Митоз, его регуляция и апоптоз (амитоз)

6 терминов · 8 заданий

Значение митоза: рост, регенерация, замена клеток, бесполое (вегетативное) размножение, постоянство кариотипа — из одной клетки две генетически идентичные диплоидные. Типы митоза: обычный (с образованием двух клеток), эндомитоз (удвоение хромосом без деления → полиплоидные клетки печени) и другие — см. таблицу ниже. Амитоз — не тип митоза, а прямое деление ядра перетяжкой без веретена (стареющие и патологические клетки). У прокариот митоза нет — бинарное деление.

Регуляция митотического цикла: запуск делений сигналами (факторы роста, гормоны), остановка в контрольных точках при повреждении ДНК (белок p53); нарушение регуляции — бесконтрольное деление — опухоль. Апоптоз — программируемая клеточная гибель: клетка сжимается, ДНК фрагментируется, остатки поглощаются фагоцитами без воспаления; нужен для формирования органов (исчезновение перепонок между пальцами зародыша, хвоста головастика), удаления повреждённых и заражённых клеток. Некроз — гибель от повреждения, с воспалением.

Маркеры ЕГЭ. «Хромосомы по экватору» → метафаза; «расходятся хроматиды» → анафаза митоза; «спирализация, исчезает оболочка ядра» → профаза; «перетяжка / перегородка» → телофаза (цитокинез). Митоз: 2n → 2n, две одинаковые клетки. «Перепонки между пальцами, хвост головастика» → апоптоз.

Фаза	События	Набор
Профаза	Хромосомы спирализуются и становятся видимыми; ядрышко и ядерная оболочка разрушаются; центриоли расходятся к полюсам, формируется веретено деления	2n4c
Метафаза	Нити веретена прикрепляются к центромерам, хромосомы выстраиваются по экватору; удобный момент для подсчёта и изучения хромосом	2n4c
Анафаза	Центромеры делятся, сестринские хроматиды расходятся к полюсам и становятся самостоятельными хромосомами	4n4c (в клетке)
Телофаза	Хромосомы деспирализуются, образуются ядерные оболочки и ядрышки, идёт цитокинез: у животных — перетяжкой, у растений — образованием перегородки	2n2c в каждой из двух клеток

Биологическое значение митоза: точное распределение наследственного материала между дочерними клетками, сохранение постоянства кариотипа в ряду поколений клеток, рост организма, замена изношенных клеток (эпителий кишечника обновляется за несколько суток), регенерация, бесполое и вегетативное размножение.

Другие способы деления. Амитоз — прямое деление ядра перетяжкой без веретена и без точного распределения ДНК; встречается у стареющих и патологически изменённых клеток. Мейоз — деление, уменьшающее набор вдвое, лежит в основе образования гамет (подробно — в теме «Мейоз и гаметогенез»). Бинарное деление прокариот идёт без веретена: кольцевая ДНК удваивается и расходится с растущей мембраной.

Типы митоза и его видоизменения различают по судьбе ядерной оболочки, наличию центриолей и по тому, делится ли после ядра сама клетка.

Тип	Особенность	Где встречается
Открытый митоз	Ядерная оболочка в профазе распадается, веретено образуется в цитоплазме	Животные, высшие растения
Закрытый митоз	Ядерная оболочка сохраняется, веретено формируется внутри ядра, ядро делится перетяжкой	Многие грибы (дрожжи) и простейшие
Астральный и анастральный	Полюса веретена с центриолями и расходящимися от них лучами-«звёздами» или без центриолей	Животные; высшие растения, у которых центриолей нет
Митоз без цитокинеза	Ядро делится, клетка — нет: образуются многоядерные клетки	Эндосперм многих цветковых на ранней стадии, гифы мукора, плазмодий слизевиков, двуядерные клетки печени
Эндомитоз	Хромосомы удваиваются, но ни ядро, ни клетка не делятся — число наборов растёт (полиплоидия)	Клетки печени, гигантские клетки костного мозга (мегакариоциты)
Политения	ДНК многократно удваивается, а хроматиды не расходятся и лежат рядом — образуются гигантские «многонитчатые» хромосомы	Клетки слюнных желёз личинок двукрылых (дрозофила, комар-звонец)

Признак	Апоптоз	Некроз
Причина	Программа самой клетки: повреждение ДНК, завершение функции, сигнал организма	Внешнее повреждение: травма, ожог, яд, нехватка кислорода
Как протекает	Клетка сжимается, ДНК разрезается, фрагменты поглощаются соседями и макрофагами	Клетка набухает, мембрана разрывается, содержимое выходит наружу
Воспаление	Не развивается	Развивается
Энергия	Требуется АТФ	Не требуется
Примеры	Исчезновение хвоста у головастика, гибель перепонок между пальцами зародыша, удаление повреждённых клеток	Гибель ткани при инфаркте, ожоге, обморожении

Как идёт апоптоз. Программа запускается изнутри — при повреждении ДНК белок p53 включает гены гибели, и из митохондрий в цитоплазму выходит белок дыхательной цепи цитохром c, — или снаружи, сигналом других клеток: так T-киллеры уничтожают заражённые и опухолевые клетки. В обоих случаях активируются ферменты-«исполнители» каспазы, расщепляющие белки клетки, а особые нуклеазы режут ДНК на фрагменты; клетка распадается на окружённые мембраной апоптотические тельца, которые поглощают фагоциты. В теле взрослого человека так ежедневно погибают миллиарды клеток; недостаток апоптоза способствует развитию опухолей, избыток — гибели нейронов при нейродегенеративных болезнях.

Регуляция деления и опухоли. Мутации генов, управляющих циклом, приводят к тому, что клетка делится бесконтрольно, не отвечает на сигналы остановки и не уходит в апоптоз — так возникает опухоль.

Маркеры ЕГЭ. «Хромосомы по экватору» → метафаза; «хроматиды расходятся к полюсам» → анафаза; «две ядерные оболочки, перетяжка» → телофаза; «набор дочерних клеток такой же, как у материнской» → митоз; «запрограммированная гибель без воспаления» → апоптоз; «гибель от травмы с воспалением» → некроз; «ядерная оболочка сохраняется» → закрытый митоз; «удвоение хромосом без деления клетки» → эндомитоз; «гигантские многонитчатые хромосомы» → политения; «сократимое кольцо, борозда деления» → цитокинез у животных; «пузырьки аппарата Гольджи, клеточная пластинка» → цитокинез у растений; «колхицин разрушает веретено» → деление останавливается в метафазе; «каспазы, апоптотические тельца» → апоптоз; «выключение гена и изучение последствий» → функциональная геномика.

Нюансы. В анафазе число хромосом в клетке временно удваивается (4n), но в каждую дочернюю клетку попадает 2n — противоречия здесь нет. Митозом делятся и гаплоидные клетки (споры, клетки гаметофита) — результат тоже тождествен материнской клетке. Цитокинез у растений идёт перегородкой, потому что жёсткая клеточная стенка не позволяет образовать перетяжку.

Фаза митоза	События	Набор
Профаза	Спирализация хромосом (становятся видимыми), исчезновение ядрышка и ядерной оболочки, центриоли расходятся к полюсам, формируется веретено деления	2n4c
Метафаза	Нити веретена прикрепляются к центромерам, хромосомы (по 2 хроматиды) выстраиваются в экваториальной плоскости; удобно подсчитывать кариотип	2n4c
Анафаза	Центромеры делятся, сестринские хроматиды (теперь самостоятельные хромосомы) расходятся к полюсам	4n4c (2n2c у каждого полюса)
Телофаза	Деспирализация хромосом, восстановление ядерных оболочек и ядрышек (кариокинез завершён), цитокинез — деление цитоплазмы: перетяжка у животных, клеточная пластинка (перегородка) у растений	2n2c в каждой клетке

Фаза	События	Набор
Профаза	Хромосомы спирализуются и становятся видимыми; ядрышко и ядерная оболочка разрушаются; центриоли расходятся к полюсам, формируется веретено деления	2n4c
Метафаза	Нити веретена прикрепляются к центромерам, хромосомы выстраиваются по экватору; удобный момент для подсчёта и изучения хромосом	2n4c

Кариокинез и цитокинез. Кариокинез — деление ядра (от профазы до телофазы), цитокинез — деление цитоплазмы; он начинается в конце анафазы и завершается в телофазе.

Тип	Особенность	Где встречается
Открытый митоз	Ядерная оболочка в профазе распадается, веретено образуется в цитоплазме	Животные, высшие растения

Закрепите теорию: 6 терминов и 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Пройти урок arrow_forward