Митотический цикл клетки распределение генетического материала

Интерфаза Митоз

G1 S G2 ПрофазаМетафазаАнафазаТелофаза

2n-2c 2n-4c 2n-4c  2n-4c 2n-4c 4n-4c 2n-2c

2n-2c

Обозначения: n – гаплоидный (одинарный) набор хромосом

с - количество ДНК в гаплоидном наборе хромосом

На протяжении клеточного цикла существует, как минимум, 3 сверочные точки («контрольно-пропускные пункты»), которые существенны для перехода клетки из одной стадии в следующую:

1. Точка G1/S. В этой точке контролируется размер клетки и наличие повреждений в ДНК. При нестандартных размерах клетки или повреждённой ДНК переход к следующей стадии клеточного цикла невозможен. Клетка или остаётся в стадии G1 до коррекции повреждений ДНК или наступает её генетически запрограмированная гибель – апоптоз

2. Точка G2/М. Здесь проверяется наличие ошибок в структуре ДНК, возникающих в ходе редупликации и при их наличии клетка задерживается в данной точке до коррекции ошибок.

3. М-сверочная точка находится на стадии митоза и связана с формированием нитей веретена деления и прикрепления их к кинетохорам. При наличии этих повреждений вступление клетки в митоз задерживается.

Переход клетки из одной стадии клеточного цикла в другую контролируется в сверочных точках особыми белками-ферментами: cdc-киназами.

Мейоз является способом деления только половых клеток. Его биологическое значение: редукция (уменьшение) числа хромосом в дочерней клетке в 2 раза по сравнению с материнской и новая комбинация генов в хромосомах потомков за счёт кроссинговера. Редукция числа хромосом в гаметах до гаплоидного обеспечивает видовое постоянство числа хромосом. Диплоидность восстанавливается при оплодотворении.

Мейоз состоит из 2 последовательных делений – редукционного и эквационного. Первое деление – редукционное и его фазы обозначают значком I, второе – эквационное и его фазы обозначаются значком II. Каждое деление мейоза состоит из 4 стадий: про-, мета-, ана- и телофазы. Между двумя делениями мейоза протекает интерфаза II, её особенность – отсутствие S-периода, то есть не происходит редупликация (самоудвоение) ДНК. В интерфазу I, перед редукционным делением, редупликация ДНК осуществляется, в результате чего каждая хромосома будет состоять из 2 хроматид.

Наиболее длительна профаза I, состоящая из нескольких подстадий. В этот период происходит компактизация хромосом, коньюгация (слияние) хромосом каждой пары, в результате чего образуются биваленты, состоящие из 4 хроматид. На данной стадии происходит кроссинговер – обмен идентичными участками (локусами) гомологичных хромосом (хромосом одной пары). В метафазе I в экваториальной плоскости веретена деления выстраиваются биваленты. Число бивалентов вдвое меньше, чем число хромосом в соматической клетке организма, то есть равно гаплоидному. В анафазе I к полюсам деления отходят гомологичные хромосомы из каждого бивалента, то есть число хромосом уменьшается вдвое (это принципиальное отличие мейоза от митоза). При этом количество ДНК соответствует диплоидному, характерному для соматических клеток. Телофаза I очень короткая, в процессе её идёт формирование новых ядер, происходит декомпактизация хромосом.

Итог редукционного деления – образование клеток с гаплоидным числом хромосом, но диплоидным содержанием ДНК.

Второе деление мейоза – эквационное протекает по типу митоза. В анафазе II к полюсам деления расходятся, как и при митозе, хроматиды одной хромосомы. В результате образуются клетки не только с гаплоидным числом хромосом, но и с гаплоидным содержанием ДНК.

Мейоз /схема/.

Интерфаза I Деление I /редукционное/	Стадии деления Профаза I Метафаза I Анафаза I Телофаза I	Основные процессы Конъюгация хромосом, образование бивалентов, кроссинговер Расхождение хромосом	Содержание генетического материала 2n-4c n-2c
Интерфаза II Деление II /эквационное/	Профаза II Метафаза II Анафаза II Телофаза II	Расхождение хроматид	n-2c n-c

Обозначения: n – гаплоидный (одинарный) набор хромосом

с - количество ДНК в гаплоидном наборе хромосом

Гаметогенез (прогенез) – это процесс образования половых клеток. Он подразделяется на овогенез (образование яйцеклеток) и сперматогенез (образование сперматозоидов). Гаметогенез протекает в половых железах (гонадах). Гаметы, образующиеся в женском организме, называются яйцеклетками, в мужском – сперматозоидами.

Для гамет характерны: 1. гаплоидность

2. низкий уровень обменных процессов

3.неограниченность использования генетической

информации (нет заблокированных генов)

4.изменённый по сравнению с соматическими клетками ядерно-цитоплазматический индекс (у яйцеклетки уменьшенный, у сперматозоида – увеличенный).

Функция сперматозоидов не только участие в оплодотворении, но и доставка генетической информации к яйцеклетке. Соответственно функциям мужские гаметы имеют аппарат проникновения – акросому (видоизменённый комплекс Гольджи) и аппарат движения – хвостик. Скорость движения сперматозоидов человека до 5 см в час.

Функция яйцеклетки не только участие в оплодотворении, но и обеспечение питательными веществами ранних фаз развития зародыша. Питательная функция яйцеклетки выполняется за счёт запаса в ней желтка. В зависимости от количества и распределения желтка различают несколько типов яйцеклеток.