Мітоз і мейоз — про поділ клітини просто і зрозуміло

Процеси мітозу і мейозу можуть здатися досить складними, особливо якщо побіжно прочитати незрозумілі назви їх етапів. Зрозуміти, в чому полягає їх сенс, не складе особливих труднощів, якщо розглянути всі цикли коротко і зрозумілою мовою.

Поділ клітин і його значення в житті організму

Будь-який складний організм складається з безлічі крихітних структурних одиниць, що володіють унікальними функціями. Розподіл дозволяє збільшити їх кількість в кілька разів, забезпечуючи тим самим зростання організму і його підготовку до подальшого розмноження.

Ці процеси, звані в біології мітоз і мейоз, проходять особливі фази та виконують важливу роль в житті живих істот. Біологічне значення поділу клітин неоціненне, адже без нього припиниться існування життя на Землі.

Народження потомства, його розвиток, дорослішання і підготовка до подальшого розмноження – за ці важливі етапи відповідають мітоз і мейоз. Розподіл дозволяє відновлювати пошкоджені тканини та органи, лікувати механічні пошкодження покривів і проводити заміну вже відмерлим клітинам.

Важливо! Процеси мітозу і мейозу відбуваються тільки в клітинах еукаріотів, тобто у складних організмів, чиї клітини містять ядро, а також мембранні органели. До таких живих істот відносяться рослини, найпростіші та тварини.

Всі інші організми, або прокаріоти, такі як бактерії та синьо-зелені водорості, розмножуються шляхом простого поділу клітини надвоє, а також брунькуванням. Статеві клітини та клітини тіла не тільки виконують різні функції, але і діляться по-різному:

• Мітоз відбувається в клітинах, що відповідають за ріст і відновлення тканин.
• Статеві клітини, що відповідають за подальшу передачу генетичного матеріалу і розмноження організмів, діляться мейозом.

Інтерфаза, або підготовка до поділу

Інтерфаза спостерігається як в статевих клітинах, так і в клітинах тіла. У цьому стані клітини знаходяться в періоді між поділами або на останній стадії свого життя, коли всі процеси завершені і йде підготовка до природного відмирання.

Попри те, що цю фазу називають станом спокою, крихітна структура виконує важливу роботу, що вимагає високих енергетичних витрат. Для поняття важливості інтерфази варто вказати, що вона займає до 90% часу всього клітинного циклу.

Попри відмінності в процесах мітозу і мейозу, інтерфаза виконує дуже схожі ролі для організму в цілому. Важливо! Клітини тіла також називають соматичними, а статеві клітини – генеративними. І ті, і інші більшу частину свого життя знаходяться в стані інтерфази.

У стані спокою відбувається вироблення ферментів і біосинтез білка, подвоюються найважливіші структури, наприклад, ДНК. Клітина:

• росте;
• накопичує енергію;
• збільшується в розмірах;
• готується до подальшого поділу.

Інтерфаза відбувається в кілька етапів, по завершенню яких починається мітоз або мейоз.

Фази мітозу

В результаті мітозу з материнської соматичної клітини утворюються дві дочірні, які як дві краплі води схожі не тільки між собою, але і є копією батька. Він проходить в різних тканинах, наприклад, м’язової, нервової, кісткової.

Мітоз складається з чотирьох фаз:

• Профаза.
• Метафаза.
• Анафаза.
• Телофаза.

Кожна має свої особливості та поетапні цикли, по завершенню яких виходять дві нові структурні одиниці зі збереженою кількістю хромосом. Фази відрізняються один від одного за швидкістю протікання процесів.

Важливо! Найтривалішою є профаза, під час якої клітина активно запускає початок поділу і готує всі компоненти до подальшого подвоєння.

Під час мітозу спочатку товщають стінки хромосом, а між центріолями утворюється веретено поділу, яке буде зв’язувати частини майбутніх клітин. Зникають ядерця і ядерна мембрана.

Потім хромосоми коротшають і поступово розходяться до різних полюсів клітини. Ділиться цитоплазма, хромосоми децентралізуються, утворюючи ядерця.

Ядерна оболонка потовщується, розривається нитка веретена, хромосоми остаточно деспіралізуються і відокремлюються один від одного. У підсумку виходять дві нові клітини з однаковими характеристиками.

Таким чином, мітоз дозволяє організму збільшувати кількість будівельного матеріалу своїх тканин, зберігаючи їх характеристики та функції. По завершенню мітозу клітини знову накопичують енергію для виконання своїх обов’язків і готуються до подальшого поділу.

Мейоз і його роль в процесі розмноження

Цей спосіб поділу утворює вже не дві, а чотири клітини, при цьому в кожній вдвічі зменшується кількість хромосом, але зберігається генетична інформація. Такий набір хромосом ще називають гаплоїдним.

Важливо! Мейоз відрізняється і тим, що процес поділу відбувається у два етапи, при цьому кожен складається з чотирьох фаз. Ці фази називають так само, як при мітозі, тільки, в залежності від етапу, назва фази отримує до того ж цифру 1 або 2. Наприклад, анафаза 1 і анафаза 2 – різні фази, одна з яких проходить при першому етапі поділу, а інша – при другому.

Перед початком мейозу статеві клітини подвоюють свій вихідний матеріал. Далі починається профаза 1, або перша фаза першого етапу, яка займає найбільше часу і є найскладнішим періодом під час всього мейозу.

Перший етап має багато подібностей з мітозом – хромосоми також коротшають, потім розходяться до полюсів з утворенням нової ядерної оболонки, але зі збереженням веретена поділу. Іноді після цих процесів настає дуже короткий період інтерфази, але без подвоєння кількості ДНК.

Далі починається другий етап. Розділяється клітинний центр, ядерна оболонка знову руйнується, а перпендикулярно збереженому веретену поділу утворюється ще одне. Хромосоми знову діляться і розходяться до полюсів, і в результаті виходять чотири нових структурних одиниці.

Процес мейозу настільки складний і цікавий, що для більш докладного опису може знадобиться ще одна стаття. Якщо підсумувати коротко, то під час мейозу утворюються чотири клітини, але у кожної вдвічі зменшено кількість хромосом.

Утворені клітини готові до запліднення, в результаті якого при злитті материнського і батьківського генетичного матеріалу відновлюється диплоїдність, тобто нова клітина майбутнього організму знову отримує подвоєну кількість хромосом.

Важливо! Роль мейозу в розмноженні видів велика. Він не тільки дозволяє передавати потомству інформацію, але і при комбінації різних гамет підвищує багатство генетичного коду живих істот. А без зменшення кількості хромосом їх кількість неухильно б зростала при подальшому розмноженні, підвищуючи ризик мутацій і непередбачуваних патологій.

Амітоз

Говорячи про поділ клітин, варто згадати про ще про один досить рідкісному процесі. Для амітозу характерно Поділ тільки ядра без подвоювання генетичного матеріалу та утворення зв’язує хромосоми веретена.

По завершенню амітозу виходить багатоядерна клітина з нерівномірно розподіленим генетичним матеріалом. Амітоз досі не вивчений досконально. Він може спостерігатися як при стрімкому відновленні пошкоджених і старіючих тканин, так і при розвитку пухлин. Іноді так можуть ділитися великі ядра інфузорій і плацента ссавців.

Важливо! Клітина, що утворилася в процесі амітозу, стає нездатною до подальшого мітозу.

Причиною, чому звичайна здорова клітина починає ділитися амітозом, може стати збій на етапі інтерфази. Під час періоду спокою клітина повинна підготуватися до правильного поділу і вирости до необхідного розміру.

Якщо вона росте занадто швидко, або процеси підготовки до поділу протікають неправильно, клітина стрімко ділиться амітозом. Цей процес з часом може перетворитися в злоякісну пухлину.

Мітоз і мейоз різні за своїми циклами та результатами, проте їх об’єднує схожий вплив на організм – допомога його клітинам виробляти свої маленькі копії. Без цих процесів припиниться складна і різноманітна життя на Землі.