Цитологические основы бесполого размножения:
А) временная организация клетки,
Б) митотический цикл,
В) деление клетки (митоз, амитоз, эндомитоз, политения).
В результате процессов обмена веществ и энергии клетка все время изменяется, происходит ее онтогенез, получивший название жизненного цикла клетки. В некоторых случаях он приводит к размножению клеток и передачи потока информации в среде клеточных генераций. С размножением клеток, или пролиферацией связаны рост, развитие и обновление многих структур в многоклеточном организме. Как в многоклеточном организме, так и у одноклеточных существ, клетки размножаются путем деления.
Митотический цикл. Совокупность процессов, происходящих в клетках от одного деления до следующего и заканчивающихся образованием двух клеток новой генерации, называется митотическим циклом.
Клеточный цикл состоит из трех главных стадий.
Интерфаза – период интенсивного синтеза и роста. В клетках синтезируется много в-в, необходимых для ее роста и осуществления всех ее функций.
В интерфазе различают несколько периодов (фаз).
Пресинтетический период (G1) следует непосредственно за делением. В это время синтез ДНК еще не происходит, но накапливаются р-РНК, м-РНК и т-РНК (синтезируется в ядрышках), образуются митохондрии, хлоропласты (у растений), ЭПР, лизосомы, аппарат Гольджи, вакуоли, рибосомы, синтезируются структурные и функциональные белки. Интенсифицируется клеточный метаболизм. Это наиболее длительная фаза (от 10 ч. до нескольких суток)
Второй период – Синтетический (S) характеризуется репликацией ДНК, синтезир-ся белковые молекулы (гистоны), с которой связывается каждая нить ДНК. Каждая хромосома превращается в две хроматиды. (6-10 часов)
Постсинтетический период (G2). ДНК уже не синтезируется, но происходит накопление энергии, синтез РНК и белков (преимущественно ядерных). Делятся митохондрии, хлоропласты. Репликация центриолей (в тех клетках, где они есть) и начинается образование веретен деления (3-4 часа).
Наконец наступает фаза деления ядра клетки – Митоз (М). Он состоит из 4-х стадий (греч. Mitos – нить), или кариокинез (греч. Karyon – ядро, kinesis – движение).
Если кол-во ДНК в гаплоидном наборе хромосом (n) обозначить как С, то после деления клетки диплоидный набор хромосом (2 n) содержит 2С ДНК. В пресинтетический период (G1) кол-во ДНК не изменяется, то в (S) период кол-во ДНК удваивается и равно 4С ДНК.
В это время каждая хромосома редуцирована и состоит из 2-х нитей (хроматид). Постсинтетический период и митоз характеризуются сохранением такого же набора хромосом (2 n) и того же кол-ва ДНК (4 С). В результате митоза каждая дочерняя клетка содержит 2 n хромосом и 4С ДНК.
В ряде случаев клетки, образованные в результате деления, могут начать подготовку к следующему делению. Так происходит в эмбриональных и других быстро размножающихся тканях. При этом митотический цикл клетки совпадает со всем периодом ее существования, т.е. жизненным циклом клетки. Если же клетки приобретают специализацию, начинают дифференцироваться, то пресинтеический период удлиняется. Для клеток каждого типа тканей установлена определенная продолжительность периода G1. В нервных клетках этот период продолжается в течение всей жизни, т.е. они не делятся. Однако некоторые клетки (эпителиальные, соединительно-тканные) имеют жизненный цикл как продолжение митотического.