Як забезпечується передача генетичної інформації до дочірніх клітин від материнської?

Передача спадкової інформації на клітинному рівні

Одна з ознак живого – самовідтворення, проявляється на органоїдності – клітинному рівні у вигляді поділу клітини. Здатність до поділу – найважливіша властивість клітини. В результаті цього процесу з однієї клітини виникають, як правило, дві нові, що забезпечують безперервність життя і передачу спадкової інформації від вихідної материнської клітини – дочірнім клітинам.

Мітоз

Найбільш поширений спосіб розподілу клітки – мітоз (від грец. Мітоз – нитка), або непрямий розподіл клітини, при якому з материнської клітини утворюються дві дочірні клітини з таким же набором хромосом, як і у вихідної клітини. Цей процес забезпечує:

збільшення числа клітин;ріст організму;регенерацію та відновлення клітин у процесі їх старіння.

У деяких організмів мітоз лежить в основі їхнього розмноження безстатевим шляхом.

Мітоз можна побачити на фіксованих препаратах в світловий мікроскоп. Сучасні методи мікроскопії та мікрофотографування дають можливість спостерігати цей процес також і в живій клітині.

Стадії мітозу

Мітоз складається з чотирьох послідовних стадій, що забезпечують рівномірний розподіл генетичної інформації і органоїдів між двома дочірніми клітинами. Важлива роль у цьому процесі належить центріолям клітинного центру, які забезпечують рівномірний розподіл хромосом між дочірніми клітинами.

Профаза

Перехід з інтерфази в профазу мітозу відбувається поступово. Молекули ДНК зв’язуються з білками, максимально спіралізуются, товщають і перетворюються на добре помітні хромосоми. Кожна хромосома утворена двома сестринськими хроматидами. Вони з’єднані один з одним центромерою. Кількість ДНК в два рази більше числа хромосом (2п).

Ядерна оболонка починає розсмоктуватися, а ядерце зникає. Центриолі клітинного центру розходяться до полюсів, утворюючи з мікротрубочок веретено поділу. Мікротрубочки розташовуються навколо центріолей у вигляді зірки. Наприкінці профази ядерна мембрана повністю зникає.

Метафаза

У другу стадію мітозу нитки веретена поділу вже повністю сформовані. Вони з’єднуються з центромерами хромосом, які розташовуються в екваторіальній площині клітини. У цьому положенні вони утримуються мікротрубочками. Хромосоми добре помітні, лежать окремо, що дозволяє визначити їх число, форму і величину.

Анафаза

Це найкоротша стадія. Хромосоми раптово розділяються в місці центромери на сестринські хроматиди, які стають тепер окремими сестринськими хромосомами. За допомогою ниток веретена розподілу починається рух сестринських хромосом до полюсів клітини. У кожного полюса виявляється таке ж число хромосом, яке було у вихідній материнській клітині.

Тілофаза

В останню стадію поділу відбувається формування двох нових клітин. Хромосоми деспіралізуються, відновлюється ядерна оболонка, з’являється ядерце. Нитки веретена поділу біля полюсів клітини зникають. У клітинах вищих рослин центріолі відсутні, а нитки веретена поділу формуються безпосередньо з мікротрубочок. Крім плазматичної мембрани в них з целюлозних волокон утворюється оболонка клітини.

Далі відбувається рівномірний розподіл органоїдів біля полюсів клітини. Стадія завершується розподілом цитоплазми і утворенням плазматичної мембрани в центральній частині клітини. Виникають дві нові дочірні клітини, повністю ідентичні материнській.

Весь процес розподілу триває від декількох хвилин до трьох годин (залежно від типу клітин і організму). Тривалість мітозу в кілька разів менше інтерфази.

Біологічне значення мітозу полягає в забезпеченні сталості числа хромосом, ідентичності спадкової інформації та генетичної стабільності у знову виникаючих клітин.

Амітоз

Іноді трапляється інший вид поділу клітини – амітоз. Амітоз (від грец. А – негативна частка і мітоз – нитка) – прямий розподіл ядра клітини, тобто без утворення хромосом і веретена поділу. При цьому спадкова інформація між дочірніми клітинами розподіляється нерівномірно. Амітоз зустрічається у деяких найпростіших, в клітинах спеціалізованих тканин, наприклад у хрящовій, в ракових клітинах