Главная страница » Размножение клеток
Биология

Размножение клеток

Мы объясним, что такое размножение клеток, мейоз, митоз и его фазы. Кроме того, его значение для разнообразия жизни
Размножение клеток позволяет организмам существовать

Что такое размножение клеток?

Размножение клеток или деление клеток – это стадия клеточного цикла , на которой каждая клетка делится, образуя две отдельные дочерние клетки. Это процесс, который происходит во всех формах жизни и обеспечивает непрерывность их существования, а также рост, замещение тканей и воспроизводство у многоклеточных существ

Клетка – основная единица жизни. Каждая клетка, как и живые существа, имеет срок жизни , в течение которого она растет, созревает, размножается и умирает

Существует несколько биологических механизмов воспроизводства клеток, т.е. позволяющих новым клеткам генерироваться, реплицировать их генетическую информацию и позволяющих циклу начаться снова

В определенный момент жизни живых существ их клетки перестают воспроизводиться (или начинают делать это менее эффективно) и начинают стареть. Пока этого не произошло, размножение клеток служит цели поддержания или увеличения количества клеток, существующих в организме

одноклеточных организмах размножение клеток создает совершенно новый организм. Обычно это происходит, когда клетка достигает определенного размера и объема, что обычно снижает эффективность ее процессов транспортировки питательных веществ, а значит, делает деление особи гораздо более эффективным

Типы размножения клеток

В принципе, существует три основных типа размножения клеток. Первым и самым простым является бинарное деление , при котором генетический материал клетки реплицируется и клетка делится на две одинаковые особи, как и бактерии , которые имеют одну хромосому процессы бесполого размножения

Однако более сложные существа, такие как эукариоты , наделены более чем одной хромосомой (как, например, человек , который имеет одну пару хромосом от отца и одну от матери)

В эукариотических организмах применяются более сложные процессы размножения клеток:

  • Митоз . Это наиболее распространенная форма деления клеток в эукариотических клетках. В этом процессе клетка полностью копирует свой генетический материал. Для этого он использует метод организации хромосом в экваториальной области клеточного ядра , которое затем делится надвое, создавая два одинаковых хромосомных набора. Затем остальная часть клетки начинает дублировать и медленно расщеплять цитоплазму , пока плазматическая мембрана , наконец, не разделит две новые дочерние клетки пополам. Полученные клетки будут генетически идентичны своим родителям.
  • Мейоз. Более сложный процесс, в результате которого образуются гаплоидные клетки (с половиной генетического груза), такие как половые клетки или гаметы, наделенные генетической изменчивостью. Это делается для того, чтобы обеспечить половину геномной нагрузки при оплодотворении, и таким образом получить генетически уникальное потомство, избегая клонального (бесполого) размножения. В процессе мейоза диплоидная клетка (2n) претерпевает два последовательных деления для получения четырех гаплоидных дочерних клеток (n).

Важность размножения клеток

Деление клеток создает колонии одноклеточных организмов, но прежде всего оно позволяет существовать многоклеточным организмам , состоящим из дифференцированных тканей. Каждая ткань получает повреждения, стареет и в конечном итоге растет, требуя замены старых или поврежденных клеток или новых клеток для пополнения растущей ткани

Деление клеток делает возможным как рост организмов, так и восстановление поврежденных тканей

С другой стороны, неупорядоченное деление клеток может привести к заболеваниям , при которых этот процесс происходит бесконтрольно, угрожая жизни человека (например, у людей с раком). Именно поэтому изучение деления клеток является одной из ключевых областей научного интереса в современной медицине

Фазы митоза

Митоз включает в себя сложную серию изменений в клетке.

При размножении клеток по типу митоза мы наблюдаем следующие фазы:

  • Интерфаза. Клетка готовится к репродуктивному процессу, дублируя свою ДНК и предпринимая необходимые внутренние и внешние шаги для успешного завершения процесса.
  • ‘Профаза’. Ядерная оболочка начинает разрушаться (пока постепенно не растворится). Весь генетический материал (ДНК) сгущается и образует хромосомы. Центросома дублируется, и каждая перемещается к одному концу клетки, где формируются микротрубочки.
  • Метафаза. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки. Каждая из них уже была продублирована в интерфазе, поэтому в этот момент две копии разделяются.
  • Анафаза. Два набора хромосом (которые идентичны друг другу) раздвигаются микротрубочками к противоположным полюсам клетки.
  • Телофаза. Формируются две новые ядерные оболочки. Микротрубочки исчезают.
  • Цитокинез. Плазматическая мембрана душит клетку и делит ее на две части.

Фазы мейоза

В мейозе одна клетка производит четыре клетки, каждая из которых имеет вдвое меньше хромосом.

При размножении по типу мейоза происходит дальнейшее разделение дочерних клеток на две части для получения четырех гаплоидных клеток

Мейоз включает две различные фазы: мейоз I и мейоз II. Каждая из них состоит из нескольких стадий: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Мейоз I отличается от мейоза II (и митоза) тем, что его профаза очень длинная, и во время ее прохождения гомологичные хромосомы (идентичные, поскольку они происходят от каждого родителя) спариваются и рекомбинируют, обмениваясь генетическим материалом

Мейоз I.  Известная как редуктивная фаза, она приводит к образованию двух клеток с половиной генетического груза (n)

  • Профаза I. Он состоит из нескольких этапов. На первом этапе ДНК конденсируется в хромосомы. Затем гомологичные хромосомы объединяются в пары, образуя характерную структуру, называемую синаптонемным комплексом, где происходит сшивание и рекомбинация генов. Наконец, гомологичные хромосомы разделяются, и оболочка ядра исчезает.
  • Метафаза I. Каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, выравнивается по средней плоскости клетки и прикрепляется к микротрубочкам ахроматического веретена.
  • Анафаза I. Парные гомологичные хромосомы разделяются и движутся к противоположным полюсам. Каждый полюс получает случайную комбинацию материнских и отцовских хромосом, но только один член каждой гомологичной пары присутствует на каждом полюсе. Сестринские хроматиды остаются прикрепленными к своим центромерам.
  • Телофаза I. Одна из каждой пары гомологичных хромосом находится на каждом полюсе. Ядерная мембрана формируется заново. Каждое ядро содержит гаплоидное число хромосом, но каждая хромосома является дубликатом хромосомы (состоит из одной пары хроматид). Происходит цитокинез, в результате чего образуются две гаплоидные дочерние клетки.

Мейоз II. Это дупликативная фаза: клетки из мейоза I делятся, в результате чего происходит дупликация ДНК

  • Профаза II. Хромосомы конденсируются. Оболочка ядра исчезает.
  • Метафаза II. Хромосомы выстраиваются на срединных плоскостях их клеток.
  • Анафаза II. Хроматиды разделяются и движутся к противоположным полюсам.
  • Телофаза II. Хроматиды, прибывающие к каждому полюсу клетки, теперь являются хромосомами. Ядерные оболочки вновь формируются, хромосомы постепенно удлиняются, образуя хроматиновые волокна, и происходит цитокинез. В результате двух последовательных делений мейоза образуются четыре гаплоидных ядра, каждое из которых содержит по одной хромосоме каждого типа. Каждая полученная гаплоидная клетка имеет различную комбинацию генов.

Продолжение следует: Теория клетки

Аватар

Дмитрий Смирнов

Добавить комментарий

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий