального митоза колеблется от 0,5 до 1 ч. В его ходе выделяют 4 стадии: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В животной клетке профаза начинается с расхождения к разным полюсам клетки центриолей, органоидов обеспечивающих формирование веретена деления, состоящего из отдельных микротрубочек. После этого происходит деградация оболочки ядра и максимальная компактизация хромосом. Каждая хромосома состоит из 2 хроматид, соединённых в области центромеры. Хроматиды появились в результате редупликации ДНК в S-период интерфазы. Хроматиды одной хромосомы (сестринские хроматиды) полностью идентичны друг другу. Эта стадия наиболее длительна в митозе и в клетках человека в среднем составляет 35 минут. В метафазе хромосомы располагаются по экватору клетки перпендикулярно микротрубочкам веретена деления в виде так называемой метафазной пластинки. Микротрубочки веретена деления прикрепляются к особым структурам центромер – кинетохорам на каждой из сёстринских хроматид. Анафаза – самый короткий период митоза, в ходе которого сестринские хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам делящейся клетки. В телофазу происходит цитокинез (деление цитоплазмы на 2 равные части с образованием новой клеточной мембраны в месте разрыва), деспирализация хромосом и формирование ядер дочерних клеток. Ускорение митоза и увеличение митотической активности (процент делящихся клеток) ткани лежит в основе онкопатологии, противоположный процесс сопровождает старение.

Биологическое значение митоза заключается в точном распределении дочерних хромосом и содержащейся в них генетической информации между дочерними клетками, что обеспечивает постоянство хромосомного и генного набора в многочисленных клеточных поколениях.