Митотический (пролиферативный) цикл клетки. Фазы митотического цикла, их характеристика и значение

Митоз —сложное деление ядра клетки, обеспечивающее точное идентичное распределение хромосом с содержащейся в них генетической информацией между ядрами дочерних клеток В процессе митоза, или кариокинеза, последовательно протекает пять фаз: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. Эти фазы, непосредственно следующие друг за другом, связаны незаметными переходами. Каждая предыдущая обусловливает переход к последующей. В клетке, вступающей в деление, хромосомы приобретают вид клубка из множества тонких, слабо спирализованных нитей. В это время каждая хромосома состоит из двух хроматид. В самом начале профазы центриоль делится на две и они расходятся к полюсам ядра. Одновременно хромосомы претерпевают процесс скручивания (спирализация), вследствие чего значительно укорачиваются и утолщаются. Хроматиды несколько отходят друг от друга, оставаясь связанными лишь центромерами. Между хроматидами появляется щель. К концу профазы в животных клетках вокруг центриолей образуется лучистая фигура. В большинстве растительных клеток центриолей нет. К концу профазы ядрышки исчезают, ядерная оболочка под действием ферментов из лизосом растворяется, хромосомы оказываются погруженными в цитоплазму. Одновременно появляется ахроматиновая фигура, которая состоит из нитей, тянущихся от полюсов клетки (если есть центриоли, то от них). Ахроматиновые нити прикрепляются к центромерам хромосом. Образуется характерная фигура, напоминающая веретено. Электронномикроскопические исследования показали, что нити веретена — это трубочки, канальцы. B прометафазе в центре клетки находится протоплазма, имеющая незначительную вязкость. Погруженные в нее хромосомы располагаются по экватору клетки, ядерная оболочка отсутствует. В метафазе хромосомы находятся в упорядоченном состоянии в области экватора. Хорошо видны все хромосомы, благодаря чему изучение кариотипов — подсчет числа, изучение форм хромосом — проводится именно в этой стадии. В анафазе каждая хромосома продольно расщепляется на две дочерние вдоль той щели, которая обнаруживается еще в профазе; точнее следует сказать, что произошло расхождение хроматид, которые теперь уже стали сестринскими или дочерними хромосомами. Нити веретена сокращаются, отходят к полюсам, а за ними расходятся к полюсам и дочерние хромосомы. Расхождение их осуществляется быстро и всех хромосом одновременно, как «по команде». Это хорошо показывают кинокадры, заснятые с делящихся клеток. Бурные процессы происходят и в цитоплазме, которая на заснятом кинофильме напоминает кипящую жидкость. В телофазе дочерние хромосомы расходятся к полюсам. После этого хромосомы деспирализуются, теряют ясные очертания, вокруг них формируются ядерные оболочки. Ядро приобретает строение, сходное с бывшим в материнской клетке до профазы. Восстанавливается ядрышко. Далее происходит разделение цитоплазмы. В клетках животных этот процесс начинается с образования в экваториальной зоне перетяжки, которая, все более углубляясь, отделяет наконец сестринские клетки друг от друга. В клетках растений разделение сестринских клеток начинается во внутренней области материнской клетки. Здесь сливаются мелкие пузырьки эндоплазматической сети, образуя в конце концов клеточную мембрану. Построение целлюлозных клеточных оболочек связано с использованием декретов, накапливающихся в диктиосомах. Продолжительность каждого из периодов митотического цикла и фаз митоза различна и длится от нескольких минут до сотен часов. Зависит она от ряда причин: типа тканей, физиологического состояния организма, внешних факторов (температура, свет, химические вещества). Изучение влияния этих факторов на различные периоды митотического цикла с целью воздействия на него имеет большое практическое значение.