Дмитрий Пархоменко 
Стадии Митоза
Существует четыре митотических фазы: профаза, метафазная, анафазная и телофазная. Растительные клетки имеют дополнительную фазу, препрофазу, которая происходит перед профазой.
- Во время митотической профазы ядерная мембрана (иногда называемая «оболочкой») растворяется. Интерфазный хроматин плотно скручивается и конденсируется, пока не станет хромосомным. Эти хромосомы состоят из двух генетически идентичных сестринских хроматид, которые соединены центромерой. Центросомы удаляются от ядра в противоположных направлениях, оставляя позади аппарат веретена.
- В метафазе моторные белки, обнаруженные по обе стороны от центромер хромосом, помогают перемещать хромосомы в соответствии с натяжением противоположных центросом, в конечном итоге размещая их в вертикальной линии вниз по центру клетки; это иногда называют метафазной пластиной или экватором шпинделя .
- Волокна веретена начинают укорачиваться во время анафазы, отрывая сестринские хроматиды друг от друга на их центромерах. Эти расщепленные хромосомы тянутся к центросомам, обнаруженным на противоположных концах клетки, в результате чего многие хроматиды на короткое время выглядят «V». На этом этапе клеточного цикла две разделенные части клетки официально известны как «дочерние хромосомы».
- Телофаза является финальной фазой деления митотических клеток. Во время телофазы дочерние хромосомы прикрепляются к своим соответствующим концам родительской клетки. Предыдущие фазы повторяются, только в обратном порядке. Аппарат веретена растворяется, и ядерные мембраны образуются вокруг отделенных дочерних хромосом. Внутри этих вновь образованных ядер хромосомы раскручиваются и возвращаются в состояние хроматина.
- Последний процесс – цитокинез – необходим, чтобы дочерние хромосомы стали дочерними клетками . Цитокинез не является частью процесса клеточного деления, но он отмечает конец клеточного цикла и является процессом, посредством которого дочерние хромосомы разделяются на две новые, уникальные клетки. Благодаря митозу эти две новые клетки генетически идентичны друг другу и своей исходной родительской клетке; теперь они вводят свои собственные индивидуальные интерфазы.
В чем разница между митозом и мейозом?
Хотя митоз и мейоз следуют одним и тем же основным этапам, у них больше различий, чем сходства. Большинство этих различий связано с тем фактом, что, хотя оба они необходимы для репликации клеток, митоз и мейоз имеют разные цели: митоз заменяет клетки тела идентичными копиями, в то время как мейоз создает генетически разные половые клетки, которые будут использоваться для создания совершенно нового организма.
Еще одно различие между митозом и мейозом состоит в том, что во время митоза происходит только одно деление клетки, поэтому клетка один раз проходит этапы профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Однако во время мейоза происходит два деления клеток, и клетка проходит каждую фазу дважды. (так что есть профаза I, профаза II и т. д.).
Кроме того, поскольку увеличение генетического разнообразия является целью мейоза, а не митоза (где все дочерние клетки идентичны), во время профазы в мейозе происходит процесс, называемый рекомбинацией / кроссинговером. Это когда несестринские хроматиды гомологичных пар обмениваются генетическим материалом, так что дочерние клетки более генетически отличаются друг от друга.
Вот диаграмма, в которой резюмируются ключевые различия митоза и мейоза:
| Митоз | Мейоз | |
| Где это происходит | Встречается у всех организмов, кроме вирусов. | Встречается только у животных, растений и грибов. |
| Клетки, которые он производит | Создает тела / соматические клетки | Создает зародышевые / половые клетки |
| Количество делений клеток | Одно деление клетки (всего 4 этапа) | Два деления клеток (всего 8 этапов) |
| Длина профазы | Профаза короткая | Профаза I длиннее |
| Рекомбинация / кроссинговер | Нет рекомбинации / кроссинговера в профазе | Рекомбинация / кроссинговер хромосом во время профазы I |
| Метафаза | Во время метафазы отдельные хромосомы выстраиваются на экваторе клетки. | Во время метафазы I пары хромосом выстраиваются в линию на экваторе клетки. |
| Анафаза | Во время анафазы сестринские хроматиды перемещаются к противоположным концам клетки. | Во время анафазы I сестринские хроматиды перемещаются вместе к одному полюсу клетки. Во время анафазы II сестринские хроматиды отделяются от противоположных концов клетки. |
| Количество созданных ячеек | Конечный результат: две дочерние клетки | Конечный результат: четыре дочерних клетки |
| Плоидность | Создает диплоидные дочерние клетки | Создает гаплоидные дочерние клетки |
| Генетика | Дочерние клетки генетически идентичны | Дочерние клетки генетически разные |
Стадии мейоза II
- Во второй фазе центросомы формируются и раздвигаются в двух новых клетках. Развивается веретенообразный аппарат, и ядерные мембраны клеток растворяются.
- Волокна веретена соединяются с хромосомными центромерами в метафазе 2 и выстраивают хромосомы вдоль экватора клеток.
- Во время анафазы 2 центромеры хромосом разрушаются, и волокна веретена раздвигают хроматиды. На данный момент две разделенные части клеток официально известны как «сестринские хромосомы».
- Как и в телофазе 1, телофазе 2 способствует цитокинез, который снова расщепляет обе клетки, в результате чего образуются четыре гаплоидные клетки, называемые гаметами. В этих клетках развиваются ядерные мембраны, которые снова вводят свои собственные интерфазы.
Сравнительная таблица
| Мейоз | Митоз | |
|---|---|---|
| Тип репродукции | сексуальной | бесполый |
| Происходит в | Люди, животные, растения, грибы. | Все организмы. |
| Генетически | Разные | идентичный |
| Пересекая | Да, смешение хромосом может происходить. | Нет, пересечение не может произойти. |
| Определение | Тип клеточной репродукции, при котором количество хромосом уменьшается вдвое за счет разделения гомологичных хромосом с образованием двух гаплоидных клеток. | Процесс бесполого размножения, при котором клетка делится на две части, образуя реплику, с равным количеством хромосом в каждой получающейся диплоидной клетке. |
| Спаривание гомологов | да | нет |
| функция | Генетическое разнообразие через половое размножение. | Клеточное размножение и общий рост и восстановление организма. |
| Количество делений | 2 | 1 |
| Количество произведенных дочерних клеток | 4 гаплоидных клетки | 2 диплоидных клетки |
| Номер хромосомы | Уменьшено вдвое. | Остается такой же. |
| меры | (Мейоз 1) Фаза I, Метафаза I, Анафаза I, Телофаза I; (Мейоз 2). Фаза II, Метафаза II, Анафаза II и Телофаза II. | Фаза, Метафаза, Анафаза, Телофаза. |
| кариокинез | Происходит в первой фазе. | Происходит в интерфазе. |
| цитокинез | Происходит в телофазе I и в телофазе II. | Происходит в телофазе. |
| Центромерес Сплит | Центромеры не разделяются во время анафазы I, но во время анафазы II. | Центромеры расщепляются во время анафазы. |
| Создает | Только половые клетки: женские яйцеклетки или мужские сперматозоиды. | Делает все, кроме половых клеток. |
| Обнаружено | Оскар Хертвиг | Вальтер Флемминг |
Чем похожи митоз и мейоз?
Как вы увидите в следующем разделе, митоз и мейоз имеют много различий, но они следуют одной и той же общей схеме для завершения процесса деления клеток.
Самое большое сходство между ними в том, что они оба производят новые клетки. Хотя клетки, которые они создают, имеют некоторые ключевые различия, конечной целью является создание дочерних клеток, которые можно использовать либо для поддержания жизни организма (митоз), либо для создания нового организма во время полового размножения (мейоз).
И митоз, и мейоз начинаются с единственной родительской клетки, которая в конечном итоге расщепляется с образованием новых дочерних клеток. Им обоим также предшествует интерфаза, период роста (иногда продолжающийся до 90% жизни клетки), когда синтезируется ДНК.
Во время репликации клеток митоз и мейоз проходят одни и те же фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. (хотя мейоз проходит каждый шаг дважды, а митоз – только один раз). Вот что происходит на каждом этапе:
Что такое митоз? Что такое мейоз?
Митоз и мейоз – оба процессы деления клеток. Организмы постоянно пополняют свой запас клеток и создают новые клетки для замены старых или поврежденных, а также создают клетки, которые будут использоваться для создания новых организмов во время полового размножения.
Митоз – это когда клетка делится с образованием двух идентичных дочерних клеток. Митоз возникает в соматических клетках (всех клетках, не являющихся половыми), и это процесс, имеющий решающее значение для производства новых клеток и поддержания жизни и здоровья организма. Большинство клеток человеческого тела живут от нескольких дней до нескольких недель (исключение составляют клетки мозга, которые обычно существуют на протяжении всей вашей жизни), поэтому ваше тело должно постоянно производить новые клетки посредством митоза.
Все клетки проходят процесс формирования, роста, деления и, в конечном итоге, смерти. Во время митоза ядро родительской клетки расщепляется с образованием двух наборов хромосом для каждой из новых дочерних клеток. Вы можете узнать больше об этом процессе, прочитав наше подробное руководство по митозу.
Мейоз также включает деление клеток, однако он происходит в гораздо меньшем количестве клеток вашего тела. Единственные клетки, которые проходят через мейоз, – это гаметы или половые клетки. (сперма у мужчин и яйцеклетки у женщин). Мейоз необходим для полового размножения, а каждый цикл мейоза создает четыре дочерние клетки с ровно половиной количества хромосом по сравнению с родительской клеткой. Во время оплодотворения две дочерние клетки (по одной от каждого воспроизводящегося организма) объединяются, чтобы создать эмбрион с полным набором хромосом.
Мейоз и генетическое разнообразие
Половое размножение использует процесс мейоза для увеличения генетического разнообразия. Потомки, созданные в результате бесполого размножения (митоза), генетически идентичны своим родителям, но зародышевые клетки, созданные во время мейоза, отличаются от своих родительских клеток. Некоторые мутации часто возникают во время мейоза. Кроме того, зародышевые клетки имеют только один набор хромосом, поэтому две половые клетки необходимы для создания полного набора генетического материала для потомства. Таким образом, потомство способно наследовать гены от обоих родителей и обеих групп бабушек и дедушек.
Генетическое разнообразие делает население более устойчивым и адаптируемым к окружающей среде, что увеличивает шансы на выживание и развитие в долгосрочной перспективе.
Митоз как форма размножения одноклеточных организмов зародился самой жизнью, около 3, 8 миллиардов лет назад. Считается, что мейоз появился около 1, 4 миллиарда лет назад.
Стадии мейоза I
Первая мейотическая фаза – это фаза 1 . Как и в митозе, ядерная мембрана растворяется, хромосомы развиваются из хроматина, а центросомы раздвигаются, создавая веретенообразный аппарат. Гомологичные (сходные) хромосомы обоих родителей объединяются и обмениваются ДНК в процессе, известном как кроссинговер. Это приводит к генетическому разнообразию. Эти парные хромосомы – по две от каждого родителя – называются тетрадами.
В метафазе 1 некоторые волокна веретена прикрепляются к центромерам хромосом. Волокна вытягивают тетрады в вертикальную линию вдоль центра клетки.
Анафаза 1 – это когда тетрады отделяются друг от друга, причем половина пар направляется к одной стороне клетки, а другая половина – к противоположной стороне
Важно понимать, что в этом процессе движутся целые хромосомы, а не хроматиды, как в случае с митозом.
В какой-то момент между концом анафазы 1 и развитием телофазы 1 цитокинез начинает расщеплять клетку на две дочерние клетки. В телофазе 1 аппарат веретена растворяется, и вокруг хромосом развиваются ядерные мембраны, которые теперь находятся на противоположных сторонах родительской клетки / новых клеток.
Различия в назначении
Хотя оба типа клеточного деления встречаются у многих животных, растений и грибов, митоз встречается чаще, чем мейоз, и имеет более широкий спектр функций. Митоз отвечает не только за бесполое размножение одноклеточных организмов, но и за то, что обеспечивает рост и восстановление клеток в многоклеточных организмах, таких как человек. В митозе клетка делает точный клон себя. Этот процесс является причиной роста детей во взрослых, заживления порезов и ушибов, и даже отрастания кожи, конечностей и придатков у животных, таких как гекконы и ящерицы.
Мейоз является более специфическим типом клеточного деления (в частности, половых клеток), в результате которого образуются гаметы, или яйца, или сперма, которые содержат половину хромосом, обнаруженных в родительской клетке. В отличие от митоза с его многочисленными функциями, мейоз имеет узкую, но важную цель: содействие половому размножению. Это процесс, который позволяет детям быть родственными, но все же отличается от их двух родителей.
Стадии митоза и мейоза
Клетки проводят около 90% своего существования в стадии, известной как интерфазный . Поскольку клетки функционируют более эффективно и надежно, когда они маленькие, большинство клеток выполняют регулярные метаболические задачи, делятся или умирают, а не просто увеличиваются в объеме в интерфазе. Клетки «готовятся» к делению путем репликации ДНК и дублирования центриолей на основе белка. Когда начинается деление клеток, клетки вступают в митотическую или мейотическую фазы.
При митозе конечным продуктом являются две клетки: исходная родительская клетка и новая, генетически идентичная дочерняя клетка. Мейоз является более сложным и проходит через дополнительные фазы для создания четырех генетически различных гаплоидных клеток, которые затем могут объединиться и сформировать новое генетически разнообразное диплоидное потомство.
