Клеточная оболочка и митоз

Рис. 13-1. Четыре последовательные фазы клеточного цикла типичной эукариотической клетки. После фазы М, которая состоит в делении ядра (митоз) и цитоплазмы (цитокинез) дочерние клетки вступают в интерфазу нового цикла. Интерфаза начинается с фазы С1, в которой возобновляются интенсивные биосинтетические процессы, резко замедленные во время митоза. Фаза 8-это период синтеза ДНК она заканчивается, когда содержание ДНК в ядре удвоится и хромосомы полностью реплицируются (теперь каждая хромосома состоит из двух идентичных сестринских хроматид ). Затем клетка вступает в фазу Сг, которая продолжается до начала митоза, т.е. фазы М. В фазе М удвоившиеся хромосомы конденсируются и становятся хорошо видимыми в световой микроскоп. Ядерная оболочка разрушается (исключение составляют одноклеточные эукариоты, например дрожжи, - у них она остается интактной) сестринские хроматиды расходятся и формируют два новых ядра, а цитоплазма делится с образованием двух дочерних клеток, имеющих по одному ядру. Процесс цитокинеза завершает фазу М, и начинается интерфаза следующего клеточного цикла. На рисунке представлен типичный 24-часовой цикл, однако длительность клеточного цикла у высших эукариот сильно варьирует она может быть короче 8 часов, а у взрослых животных - больше года, причем различия в основном зависят от

Рис. 11-42. Ход митоза в типичной клетке животного (сига). А. Интерфаза клеточный центр, содержащий центриоль, как правило, имеет малые размеры и несколько удален от ядра. Б. Ранняя профаза клеточный центр удвоился и приблизился к ядру число отходящих от него микротрубочек увеличилось. В. Середина профазы две звезды расходятся около поверхности ядра. Г. Прометафаза ядерная оболочка разрушилась, и нити веретена уже взаимодействуют с хромосомами. Д. Метафаза ясно видна биполярная структура веретена, все хромосомы распо-

Согласно другой гипотезе, плазмодесмы представляют собой те участки клеточной оболочки, в которых в процессе формирования клеточной пластинки через нее проникали трубочки веретена. Так как сразу по окончании митоза эти трубочки исчезают, иного доказательства меж- [c.87]

В заключение поговорим еще немного о происхождении клеточной оболочки. Для этого мы вернемся назад, к гл. 2, где описана телофаза митоза (стр. 102). Мы упоминали о том, что между дочерними ядрами в плоскости экватора появляются образования, напоминающие пузырьки, которые объединяются друг с другом в клеточную пластинку. Последняя сначала имеет более или менее жидкую консистенцию, но затем быстро затвердевает и дорастает до старых клеточных стенок. Таков процесс образования новой клеточной стенки. А теперь вспомним, как растет клеточная стенка в корневых волосках (стр. 233) там мы снова встречаем пузырьки — это пузырьки Гольджи, которые направляются к растущей стенке и вливаются в нее. Может быть, пузырьки, образовавшие клеточную пластинку, это тоже пузырьки Гольджи [c.267]

В цитоплазме растущих клеток растений пучки параллельных микротрубочек лежат непосредственно под плазмалеммой. Кроме того, во время митоза в местах смыкания клеточной пластинки с продольными клеточными стенками делящейся клетки возникают кольца из микротрубочек. При этом ориентация микро-трубочек соответствует ориентации элементарных фибрилл целлюлозы, синтезирующихся в матриксе клеточной оболочки снаружи от плазмалеммы. Отсюда существует предположение, что микротрубочки предопределяют характер расположения опорных фибрилл в матриксе клеточной оболочки. Возможно также, что микротрубочки участвуют в передвижении клеточных ферментов. [c.65]

Рис. 56. Схематическое изображение последовательности событий, приводящих к созданию новой клеточной оболочки после митоза

Рис. И-1. Четыре последовательные фазы клеточного цикла. После фазы М, которая состоит в делении ядра (митоз) и цитоплазмы (цитокинез), дочерние клетки вступают в интерфазу нового 1Ц1кла. Интерфаза начинается с фазы Gj, во время которой возобновляются интенсивные биосинтетические процессы, резко замедленные во время митоза. Фаза S-это период синтеза ДНК она заканчивается, когда содержание ДНК в ядре удвоится и хромосомы полностью реплицируются (теперь каждая хромосома состоит из двух идентичных сестринских хроматид). Затем клетки вступают в фазу G , которая кончается с началом митоза. Фаза М начинается с митоза (отсюда ее название) и заканчивается цитокинезом. В начале фазы М удвоенные хромосомы, находившиеся ранее в диспергированном интерфазном состоянии, конденсируются и становятся хорошо видимыми в световой микроскоп. Ядерная оболочка разрушается, и происходят координированные перемещения хромосом, приводящие к разделению пар сестринских хроматид. После окончания деления ядра образуются две новые ядерные оболочки, а затем делится цитоплазма, в результате чего получаются две дочерние клетки, имеющие по одному ядру. Процесс цитокинеза завершает фазу М, и начинается интерфаза следующего клеточного цикла. Хотя на рисунке представлен типичный 24-часовой цикл, длительность клеточного цикла у высших эукариот сильно варьирует, причем большая часть различий обусловлена разной продолжительностью фазы Gj (см. текст).

На рисунке 56 схематично представлен процесс образования новой клеточной оболочки после митоза. Утолщение срединной пластинки осуществляется благодаря присоединению к ней с обеих сторон новых пузырьков Гольджи, вследствие чего молодая клеточная оболочка приобретает бугристую поверхность и превращается в так называемую первичную оболочку. Это вновь возникшее трехслойное образование состоит из изотропного геля, гемицеллюлоз и пектиновых веществ. Так образуется матрикс клеточной оболочки, представляющий собой аморфную пластичную массу сильно гидратированных углеводов. [c.103]

Клеточная оболочка начинает развиваться с образования клеточной пластинки в анафазе митоза. Это происходит сразу после деления ядра. Целлюлоза в виде микрофибрилл формирует каркас. Микрофибриллы — эластичный строительный элемент клеточной оболочки (стенки), диаметр их 10—30 им, длина несколько микрометров. [c.62]

Профаза — стадия митоза или мейоза, охватывающая преобразования клеточного ядра в период до растворения ядерной оболочки. [c.462]

Происходит так же, как телофаза митоза с той лишь разницей, что образуются четыре гаплоидные дочерние клетки. Хромосомы раскручиваются, удлиняются и становятся плохо различимыми. Нити веретена исчезают, а центриоли реплицируются. Вокруг каждого ядра вновь образуется ядерная оболочка, но ядро содержит теперь половину числа хромосом исходной родительской клетки (оно гаплоидно). При последующем дроблении (у животных) или образовании клеточной стенки (у растений) из единственной родительской клетки получается четыре дочерних клетки. [c.154]

По-видимому, на молекулярном уровне фаза М инициируется каскадом фосфорилирования белков, запускаемым при появлении М-стимулирующего фактора (MPF), и заканчивается при дефосфорилировании, которое возвращает белки в их интерфазное состояние (разд. 13.2.5). В свою очередь фосфорилирование белков в течение М-фазы, вероятно, ответственно за многие морфологические изменения, сопровождающие митоз, в том числе и за конденсацию хромосом, разрушение ядерной оболочки и изменения цитоскелета, описанные ниже. Первое хорошо видимое проявление наступающей фазы М состоит в постепенном уплотнении дисперсного интерфазного хроматина в нитевидные хромосомы. Эта конденсация хромосом необходима для их последующего упорядоченного расхождения в дочерние клетки и сопровождается фосфорилированием многочисленных молекул гистона П1, имеющихся в клетке (до шести фосфатных групп на одну молекулу Н1). Поскольку гистон П1 присутствует в количестве примерно одной молекулы на нуклеосому и известно, что он участвует в упаковке нуклеосом (разд. 13.2.5), то его фосфорилирование киназой MPF (разд. 9.1.12) в начале фазы М должно быть главной причиной конденсации хромосом. Такое молекулярное объяснение, пока еще гипотетическое, показывает, на каком уровне в конечном счете должен описываться весь клеточный цикл. [c.438]

Исследования на мутантных дрожжевых клетках показали, что для начала синтеза ДНК необходимо удвоение структуры, находящейся на ядерной оболочке,-полярного тельца веретена. Аналогом этой структуры в животной клетке является центриоль, которая действует и как часть важного центра организации микротрубочек, тесно связанного с интерфазным ядром (клеточный центр, см. разд. 10.4.2), и как компонент каждого из полюсов веретена во время митоза. Центриоль удваивается, по-видимому, путем матричного процесса один раз за клеточный цикл (см. рис. 11-19 и разд. 10.4.4). Возможно, что достижение определенной стадии в процессе ее удвоения (так же как и в случае полярного тельца веретена у дрожжей) представляет собой критический момент в цепи событий, инициирующих репликацию ДНК. К сожалению, пока нет возможности блокировать удвоение центриоли и проверить таким образом это предположение. [c.158]

Рис. 13-16. Сравнение клеточных циклов делящихся и почкующихся дрожжей. У делящихся дрожжей (вверху) типичный цикл эукариотической клетки с фазами i, S, Сги М. Дцерная оболочка, однако, не разрушается микротрубочки митотического веретена образуются внутри ядра и прикреплены к полюсным тельцам веретена на его периферии. Клетка делится надвое путем образования перегородки (называемой клеточной пластинкой). У почкующихся дрожжей цикл включает нормальные фазы Gi и S, однако состоящее из микротрубочек веретено начинает формироваться очень рано, во время фазы S, и поэтому нормальная фаза Сг отсутствует. В отличие от цикла делящихся дрожжей здесь во время митоза не происходит видимой конденсации хромосом и клетка делится путем почкования. Как и у делящихся дрожжей (но в отличие от клеток

МИ ВЫСОКИМИ дозами радиации. Мертвые вирусы проникают через клеточную поверхность, по не размножаются. Однако изменения клеточной поверхности, индуцированные проникновением вируса, делают клетки способными сливаться друг с другом. Видовая специфичность при этом не проявляется. Клетки человека могут сливаться с клетками мыши, клетки мыши — с клетками цыпленка и т. д. В течение многих часов ядра гибридной клетки остаются обособленными (за это время можно получить ответы на вопросы, подобные тем, которые были поставлены выше). Позднее оба ядра одновременно переходят к митозу, во время которого, как и в норме, оболочки ядер исчезают, хромосомы удваиваются и разделяются. Когда ядерная оболочка образуется вновь, возникают два гибридных ядра и дочерние клетки отделяются друг от друга. Гибридное ядро продолжает делиться, и возникает клон гибридных клеток. Такие клетки нельзя назвать стабильными. В течение последующих ядерных делений часть хромосом постепенно утрачивается, и число их сокращается до стабильного диплоидного набора. Если при гибридизации использованы клетки разных видов, то теряются преимущественно хромосомы одного вида. Например, в гибридных клетках человека и мыши постепенно утрачиваются хромосомы человека. [c.229]

Распределение хромосом между дочерними клетками при делении соматических клеток осуществляется путем митоза (гл. 1, разд. В,3). Последовательные фазы митоза называются профазой, метафазой, анафазой и телофазой (рис. 15-26). При конденсации хромосом во время профазы можно видеть, что они действительно состоят из двух отдельных нитей, переплетенных друг с другом. Эти нити называются хрома-тидами. Каждая хроматида представляет собой одну из двух идентичных двухцепочечных молекул ДНК (или группы молекул), образованных в процессе репликации ДНК, т.е. во время фазы 5 клеточного цикла. По мере спирализации хромосом (во В1ремя профазы) ядерная оболочка полностью фрагментируется или растворяется. [c.264]

Яйцо амфибий-это сравнительно крупная клетка (около 1 мм в диаметре), одетая прозрачной капсулой-яйцевой оболочкой. Большая часть клетки ззг полнена желточными пластинками, состоящими в основном из белка и липв-дов. Желток сконцентрирован в нижней половине яйца вблизи так называемого вегетаптного полюса противоположный участок яйца называют ашмальмым полюсом. Вскоре после оплодотворения начинаются первые дeл ния дробления, и в результате повторных митозов из одной крупной яйц клетки образуется множество более мелких клеток-бластомеров, но общая масса эмбриона при этом не изменяется. Первые деления очень быстро л дуют друг за другом, и в этот период длительность клеточного цикла составляет около 30 мин такой темп дробления обеспечивают запасы РНК, белков, мембран и других материалов, накопленные во время созревания яйщ в материнском организме. Только биосинтез ДНК имеет теперь жизненно важное значение, и ее необычайно быстрая репликация становится возможно благодаря огромному числу точек, в которых начинается этот процесс (см. разд. 11.4.5). [c.54]

Процесс клеточного деления состоит из деления ядра (митоз) и следующего за ним деления цитоплазмы (цитокинез). Митоз характеризуется образованием высокоупорядоченного биполярного веретена, состоящего из микротрубочек и связанных с ними белков микротрубочки организуются двумя митотическими центрами на противоположных полюсах веретена. Хромосомы конденсируются во время профазы. Затем появляются кинетохорные нити они начинают взаимодействовать с полюсными нитя.ыи веретена, после того как ядерная оболочка растворяется в прометафазе. В метафазе в результате действия сил, тянущих кинетохорные нити к полюсаы, хромосомы выстрой- [c.196]

Рис. 2-9. Основные этапы митоза в эукариотической клетке. Л. Период между клеточными делениями. Хроматин дисперсно распределен по всему ядру. В. Начало деления клетки. Хроматин конденсируется с образованием хромосом и реплицируется. Ядерная ободочка начинает распадаться. На полюсах клетки формируется аппарат вметена ядрьппко растворяется. В. Хромосомы расходятся к противоположным полюсам. Каждая дочерняя клетйа получает полный набор хромосом. Г. Два дочерних ядра. Образуются их ядерные оболочки и ядрышки хроматин распределяется по всему ядру и начинается деление материнской клетки с образованием дочерних клеток.

Клеточное ядро. Структура ядра и способ его деления-важнейшие и самыс характерные признаки, отличающие эукариотическую клетку (рис. 2.2) от прокариотической. Ядро (интерфазное) окружено ядерной оболочкой-двуслойной перфорированной мембраной. ДНК, несущая генетическую информацию, распределена между отдельными субъединицами-хромосомами, которые становятся видимыми только во время деления ядра. Ядро делится путем митоза (рис. 2.2) митоз обеспечивает 1) идентичную редупликацию генетического материала (что видимым образом проявляется в продольном расщеплении хромосом и удвоении их числа) и 2) передачу полного набора хромосом каждому из дочерних ядер. Как происходит удвоение хромосом, еще не вполне выяснено. Распределение хромосом может быть прослежено с помощью светового [c.23]

Нецеллюлозные компоненты оболочки в силу своей аморфности не имеют определенной ультраструктуры. Однако локализацию в оболочке метилированных уронидов удалось определить благодаря применению непрозрачного для электронов красителя. Оболочки обрабатывают щелочным раствором гидроксиламина, который в этих условиях реагирует с метиловыми эфирами с образованием гидроксамовых кислот. Гидроксаматы же прочно связывают ионы трехвалентного железа, поэтому после обработки гидроксиламином препараты обрабатывают РеС1з. Именно этим методом получены препараты кончика корня лука, представленные на фото 35 и 36. На фото 35 представлена клетка в телофазе митоза видно, что клеточная пластинка, не достигшая еще продольной стенки, интенсивно окрашена. На этом основании можно сделать вывод, что клеточная пластинка богата метилуронидами. На фото 36 представлена более зрелая первичная оболочка ясно, что срединная пластинка [c.91]

Расхождение гомологичных хромосом к противоположным полюсам соответствует окончанию мейоза I. Число хромосом уменьшилось вдвое, но они все еще состоят из двух хроматид каждая. Если произошел кроссинговер, то эти хроматиды генетически неидентичны и при втором мейотическом делении должны будут разойтись. Веретёна и их нити обычно исчезают. У животных и у некоторых растений хроматиды обычно раскручиваются, на каждом полюсе вновь образуется ядерная оболочка и ядро вступает в интерфазу. Затем происходит дробление (у животньгх) или формирование клеточной стенки (у растеьпш) как при митозе. У многих растений не наблюдается ни телофазы, ни образования клеточной стенки, ни интерфазы, и клетка из анафазы I прямо переходит в профазу второго мейотического деления. [c.153]

По своему строению дрожжевые клетки во многих чертах сходны с клетками высших организмов они имеют оформленное ядро н другие клеточные структуры, обнаруживаемые в клетках высших организмов. Как и клетки высших организмов, клетки дрожжей проходят в течение времени генерации, характерные 01-,8-,М-и Ог-фазы. В точение вегетативного размножения в дрожжевых клетках протекает процесс, сходный с митозом, а при половом размножении — процесс мейо.эа. Процессы митоза и мейоза у дрожжевых клеток отличаются, однако, от аналогичных процессов у клеток высших организмов рядом особенностей, в том числе тем, что оболочки ядер при этом сохраняются и все процессы, связанные с репликацией и расхождением хромосом, протекают внутри ядерной оболочки. В связи с этим, митоз и мейоз у дрожжей называют иногда эндомитозом и эндомей-озом. [c.3]

Происхождение клеточного ядра, имеющего особенным образом устроенную двойную мембрану, более загадочно. Известно, что единственная бактериальная хромосома прикреплена к совершенно определенным участкам с внутренней стороны прокариотической плазматической мембраны. Одно из предположений состоит в том. что двуслойная ядерная оболочка могла образоваться из глубокого виячивания плазматической мембраны, как показано на рис. 8-4, Б. Эта гипотеза объясняет, почему внутреннее пространство ядра топологически эквивалентно цитозолю. Действительно, во время митоза у высших эукариот ядерная оболочка разрушается, и содержимое ядра полностью смешивается с цитозолем, чего никогда не происходит ни с одной другой мембранной органеллой. Таким образом, во время митоза клетка временно возвращается к прокариотическому состоянию, когда хромосомы не имеют отдельного компартмента. [c.9]

Процесс клеточного деления состоит из деления ядра (митоз) и слеоующего за ним деления цитоплазмы (цитокинез). Митоз начинается с профазы - переходного периода, когда расщепление центросомы приводит к образованию двух полюсов веретена, организующего в дальнейшем распределение ядерного материала. В это же время начало фазы М сопровождается заметным усилением фосфорилирования определенных белков. Видимо, в результате этого в митотической клетке создается необычайно динамичная система микротрубочек. После разрушения ядерной оболочки в прометафазе кинетохоры конденсированных хромосом могут захватываться и стабилизироваться группами микротрубочек, в большом числе отходящих от обоих полюсов веретена. Эти микротрубочки тянут кинетохоры к противоположным полюсам, и в результате хромосомы располагаются во время метафазы по экватору веретена. В анафазе это натяжение внезапно ослабевает, когда сестринские хроматиды отделяются друг от друга и расходятся к разным полюсам. В добавление к этому часто раздвигаются и оба полюса. В конечной стадии митоза, телофазе, вокруг каждой группы разделившихся хромосом вновь формируется ядерная оболочка, когда белки, фосфорилированные в начале фазы М, вновь дефосфорилируются [c.467]

У примитивных эукариот ядерная оболочка во время митоза не распадается (Lima-de-Faria, 1983). Непременная диссоциация клеточного ядра—эволюционно более позднее явление. В приобретаемой ядром способности к диссоциации и к обратной сборке, быть может, кроется прямое указание на процесс его первоначального формирования. Ядро возникает одноактно путем самосборки части эндоплазматического ретикулума в сферическую структуру. Вот почему у него нет явных предшественников. С точки зрения эволюции органелл и клетки это быстрое образование путем самосборки имеет большое значение. Оно показывает, что на уровне клеточной организации многоступенчатые процессы не обязательны — могут происходить и скачкообразные события. Соответственно и управляют ими только такие простые химические реакции, как фос-форилирование, участвующее в самосборке внутренней ядер-ной мембраны. [c.215]

На основании проведенных исследований митоз подразделяют на три периода реорганизация профазы, при которой в интерфазном ядре происходят распад клеточных структур (ядрышка, ядерной оболочки) и синтез структурных элементов хромосом и митотического аппарата деление и движение, при которых осуществляются метафаза и анафаза реконструкция, при которой стадия телофазы завершается делением клетки — цитокинезом, или цитотомией. [c.94]

Клеточное ядро, как и у динофитовых водорослей, имеет хромосомы, сохраняющиеся в интерфазе в конденсированном состоянии. Хромосомы, помимо ДНК, содержат нуклеогистоны. Отклоняющийся от нормы митоз происходит внутри интактной ядерной оболочки. Во время профазы в кариоплазме появляются микротру-бочки ядрышко (эндосома) удлиняется в направлении плоскости деления, хромосомы располагаются в форме рыхлой ленты вокруг него—эквивалент метафазы. После того как хромосомы собрались у полюсов, делится эндосома. Центриоли и центромеры отсутству- ют. Оболочки дочерних ядер возникают путем перешнуровки старой оболочки материнского ядра. Одновременно с делением ядра удваиваются жгутики — еще до начала щ1токинеза и развития резервуаров будущих дочерних клеток. [c.186]

При бесполом размножении после митозов вблизи тонопласта появляются микротрубочкн, ориентированные преимущественно параллельно длинной оси клетки. Среди микротрубочек возникают пузырьки, которые, сливаясь, дают нaчaJЮ вытянутым трещинам (бороздам), изолирующим тонкий непрерывный слой цитоплазмы— вакуолярную оболочку, обычно содержащий лишь мелкие органеллы — рибосомы, микротрубочки. Вследствие этого тоно-пласт изолируется от тех мембран, которые участвуют в распаде цитоплазмы при образовании зооспор. Цитоплазма, заключенная между вакуолярной оболочкой и клеточной стенкой, претерпевает радиальные расколы между ядрами появляются микротрубочки, ориентированные радиально, и среди них образуются пузырьки, удлиняющиеся и сливающиеся друг с другом и с растущими инвагинациями плазмалеммы. Таким образом цитоплазма распадается на все более мелкие единицы В1иють до образования одноядерных зооспор, выраба тывающих жгутики (рис. 54). Зооспоры, ограниченные небольшим пространством между вакуолярной оболочкой и клеточной стенкой, некоторое время движутся, а затем останавливаются и каждая зооспора обычно соединяется с четырьмя другими. При этом первоначально овальная форма их меняется на ромбическую. Вакуолярная оболочка, образованная по существу плазмалеммой и тонопластом, ограничивающими очень тонкий [c.210]

На рис. 8-1 схематически показан жизненный цикл одного из наиболее изученных видов Di tyostelium dis oideam. Он начинается с прорастания толстостенной, яйцевидной, покоящейся споры. Оболочка споры утоньшается, набухает и в конце концов разрушается, и из нее выходит вегетативная клетка, напоминающая небольшую амебу, которая называется миксамебой. Она содержит одно ядро и множество митохондрий и подобна типичной животной клетке, окруженной тонкой, пластичной линопротеиновой мембраной. Она питается бактериями, вокруг них в клетке образуются вакуоли, и бактерии перевариваются. (Клеточные слизевики — это почвенные организмы, обитающие в местах, особенно богатых почвенными бактериями.) Миксамеба делится, и ядро при этом претерпевает типичный митоз. Время деления при оптимальных условиях приблизительно 3,5 ч, [c.128]

В телофазе хрохмосомы на каждом полюсе претерпевают деконденсацию, т. е. процесс, противоположный происходящему в профазе. Контуры хромосом теряют свою четкость, митотическое веретено разрушается, восстанавливается ядерная оболочка и появляются ядрышки. Таким образом, после различных структурных преобразований произошло разделение исходного ядра на два дочерних. Во время телофазы из фраг-мопласта формируется клеточная стенка, которая делит все содержимое цитоплазмы на две равные части, — происходит цитокинез. Так заканчивается митоз. [c.142]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология