Биологическое значение митоза

Образовавшиеся в результате этого способа деления дочерние клетки являются генетически процессов, как рост, регенерация, бесполое размножение и другими идентичными материнской. Митоз обеспечивает постоянство хромосомного набора в ряду поколений клеток.

МИТО́З - способ деления ядер клеток, обеспечивающий тождественное распределение генетического материала между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений. Обычно подразделяют на несколько стадий. Часто митозом называют процесс деления не только ядра, но и всей клетки, т. е. включают в него цитотомию.

Динамика митоза

У клеток, вступивших в цикл деления, фаза собственно митоза занимает относителено короткое время, около 0,1 общего времени клеточного цикла. Например, весь клеточный цикл эпителиальных клеток кишечника мыши длится 20-22 часа, а на митоз приходится всего около 1 часа. Процесс митотического деления клеток принято подразделять на несколько основных фаз: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу, телофазу. Установить точные границы между этими фазами очень трудно, потому что сам митоз представляет собой непрерывный процесс, и смена фаз идет постепенно, так что одна из них незаметно переходит в другую. Единственная фаза, которая имеет четко определяемое начало, это анафаза — начало движения хромосом к полюсам. Длительность отдельных фаз митоза различна, наиболее короткая по времени — анафаза, она может длиться всего несколько минут.

Регуляция митоза

Расшифровка и детальное изучение регуляторов митотического деления началась лишь в 1970-х годах, благодаря серии экспериментов по слиянию клеток, находящихся на разных этапах клеточного цикла. В тех опытах, когда клетку в М-фазе объединяли с клеткой, находящейся в любой из стадий интерфазы, интерфазные клетки переходили в митотическое состояние (начиналась конденсация хромосом и распадалась ядерная оболочка). В итоге был сделан вывод, что в цитоплазме митотической клетки присутствует фактор (или факторы), стимулирующие митоз (ФСМ), или, иначе, М-стимулирующий фактор.

Впервые фактор стимуляции митоза был открыт в зрелых неоплодотворенных яйцах шпорцевой лягушки, находящихся в М-фазе клеточного цикла. Цитоплазма такого яйца, инъецированная в ооцит, приводит к преждевременному переходу в М-фазу и к началу созревания ооцита (первоначально сокращение MPF означало Mutation Promoting Factor, что переводится как «фактор, способствующий созреванию»). В ходе дальнейших экспериментов были установлены универсальное значение и вместе с тем высокая степень консервативности ФСМ: экстракты, приготовленные из митотических клеток весьма разнообразных организмов (млекопитающих, морских ежей, моллюсков, дрожжей), при введении в ооциты шпорцевой лягушки переводят их в М-фазу.

В общих чертах циклическое изменение концентрации ФСМ можно изобразить следующим образом. Изначально пролиферация клеток индуцируется факторами роста, транспортируемыми с кровотоком. В результате целой цепочки взаимосвязанных и последовательных реакций к окончанию S-фазы — началу фазы G₂ начинается синтез ФСМ, остающегося в неактивном состоянии до окончания репликации ДНК. Активированный ФСМ участвует в фосфорилировании гистонов, белков ядерной ламины и белков, ассоциированных с микротрубочками веретена деления, что приводит, в конечном счёте, к конденсации хромосом, распаду ядерной оболочки и формированию аппарата клеточного деления. После окончательной ассоциации микротрубочек веретена деления с кинетохорами хромосом в завершении метафазы активируется комплекс стимуляции анафазы. В результате деградируют когезины, связывающие парные хроматиды в области центромер. Наступает анафаза и запускается протеолиз митотических циклинов, и, следовательно, наблюдается сокращение концентрации ФСМ.

Стоит отметить, что цикличность изменения концентрации ФСМ преимущественно объясняется периодическим изменением концентрации циклина, синтезируемого в интерфазе и расщепляющегося в анафазе митоза. Циклин-зависимая протеинкиназа не деградирует в анафазе и существует долгое время, активируясь впоследствии в результате взаимодействия с новосинтезированным циклином.

Поиск по сайту: