Амитоз, митоз, мейоз, гаметогенез, оплодотворение

Амитоз (или прямое деление клетки), происходит в соматических клетках эукариот реже, чем митоз. Впервые он описан немецким биологом Р. Ремаком в 1841 г., термин предложен гистологом. В. Флеммингом позднее — в 1882 г. В большинстве случаев амитоз наблюдается в клетках со сниженной митотической активностью: это стареющие или патологически измененные клетки, часто обреченные на гибель (клетки зародышевых оболочек млекопитающих, опухолевые клетки и др.). Морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра.

Митоз (реже: кариокинез или непрямое деление) — деление ядра эукариотической клетки с сохранением числа хромосом. В отличие от мейоза, митотическое деление протекает без осложнений в клетках любой плоидности, поскольку не включает как необходимый этап конъюгацию гомологичных хромосом в профазе.

Митоз — лишь одна из частей клеточного цикла, но он достаточно сложен, и в его составе, в свою очередь, были выделены пять фаз: профаза, фаза, метафаза, анафаза и телофаза. Удвоение хромосом и центриолей (в клетках животных) происходит еще в ходе интерфазы. В результате этого в митоз хромосомы вступают уже удвоенными, напоминающими букву X (идентичные копии материнской хромосомы соединены друг с другом в области центромеры).

В профазе происходит конденсация гомологичных (парных) хромосом и начинается формирование веретена деления. В клетках животных начинается расхождение пары центриолей (полюсов веретена).

Фаза начинается с разрушения ядерной оболочки. Хромосомы начинают двигаться и их центромеры вступают в контакт с микротрубочками веретена деления, а полюса продолжают расхождение друг от друга.

К концу фазы формируется веретено деления. В метафазе движения хромосом почти полностью замирают, и кинетохоры хромосом располагаются на «экваторе» (на равном расстоянии от «полюсов» ядра) в одной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку.

Важно отметить, что они остаются в таком положении в течение довольно длительного времени. В это время в клетке происходят существенные перестройки, которые «разрешают» последующее расхождение хромосом. Обычно в связи с этим метафаза — наиболее удобное время для подсчёта хромосомных чисел. В анафазе хромосомы делятся (соединение в районе центромеры разрушается) и расходятся к полюсам деления. Параллельно полюса веретена также расходятся друг от друга.

В телофазе происходит разрушение веретена деления и образование ядерных оболочек вокруг двух групп хромосом, которые деконденсируются и образуют дочерние ядра.

Митоз лежит в основе роста и вегетативного размножения всех организмов, имеющих ядро — эукариот. Благодаря митозу поддерживается постоянство числа хромосом в клеточных поколениях, т. е., дочерние клетки получают такую же генетическую информацию, которая содержалась в ядре материнской клетки.

Мейоз (или редукционное деление клетки) — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза). Мейоз не следует смешивать с гаметогенезом — образованием специализированных половых клеток, или гамет, из недифференцированных стволовых.

С уменьшением числа хромосом в результате мейоза в жизненном цикле происходит переход от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление плоидности (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате полового процесса.

В связи с тем, что в профазе первого, редукционного, этапа происходит попарно слияние (конъюгация) гомологичных хромосом, правильное протекание мейоза возможно только в диплоидных клетках или в чётных полипоидах (тетра клетках).

Мейоз может происходить и в нечётных полипоидах, но в них, из-за невозможности обеспечить попарно слияние хромосом в профазе I, расхождение хромосом происходит с нарушениями, которые ставят под угрозу жизнеспособность клетки или развивающегося из неё многоклеточного гаплоидного организма.

Процесс образования половых клеток (гамет) называется гаметогенез. Т. к., у большинства живых организмов половые клетки дифференцированы на женские (яйцеклетки) и мужские (сперматозоиды), то и гаметогенез может происходить по мужскому (сперматогенез) и по женскому (овогенез — оогенез) типу. биологический гаметогенез оплодотворение Сходства: При гаметогенезе обязательно присутствует фаза размножения, когда диплоидные предшественники половых клеток делятся митотические, увеличивая количество себе подобных диплоидных клеток и фаза созревания, во время которой происходит мейоз (и все сопутствующие процессы — кроссинговер, независимое расхождение гомологов и т. д.), приводящий к образованию гаплоидных клеток.

Различия: при сперматогенезе образуется 4 полноценных гаплоидных клетки (сперматозоида) из 1 сперматоцита первого порядка, слабо выражена фаза роста и присутствует фаза формирования. При оогенезе образуется одна полноценная половая клетка (яйцеклетка с запасом питательных веществ) и неполноценные гаплоидные полярные тельца, хорошо выражена фаза роста.

Оплодотворение — это процесс слияния сперматозоида с яйцеклеткой с последующим слиянием их ядер и образованием диплоидной зиготы. Биологическое значение этого процесса состоит в том, что при слиянии мужских и женских гамет образуется новый организм, несущий признаки обоих родительских организмов. При образовании гамет в мейозе возникают клетки с разным сочетанием хромосом, поэтому после оплодотворения новые организмы сочетают в себе признаки отца и матери в различных комбинациях. В результате этого значительно увеличивается наследственное разнообразие организмов.

Оплодотворение происходит в три этапа:

• 1) проникновения спермия в яйцеклетку;
• 2) слияние гаплоидных ядер;
• 3) активация зиготы к дроблению и дальнейшему развитию.