Як размнажаецца клетка. Рост і размнажэнне клетак

Напэўна, няма ні аднаго больш часта вывучаемай ў рамках школьнай праграмы па біялогіі паняцці, чым клетка. З ёй знаёмяцца ў 5 класе на прыродазнаўства, затым у 6 разглядаюць разнавіднасці і як размнажаецца клетка, яе спосабы дзялення. У 7 і 8 класах яна вывучаецца з пункту гледжання расліннай, жывёльнай і чалавечай прыналежнасці. 9 клас мае на ўвазе разгляд ўнутраных працэсаў, якія адбываюцца ў ёй, гэта значыць малекулярнае будынак. У 10 і 11 гэта клеткавая тэорыя, адкрыццё і эвалюцыя.

Праграма будуецца так таму, што менавіта гэтыя маленькія структуры, "цаглінкі жыцця", з'яўляюцца самымі важнымі элементамі любога арганізма. Усе жыццёвыя функцыі, працэсы, рост і развіццё, станаўленне - усё, што звязана з жыццём, ажыццяўляецца імі і ў іх. Таму ў дадзеным артыкуле мы разгледзім асноўныя моманты размнажэння, развіцця клетак і гісторыю іх адкрыцця.

адкрыццё клеткі

Гэтыя структурныя часціцы надзвычай малыя па памерах. Таму для іх адкрыцця спатрэбілася шмат часу і стварэнне пэўнай тэхнікі. Так, упершыню клеткавую структуру жывы расліннай тканіны ўбачыў Роберт Гук. Гэта было ў 1665 годзе. Для таго каб іх разгледзець, ён вынайшаў першы ў свеце мікраскоп. Дадзеная прылада мала нагадвала сучасныя павелічальныя прыборы. Хутчэй, было падобна на некалькі скампанаваных паміж сабой луп, якія даюць павелічэнне.

Выкарыстоўваючы дадзены прыбор, вучоны разглядаў зрэз коркавага дрэва. Тое, што ён убачыў, паклала пачатак развіццю шэрагу сумежных навук і біялогіі ў цэлым. Мноства шчыльна прылеглых адзін да аднаго вочак прыкладна аднолькавай формы і памеру. Гук назваў іх cella, што азначае "клетка".

Пасля быў зроблены шэраг адкрыццяў, якія дазволілі ведаў разрасціся, назапасіцца і выліцца ў некалькі навук, якія займаюцца іх вывучэннем.

1. 1675 г. - навуковец Мальпігі вывучаў разнастайнасць клетак па форме і прыйшоў да высновы, што гэта часцей за ўсё круглявыя або авальныя бурбалкі, запоўненыя жыццёвым сокам.
2. 1682 г. - Н. грю пацвердзіў высновы Мальпігі, а таксама займаўся вывучэннем будовы абалонкі клеткі.
3. 1674 г. - Антоніо ван Левенгук адкрывае клеткі бактэрый, а таксама крывяныя структуры і народкі.
4. 1802-1809 гг. - Ш. Бриссо-Мирбе і Ж. Б. Ламарк мяркуюць існаванне тканін і падабенства жывёл і раслінных клетак.
5. 1825 г. - Пуркинье адкрывае ядро ў палавой клетцы птушак.
6. 1831-1833 гг. - Роберт Броун адкрывае наяўнасць ядра ў раслінных клетках і ўводзіць паняцце аб значнасці ўнутранага складу, а не клеткавай абалонкі, як лічылася раней.
7. 1839 г. - Тэадор Шванн робіць высновы пра тое, што ўсе жывыя арганізмы складаюцца з клетак, а таксама аб падабенстве апошніх паміж сабой (будучая клеткавая тэорыя).
8. 1874-1875 гг. - Чысцякоў і Страсбургер адкрываюць спосабы размнажэння клетак - мітоз, мейоз.

Усе далейшыя адкрыцці ў галіне будовы клетак, іх функцый, разнастайнасці і ролі ў жыцці арганізмаў былі здзейснены досыць хутка дзякуючы інтэнсіўнаму развіццю спецыяльнай павелічальнае і асвятляльнай тэхнікі.

размнажэнне клетак

Кожная клетка на працягу жыцця здзяйсняе цэлы клеткавы цыкл - гэта час яе жыцця з моманту з'яўлення на свет і да смерці (ці дзялення). Прычым, цалкам усё роўна, жывёльная яна ці раслінная. Жыццёвы цыкл аднолькавы для ўсіх з іх, і часцей за ўсё, у канцы яго клеткі размножваюцца дзяленнем.

Вядома, не для ўсіх арганізмаў гэты працэс ідэнтычны. Для эукарыёт і пракарыёт ён прынцыпова адрозніваецца, таксама маюцца нейкія адрозненні і ў размнажэнні раслінных і жывёльных клетак.

Як размнажаецца клетка? Для гэтага існуе некалькі асноўных спосабаў.

1. Мітоз.
2. Мейоз.
3. Амитоз.

Кожны з іх уяўляе сабой цэлы шэраг працэсаў, фаз. Прычым усе гэтыя працэсы характэрныя менавіта для мнагаклетачных арганізмаў, як расліннага, так і жывёльнага паходжання. У аднаклетачных размнажэнне адбываецца шляхам простага дзялення напалам. Гэта значыць спосабы размнажэння клетак не аднолькавыя. Існуе нават такая з'ява, як клеткавы суіцыд. Гэта самазнішчэнне клетак замест працэсаў дзялення.

Як размнажаецца клетка, напрыклад, бактэрый, сіне-зялёных водарасцяў, некаторых найпростых? Бясполым шляхам, самым простым спосабам: змесціва іх клеткі падвойваецца, у клеткавай сценкі фармуецца папярочная або падоўжная перацяжка і адна клетка дзеліцца на два цалкам новых, ідэнтычных матчынаму, арганізма.

Дадзены працэс называецца прамым дзяленнем клеткі. Размножваюцца ім аднаклетачныя і бактэрыі, але ён не мае дачынення ні да митотическим, ні да мейотическим працэсам. Яны адбываюцца толькі ў арганізме мнагаклетачных жывых арганізмаў.

мітоз

У мнагаклетачных істотах змяшчаецца мільярды клетак. І кожная з іх імкнецца завяршыць свой жыццёвы цыкл, менавіта пакінуўшы нашчадкаў, а не памёршы. Клеткі размножваюцца дзяленнем, аднак гэты працэс не ва ўсіх з іх аднолькавы.

Саматычныя структуры (да такіх адносяцца ўсе клеткі арганізма, акрамя палавых) сваім спосабам для размнажэння выбіраюць мітоз або амитоз. Гэта вельмі цікавы, ёмісты і складаны працэс, у выніку якога з адным матчыным дыплоідным клеткі (гэта значыць з падвойным наборам храмасом) утвараюцца дзве ідэнтычныя ёй даччыныя з такім жа дыплоідным складам.

Увесь працэс уключае ў сябе два асноўных моманты:

1. Кариокинез - дзяленне ядра і ўсяго яго змесціва.
2. Цитокинез - дзяленне пратаплазмы (цытаплазмы і ўсіх клеткавых арганоідаў).

Працякаюць гэтыя працэсы за адзін раз, прыводзячы да фарміравання паўнавартасных матчыных копій паменшанага памеру.

Мітоз складаецца з чатырох фаз (профаза, метафаза, анафаза, телофаза) і стану, які папярэднічае дзяленню - Інтэрфаза. Разгледзім кожную падрабязна.

Інтэрфаза

Рост і размнажэнне клетак ажыццяўляецца на працягу ўсяго жыцця арганізма. Аднак не ўсе клеткі маюць аднолькавы тэрмін існавання. Якія-небудзь з іх гінуць праз два-тры дні (форменныя элементы крыві), нейкія застаюцца функцыянаваць ўсё жыццё (нервовыя).

Але ў жыцці кожнай клеткі вялікую частку часу захоўваецца такі стан, якое называецца Інтэрфаза. Гэта перыяд падрыхтоўкі да дзялення сталай якая сфармавалася клеткі, які займае да 90% часу ўсяго працэсу.

Біялагічны сэнс дадзенай стадыі ў назапашванні пажыўных рэчываў, РНК і бялкоў, сінтэзе малекул ДНК. Бо пасля дзялення ў кожную даччыную клетку павінна патрапіць роўна такая колькасць арганоідаў, рэчываў і генетычнага матэрыялу, колькі было ў матчынай. Для гэтага павінна адбыцца падваенне ўсіх наяўных структур, у тым ліку і нітак ДНК.

У цэлым, Інтэрфаза адбываецца ў тры этапы:

• пресинтетический;
• сінтэтычны;
• постсинтетический.

Вынік: назапашванне пажыўных элементаў, энергіі і ДНК малекул для далейшых працэсаў дзялення. Такім чынам, дадзеная стадыя - гэта толькі пачатак таго, як размнажаецца клетка ў далейшым.

Профаза

На дадзеным этапе адбываюцца наступныя асноўныя працэсы:

• раствараецца ядзерная абалонка;
• знікаюць (раствараюцца) ядзеркі;
• храмасомы становяцца бачныя ў мікраскоп за кошт скручвання (спіралізацыі) структуры;
• цэнтрыолей разыходзяцца да канцавоссяў клеткі, выцягваючы і фармуючы верацяно дзялення.

На гэтай стадыі размнажэнне жывёл клетак нічым не адрозніваецца ад такога ва ўсіх іншых.

Метафаза

Дадзеная фаза досыць кароткая, усяго каля 10 хвілін. Аснова яе ў тым, што хроматиды выстройваюцца па экватары клеткі. Нітачкі верацяна дзялення адным канцом чапляюцца за цэнтрыолей у полюса клеткі, а іншым за центромеру кожнай хроматиды. Паміж сабой генетычныя структуры ўжо амаль не звязаны і таму лёгка гатовыя да разлучэння.

Анафаза

Самая кароткая стадыя ўсяго митотического цыкла. Працягласць складае каля 3 хвілін. У гэты перыяд кожная хроматида сыходзіць да свайго канцавосся клеткі і дабудоўвае сабе неабходную Вам палоўку, ператвараючыся ў нармальнага будовы храмасому.

Аднак для гэтага ўтварэння патрабуецца спецыяльны фермент - теломераза. Менавіта яго назапашванне ішло ў Інтэрфаза.

Телофаза

У кожнага клеткавага полюса з'яўляецца свой генетычны паўнавартасны матэрыял, які апранаецца ў ядзерную абалонку, фарміруючы ядро. З'яўляюцца ядзеркі. Увесь працэс займае прыкладна 30 хвілін. То ёсць даволі працяглы час. Гэта адбываецца таму, што фарміраванне ядзеркаў і ядзернай абалонкі патрабуе вялікіх энергетычных выдаткаў, а таксама наяўнасці будаўнічага матэрыялу - пажыўных рэчываў (бялкоў, вугляводаў, ферментаў, тлушчаў, амінакіслот).

Цитокинез

Дадзены працэс завяршае ўвесь митотический цыкл. Пратаплазма дзеліцца разам з арганоідаў строга напалову, і кожная даччыная асобіна атрымлівае роўна столькі ж, колькі яе сястра. Затым папярок клеткі фармуецца бялковая перацяжка (актиновой прыроды), якая здушвае структуру папярок і дзеліць яе на дзве роўныя, але меншыя па памерах, у параўнанні з матчынай, клеткі.

На гэтай стадыі ёсць некаторыя адрозненні жывёльнай клеткі ад таго, як размнажаецца клетка расліны. Справа ў тым, што ў раслінных структурах бялку менш, а актыній наогул няма. Таму пасярэдзіне фармуецца не перацяжка, а перагародка, па абодва бакі якой адкладаецца цэлюлоза. Гэта надае расліннай клетцы калянасць, фармуе каркас у выглядзе клеткавай сценкі.

Рост і размнажэнне клетак далей ідзе па шляху звычайнага жыццёвага цыкла: спецыялізацыя, фарміраванне тканін, затым органаў, актыўная праца і дзяленне, альбо смерць.

Палавыя клеткі і іх размнажэнне

На пытанне аб тым, як размнажаецца клетка, адказ можа быць дадзены пры ўдакладненні, якая менавіта. Бо разгледжаныя намі працэсы Мітоз характэрныя толькі для саматычных структур. Тады як палавыя клеткі размножваюцца некалькі іншым чынам, а дакладней, мейозом.

Дадзены працэс з'яўляецца асновай такіх жыццёвых функцый у жывёл, як гаметогенез, то ёсць палавое размнажэнне. Развіццё палавых клетак адбываецца многастадыйныя. Таму мейоз - яшчэ больш складанае і ёмістае дзяленне, чым мітоз.

Для раслінных клетак мейоз - аснова спорогенеза, то ёсць адукацыі палавых клетак. Асноўная біялагічная ролю мейоза для ўсіх арганізмаў заключаецца ў тым, што ў выніку яго ўтвараюцца чатыры гаплоідным (з палавіністым або адзінарным наборам храмасом) палавыя клеткі. Навошта? Для таго, каб пры апладненні (зліцці мужчынскай і жаночай палавых клетак) адбывалася аднаўленне дыплоідным ў новай зігота (будучыні зародку). Гэта дае генетычнае разнастайнасць арганізмам, прыводзіць да камбінацыі генаў, з'яўленню і замацаванню новых прыкмет.

Структура працэсу мейоза

Вылучаюць два асноўных дзялення ў мейозе: Рэдукцыйная і эквационное. Кожнае з іх уключае ў сябе ўсе тыя ж фазы, што і мітоз: профаза, метафаза, анафаза і телофаза. Разгледзім крыху падрабязней кожнае з іх.

рэдукцыйны дзяленне

Сутнасць: з адной дыплоідным клеткі ўтворацца дзве гаплоідным, з палавіністым наборам храмасом. фазы:

• профаза I;
• метафаза I;
• анафаза I;
• телофаза I.

На кожнай з фаз паўтараюцца ўсе тыя ж самыя пераўтварэнні, што і на адпаведных стадыях ў Мітоз. Аднак адно адрозненне ўсё ж ёсць: у Інтэрфаза не адбываецца падваенне ДНК, яна толькі дзеліцца напалову, і ўсё. Таму ў кожную даччыную клетку трапляе толькі палова генетычнай інфармацыі. Гэта пачатковае размнажэнне жывёл клетак, а таксама раслінных, якія адносяцца да палавых.

Эквационное дзяленне

Другое дзяленне мейоза, у выніку якога ўтвараецца яшчэ па дзве клеткі ад кожнай папярэдняй. Зараз ужо маецца чатыры аднолькавых гаплоідным аналага, якія і становяцца палавымі клеткамі жывёл або раслін. Стадыі эквационного дзялення: профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II.

Такім чынам, пытанне аб тым, як размнажаецца клетка, мае досыць складаны і ёмісты адказ. Бо гэтыя працэсы, як і ўсе іншыя, якія адбываюцца ў жывых істотах, вельмі тонкія і складаюцца з мноства стадый.