Митоза, характеристики на периодите, нейните биологичнизначение
Митоза(от гръцки mitos - нишка) - разделяне на ядрото след репликация на хромозоми, в резултат на което дъщерните ядра съдържат същия брой хромозоми като родителските. Митозата има сложен механизъм, който включва няколко фази, необходимостта от които възниква в хода на еволюцията, когато се появяват клетки с рязко увеличено количество ДНК, опаковано в отделни хромозоми. Процесът на митоза се състои от: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза.
Профаза.В началото на профазата множество цитоплазмени микротубули, които изграждат цитоскелета, се разпадат; в този случай се образува голям пул от свободни тубулинови молекули. Тези молекули отново се използват за изграждане на основния компонент на митотичния апарат – митотичното вретено. Всяка двойка центриоли става част от митотичния център, от който микротубулите се излъчват навън (фигура на "звезда"). Първоначално и двете звезди лежат една до друга близо до ядрената мембрана. В късната профаза снопчетата от полярни микротубули, взаимодействащи помежду си (и видими под светлинен микроскоп като полярни нишки), се удължават и изглежда раздалечават двата митотични центъра по външната повърхност на ядрото. По този начин се образува биполярно митотично вретено.
Вторият етап на митозата - прометафазазапочва с бързото разпадане на ядрената мембрана на малки фрагменти, неразличими от фрагменти на цитоплазмения ретикулум. Тези фрагменти остават видими близо до вретеното. В клетките на бозайниците прометафазата отнема 10-20 минути. Митотичното вретено, разположено близо до ядрото, вече може да проникне в ядрената област. В хромозомите от всяка страна на центромера се образуват специални структури - кинетохори.Обикновено всяка хромозома има една кинетохорна верига, свързана с всеки от полюсите. В резултат на това възникват две противоположно насочени сили, които привеждат хромозомата в екваториалната равнина. По този начин произволните прометафазни движения на хромозомите и тяхната произволна крайна ориентация осигуряват произволната сегрегация на хроматидите между дъщерните клетки, което е толкова важно при мейозата.
Третият етап на митозата - метафазатачесто продължава дълго време. Всички хромозоми са подредени по такъв начин, че техните центромери лежат в една и съща равнина (метафазна плоча). Метафазните хромозоми се държат в измамно статично състояние от балансирани полярни сили. Кинетохорните нишки най-вероятно са отговорни за ориентацията на хромозомите перпендикулярно на оста на митотичното вретено и тяхното разположение на еднакво разстояние от двата полюса на вретеното. Вероятно такова подреждане на хромозомите в метафазната плоча се дължи на метода за създаване на теглеща сила в митотичното вретено: този метод е такъв, че силата, действаща върху кинетохорните нишки, е толкова по-слаба, колкото по-близо са кинетохорите до полюса. вижте метафаза 1 и 2. Всяка хромозома се държи в метафазната плоча от чифт кинетохори и два снопа нишки, свързани с тях, отиващи към противоположните полюси на вретеното. Метафазата завършва внезапно с разделянето на двата кинетохора на всяка хромозома.
Четвъртият етап на митозата - анафазаобикновено трае само няколко минути. Анафазата започва с внезапно разделяне на всяка хромозома, което се причинява от разделянето на сестрински хроматиди в тяхната точка на свързване в центромера. Това разделяне на кинетохори е независимо от други митотични събития и се случва дори в хромозоми, които не са прикрепени към митотичното вретено; тя позволява полярнитесилите на вретеното, действащи върху метафазната плоча, започват да движат всеки хроматид към съответните полюси на вретеното със скорост от около 1 µm/min. По време на това анафазно движение кинетохорните нишки се скъсяват, когато хромозомите се приближават до полюсите. Приблизително по същото време нишките на митотичното вретено се удължават и двата полюса на вретеното се разминават още повече. По-нататък вижте Митоза: движението на хромозомите в анафаза Клетъчният стадий, в който хромозомите се разминават към два полюса на нови дъщерни клетки.
В петия краен етап на митозата, телофазаотделените дъщерни хроматиди се приближават до полюсите, кинетохорните нишки изчезват. След удължаването на полюсните нишки се образува нова ядрена обвивка около всяка група дъщерни хроматиди. Кондензираният хроматин започва да се разхлабва, появяват се нуклеоли и митозата завършва.
Пролиферация.Основният метод за делене на тъканните клетки е митозата. С увеличаването на броя на клетките възникват клетъчни групи или популации, обединени от обща локализация в състава на зародишните слоеве (ембрионални зачатъци) и притежаващи подобни хистогенетични потенции. Клетъчният цикъл се регулира от множество извън- и вътреклетъчни механизми. Извънклетъчните включват ефектите върху клетката на цитокини, растежни фактори, хормонални и неврогенни стимули. Ролята на вътреклетъчни регулатори се изпълнява от специфични цитоплазмени протеини. По време на всеки клетъчен цикъл има няколко критични точки, съответстващи на прехода на клетката от един период на цикъла към друг. Ако системата за вътрешен контрол е нарушена, клетката под въздействието на собствените си регулаторни фактори се елиминира чрез апоптоза или се забавя за известно време в един от периодите на цикъла.