Периоды интерфазы, их продолжительность, основные процессы:

1) постмитотический (пресинтетический) – q 1 (G1) – от 10 часов до нескольких суток. Следует вслед за делением. В молодых дочерних клетках наблюдается высокая интенсивность процессов транскрипции, формирование синтетического аппарата клетки – увеличение количества рибосом, различных видов РНК (рРНК, мРНК, иРНК). Усиление синтеза белка, синтезируются структурные и функциональные белки, интенсивный клеточный метаболизм, контролируемый ферментами, рост клетки, образование и восстановление необходимого числа органоидов

2) синтетический – S — 6 – 10 часов; Значительным событием является удвоение (редупликация ДНК), что приводит к удвоению плоидности (содержание ДНК удваивается) диплоидных ядер (хромосомы становятся двухроматидными) и является обязательным условием для последующего митотического деления клеток.

Происходит также синтез РНК, гистоновых белков, продолжается рост клетки.

3) постсинтетический (премитотический) q 2 (G2) – 2 – 5 часов. Продолжается синтез РНК, всех белков, особенно ядерных, а также белка тубулина необходимого для формирования ахроматинового веретена митотического аппарата, образующегося в профазе митоза и мейоза. Происходит накопление питательных веществ, энергии, синтез АТФ. Деление митохондрий, хлоропластов, репликация центриолей и начало образования веретена деления. В конце этого периода клетка переходит к профазе митоза.

Главные события митотического цикла:

1) редупликация самоудвоение наследственного материала (синтетический период)

2) равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками (анафаза митоза – распределение хроматид – дочерних хромосом.)

Соотношение количества днк (с) и хромосом (n) в митотическом цикле:

МИТОЗ: 1) Профаза 2п 4с, 2) Метафаза 2п 4с, 3) Анафаза 4п 4с (однохроматидные дочерние хромосомы), 4) Телофаза 2п 2с (однохроматидные дочерние хромосомы)

ИНТЕРФАЗА: 1) Постмитотический период 2п 2с (однохроматидные дочерние-сестринские хромосомы)

2) Синтетический период 2п 4с, 3) Постсинтетический период 2п 4с (двухроматидных материнские хромосомы)

Обратить внимание, что хроматида содержит одну молекулу ДНК (с).

Образование сестринской

хроматиды

Хромосома интерфазного ядра

Схема митотического цикла

Жизненный цикл клеток (клеточный цикл) – это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти. Обязательным компонентом жизненного цикла, является митотический цикл. Многие клетки выходят из митотического цикла на путь специализации, дифференцируются, выполняют определённые функции и их жизнь заканчивается смертью. Однако некоторые дифференцированные клетки (эпителиальные, соединительно-тканные) при определённых условиях переходят к подготовке к митозу и самому митозу. У таких клеток жизненный цикл продолжительнее митотического. Для разных типов клеток жизненный цикл различен.

В некоторых клетках отсутствуют те или иные фазы митотического цикла. Часть клеток выходят из митотического цикла на путь дифференцировки и специализации, их пресинтетический период удлиняется. У нервных клеток этот период продолжается в течение всей жизни организма, и они не делятся,
поэтому жизненный цикл таких клеток, например, нервных, не совпадает с митотическим циклом. Клетки, образующие обновляющиеся клеточные популяции постоянно делятся, проходя митоз и интерфазу, имеют клеточный цикл, совпадающий с митотическим циклом это, например эмбриональные клетки, ростовые базального слоя кожи, клетки образовательной ткани растений (кончик корня, стебля, камбий), регенерирующие клетки, клетки семенников.

Урок 10. деление клетки. клеточный цикл. митоз и мейоз. образование половых клеток у животных и растений — Биология — 10 класс

Деление клетки. Клеточный цикл. Митоз и мейоз

Образование половых клеток у животных и растений

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

В основе любого вида размножения лежит деление клеток.

Продолжительность жизни многоклеточного организма превышает время жизни большинства составляющих его клеток. Все клетки многоклеточных организмов должны делиться, чтобы заменять погибающие клетки. Все новые клетки возникают путём деления из уже существующих клеток.

Митоз – основной способ деления клеток. Митоз (от греческого mitos – нить) – непрямое деление клетки. Он обеспечивает равномерную передачу наследственной информации материнской клетки двум дочерним. Именно благодаря этому виду клеточного деления образуются практически все клетки многоклеточного организма.

Митотический (клеточный) цикл состоит из подготовительной стадии интерфазы и собственно деления – митоза (фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза).

Характеристика митоза

Интерфаза – процесс подготовки клетки к делению,  имеет 3 периода.

Пресинтетический период, период до удвоения хромосом, (G1 от англ. Gar – интервал), 2n2с (n – число хромосом, c – количество ДНК). Клетка интенсивно растёт, в ней синтезируется РНК и различные белки, увеличивается число рибосом, митохондрий.

Синтетический период, период удвоения хромосом, (S – фаза), 2n4с (n – число хромосом, c – количество ДНК). Происходит удвоение хромосом, в основе которого лежит процесс репликации ДНК, в результате каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Постсинтетический период, период после удвоения хромосом, (G2), 2n4с (n – число хромосом, c – количество ДНК). Клетка готовится к делению, синтезируются белки, из которых будет сформировано веретено деления, запасается энергия в виде АТФ.

Профаза (2n4с). В результате спирализации хромосомы уплотняются, укорачиваются. Формируется веретено деления, ядерная оболочка исчезает, и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. К центромерам присоединяются нити веретена деления.

Хромосомы начинают передвигаться к экватору клетки. Метафаза (2n4с). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку.

Анафаза (4n4с). Начинается с деления центромер всех хромосом, в результате чего хроматиды превращаются в две совершенно обособленные, самостоятельные дочерние хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.

Телофаза (2n2с). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки.

Цитокинез -– деление цитоплазмы. Кариокинез – деление ядра.

Биологическое значение митоза

Митоз обеспечивает постоянство числа хромосом во всех клетках организма. В процессе митоза происходит распределение ДНК хромосом материнской клетки строго поровну между возникающими из неё двумя дочерними клетками.

Мейоз

Два последовательно сменяющих друг друга деления.

Между двумя делениями – короткая интерфаза, во время которой не происходит удвоения ДНК. В результате мейоза из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные. Образуются четыре гаплоидные клетки.

Биологическое значение мейоза

Является механизмом образования гамет животных и спор высших растений. Обеспечивает постоянство кариотипа и вида при половом размножении. Обеспечивает генетическое разнообразие.

Оплодотворение –  процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида. Процесс оплодотворения состоит из нескольких этапов:

1.                 Проникновение сперматозоида в яйцеклетку.

2.                 Слияние гаплоидных ядер обеих гамет, в результате чего образуется зигота (диплоидная клетка).

3.                 Активация зиготы к дроблению и дальнейшему развитию.

Жизненный цикл клетки

Промежуток времени от момента возникновения клетки в результате деления до её гибели или до следующего деления представляет собой жизненный цикл клетки.  В это время клетка растёт, специализируется и выполняет свои функции в составе ткани и органов.

Лабораторная работа «Изучение фаз митоза в клетках корешка лука»

Практическая работа «Сравнение процессов митоза и мейоза»

Самостоятельная работа с учебником (§ 28, с. 109). Ответить на вопросы: Почему все живые организмы смертны? Как теоретически достичь бессмертия клетки и организма в целом?

Урок

20. Жизненный цикл клетки. Митоз. Амитоз

Цель: раскрыть роль размножения как важнейшего процесса, поддерживающего и сохраняющего жизнь на Земле; познакомить учащихся с сущностью жизненного цикла клетки; раскрыть особенности отдельных периодов интерфазы; углубить знания о репликации ДНК; охарактеризовать основной способ деления эукариотических клеток — митоз; раскрыть особенности протекания каждой фазы митоза; создать представление об амитозе.

Средства обучения: модель ДНК, таблицы «Жизненный цикл клетки» и «Удвоение молекулы ДНК», «Стадии митоза».

Ход урока

        1. Вводная беседа о роли процесса размножения для поддержания и сохранения жизни на Земле.

        2. Изучение нового материала.

1. Объяснение учителя (раскрывается сущность понятия «Жизненный цикл клетки»).

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ

          1. Постановка и решение проблемы. Обсуждение вопроса «Возможно ли бессмертие?».

Самостоятельная работа с учебником (§ 28, с. 109). Ответить на вопросы:

  • Почему все живые организмы смертны?

  • Как теоретически достичь бессмертия клетки и организма в целом?

    Признак для сравнения

    Период интерфазы

    Пресинтетический

    Синтетический

    Постсинтетический

    Продолжительность

    От 2-3 часов до нескольких суток

    6-10 часов

    2-5 часов

    Время наступления

    Сразу после предшествующего деления

    По окончании пресинтетического периода

    После удвоения хромосом

    События

    Рост клетки, накопление энергии, питательных веществ

    Удвоение ДНК, синтез белков, увеличение количества РНК

    Накопление энергии, синтез белков микротрубочек

    1. Самостоятельная работа с учебником (§ 28, с. 109-110).

Задание. Сравнить периоды интерфазы, заполнив таблицу.

4. Выполнение задания «Реконструкция событий». Задание. Опираясь на таблицу «Удвоение ДНК» и рисунок в учебнике на с. 110, реконструируйте хронологию событий процесса удвоения ДНК (устно).

По окончании выполнения задания обсуждаются его результаты.

5.Объяснение учителя на тему «Способы деления клетки».

Деление клетки = деление ядра + деление цитоплазмы

(кариокинез) (цитокинез).

Способы деления клетки

Митоз

процесс непрямого деления соматических клеток эукариот, в результате которого наследственный материал сначала удваивается, а затем равномерно распределяется между дочерними клетками

Мейоз

особый вид деления клетки, при котором число хромосом в дочерних клетках становится гаплоидным.

6. Моделирование.

Используя домашние заготовки, учащиеся моделируют процесс митоза при параллельном моделировании этого же процесса учителем на доске.

7. Совместная работа по заполнению таблицы «Фазы митоза».

Стадия деления клетки

Название фазы

События

Кариокинез

Профаза

  1. Укорочение и утолщение удвоенных хромосом.

  2. Разрушение ядерной оболочки.

  3. Расхождение центриолей к полюсам клетки; образование веретена деления

Метафаза

  1. Удвоенные хромосомы выстраиваются на экваторе клетки.

  2. Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом

Анафаза

  1. Образование дочерних хромосом.

  2. Расхождение их к разным полюсам клетки

Телофаза

  1. Достижение дочерними хромосомами полюсов клетки.

  2. Формирование ядерной оболочки.

  3. Исчезновение веретена деления

Цитокинез

  1. Деление цитоплазмы и образование новых клеточных мембран.

  2. Образование двух дочерних клеток с диплоидным набором хромосом

8. Составление схемы «Амитоз».

III. Обобщение и закрепление изученного материала.

Задание 1.

а) Исключить из данного перечня лишнее понятие:

интерфаза, трансляция, деление клетки, период покоя, клеточный цикл.

б) Используя необходимые понятия (из данных выше), составить формулу митотического цикла.

Задание 2. Расставить номера событий процесса удвоения ДНК в порядке их осуществления.

  1. Образование одиночных («свободных») цепей ДНК.

  2. Образование «дочерних» молекул ДНК.

  3. Взаимодействие свободных нуклеотидов с одиночными цепями ДНК по принципу комплементарности.

  4. Разрыв водородных связей в «материнской» молекуле ДНК.

Задание 3. Осуществить репликацию данной цепи ДНК:

-А-А-Ц-Г-А-Т-Т-Ц-Г-А-Ц-Т-Г-.

Домашнее задание: § 28-29; записи в тетрадях; письменно ответить на вопрос «Каково биологическое значение митоза?».

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 14. Москва, 2009, стр. 270

  • Скопировать библиографическую ссылку:

Авторы: Г.  Е. Онищенко

Схема клеточного цикла соматических клеток эукариот. G1, S, G2 – соответствующие фазы цикла, М – митоз. Длина дуг пропорциональна продолжительности периодов.

КЛЕ́ТОЧНЫЙ ЦИКЛ, на­бор стро­го ско­ор­ди­ни­ро­ван­ных во вре­ме­ни про­цес­сов, при­во­дя­щих к вос­про­из­ве­де­нию кле­ток; важ­ней­ший ме­ха­низм, с по­мо­щью ко­то­ро­го ре­про­ду­ци­ру­ет­ся всё жи­вое. В ос­но­ве спо­соб­но­сти кле­ток к са­мо­вос­про­из­ве­де­нию ле­жит уни­каль­ное свой­ст­во ДНК ре­п­ли­ци­ро­вать­ся с об­ра­зо­ва­ни­ем двух точ­ных ко­пий, ко­то­рые в хо­де де­ле­ния рас­пре­де­ля­ют­ся ме­ж­ду дву­мя до­чер­ни­ми клет­ка­ми. По­ми­мо уд­вое­ния ДНК в К. ц. боль­шин­ст­ва кле­ток долж­но уд­ваи­вать­ся чис­ло их ор­га­нелл и мак­ро­мо­ле­кул, в про­тив­ном слу­чае с ка­ж­дым де­ле­ни­ем клет­ки ста­но­ви­лись бы мень­ше. Т. о., для под­дер­жа­ния сво­их раз­ме­ров клет­ка долж­на ко­ор­ди­ни­ро­вать рост кле­точ­ной мас­сы с её де­ле­ни­ем. У од­но­кле­точ­ных ор­га­низ­мов К. ц. сов­па­да­ет с жиз­нен­ным цик­лом. В не­пре­рыв­но раз­мно­жаю­щих­ся клет­ках мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов он со­сто­ит из чёт­ко сме­няю­щих друг дру­га пе­рио­дов: ин­тер­фа­зы (под­го­тов­ки к де­ле­нию) и ми­то­за (соб­ст­вен­но де­ле­ния).

Имен­но в ин­тер­фа­зе, а не в ми­то­зе, как счи­та­ли ра­нее, про­ис­хо­дит ре­п­ли­ка­ция ДНК (уд­вое­ние хро­мо­сом). Са­ма ин­тер­фа­за под­раз­де­ля­ет­ся на три фа­зы. Пре­син­те­ти­че­ская G1-фа­за пред­ше­ст­ву­ет син­те­зу ядер­ной ДНК и сле­ду­ет сра­зу за пре­ды­ду­щим де­ле­ни­ем. В этой фа­зе в клет­ке син­те­зи­ру­ют­ся ри­бо­нук­леи­но­вые ки­сло­ты (РНК), разл. бел­ки, уве­ли­чи­ва­ет­ся чис­ло ри­бо­сом, ми­то­хон­д­рий. В це­лом на­блю­да­ет­ся ак­тив­ный рост кле­т­ки. В фа­зе син­те­за ДНК (S-фа­зе) про­дол­жа­ет­ся об­ра­зо­ва­ние РНК и бел­ков, про­ис­хо­дит ре­п­ли­ка­ция ядер­ной ДНК. Пост­син­те­ти­че­ская G2-фа­за ха­рак­те­ри­зу­ет­ся окон­ча­тель­ной под­го­тов­кой клет­ки к де­ле­нию, в т.  ч. сбор­кой мик­ро­тру­бо­чек, ко­то­рые в даль­ней­шем бу­дут фор­ми­ро­вать ве­ре­те­но де­ле­ния. За фа­за­ми ин­тер­фа­зы сле­ду­ет ми­тоз (М-фа­за). По­ня­тие «К. ц.» вклю­ча­ет в се­бя не толь­ко ин­тер­вал вре­ме­ни от од­но­го кле­точ­но­го де­ле­ния до дру­го­го. Ино­гда клет­ка, за­вер­шив­шая ми­тоз, пре­кра­ща­ет под­го­тов­ку к оче­ред­ным син­те­зу ДНК и ми­то­зу и вхо­дит в со­стоя­ние «вне цик­ла», т. е. в со­стоя­ние про­ли­фе­ра­тив­но­го по­коя, обо­зна­чае­мое как G0-фа­за. Из этой фа­зы она мо­жет вновь вер­нуть­ся в со­стоя­ние К. ц. под влия­ни­ем сти­му­ла к раз­мно­же­нию. Су­ще­ст­ву­ют так­же клет­ки с уд­ли­нён­ной про­дол­жи­тель­но­стью пост­син­те­ти­че­ской фа­зы. Их на­зы­ва­ют G2-по­пу­ля­ци­ей.

Дли­тель­ность К. ц. варь­и­ру­ет у раз­ных ор­га­низ­мов в ши­ро­ких пре­де­лах – от не­сколь­ких ми­нут до не­сколь­ких су­ток. По­ка­за­но так­же, что раз­ные кле­точ­ные по­пу­ля­ции мо­гут силь­но раз­ли­чать­ся и по про­дол­жи­тель­но­сти отд. фаз цик­ла. Наи­бо­лее ко­рот­ким яв­ля­ет­ся К. ц. бла­сто­ме­ров на ран­них ста­ди­ях эм­брио­наль­но­го раз­ви­тия. В К. ц. этих кле­ток прак­ти­че­ски от­сут­ст­ву­ют G1- и G2-фа­зы, S-фа­за мо­жет длить­ся все­го неск. ми­нут. На за­клю­чит. эта­пе эм­брио­наль­но­го раз­ви­тия жи­вот­ных, напр. у мле­ко­пи­таю­щих, про­ис­хо­дит мас­со­вое всту­п­ле­ние кле­ток в со­стоя­ние по­коя, свя­зан­ное с их диф­фе­рен­ци­ров­кой. Дли­тель­ность К. ц. раз­ли­ча­ет­ся в пре­де­лах од­но­го взрос­ло­го мно­го­кле­точ­но­го ор­га­низ­ма. Напр., клет­ки ре­ге­не­ри­рую­щей пе­че­ни мы­ши де­лят­ся при­мер­но че­рез ка­ж­дые 48 ч, а крипт киш­ки (уг­луб­ле­ний эпи­те­лия в её сли­зи­стой) – че­рез 10,5 ч. Лим­фо­ци­ты че­ло­ве­ка, по­ме­щён­ные в сре­ду для куль­ти­ви­ро­вания кле­ток и об­ра­бо­тан­ные фи­то­гем­аг­глю­ти­ни­ном, на­чи­на­ют раз­мно­жать­ся, и их К. ц. ока­зы­ва­ет­ся рав­ным при­мер­но 24 ча­сам. Наи­бо­лее ва­риа­бель­ной яв­ля­ет­ся G1-фа­за. При диф­фе­рен­ци­ров­ке од­ни ти­пы кле­ток взрос­ло­го ор­га­низ­ма, вы­пол­няя спе­ци­фич. функ­ции, на­хо­дят­ся в G0-фа­зе, но со­хра­ня­ют спо­соб­ность к раз­мно­же­нию, дру­гие – не­об­ра­ти­мо ут­ра­чи­ва­ют её и на­зы­ва­ют­ся тер­ми­наль­но диф­фе­рен­ци­ро­ван­ны­ми.

Про­грам­ма осу­ще­ст­в­ле­ния про­цес­сов К. ц. вклю­ча­ет слож­ную сис­те­му кон­тро­ля, ко­то­рая обес­пе­чи­ва­ет­ся ра­бо­той ком­плек­сов ре­гу­ля­тор­ных бел­ков. При этом кон­тро­ли­рую­щие сис­те­мы дей­ст­ву­ют как внут­ри клет­ки (эн­до­ген­ные ре­гу­ля­то­ры), так и вне её (эк­зо­ген­ные ре­гу­ля­то­ры). Эн­до­ген­ная ре­гу­ля­ция кле­точ­но­го цик­ла ос­но­ва­на на цик­лич. ак­ти­ва­ции про­те­ин­ки­наз, из­вест­ных как цик­лин-за­ви­си­мые ки­на­зы. Ак­тив­ность по­след­них уве­ли­чи­ва­ет­ся или па­да­ет в хо­де К. ц. Та­кие ко­ле­ба­ния ак­тив­но­сти ве­дут к цик­лич. из­ме­не­ни­ям сте­пе­ни фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния внут­ри­кле­точ­ных бел­ков, ини­ции­рую­щих или ре­гу­ли­рую­щих важ­ней­шие со­бы­тия К. ц.: ре­п­ли­ка­цию ДНК, сег­ре­га­цию хро­мо­сом и ци­то­ки­нез (соб­ст­вен­но де­ле­ние те­ла клет­ки на две). У раз­ных ор­га­низ­мов в раз­ных фа­зах К. ц. ак­тиви­ру­ют­ся разл. ва­ри­ан­ты ком­плек­сов цик­ли­нов и ки­наз. Пре­кра­ще­ние ра­бо­ты та­ких ком­плек­сов свя­за­но с дей­ст­ви­ем ин­ги­би­рую­щих бел­ков или с про­те­о­ли­зом цик­ли­но­во­го ком­по­нен­та ком­плек­са. В це­лом эн­до­ген­ная ре­гу­ля­ция в хо­де К. ц. обес­пе­чи­ва­ет­ся слож­ной сис­те­мой про­цес­сов син­те­за и де­гра­да­ции оп­ре­делён­ных субъ­е­ди­ниц ре­гу­ля­тор­ных ком­плек­сов, про­цес­са­ми фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния и де­фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния этих и др. ре­гу­ля­то­рых бел­ков. Эк­зо­ген­ная ре­гу­ля­ция вклю­ча­ет дей­ст­вие на клет­ки вне­кле­точ­ных ре­гу­ля­тор­ных сиг­на­лов. Для од­но­кле­точ­ных ор­га­низ­мов та­ки­ми сиг­на­ла­ми яв­ля­ют­ся ком­по­нен­ты ок­ру­жаю­щей сре­ды, для мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов – син­те­зи­руе­мые разл. клет­ка­ми не­боль­шие бел­ко­вые мо­ле­ку­лы, к ко­то­рым от­но­сят­ся фак­то­ры рос­та и ци­то­ки­ны. На­ру­ше­ние ме­ха­низ­мов эн­до­ген­ной и эк­зо­ген­ной ре­гу­ля­ции К.  ц. мо­жет при­во­дить к не­кон­тро­ли­руе­мо­му раз­мно­же­нию кле­ток, что слу­жит при­чи­ной об­ра­зо­ва­ния опу­хо­лей.

Фазы клеточного цикла

☰

Клеточный цикл — это период существования клетки. Он может длиться от момента ее появления (который наступает после окончания деления родительской клетки) до момента завершения деления ее самой. Или клеточный цикл длится от момента появления клетки до ее гибели. Чаще клеточный цикл рассматривают как первый случай, т. е. период от момента появления клетки до окончания ее деления.

Выделяют следующие последовательно идущие фазы клеточного цикла:

  1. Пресинтетический период (G1)
  2. Синтетический период (S)
  3. Постсинтетический период (G2)
  4. Деление клетки: митоз (М)

На схеме ниже показаны фазы клеточного цикла и их длительность.

Первые три фазы клеточного цикла представляют собой интерфазу. Понятно, что вместо митоза может быть мейоз.

Длительность клеточного цикла у разных клеток неодинакова: есть быстро делящиеся, другие делятся через относительно большие промежутки времени. Существуют дифференцированные клетки, которые не делятся вообще. У них по-сути нет перечисленных фаз/периодов. На фазе G1 они вступают в так называемую фазу G0 (фазу покоя).

Общие закономерности фаз клеточного цикла характерны для всех делящихся клеток эукариот.

Пресинтетическая фаза наиболее длительная. В этот период клетка растет, в ней происходят синтезы РНК, белков, АТФ, формирование органелл и др.

Репликация (удвоение) ДНК происходит в синтетический период. Так как хромосомы состоят не только из молекул ДНК, но и из белков (гистонов), то происходит и их синтез. К концу синтетической фазы клеточного цикла каждая хромосома состоит из двух одинаковых хроматид.

В постсинтетический период клетка готовится к делению. Происходит образование структур, необходимых для этого процесса. Также в большом количестве накапливается энергия (синтезируется АТФ).

Митоз сложный процесс, однако протекает достаточно быстро (около 10% времени) по отношению к длительности всего клеточного цикла. В нем выделяют свои фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Клеточный цикл регулируется внутренними механизмами клетки. В норме если на какой-либо его фазе происходит ошибка, то следующая фаза клеточного цикла не наступает (вообще или до исправления возникшего дефекта).

Фазы (периоды) клеточного цикла | Цитология. Реферат, доклад, сообщение, кратко, презентация, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Первый этап клеточного цикла — интер­фаза. Характерным признаком интерфазных клеток является то, что в их ядрах хромосомы раскручены (деспирализованы) и в виде рых­лой массы равномерно распределены по все­му ядру. К концу интерфазы хромосомы уже удвоены (реплицированы), становятся види­мыми, но ещё имеют вид тонких вытянутых нитей (рис. 39).

Интерфаза — это период жизни клетки, когда совершается её рост, развитие и подготовка к размноже­нию — делению.

Большая часть процесса по подготовке к делению (время роста клетки) совершается незаметно для нашего глаза, однако здесь происходит важнейший про­цесс — самоудвоение (репликация) ДНК. Этот процесс занимает самый большой период времени (до 90 %) в цикле жизни клетки.

В клеточном цикле интерфазу, когда идёт синтез ДНК, называют фа­зой S (от слова synthesis).

Второй этап клеточного цикла — митоз. Он проходит в ядре и сопровож­дается делением клетки надвое. Разде­лившись на две дочерние клетки, каждая из них вновь вступает в пери­од интерфазы. С этого момента у обеих возникших эукариотных клеток начи­нается новый, свой, клеточный цикл.

В клеточном цикле стадию деле­ния ядра называют фазой M (от слова mitosis). Обычно митоз завершается делением цитоплазмы, т. е. цитокинезом. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Рис. 39. Вид удвоившейся хромо­сомы с центромерой
Рис. 40. Четыре фазы клеточного цикла. Хотя на рисунке представлен 24-часовой цикл, длительность его у эукариот силь­но варьирует, главным образом за счёт фазы G1 (промежуток)

Оказывается, после митоза клет­ка не сразу приступает к синтезу ДНК. Наблюдается некоторый промежуток времени подготовки к синтезу ДНК. Этот период интерфазы называют фа­зой G1 (англ. gap — «промежуток»). По окончании синтеза ДНК (фаза S) наблюдается некоторый промежуток времени, называемый фазой G2, после чего клетка вновь приступает к митозу (рис. 40).

В конце XX в. было выяснено, что процесс деления клеток можно контролировать. В 2001 г. за открытие и изучение ключевых регуляторов клеточного цикла амери­канский учёный Л. Хартвелл (совместно с Т. Хантом и П. Нёрсом) был удостоен Но­белевской премии. Нарушения клеточного цикла характерны для опухолевых кле­ток, поэтому эти исследования являются серьёзным вкладом в разработку методов предотвращения и лечения рака.

На этой странице материал по темам:

  • Сообщение о интерфазе

Вопросы по этому материалу:

  • Какие функции в цикле жизни клетки выполняет интерфаза?

Жизненный цикл клетки

Понятие жизненного цикла клетки

У значительного большинства клеток существует определённый жизненный цикл.

Определение 1

Жизненный цикл – это период жизни клетки от её появления до окончания деления или гибели.

Этот цикл характеризуется большим количеством процессов, происходящих в клетке: рост, развитие, дифференциация, функционирование и т.п.

Клеточный цикл состоит из длительного периода интерфазы, а также коротких периодов митоза и цитокинеза.

Пример 1

У лейкоцитов митоз и цитокинез длятся 10 минут, а стадия интерфазы – более 24 часов.

Интерфаза – это период жизни клеток, в течение которого не происходит их деление.

Замечание 1

В этот период жизненного цикла клетки поддерживают свой гомеостаз и выполняют определённые функции.

Исследование различных групп клеток отдельного организма свидетельствует, что большинство из них находятся в интерфазе. Лишь небольшая часть клеток – около 1% — может быть задействована на это время в митозе.

Клеточный цикл, который оканчивается делением, свойствен для большинства разновидностей клеток многоклеточного организма и для всех одноклеточны

Все разновидности клеток имеют разную длительность как всего цикла, так и отдельных его периодов, даже в различных тканях одного и того же организма.

Пример 2

У человека длительность клеточного цикла для клеток эпителия кожи составляет 10-20 суток, для лейкоцитов – 4-5 суток, для клеток костного мозга – 8-12 часов.

Длительность жизни клетки запрограммирована генетически и наследуется.

На определённом этапе жизнедеятельности в клетках образуются специальные белковые молекулы, определённая концентрация которых сигнализирует о необходимости деления или гибели.

Интерфаза. Периоды интерфазы

Определение 2

Интерфаза – это период жизненного цикла клетки, во время которого она живёт, функционирует и готовится к делению.

Началом интерфазы и всего клеточного цикла можно считать момент окончания предыдущего цитокинеза.

Первый период интерфазы – пресинтетический, или $G_1$. На протяжении этого периода генетическая информация, закодированная в ДНК, находится в состоянии максимального функционирования – ДНК руководит синтезом РНК и белков. В этот период, который является наиболее длительным, клетки растут, дифференцируются и выполняют свои функции. В ядрах таких клеток содержится диплоидный набор хромосом, каждая из которых состоит из одной молекулы ДНК. Генетическая формула клетки в этот период – $2n2c$, где $n$ – гаплоидный набор хромосом, $c$ – количество копий ДНК.

Во время следующего, синтетического, периода ($S$) синтезируется и удваивается ДНК. В результате каждая хромосома уже состоит из двух хроматид, из двух дочерних молекул ДНК, соединённых в участке центромеры. Количество генов увеличивается вдвое. Удваивается и количество белков хроматина. Генетическая формула в этот период – $2n4c$.

Репликация ДНК является очень важным моментом во время подготовки клетки к делению. Только репликация лежит в основе как бесполого, так и полового размножения, а, значит, и непрерывности жизни.

Начало синтеза ДНК является началом $S$-периода. После начала удвоения ДНК клетка уже не может возвратиться к $G_1$- периоду и обязательно должна поделиться.

Момент начала фазы $S$ называется точкой рестрикции. Синтез ДНК запускается с появлением специальных сигнальных молекул белков-активаторов $S$-фазы. В конце $S$- фазы, после полной репликации ДНК, белок-активатор разрушается, и клетка может переходить к следующему периоду. Клетки, не имеющие «разрешения» на деление, не способны пройти точку рестрикции. Такие клетки на определённый период времени останавливаются в состоянии «покоя» — в $G_0$-фазе, поддерживая метаболизм и выполняя свои функции.

Нейроны и мышечные клетки могут функционировать на протяжении всей жизни организма.

В постсинтетическом периоде $G_2$ клетки готовятся к митозу. Происходит постепенное разрушение цитоскелета, начинается конденсация и спирализация хроматина. Усиливается синтез АТФ, белков, РНК, липидов и углеводов. Формируются новые органеллы клетки. Размеры клетки значительно увеличиваются. Синтезируются специальные белки-регуляторы, которые способствуют переходу клетки из фазы $G_2$ к делению. Период $G_2$ переходит в профазу митоза. Это тот момент клеточного цикла, когда впервые в световой микроскоп можно увидеть хромосомы, сформировавшиеся из хроматина.

Жизненный цикл клеток многоклеточного организма контролируется окружающими клетками и гуморальными факторами организма. Существенную роль в регуляции играют также специальные белки, которые образуются клеткой под влиянием собственной генетической программы.

К числу важнейших изменений в клетке, которые происходят в интерфазе и готовят клетку к делению, относятся спирализация и сокращение половинок хромосом (хроматид), удвоение уентриолей, синтез белков будущего ахроматинового веретена, синтез высокоэнергетических соединений (в основном, АТФ). Клетка завершает свой рост и готова вступить в профазу следующего митоза.

Цитокинез

Следующий после митоза этап клеточного цикла — цитокинез – деление цитоплазмы.

По экватору материнской клетки животных организмов образуется перетяжка. Эта структура образуется ещё в телофазе митоза. Перетяжка деления формируется из микрофилламентов цитоскелета, которые образуют сократительное кольцо. Оно постепенно уменьшается, и перетяжка всё более углубляется по всему периметру. Через некоторое время материнская клетка делится на две дочерние. В образовании перетяжки и её углублении, а также в полном делении дочерних клеток активное участие берёт цитоскелет. После цитокинеза обе доерние клетки содержат все компоненты материнской клетки.

Замечание 2

Если после митоза не происходит цитокинез, то образуются многоядерные клетки.

клеточный цикл | Биология I

Клеточный цикл — это упорядоченная серия событий, включающих рост и деление клеток, в результате которых образуются две новые дочерние клетки. Клетки на пути к клеточному делению проходят серию точно рассчитанных и тщательно регулируемых стадий роста, репликации ДНК и деления, в результате которых образуются две идентичные (клонированные) клетки. Клеточный цикл состоит из двух основных фаз: интерфазы и митотической фазы (рис. 1). Во время интерфазы клетка растет, и ДНК реплицируется.Во время митотической фазы реплицированная ДНК и цитоплазматическое содержимое разделяются, и клетка делится.

Рис. 1. Клеточный цикл состоит из интерфазы и митотической фазы. Во время интерфазы клетка растет, и ядерная ДНК дублируется. За интерфазой следует митотическая фаза. Во время митотической фазы удвоенные хромосомы разделяются и распределяются по дочерним ядрам. Цитоплазма также обычно делится, в результате чего образуются две дочерние клетки.

Во время интерфазы клетка подвергается нормальным процессам роста, а также готовится к клеточному делению.Чтобы клетка перешла из интерфазы в митотическую фазу, должны быть выполнены многие внутренние и внешние условия. Три стадии межфазного взаимодействия называются G 1 , S и G 2 .

G

1 Фаза (первый разрыв)

Первая стадия межфазной границы называется фазой G 1 (первый промежуток), потому что с микроскопической точки зрения заметны небольшие изменения. Однако на стадии G 1 клетка достаточно активна на биохимическом уровне.Клетка накапливает строительные блоки хромосомной ДНК и связанных с ней белков, а также накапливает достаточный запас энергии для выполнения задачи репликации каждой хромосомы в ядре.

S-фаза (синтез ДНК)

На протяжении всей интерфазы ядерная ДНК остается в полуконденсированной конфигурации хроматина. В S фазе репликация ДНК может происходить посредством механизмов, которые приводят к образованию идентичных пар молекул ДНК — сестринских хроматид — которые прочно прикреплены к центромерной области.Центросома дублируется во время S-фазы. Две центросомы дадут начало митотическому веретену, аппарату, который управляет движением хромосом во время митоза. В центре каждой животной клетки центросомы животных клеток связаны с парой стержневидных объектов, центриолей, которые расположены под прямым углом друг к другу. Центриоли помогают организовать деление клеток. Центриоли отсутствуют в центросомах других видов эукариот, таких как растения и большинство грибов.

G

2 Фаза (второй разрыв)

В фазе G 2 клетка пополняет запасы энергии и синтезирует белки, необходимые для манипуляции с хромосомами. Некоторые клеточные органеллы дублируются, а цитоскелет разбирается, чтобы обеспечить ресурсы для митотической фазы. Во время G 2 может происходить дополнительный рост клеток. Заключительные приготовления к митотической фазе должны быть завершены до того, как клетка сможет вступить в первую стадию митоза.

Митотическая фаза — это многоступенчатый процесс, во время которого дублированные хромосомы выравниваются, разделяются и переходят в две новые идентичные дочерние клетки.Первая часть митотической фазы называется кариокинезом или делением ядра. Вторая часть митотической фазы, называемая цитокинезом, — это физическое разделение цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки.

Ссылка на обучение

Пересмотрите стадии митоза на этом сайте.

Кариокинез (митоз)

Кариокинез, также известный как митоз, делится на ряд фаз — профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза, которые приводят к делению ядра клетки (рис. 2).Кариокинез также называют митозом.

Art Connection

Рис. 2. Кариокинез (или митоз) делится на пять стадий — профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. Изображения внизу были сделаны с помощью флуоресцентной микроскопии (отсюда черный фон) клеток, искусственно окрашенных флуоресцентными красителями: синяя флуоресценция указывает на ДНК (хромосомы), а зеленая флуоресценция указывает на микротрубочки (веретенообразный аппарат). («Рисунки митоза»: модификация работы Марианы Руис Вильярреал; кредитные «микрофотографии»: модификация работы Роя ван Хисбина; кредит «цитокинезная микрофотография»: Центр Уодсворта / Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк; данные шкалы от Мэтта Рассел)

Что из следующего является правильным порядком событий в митозе?

  1. Сестринские хроматиды выстраиваются на метафазной пластине. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Ядро реформируется, и клетка делится. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются.
  2. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки. Ядро восстанавливается, и клетка делится.
  3. Кинетохора присоединяется к белкам когезина. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки.Кинетохора разрушается, и сестринские хроматиды отделяются. Ядро восстанавливается, и клетка делится.
  4. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются. Ядро восстанавливается, и клетка делится.

Во время профазы, «первой фазы», ​​ядерная оболочка начинает диссоциировать на мелкие пузырьки, а мембранные органеллы (такие как комплекс Гольджи или аппарат Гольджи и эндоплазматический ретикулум) фрагментируются и рассеиваются к периферии клетки. Ядрышко исчезает (разходит). Центросомы начинают двигаться к противоположным полюсам клетки. Микротрубочки, которые образуют митотическое веретено, проходят между центросомами, раздвигая их дальше друг от друга по мере удлинения волокон микротрубочек. Сестринские хроматиды начинают более плотно закручиваться с помощью белков конденсина и становятся видимыми под световым микроскопом.

Рис. 3. Во время прометафазы микротрубочки митотического веретена с противоположных полюсов прикрепляются к каждой сестринской хроматиде на кинетохоре.В анафазе связь между сестринскими хроматидами нарушается, и микротрубочки тянут хромосомы к противоположным полюсам.

Во время прометафазы, «фазы первых изменений», многие процессы, которые были начаты в профазе, продолжают развиваться. Остатки фрагмента ядерной оболочки. Митотическое веретено продолжает развиваться, поскольку все больше микротрубочек собираются и растягиваются по длине бывшей ядерной области. Хромосомы становятся более конденсированными и дискретными. Каждая сестринская хроматида развивает белковую структуру, называемую кинетохорой, в центромерной области (рис. 3).Белки кинетохоры привлекают и связывают микротрубочки митотического веретена. По мере того как микротрубочки веретена отходят от центросом, некоторые из этих микротрубочек входят в контакт и прочно связываются с кинетохорами. Как только митотическое волокно прикрепляется к хромосоме, хромосома будет ориентирована до тех пор, пока кинетохоры сестринских хроматид не окажутся напротив противоположных полюсов. В конце концов, все сестринские хроматиды будут прикреплены своими кинетохорами к микротрубочкам с противоположных полюсов. Микротрубочки веретена, которые не взаимодействуют с хромосомами, называются полярными микротрубочками.Эти микротрубочки перекрывают друг друга на полпути между двумя полюсами и способствуют удлинению клеток. Астральные микротрубочки расположены рядом с полюсами, помогают в ориентации веретена и необходимы для регуляции митоза.

Во время метафазы, «фазы изменения», все хромосомы выстраиваются в плоскости, называемой метафазной пластиной, или экваториальной плоскостью, посередине между двумя полюсами клетки. Сестринские хроматиды все еще плотно связаны друг с другом с помощью белков когезина. В это время хромосомы максимально уплотнены.

Во время анафазы, «восходящей фазы», ​​когезиновые белки деградируют, и сестринские хроматиды отделяются на центромере. Каждая хроматида, теперь называемая хромосомой, быстро тянется к центросоме, к которой прикреплена ее микротрубочка. Клетка становится заметно удлиненной (овальной формы), когда полярные микротрубочки скользят друг относительно друга в метафазной пластинке, где они перекрываются.

Во время телофазы, «дистанционной фазы», ​​хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться (распутываться), расслабляясь в конфигурацию хроматина.Митотические веретена деполимеризуются в мономеры тубулина, которые будут использоваться для сборки компонентов цитоскелета для каждой дочерней клетки. Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом, а нуклеосомы появляются в ядерной области.

Цитокинез

Рис. 4. Во время цитокинеза в клетках животных на метафазной пластинке формируется кольцо актиновых филаментов. Кольцо сжимается, образуя борозду дробления, которая делит клетку на две части. В растительных клетках везикулы Гольджи сливаются на бывшей метафазной пластинке, образуя фрагмопласт.Клеточная пластинка, образованная слиянием везикул фрагмопласта, растет от центра к стенкам клетки, а мембраны везикул сливаются, образуя плазматическую мембрану, которая делит клетку на две части.

Цитокинез, или «движение клеток», является второй основной стадией митотической фазы, во время которой завершается деление клетки за счет физического разделения цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки. Деление не завершается до тех пор, пока компоненты клетки не будут распределены и полностью разделены на две дочерние клетки.Хотя стадии митоза у большинства эукариот схожи, процесс цитокинеза у эукариот, имеющих клеточные стенки, таких как клетки растений, совершенно иной.

В клетках, таких как клетки животных, у которых отсутствуют клеточные стенки, цитокинез следует за наступлением анафазы. Сократительное кольцо, состоящее из актиновых филаментов, образуется внутри плазматической мембраны на бывшей метафазной пластинке. Нити актина притягивают экватор клетки внутрь, образуя трещину. Эта трещина или «трещина» называется бороздой дробления.Борозда углубляется по мере того, как актиновое кольцо сжимается, и в конечном итоге мембрана расщепляется надвое (Рис. 4).

В клетках растений между дочерними клетками должна образоваться новая клеточная стенка. Во время интерфазы аппарат Гольджи накапливает ферменты, структурные белки и молекулы глюкозы, прежде чем они распадутся на везикулы и рассредоточатся по делящейся клетке. Во время телофазы эти везикулы Гольджи транспортируются по микротрубочкам с образованием фрагмопласта (везикулярной структуры) на метафазной пластинке.Здесь пузырьки сливаются и сливаются от центра к стенкам клетки; эта структура называется клеточной пластиной. По мере слияния большего количества пузырьков клеточная пластинка увеличивается до тех пор, пока не сливается с клеточными стенками на периферии клетки. Ферменты используют глюкозу, которая накопилась между слоями мембраны, для создания новой клеточной стенки. Мембраны Гольджи становятся частями плазматической мембраны по обе стороны от новой клеточной стенки (рис. 4).

Не все клетки придерживаются классического паттерна клеточного цикла, при котором новообразованная дочерняя клетка сразу же входит в подготовительные фазы интерфазы, за которыми следует митотическая фаза.Клетки в фазе G 0 активно не готовятся к делению. Клетка находится в стадии покоя (неактивности), которая возникает, когда клетки выходят из клеточного цикла. Некоторые ячейки временно попадают в G 0 до тех пор, пока внешний сигнал не вызовет начало G 1 . Другие клетки, которые никогда или редко делятся, такие как зрелые сердечные мышцы и нервные клетки, остаются в G 0 навсегда.

Подключение научного метода

Определите время, затраченное на стадии клеточного цикла

Задача : Сколько времени клетка проводит в интерфазе по сравнению с каждой стадией митоза?

Предпосылки : Подготовленное предметное стекло с поперечными сечениями бластулы покажет клетки, задержанные на различных стадиях клеточного цикла. Невозможно визуально отделить стадии интерфазы друг от друга, но митотические стадии легко идентифицировать. Если исследовано 100 клеток, количество клеток на каждой идентифицируемой стадии клеточного цикла даст оценку времени, которое требуется клетке для завершения этой стадии.

Постановка проблемы : Учитывая события, включенные во все интерфазы, и те, которые имеют место на каждой стадии митоза, оцените продолжительность каждой стадии на основе 24-часового клеточного цикла.Прежде чем продолжить, сформулируйте свою гипотезу.

Проверьте свою гипотезу : Проверьте свою гипотезу, выполнив следующие действия:

  1. Поместите фиксированное и окрашенное предметное стекло с поперечными срезами бластулы сига под сканирующий объектив светового микроскопа.
  2. Найдите и сфокусируйтесь на одном из участков с помощью сканирующего объектива микроскопа. Обратите внимание, что секция представляет собой круг, состоящий из десятков плотно расположенных отдельных ячеек.
  3. Переключитесь на маломощный объектив и перефокусируйтесь.С этой целью видны отдельные ячейки.
  4. Переключитесь на мощный объектив и медленно перемещайте слайд слева направо, вверх и вниз, чтобы просмотреть все ячейки в секции (рис. 5). Во время сканирования вы заметите, что большинство клеток не подвергаются митозу, а находятся в межфазном периоде клеточного цикла.

    Рис. 5. Медленно просканируйте клетки бластулы сига с помощью мощного объектива, как показано на изображении (а), чтобы определить их митотическую стадию. (b) Показано микроскопическое изображение сканированных клеток.(кредит «микрофотография»: модификация работы Линды Флоры; данные шкалы от Мэтта Рассела)

  5. Практикуйтесь в определении различных стадий клеточного цикла, используя рисунки стадий в качестве руководства (рис. 2).
  6. Как только вы будете уверены в своей идентификации, начните записывать стадию каждой встреченной вами клетки при сканировании слева направо и сверху вниз по секции бластулы.
  7. Ведите подсчет своих наблюдений и остановитесь, когда достигнете 100 идентифицированных ячеек.
  8. Чем больше размер выборки (общее количество подсчитанных клеток), тем точнее результаты. Если возможно, соберите и запишите групповые данные перед вычислением процентов и оценками.

Запишите свои наблюдения : Составьте таблицу, подобную Таблице 1, в которую вы записываете свои наблюдения.

Результаты идентификации стадии клетки
Фаза или стадия Индивидуальные тоталы Итого по группе процентов
Межфазный
Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза
Цитокинез
Итого 100 100 100 процентов

Таблица 1

Проанализируйте свои данные / сообщите результаты : Чтобы узнать, сколько времени клетки бластулы сига проводят на каждой стадии, умножьте процент (записанный в виде десятичной дроби) на 24 часа. Составьте таблицу, подобную таблице, для иллюстрации ваших данных.

Оценка длины этапа ячейки
Фаза или стадия Процент (в десятичной системе) Время в часах
Межфазный
Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза
Цитокинез

Сделайте вывод : Соответствовали ли ваши результаты расчетному времени? Были ли результаты неожиданными? Если да, обсудите, какие события на этом этапе могут повлиять на расчетное время.

Клеточный цикл — это упорядоченная последовательность событий. Клетки на пути к клеточному делению проходят через серию точно рассчитанных по времени и тщательно регулируемых стадий. У эукариот клеточный цикл состоит из длительного подготовительного периода, называемого интерфазой. Interphase разделен на фазы G 1 , S и G 2 . Митотическая фаза начинается с кариокинеза (митоза), который состоит из пяти стадий: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. Заключительным этапом митотической фазы является цитокинез, во время которого цитоплазматические компоненты дочерних клеток разделяются актиновым кольцом (клетки животных) или образованием клеточной пластинки (клетки растений).

Дополнительные вопросы для самопроверки

1. Что из следующего является правильным порядком событий в митозе?

A. Сестринские хроматиды выстраиваются на метафазной пластинке. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Ядро восстанавливается, и клетка делится. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются.
B. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки.Ядро восстанавливается, и клетка делится.
C. Кинетохора прикрепляется к белкам когезина. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки. Кинетохора разрушается, и сестринские хроматиды отделяются. Ядро восстанавливается, и клетка делится.
D. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются. Ядро восстанавливается, и клетка делится.

2.Кратко опишите события, которые происходят в каждой фазе перехода.

3. Химиотерапевтические препараты, такие как винкристин и колхицин, нарушают митоз, связываясь с тубулином (субъединицей микротрубочек) и вмешиваясь в сборку и разборку микротрубочек. На какую именно митотическую структуру воздействуют эти препараты и какое влияние это окажет на деление клеток?

4. Опишите сходства и различия между механизмами цитокинеза, обнаруженными в клетках животных, и в клетках растений.

5. Перечислите некоторые причины, по которым клетка, только что завершившая цитокинез, может войти в фазу G 0 вместо фазы G 1 .

6. Какие события клеточного цикла будут затронуты в клетке, продуцирующей мутировавший (нефункциональный) белок когезин?

ответов

1. D. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются.Ядро восстанавливается, и клетка делится.

2. Во время G 1 клетка увеличивается в размерах, геномная ДНК оценивается на предмет повреждений, и клетка накапливает запасы энергии и компоненты для синтеза ДНК. Во время фазы S дублируются хромосомы, центросомы и центриоли (клетки животных). Во время фазы G 2 клетка восстанавливается из фазы S, продолжает расти, дублирует некоторые органеллы и разрушает другие органеллы.

3. Митотическое веретено состоит из микротрубочек. Микротрубочки — это полимеры протеина тубулина; следовательно, эти препараты разрушают митотическое веретено. Без функционального митотического веретена хромосомы не будут отсортированы или разделены во время митоза. Клетка остановится в митозе и умрет. Между цитокинезом животных и растений очень мало общего. В клетках животных кольцо актиновых волокон формируется по периферии клетки на бывшей метафазной пластинке (борозда дробления). Актиновое кольцо сжимается внутрь, притягивая плазматическую мембрану к центру клетки, пока клетка не будет защемлена надвое.В клетках растений между дочерними клетками должна формироваться новая клеточная стенка. Из-за жестких клеточных стенок родительской клетки сокращение середины клетки невозможно. Вместо этого сначала образуется фрагмопласт. Впоследствии клеточная пластинка формируется в центре клетки на бывшей метафазной пластине. Клеточная пластинка состоит из везикул Гольджи, содержащих ферменты, белки и глюкозу. Везикулы сливаются, и ферменты строят новую клеточную стенку из белков и глюкозы. Клеточная пластинка растет и в конечном итоге сливается с клеточной стенкой родительской клетки.5. Многие клетки временно попадают в G 0 , пока не достигнут зрелости. Некоторые клетки запускаются для входа в G 1 только тогда, когда организму необходимо увеличить этот конкретный тип клеток. Некоторые клетки воспроизводятся только после повреждения ткани. Некоторые клетки никогда не делятся по достижении зрелости. Если когезия не функционирует, хромосомы не упаковываются после репликации ДНК в S-фазе интерфазы. Вероятно, что белки центромерной области, такой как кинетохора, не будут формироваться.Даже если бы волокна митотического веретена могли прикрепляться к хроматидам без упаковки, хромосомы не были бы отсортированы или разделены во время митоза.

Глоссарий

анафаза: стадия митоза, во время которой сестринские хроматиды отделены друг от друга

клеточный цикл: упорядоченных серий событий, включающих рост клеток и деление клеток, в результате которых образуются две новые дочерние клетки

клеточная пластинка: структура , образованная во время цитокинеза растительной клетки пузырьками Гольджи, образующая временную структуру (фрагмопласт) и сливающаяся в метафазной пластинке; в конечном итоге приводит к образованию клеточных стенок, разделяющих две дочерние клетки

центриоль: стержнеобразная структура, построенная из микротрубочек в центре каждой центросомы клетки животного

борозда дробления: сужение, образованное актиновым кольцом во время цитокинеза в клетках животных, которое приводит к цитоплазматическому делению

конденсин: белков, которые помогают сестринским хроматидам свертываться во время профазы

цитокинез: деление цитоплазмы после митоза, в результате которого образуются две дочерние клетки.

G 0 фаза: отличается от фазы G 1 межфазной; ячейка в G 0 не готовится к делению

G 1 фаза: (также первая пауза) первая фаза интерфазы, сосредоточенная на росте клеток во время митоза

G 2 фаза: (также второй промежуток) третья фаза интерфазы, во время которой клетка подвергается окончательной подготовке к митозу

интерфаза: период клеточного цикла, ведущего к митозу; включает G 1 , S и G 2 фаз (промежуточный период между двумя последовательными делениями ячеек

кариокинез: деление митотического ядра

кинетохора: структура белка , связанная с центромерой каждой сестринской хроматиды, которая привлекает и связывает микротрубочки веретена во время прометафазы

метафазная пластинка: экваториальная плоскость на полпути между двумя полюсами клетки, где хромосомы выравниваются во время метафазы

метафаза: стадия митоза, во время которой хромосомы выравниваются по метафазной пластине

митоз: (также кариокинез) период клеточного цикла, в течение которого дублированные хромосомы разделяются на идентичные ядра; включает профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и телофазу

митотическая фаза: период клеточного цикла, в течение которого дублированные хромосомы распределяются на два ядра и цитоплазматическое содержимое разделяется; включает кариокинез (митоз) и цитокинез

митотическое веретено: аппарат, состоящий из микротрубочек, который управляет движением хромосом во время митоза

прометафаза: стадия митоза, во время которой ядерная мембрана разрушается и волокна митотического веретена прикрепляются к кинетохорам

профаза: стадия митоза, во время которой хромосомы конденсируются и начинает формироваться митотическое веретено

в состоянии покоя: относится к клетке, которая выполняет нормальные клеточные функции и не инициировала подготовку к делению клетки

S-фаза: секунда, или синтез, стадия интерфазы, во время которой происходит репликация ДНК

телофаза: стадия митоза , во время которой хромосомы достигают противоположных полюсов, деконденсируются и окружаются новой ядерной оболочкой

10.

2A: Interphase — Biology LibreTexts
  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Ключевые моменты
  2. Ключевые термины
  3. Интерфаза
  4. Фаза G1 (первый разрыв)
  5. Фаза S (синтез ДНК)
  6. Фаза G2 (второй разрыв)

Клетки должны расти и дублировать свои внутренние структуры во время интерфазы прежде, чем они смогут разделиться во время митоза.

Цели обучения

  • Опишите события, которые происходят во время интерфазы

Ключевые моменты

  • Есть три стадии интерфазы: G 1 (первый разрыв), S (синтез новой ДНК) и G 2 (второй разрыв).
  • Клетки проводят большую часть своей жизни в интерфазе, особенно в S-фазе, где генетический материал должен быть скопирован.
  • Клетка растет и выполняет биохимические функции, такие как синтез белка, в фазе G 1 .
  • Во время фазы S ДНК дублируется в две сестринские хроматиды, и центросомы, которые дают начало митотическому веретену, также реплицируются.
  • В фазе G 2 происходит восполнение энергии, синтез новых белков, демонтаж цитоскелета и дополнительный рост.

Ключевые термины

  • интерфаза : этап жизненного цикла клетки, на котором клетка растет и ДНК реплицируется
  • сестринская хроматида : одна из двух идентичных цепей хромосомы (материала ДНК), которые разделяются во время митоза
  • митотическое веретено : аппарат, который управляет движением хромосом во время митоза

Межфазный

Во время интерфазы клетка подвергается нормальным процессам роста, а также готовится к клеточному делению.Чтобы клетка перешла из интерфазы в митотическую фазу, должны быть выполнены многие внутренние и внешние условия. Три стадии межфазного взаимодействия называются G 1 , S и G 2 .

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Этапы интерфазы и клеточного цикла : Клеточный цикл состоит из интерфазы и митотической фазы. Во время интерфазы клетка растет, и ядерная ДНК дублируется. За интерфазой следует митотическая фаза. Во время митотической фазы удвоенные хромосомы разделяются и распределяются по дочерним ядрам.Цитоплазма также обычно делится, в результате чего образуются две дочерние клетки.

G

1 Фаза (первый разрыв)

Первая стадия межфазной границы называется фазой G 1 (первый промежуток), потому что с микроскопической точки зрения заметны небольшие изменения. Однако на стадии G 1 клетка достаточно активна на биохимическом уровне. Клетка растет и накапливает строительные блоки хромосомной ДНК и связанных белков, а также достаточные запасы энергии для выполнения задачи репликации каждой хромосомы в ядре.

Фаза S (синтез ДНК)

Фаза синтеза интерфазы длится дольше всего из-за сложности дублируемого генетического материала. На протяжении всей интерфазы ядерная ДНК остается в полуконденсированной конфигурации хроматина. В S-фазе репликация ДНК приводит к образованию идентичных пар молекул ДНК, сестринских хроматид, которые прочно прикрепляются к центромерной области. Центросома дублируется во время S-фазы. Две центросомы дадут начало митотическому веретену, аппарату, который управляет движением хромосом во время митоза.В центре каждой животной клетки центросомы животных клеток связаны с парой стержневидных объектов, центриолей, которые расположены под прямым углом друг к другу. Центриоли помогают организовать деление клеток. Центриоли отсутствуют в центросомах других видов эукариот, таких как растения и большинство грибов.

G

2 Фаза (второй разрыв)

В фазе G 2 клетка пополняет запасы энергии и синтезирует белки, необходимые для манипуляции с хромосомами.Некоторые клеточные органеллы дублируются, а цитоскелет разбирается, чтобы обеспечить ресурсы для митотической фазы. Во время G 2 может происходить дополнительный рост клеток. Заключительные приготовления к митотической фазе должны быть завершены до того, как клетка сможет вступить в первую стадию митоза.

Интерфаза — определение, стадии, клеточный цикл с диаграммой и видео

Главная »Клеточная биология» Интерфаза — определение, стадии, клеточный цикл с диаграммой и видео

Биологические образовательные видео

Последнее обновление 13 июня 2020 года Сагар Ариал

Что такое интерфаза?

Клетки постоянно подвергаются клеточному делению, в результате чего возникают дочерние клетки, которые созревают, а также производят свои собственные дочерние клетки, и цикл продолжается.События клеточного цикла включают рост и деление клеток, из которых интерфаза определяет фазу роста клеток, в которой происходят несколько метаболических реакций. Интерфаза — это фаза подготовки к митозу, а также самая длинная фаза клеточного цикла. Интерфаза происходит в цитоплазме и ядре клетки.

Рисунок: Стадии интерфазы и клеточного цикла. Источник изображения: OpenStax (Университет Райса).

Межфазные стадии: что происходит в межфазной фазе?
  • Разрыв 1 (G1)
  • Синтез (S) и
  • Разрыв 2 (G2).

Фазы G1 и G2 представляют время роста и подготовки к митозу.

Фаза синтеза (S) — это фаза копирования клетки или дупликации клетки ее ДНК всего ее генома.

Разрыв 1 (G1)
  • Это фаза, в которой клетка подвергается нормальному росту и функционированию клетки, синтезируя большое количество белков.
  • Клетка увеличивается в размере и объеме по мере производства клеточных органелл.
  • Клетка может перейти к следующей фазе, S, только после синтеза достаточного количества рибосом.
  • Когда фаза почти завершена, митохондрии клетки сливаются в сеть митохондрий для эффективного производства энергии для клеточных процессов.
  • Если ячейка не может снова разделиться, она попадает в G 0 .

Синтез, S-фаза

  • Это фаза, когда клетка синтезирует и удваивает свою ДНК.
  • Во время удвоения количество хромосом остается постоянным, процесс известен как полуконсервативная репликация .
  • Кроме того, новые упакованные белки, известные как гистоны, обертывают копии ДНК, чтобы сделать их стабильными.
  • Во время фазы S продуцируется больше фосфолипидов, которые составляют клеточную мембрану и мембраны клеточных органелл.

Gap 2 (G2)
  • Во время этой фазы клетка продолжает фазу роста, поскольку она готовится к делению клетки.
  • Митохондрии делятся и продолжают расти до начала митоза.
  • Также в этой фазе делится хлоропласт растения.

Управление интерфазой
  • В конце промежутка 1 (G1) клетка контролируется контрольной точкой, известной как G1 / S, посредством чего клетка тщательно исследуется на предмет того, подвергаться ли репликация или нет. Именно на этой контрольной точке проверяются повреждения или ошибки ДНК, чтобы гарантировать успешное деление клеток.
  • Во время проверки различные белки взаимодействуют с ДНК по механизму, известному как переключение молекул .
  • Молекулярное переключение — это процесс включения и выключения, который продолжается в S-фазе, которая позволяет поврежденным клеткам подвергнуться апоптозу (запрограммированной гибели клеток).
  • И снова на фазе G2 вторая контрольная точка имеет место после синтеза ДНК в S фазе.
  • Вторая контрольная точка использует ферменты киназы, которые контролируют различные стадии в циклах деления клеток.
  • Типичным примером фермента киназы при делении клеток является циклин-зависимая киназа (CDK), которая использует клеточные сигналы для переключения клеточных механизмов, особенно при обнаружении генетической мутации.
  • Циклинзависимая киназа активируется регуляторными белковыми комплексами (опухолевыми супрессорами), которые контролируют рост клеток и вызывают механизмы апоптоза ошибочных клеток.
  • В случае генетической мутации в регуляторных белках на контрольной точке включается постоянный молекулярный переключатель, ведущий к неконтролируемому размножению клеток, что может привести к канцерогенезу или развитию опухолей.
  • Кроме того, если клетка не попадает во вторую контрольную точку, могут развиться раковые клетки, например, неоплазия развивается из-за неконтролируемого деления клеток.

Интерфаза и клеточный цикл
  • Интерфаза подготавливает клетку к последующим фазам клеточного деления, таким как митоз и цитокинез.
  • Поскольку интерфаза является подготовительной фазой для процессов клеточного деления, она позволяет клетке расти, синтезируя органеллы, которые позволяют клетке нормально функционировать после того, как она созреет.
  • Стадии интерфазы подготавливают клетку к митозу, удовлетворяя внешние и внутренние условия клеточных механизмов.
  • После стадии G2 клетка переходит в профазу или пре-профазу у растений.
  • Профаза — это инициирующая фаза деления митотических клеток.
  • Обратите внимание, что некоторые клетки проходят стадию G0, стадию деления клетки G1, которая не позволяет клеткам делиться.
  • Некоторые клетки, которые не подвергаются клеточному делению, остаются в G0 постоянно.

Интерфаза в разных клетках
  • Различные клетки могут иметь различные механизмы межфазной обработки.
  • Типичная эукариотическая клетка проходит следующие стадии интерфазы, то есть G1, S и G2. Клетки, которые претерпевают деление клеток, проводят примерно 95% своего времени в интерфазе.
  • Клетки, которые не подвергаются делению (не имеют репликации ДНК), постоянно находятся на межфазной стадии, например, нейронные клетки, в то время как активно делящиеся клетки, такие как клетки кожи, которые непрерывно делятся, должны войти в интерфазу, где они накапливают все необходимые органеллы при активной репликации в интерфазе.
  • Раковые клетки развиваются из-за ошибок, возникающих во время второй контрольной точки, G2.
  • Мутация, нарушающая функционирование регуляторных белков, ответственных за активацию ферментов циклинзависимой киназы, приводит к постоянному переключению молекул, которое вызывает неконтролируемое деление клеток, ведущее к канцерогенезу или развитию опухоли.
  • Бактериальные клетки не имеют межфазной стадии деления клеток, потому что механизм клеточного деления — это мейоз, при этом интерфаза представляет собой скорее особую фазу, известную как интеркинез, и не происходит репликации ДНК.

Межфазная видеоанимация (Khan Academy)

Ссылки и источники
  1. Microbiology by Prescott, 5th Edition
  2. https://www.expii.com/t/what-is-interphase- overview-diagrams-10154
  3. https://bio. libretexts.org/Bookshelves/Introductory_and_General_Biology/Book%3A_General_Biology_(Boundless)/10%3A_Cell_Reproduction/10.2%3A_The_Cell_Cycle_Reproduction/10.2%3A_The_Cell_Cycle_Cell_Reproduction/10.2%3A_The_Cell_Cycle_Property_Cell_Cell_Cycle_9000_Messe_hase
  4. _Tecology_hase
  5. _Sycle_hase

    _Sycle_hase_hase
  6. / Словарь терминов Interphase 9005 Физиология / Клеточный цикл
  7. https: // sciencing.com / list-3-steps-identify-during-interphase-17577.html
  8. https://ib.bioninja.com.au/standard-level/topic-1-cell-biology/16-cell-division/interphase .html
  9. https://en.wikipedia.org/wiki/Interphase#:~:text=Interphase%20is%20the%20portion%20of,prepares%20for%20mitosis%20(G2).
  10. https://www.gwisd.us/vimages/shared/vnews/stories/4ebbe99bda63a/Mitosis%20and%20Cell%20Division%20Text.pdf
  11. https://www.cyclacel.com/research_science_cell-cycle.shtml
Категории Клеточная биология Теги Клеточный цикл, Интерфаза, Межфазные стадии, Митоз Сообщение навигации

Интерфаза | Протокол

10.

5: Межфазный

Клеточный цикл длится примерно 24 часа (в типичной клетке человека) и состоит из двух отдельных стадий: интерфазы, которая включает три фазы клеточного цикла (G 1 , S и G 2 ), и митоза ( М). Во время интерфазы, которая занимает около 95 процентов продолжительности цикла эукариотических клеток, клетки растут и реплицируют свою ДНК, готовясь к митозу.

Межфазные фазы

После каждого периода митоза и цитокинеза эукариотические клетки входят в интерфазу, во время которой они растут и реплицируют свою ДНК, готовясь к следующему митотическому делению.

Во время фазы G 1 (промежуток 1) клетки непрерывно растут и готовятся к репликации ДНК. На этом этапе клетки метаболически активны и копируют важные органеллы и биохимические молекулы, такие как белки.

В последующей фазе S (синтеза) интерфазы клетки дублируют свою ядерную ДНК, которая остается упакованной в полуконденсированный хроматин. Во время фазы S клетки также дублируют центросому, структуру, организующую микротрубочки, которая формирует аппарат митотического веретена. Митотическое веретено разделяет хромосомы во время митоза.

В фазе G 2 (промежуток 2), которая следует за синтезом ДНК, клетки продолжают расти и синтезировать белки и органеллы для подготовки к митозу.

В клетках человека фаза G 1 длится примерно 11 часов, фаза S занимает примерно 8 часов, а фаза G 2 длится примерно 4 часа. Во время G 1 клетки диплоидны (2n, пара каждой хромосомы). После репликации в S-фазе клетки увеличивают содержание ДНК до 4n.Клетки остаются 4n до цитокинеза, после чего содержание в них ДНК снижается до 2n.

Рекомендуемая литература

Шафер, К. А. «Клеточный цикл: обзор». Ветеринарная патология 35, вып. 6 (1 ноября 1998 г.): 461–78. [Источник]

6.2 Клеточный цикл — Концепции биологии — 1-е канадское издание

Глоссарий

анафаза : стадия митоза, во время которой сестринские хроматиды отделены друг от друга

клеточный цикл : упорядоченная последовательность событий, через которые клетка проходит между одним делением клетки и следующим

контрольных точек клеточного цикла: механизмы, которые контролируют готовность эукариотической клетки к продвижению через различные стадии клеточного цикла

клеточная пластинка: структура, образованная во время цитокинеза растительной клетки путем слияния везикул Гольджи в метафазной пластинке; в конечном итоге приведет к образованию клеточной стенки для разделения двух дочерних клеток

центриоль: парная стержнеобразная структура, состоящая из микротрубочек в центре каждой центросомы клетки животного

борозда дробления: сужение, образованное актиновым кольцом во время цитокинеза животных клеток, которое приводит к цитоплазматическому делению

цитокинез : деление цитоплазмы после митоза с образованием двух дочерних клеток

G 0 фаза : фаза клеточного цикла, отличная от фазы интерфазы G 1 ; ячейка в G 0 не готовится к делению

G 1 фаза : (также первый промежуток) фаза клеточного цикла; первая фаза интерфазы, сосредоточенная на росте клеток во время митоза

G 2 фаза: (также второй промежуток) фаза клеточного цикла; третья фаза интерфазы, где клетка проходит последние приготовления к митозу

интерфаза: период клеточного цикла, ведущий к митозу; включает G 1 , S и G 2 фаз; промежуток между двумя последовательными делениями клеток

кинетохора : белковая структура в центромере каждой сестринской хроматиды, которая привлекает и связывает микротрубочки веретена во время прометафазы

метафазная пластинка: экваториальная плоскость на полпути между двумя полюсами клетки, где хромосомы выравниваются во время метафазы

метафаза : стадия митоза, во время которой хромосомы выстраиваются в линию метафазной пластинки

митоз: период клеточного цикла, в котором дублированные хромосомы разделяются на идентичные ядра; включает профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и телофазу

митотическая фаза: период клеточного цикла, когда дублированные хромосомы распределяются на два ядра и цитоплазматическое содержимое разделяется; включает митоз и цитокинез

митотическое веретено: аппарат микротрубочек, который управляет движением хромосом во время митоза

прометафаза : стадия митоза, во время которой волокна митотического веретена прикрепляются к кинетохорам

профаза : стадия митоза, во время которой хромосомы конденсируются и начинает формироваться митотическое веретено

в состоянии покоя: описывает клетку, которая выполняет нормальные клеточные функции и не инициировала подготовку к делению клетки

S-фаза: вторая фаза, или фаза синтеза, интерфазы, во время которой происходит репликация ДНК

телофаза: стадия митоза, во время которой хромосомы достигают противоположных полюсов, деконденсируются и окружаются новыми ядерными оболочками

Цикл клетки

Во время развития от стволовых до полностью дифференцированных, клетки тела попеременно делятся (митоз) и «кажутся» покоящимися (интерфаза). Эта последовательность действий, проявляемых клетками, называется клеточным циклом. Следите за событиями во всем клеточном цикле с помощью следующей анимации.

Интерфаза : Интерфаза, которая кажется глазу стадией покоя между клеточными делениями, на самом деле является периодом разнообразных действий. Эти межфазные активности необходимы для того, чтобы сделать возможным следующий митоз. В тканях млекопитающих интерфаза обычно длится от 12 до 24 часов. В этот период клетка постоянно синтезирует РНК, производит белок и увеличивается в размерах.Изучая молекулярные процессы в клетках, ученые определили, что интерфазу можно разделить на 4 этапа: промежуток 0 (G0), промежуток 1 (G1), фаза S (синтез), промежуток 2 (G2).

Gap 0 (G0) : Бывают моменты, когда ячейка выходит из цикла и прекращает деление. Это может быть временный период отдыха или более постоянный. Примером последнего является клетка, которая достигла конечной стадии развития и больше не будет делиться (например, нейрон).

Gap 1 (G1) : Клетки увеличиваются в размере в Gap 1, производят РНК и синтезируют белок.Важный механизм контроля клеточного цикла, активируемый в этот период (контрольная точка G1), гарантирует, что все готово для синтеза ДНК. (Нажмите на анимацию «Контрольные точки» выше.)

S Фаза : Чтобы получить две похожие дочерние клетки, необходимо продублировать полные инструкции ДНК в клетке. Репликация ДНК происходит во время этой фазы S (синтеза).

Разрыв 2 (G2) : Во время разрыва между синтезом ДНК и митозом клетка будет продолжать расти и производить новые белки.В конце этого промежутка находится еще одна контрольная точка (контрольная точка G2), чтобы определить, может ли клетка перейти к M (митоз) и делению.

Митоз или фаза M : рост клеток и выработка белка останавливаются на этой стадии клеточного цикла. Вся энергия клетки сосредоточена на сложном и упорядоченном делении на две похожие дочерние клетки. Митоз намного короче интерфазы и длится всего один-два часа. Как и в G1, и в G2, в середине митоза есть контрольная точка (контрольная точка метафазы), которая гарантирует, что клетка готова к завершению клеточного деления.Актуальные этапы митоза можно посмотреть на сайте Animal Cell Mitosis.

Раковые клетки относительно быстро размножаются в культуре. В CAM раковых клеток сравните продолжительность времени, в течение которого эти клетки проводят в интерфазе, с временем митоза.

10.2 клеточный цикл | Texas Gateway

Митотическая фаза — это многоступенчатый процесс, в ходе которого дублированные хромосомы выравниваются, разделяются и переходят в две новые идентичные дочерние клетки. Первая часть митотической фазы называется кариокинезом или делением ядра.Вторая часть митотической фазы, называемая цитокинезом, — это физическое разделение цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки.

Кариокинез (митоз)

Кариокинез, также известный как митоз, делится на ряд фаз — профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза, которые приводят к делению ядра клетки (рис. 10.8).

Ежедневное подключение к курсам AP®

Эти почкующиеся растения демонстрируют бесполое размножение, одну из основных целей митоза.Две другие цели — рост и ремонт.

Какое из следующих утверждений лучше всего описывает взаимосвязь между митозом и бесполым размножением?

  1. Митоз — это процесс, который может привести к бесполому размножению.
  2. Митоз — это процесс, который всегда приводит к бесполому размножению.
  3. Бесполое размножение — это процесс, который всегда приводит к митозу.
  4. Бесполое размножение — это процесс, который может привести к митозу.

Визуальное соединение

Рисунок 10.8 Кариокинез (или митоз) делится на пять стадий: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. Изображения внизу были сделаны с помощью флуоресцентной микроскопии (отсюда черный фон) клеток, искусственно окрашенных флуоресцентными красителями: синяя флуоресценция указывает на ДНК (хромосомы), а зеленая флуоресценция указывает на микротрубочки (веретенообразный аппарат). (кредит рисунков митоза : модификация работы Марианы Руис Виллареал; кредит микрофотографий : модификация работы Роя ван Хисбина; кредит микрофотография цитокинеза : Центр Уодсворта / Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк; данные шкалы Мэтта Рассел)

Что из следующего является правильным порядком событий в митозе?

  1. Сестринские хроматиды выстраиваются в линию на метафазной пластине.Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Ядро восстанавливается, и клетка делится. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются.
  2. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки. Ядро восстанавливается, и клетка делится.
  3. Кинетохора присоединяется к белкам когезина. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки. Кинетохора разрушается, и сестринские хроматиды отделяются. Ядро реформируется, и клетка делится.
  4. Кинетохора прикрепляется к митотическому веретену. Сестринские хроматиды выстраиваются у метафазной пластинки. Белки когезина распадаются, и сестринские хроматиды отделяются. Ядро реформируется, и клетка делится.

Во время профазы, первой фазы , ядерная оболочка начинает диссоциировать на маленькие пузырьки, а мембранные органеллы (такие как комплекс Гольджи или аппарат Гольджи и эндоплазматический ретикулум) фрагментируются и рассеиваются к периферии клетки.Ядрышко исчезает (разходит). Центросомы начинают двигаться к противоположным полюсам клетки. Микротрубочки, которые образуют митотическое веретено, проходят между центросомами, раздвигая их дальше друг от друга по мере удлинения волокон микротрубочек. Сестринские хроматиды начинают более плотно закручиваться с помощью белков конденсина и становятся видимыми под световым микроскопом.

Во время прометафазы, фазы первого изменения , многие процессы, которые были начаты в профазе, продолжают развиваться.Остатки фрагмента ядерной оболочки. Митотическое веретено продолжает развиваться, поскольку все больше микротрубочек собираются и растягиваются по длине бывшей ядерной области. Хромосомы становятся более конденсированными и дискретными. Каждая сестринская хроматида развивает белковую структуру, называемую кинетохорой, в центромерной области (рис. 10.9). Белки кинетохоры привлекают и связывают микротрубочки митотического веретена. По мере того как микротрубочки веретена отходят от центросом, некоторые из этих микротрубочек входят в контакт и прочно связываются с кинетохорами.Как только митотическое волокно прикрепляется к хромосоме, хромосома будет ориентирована до тех пор, пока кинетохоры сестринских хроматид не окажутся напротив противоположных полюсов. В конце концов, все сестринские хроматиды будут прикреплены своими кинетохорами к микротрубочкам с противоположных полюсов. Микротрубочки веретена, которые не взаимодействуют с хромосомами, называются полярными микротрубочками. Эти микротрубочки перекрывают друг друга на полпути между двумя полюсами и способствуют удлинению клеток. Астральные микротрубочки расположены рядом с полюсами, помогают в ориентации веретена и необходимы для регуляции митоза.

Рисунок 10.9 Во время прометафазы микротрубочки митотического веретена с противоположных полюсов прикрепляются к каждой сестринской хроматиде на кинетохоре. В анафазе связь между сестринскими хроматидами нарушается, и микротрубочки тянут хромосомы к противоположным полюсам.

Во время метафазы, изменяет фазу , все хромосомы выровнены в плоскости, называемой метафазной пластиной, или экваториальной плоскостью, на полпути между двумя полюсами клетки. Сестринские хроматиды все еще плотно связаны друг с другом с помощью белков когезина.В это время хромосомы максимально уплотнены.

Во время анафазы, восходящей фазы , когезиновые белки деградируют, и сестринские хроматиды разделяются на центромере. Каждая хроматида, теперь называемая хромосомой, быстро тянется к центросоме, к которой прикреплена ее микротрубочка. Клетка становится заметно удлиненной (овальной формы), когда полярные микротрубочки скользят друг относительно друга в метафазной пластинке, где они перекрываются.

Во время телофазы, дистанционной фазы , хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться (распутываться), расслабляясь в конфигурацию хроматина.Митотические веретена деполимеризуются в мономеры тубулина, которые будут использоваться для сборки компонентов цитоскелета для каждой дочерней клетки. Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом, а нуклеосомы появляются в ядерной области.

Цитокинез
Цитокинез

, или движение клеток , является второй основной стадией митотической фазы, во время которой деление клетки завершается посредством физического разделения цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки. Деление не завершается до тех пор, пока компоненты клетки не будут распределены и полностью разделены на две дочерние клетки.Хотя стадии митоза у большинства эукариот схожи, процесс цитокинеза у эукариот, имеющих клеточные стенки, таких как клетки растений, совершенно иной.

В клетках, таких как клетки животных, у которых отсутствуют клеточные стенки, цитокинез следует за наступлением анафазы. Сократительное кольцо, состоящее из актиновых филаментов, образуется внутри плазматической мембраны на бывшей метафазной пластинке. Нити актина притягивают экватор клетки внутрь, образуя трещину. Эта трещина, или трещина или , называется бороздой дробления.Борозда углубляется по мере того, как актиновое кольцо сжимается, и в конечном итоге мембрана разрывается на две части (рис. 10.10).

В клетках растений между дочерними клетками должна образовываться новая клеточная стенка. Во время интерфазы аппарат Гольджи накапливает ферменты, структурные белки и молекулы глюкозы, прежде чем они распадутся на везикулы и рассредоточатся по делящейся клетке. Во время телофазы эти везикулы Гольджи транспортируются по микротрубочкам с образованием фрагмопласта (везикулярной структуры) на метафазной пластинке.Здесь пузырьки сливаются и сливаются от центра к стенкам клетки; эта структура называется клеточной пластиной. По мере слияния большего количества пузырьков клеточная пластинка увеличивается до тех пор, пока не сливается с клеточными стенками на периферии клетки. Ферменты используют глюкозу, которая накопилась между слоями мембраны, для создания новой клеточной стенки. Мембраны Гольджи становятся частями плазматической мембраны по обе стороны от новой клеточной стенки (рис. 10.10).

Рис. 10.10. Во время цитокинеза в клетках животных на метафазной пластинке формируется кольцо актиновых филаментов.Кольцо сжимается, образуя борозду дробления, которая делит клетку на две части. В растительных клетках везикулы Гольджи сливаются на бывшей метафазной пластинке, образуя фрагмопласт. Клеточная пластинка, образованная слиянием везикул фрагмопласта, растет от центра к стенкам клетки, а мембраны везикул сливаются, образуя плазматическую мембрану, которая делит клетку на две части.