2.1. Особливості структурної організації і обміну речовин на

різних фазах росту клітин

Ембріональна фаза - ембріональні клітини точок росту синтезують ауксин. Для клітин, що діляться, характерний відносно низький вміст ІОК і АБК і високий - цитокінінів. Для поділу клітин необхідні вітаміни (тіамін, пантотенова кислота, амінобензойна кислота, піридоксин, фолієва кислота, мезоінозит), амі­нокислоти (цистеїн, триптофан), а також пурини (гіпоксантин, ксантин, сечова кислота), що містяться у значних кількостях в ембріональних тканинах. Для зон клітинного поділу характерний інтенсивний обмін речовин. Після 3-5 поділів клітини периферійної зони переходять у фазу розтягання. Ініціальні ж клітини меристеми продовжують поділятися протягом усього періоду росту рослинного організму, залишаючись ембріональними.

Фаза розтягання - характерне швидке збільшення об'єму клітин, який зростає в 50-100 разів. Ріст клітини відбувається завдяки збільшенню вакуолі, що розтягує клітину. Вода надходить у вакуоль осмотично. Концентрація клітинного соку під­вищується за рахунок цукрів, амінокислот, іонів. Різко зростає інтенсивність дихан­ня в розрахунку на клітину. Ауксин індукує активний транспорт іонів Н+ із цитоплазми в клітинну стінку. Ріст клітинної оболонки забезпечується новоутворенням полімерів, що її складають.

Наприкінці фази розтягання відбувається лігніфікація клітинних стінок, підви­щується вміст фенольних інгібіторів і абсцизової кислоти, знижується вміст ауксину.

Фаза диференціації - спеціалізація клітин відбувається вже в меристематичній зоні під впливом місцерозташування: клітинного оточення, полярності тощо. Важливу роль у цьому процесі грають фітогормони, особливо ауксин. На активність генів впливають і зовнішні фактори (температура, світло й ін.). Під впливом ІОК відбувається укорінення черешків рослин, в умовах культури тканин диференційована клітина може знову стати ембріональною. Це яви­ще спостерігається й у раневого калюсу. Після диферен­ціювання у фазі зрілості клітина виконує функції, закладені в її організації.

Фаза старіння і відмирання - завершують онтогенез клітин. У результаті переваги гідролі­тичних процесів над синтетичними в старіючих клітинах знижується вміст РНК, білків, підвищується активність пероксидази і кислих протеаз, проникність мембран, руйнуються хлорофіл та хлоропласти. Процеси старіння клітини того чи іншого органа рослини різко прискорюють зменшення надходження ауксину, цитокініну, гібереліну, збільшення вмісту етилену й абсцизової кислоти.

2.2. Клітинний поділ. Мітотичний індекс

Клітинний цикл — послідовність подій, що відбуваються між утворенням певної клітини та її поділом на дочірні. В одноклітинних організмів клітинний цикл співпадає з життям особини. У тканинах, які безперервно розмножуються, клітинний цикл співпадає з мітотичним циклом і складається з трьох стадій (інтерфази, мітозу та цитотомії), які послідовно змінюють одна одну. Тривалість клітинний цикл залежить від типу клітин і дії чинників зовнішнього середовища (температури, поживних речовин і постачання кисню). Напр., клітини кишкового епітелію діляться кожні 8–10 год, при цьому інтерфаза завж­ди набагато довша за мітоз, який триває від декількох хвилин до 2–3 год.

Мітотичний індекс — показник, що характеризує функціональну активність проліферуючих клітин. Визначається відношенням кількості клітин, що знаходяться в мітозі, до загальної кількості проаналізованих клітин. Виражається в проміле — кількості мітозів на 1000 клітин. Даний індекс можна обчислити використовуючи світловий мікроскоп, прорахувавши в поле зору клітини з видимими хромосомами і розділивши його на загальне число клітин в полі зору.

Застосовується для оцінки мітотичної активності тканин, а також як з тестів при аналізі мутагенів.