Ділимо на два

Вчора біологи відзначали день народження засновника цитогенетики Вальтера Флеммінга. Він вперше виявив у клітці інтенсивно фарбовані структури і назвав їх хроматином. Пізніше він виявив зв'язок хроматину з хромосомами, які отримали свою сучасну назву завдяки німецькому анатому і гістологу Генріху Вільгельму Вальдейеру. Особливу популярність Флеммінгу принесли його дослідження будови і ділення клітини. Флеммінг вперше ввів термін «мітоз», що позначає непряме ділення клітини.

Ми підготували ілюстрований огляд головних об'єктів дослідження Флеммінгу.

Ділення клітини

Електронна мікроскопія клітини

Фотографія: Itayba / Wikimedia Commons

У еукаріотичних клітин існують два способи ділення: мітоз і мейоз. Перший з них зустрічається набагато частіше другого, але другий має ключове значення для статевого розмноження.

Мітоз - він же каріокінез або непрямий поділ - це ділення ядра еукаріотичної клітини зі збереженням числа хромосом. У багатоклітинних тварин це єдиний спосіб ділення будь-яких клітин за винятком статевих. Для зручності вивчення біологи ділять мітотичний процес на чотири стадії залежно від того, як виглядають у цей час хромосоми у світловому мікроскопі. У мітозі виділяють профазу, метафазу, анафазу і телофазу.

У профазі відбувається «архівування», компактизація генетичного матеріалу перед поділом; хромосоми спіралізуються - вкорачуються і втовщаються і стають помітні в світловий мікроскоп. На цьому етапі вони складаються з двох пов'язаних між собою сестринських хроматид. Одночасно зі спіралізацією хромосом зникає ядришко і розривається ядерна оболонка. Після її розпаду хромосоми вільно і безладно лежать у цитоплазмі. Центріолі розходяться до полюсів клітини. Наприкінці профази починає формуватися веретено поділу.

У метафазі завершується утворення веретену ділення, до мікротрубочок якого прикріплюються подвійні хромосоми. Вони лежать в одній площині і утворюють так звану метафазну платівку. У метафазі чітко видно подвійну будову хромосом, з'єднаних тільки в області центромери. У цей період легко підраховувати число хромосом, вивчати їх морфологічні особливості.

В анафазі дочірні хромосоми за допомогою мікротрубочок веретена ділення розтягуються до полюсів клітини. У цей момент у клітці знаходяться два диплоїдних набори хромосом. У телофазі починається деспіралізація хромосом, формується ядерна оболонка, в ядрах виникають ядришки. Руйнується веретено поділу. Відбувається поділ цитоплазми з утворенням двох клітин.

Мейоз, або редукційний поділ - ділення ядра еукаріотичної клітини зі зменшенням числа хромосом удвічі. Мейоз включає в себе два послідовних поділу з короткою інтерфазою між ними. В результаті з однієї диплоїдної утворюється чотири гаплоїдних клітини. Відновлення плоїдності відбувається в результаті злиття статевих клітин - запліднення. У тих випадках, коли мейоз пов'язаний з гаметогенезом (наприклад, у багатоклітинних тварин - у рослин все складніше, у них запліднення відбувається зазвичай набагато пізніше, ніж мейоз), при розвитку яйцеклітин перше і друге ділення мейозу різко нерівномірні, в результаті чого формується одна гаплоїдна яйцеклітина і три редукційних або полярних тільця.

Цитоскелет

Фібробласт, актин пофарбований червоним, міозин - зеленим

Фотографія: ZEISS Microscopy / Flickr.com