Амитоз значение процесса. Биологическое значение амитоза

Замечание 1

Неотъемлемым свойством всех живых организмов является размножение или воспроизведение себе подобных.

На любом уровне организации живая материя представлена элементарными единицами, то есть она дискретная; а дискретность - одно из свойств живого. Для клетки структурными единицами являются органоиды и ее целостность обусловлена постоянным воспроизведением новых органоидов вместо изношенных. Каждый организм состоит из клеток. А развитие и существование организма обеспечивается размножением клеток.

Предпосылки, предшествующие делению ядра и клетки

Основой размножения является деление клеток. Деления ядра всегда опережает деления клетки. В процессе исторического развития ядро, как и другие органеллы клетки, возникло пожалуй в итоге специализации и дифференциации отдельных участков цитоплазмы. Однако в процессе индивидуального развития клеток ядро возникает только от ядра в результате деления.

Рост растительного организма (увеличение его размеров) происходит вследствие увеличения количества клеток путем деления. В одноклеточных организмах деление клеток является одновременно и способом их размножения - увеличением их веса, и размножения - увеличением количества особей данного вида.

Каждая клетка растет на протяжении данного времени и в процессе ее роста все время меняется соотношение между растущим объемом клеток и растущей ее поверхностью.

Рост поверхности, конечно, отстает в своем абсолютном выражении от роста объема, так как поверхности увеличиваются квадратически, а объем - кубически.

Замечание 2

Как известно, клетка питается через поверхность. Поэтому в определенное время поверхность не может "обеспечить" объем клетки и она начинает интенсивно делиться.

Существует четыре способа делении клетки:

1. амитоз,
2. митоз,
3. эндомитоз
4. мейоз.

Амитоз

Определение 1

Амитоз (от греч. а - отрицательная частица и mitos - нить) - прямое деление ядра, который происходит путем перестройки ядерного вещества, без образования хромосом.

Явление амитоза впервые описал немецкий биолог Р.Ремарк (1841). Термин "амитоз " ввел немецкий гистолог В. Флеминг (1882). Амитоз встречается гораздо реже, чем митоз. Он происходит путем перетяжки ядрышки, ядра, а затем и цитоплазмы. В отличие от митоза, при амитозе в ядре не происходит конденсации хромосом, а только их удвоение, не изменяются физико-химические свойства цитоплазмы. По физиологическим значением различают три вида амитозного распределения:

1. генеративный амитоз - полноценное деление клеток, дочерние клетки которых способны к митозному распределению и нормальному функционированию.
2. реактивный амитоз - вызывается неадекватными действиями на организм.
3. дегенеративный амитоз - распределение, связанное с процессами саморазрушения и гибелью клетки.

При амитозном типе клеточного деления расщепление ядра сопровождается цитоплазматическим сужением. Во время амитоза ядро сначала удлиняется, а затем приобретает гантели. Депрессия или сужение увеличивается по размеру и в конечном счете делит ядро на два ядра; за делением ядра следует сужение цитоплазмы, которая делит клетку на две одинаковые или примерно одинаковые половины.

Процесс амитоза

При амитозном типе клеточного деления расщепление ядра сопровождается цитоплазматическим сужением. Во время амитоза ядро сначала удлиняется, а затем приобретает гантели. Депрессия или сужение увеличивается по размеру и в конечном счете делит ядро на два ядра; за делением ядра следует сужение цитоплазмы, которая делит клетку на две одинаковые или примерно одинаковые половины. Без возникновения какого-либо ядерного события образуются две дочерние клетки. Из-за ауксетического роста клетка увеличивается. Ядро расширяется и в конечном итоге образует структуру в форме гантели с появлением медианного сужения.

На срединной части клеточной мембраны появляются две сужения. Сужение ядра постепенно углубляется и делит ядро на два дочерних ядра без образования какого-либо шпиндельного волокна. Инвагинации клетки также перемещаются внутрь, а родительская ячейка делится на два равных размера дочерних клеток.

Амитоз наблюдается у молодых, совсем нормально развитых клеток (в дочери луковицы, тканях корня). Но чаще он присущ высокодифференцированным и более старым клеткам. Амитоз также присущ низкоуровневым организмам - дрожжам, бактериям и т. д. Недостатком амитоза является то, что в этом процессе деления клеток нет возможности генетической рекомбинации и существует возможность экспрессии нежелательных рецессивных генов.

Значение амитоза

Замечание 3

Суть амитоза заключается в том, что ядро, а за ним содержимое клетки делится на две части - дочерние клетки без каких-либо предварительных изменений структуры органелл, в том числе и ядра.

Причем ядро делится на две части даже без предварительного растворения ядерной оболочки. Отсутствует формирование веретена деления, которое характерно для других типов деления.

После деления ядра начинает делиться протопласт и вся клетка на две части, но в тех случаях, когда наблюдается дробление ядра на несколько частей, образуются многоядерные клетки. При амитозе не происходит равномерного распределения вещества ядра между дочерними ядрами, то есть не обеспечивается их биологическая равномерность. Однако образованные клетки не теряют своей структурной организации и жизнедеятельности.

Долгое время в науке бытовало мнение, что амитоз - это патологическое явление, присущее только патологически измененным клеткам. Однако последние исследования не подтверждают этой точки зрения. Многими исследованиями (Каролинская, 1951 и др.) доказано, что амитоз наблюдается и у молодых нормально развитых клетках. Этот тип деления клетки и ядра наблюдали в клетках междоузлий харовых водорослей, в клетках лука, традесканции. Кроме того, амитоз встречается и в специализированных тканях с высокой активностью метаболических процессов, а именно: в клетках тапетума микроспорангиев, в эндосперме семян некоторых растений и тому подобное.

Однако этот тип разделения не встречается в клетках, в которых необходимо сохранить полноценную генетическую информацию, например, в яйцеклетках и клетках зародыша. Поэтому, по мнению ряда ученых, амитоз не может считаться полноценным способом размножения клеток.

Амитоз - это что такое, и в чем состоит его принципиальное отличие от собственно митоза? Решение этих вопросов является актуальным уже в течение последних двух-трех десятилетий. Обзор полученной литературы не только подтверждает причастность амитоза к пролиферации клеток, этот процесс подразумевает существование более чем одного амитотического механизма, способного производить новые ядра без участия митотических хромосом.

Амитоз (биология): все начинается с клетки

Трудно себе представить, но клетки, присутствующие в крошечном зародыше, в конечном счете порождают все клетки, которые составляют тело взрослого человека. Кости и плоть, органы и ткани являются продуктами тысяч поколений клеточного деления. Большинство растительных и животных клеток реплицируются путем разделения на две одинаковые дочерние клетки. Простое деление, которое является средством бесполого размножения одноклеточных организмов, таких как бактерии и простейшие, называется амитоз. Это также способ размножения или роста в плодных оболочках некоторых позвоночных.

Расщепление ядра сопровождается цитоплазматическим сужением. В процессе деления ядро ​​удлиняется, а затем приобретает вытянутую форму, далее оно увеличивается в размерах и, в конечном итоге, делится на две половинки. Этот процесс сопровождается сужением цитоплазмы, которая делит клетку на две равные или примерно одинаковые части. Таким образом, формируются две дочерние клетки.

Открытие клеточного деления

В 19 веке профессором института анатомии в Киле (Германия) Флеммингом впервые были задокументированы детали клеточного деления. Он был высоко оценен как новатор в этой области, во многом благодаря такой технологии, как использование микроскопов для изучения биологических тканей. Флемминг экспериментировал с техникой применения красителей для окрашивания образцов, которые он хотел исследовать под микроскопом. Он обнаружил некоторые положительные свойства анилиновых красителей и пришел к выводу, что различные типы тканей впитывают с различной интенсивностью в зависимости от их химического состава. Это позволило выявить структуры и процессы, которые были невидимыми раньше.

Флеминг был заинтересован в процессе клеточного деления. Он начал серию живых наблюдений под микроскопом с использованием окрашенных образцов тканей животных и обнаружил, что определенная масса материала внутри ядра поглощает краситель достаточно хорошо. Спустя время его стали называть «хроматин» (от греческого насыщенный). Сегодня процесс расщепления одного ядра на два называется митозом, а само деление - цитокинезом. А вот что такое амитоз? Ученые стали задумываться над этим вопросом лишь в 20 веке.

Ключевое различие митоза и амитоза

Митоз представляет собой процесс, в котором клетки распределяют свои хромосомы на два идентичных набора. Амитоз - это процесс, который происходит при отсутствии митоза в клетках. Жизнь прекрасна и сложна. Удивительно, как все вокруг растет, меняется и развивается. Митоз является неотъемлемой частью клеточного цикла, который включает в основном ряд событий, приводящих клетку к ее разделению и созданию двух дочерних клеток. Так появляются точные копии родительской клетки. Затем следуют цитокинез, разделяющий цитоплазму, органеллы и мембрану.

Другим способом деления является амитоз. Это понятие может быть классифицировано как форма закрытого митоза. Во время этого процесса материнская клетка также производит две дочерние, но они не являются идентичными друг другу или родительской клетке. Амитоз также иногда называют прямым клеточным делением, во время которого клетка и ее ядро распадают на две половины. Тем не менее, в отличие от митоза, никакие сложные изменения в ядре не происходят.

Амитоз в помощь

В 1882 году в медицине появляется научный термин — амитоз. Там, где он уже наблюдался, нормальный митотический цикл уже является невозможным. Называемый ранее примитивной формой, амитоз в современном понимании является качественно своеобразным процессом деления ядра, который появился на основе митотических преобразований. Иногда амитоз наблюдается при различных патологических явлениях, например, воспалительных прицессах или злокачественных образованиях.

Об амитозе также заходит речь, когда клетка потеряла способность к митозу. Чаще всего это происходит уже в зрелом возрасте. Как пример можно взять тело человека. Клетки сердечно-сосудистой системы теряют способность к митозу, следовательно, при их повреждении (например, сердечного приступа) они не могут воссоздать или заменить себя. Примечательно то, что клетки кожи продолжают реплицировать и заменить себя на всем протяжении их и нашей жизни. Амитоз может сопровождаться делением клетки, а может ограничиваться делением ядра без разделения цитоплазмы, что ведет к образованию многоядерных клеток. В основном этот процесс происходит в дегенерирующих клетках, которые обречены на гибель, в особенности это касается зародышевых оболочек млекопитающих.

Основные особенности амитоза

• Активность клетки сохраняется, однако наследственный материал распределяется в хаотичном порядке.
• Отсутствие цитокинеза, это может привести к образованию клеток с несколькими ядрами.
• Получившиеся клетки уже больше не способны к митозу.
• Сложности в идентификации, иногда амитоз может быть результатом неправильно протекающего митоза.
• Чаще всего встречается у одноклеточных организмов, а также в клетках растений и животных с ослабленной физиологической активностью и другими отклонениями от нормы.

Вопрос о том, что же такое амитоз на самом деле, до сих пор является спорным. Большое количество ученых и биологов оспаривают тот факт, что это просто форма деления клеток, называя его внутренней регулятивной реакцией клетки.

Митоз –mitos (греч. - нити) – непрямое деление клетки, универсальный способ деления эукариотических клеток.

Главные события митотического цикла заключаются в редупликации (самоудвоении) наследственного материала материнской клетки и в равномерном распределении этого материала между дочерними клетками. Указанным событиям сопутствуют закономерные изменения химической и морфологической организации хромосом - ядерных структур, в которых сосредоточено более 90% генетического материала эукариотической клетки (основная часть внеядерной ДНК животной клетки находится в митохондриях).

Хромосомы во взаимодействии с внехромосомными механизмами обеспечивают: а) хранение генетической информации; б) использование этой информации для создания и поддержания клеточной организации; в) регуляцию считывания наследственной информации; г) удвоение генетического материала; д) передачу его от материнской клетки дочерним.

Митоз – непрерывный процесс, который делится на фазы.

В митозе можно выделить четыре фазы . Главные события по отдельным фазам представлены ниже.

Биологическое значение митоза: образование клеток с наследственной информацией, которая качественно и количественно идентична информации материнской клетки. Обеспечение постоянства кариотипа в ряду поколений клеток. Митоз служит клеточным механизмом процессов роста и развития организма, его регенерации и бесполого размножения. Таким образом, митоз является всеобщим механизмом воспроизведения клеточной организации эукариотического типа в индивидуальном развитии.

Патология митоза

Нарушения той или иной фазы митоза приводят к патологическим изменениям клеток. Отклонение от нормального течения процесса спирализации может привести к набуханию и слипанию хромосом. Иногда наблюдается отрыв участка хромосомы, который, если он лишен центромеры, не участвует в анафазном перемещении к полюсам и теряется. Отставать при движении могут отдельные хроматиды, что приводит к образованию дочерних ядер с несбалансированными хромосомными наборами. Повреждения со стороны веретена деления приводят к задержке митоза в метафазе, рассеиванию хромосом. При изменении количества центриолей возникают многополюсные или асимметричные митозы. Нарушение цитотомии приводит к появлению дву- и многоядерных клеток.

На основе митотического цикла возник ряд механизмов, с помощью которых в том или ином органе количество генетического материала и, следовательно, интенсивность обмена могут быть увеличены при сохранении постоянства числа клеток.

Эндомитоз. Удвоение ДНК клетки не всегда сопровождается ее разделением на две. Поскольку механизм такого удвоения совпадает с предмитотической редупликацией ДНК и оно сопровождается кратным увеличением количества хромосом, это явление получило название эндомитоза. При воздействии на клетки веществами разрушающими микротрубочки веретена, деление прекращается, а хромосомы будут продолжать цикл своих превращений: реплицироваться, что приведет к поэтапному образованию полиплоидных клеток – 4n, 8n и т.д. Такой процесс преобразований иначе называется эндорепродукцией. С генетической точки зрения, эндомитоз - геномная соматическая мутация. Способность клеток к эндомитозу используют в селекции растений для получения клеток с кратным набором хромосом. Для этого применяют колхицин, винбластин, разрушающие нити ахроматинового веретена. Полиплоидные клетки (а затем и взрослые растения) отличаются большими размерами, вегетативные органы из таких клеток крупные, с большим запасом питательных веществ. У человека эндорепродукция имеет место в некоторых гепатоцитах и кардиомиоцитах.

Политения. При политении в S-периоде в результате репликации и нерасхождения хромосомных нитей образуется многонитчатая, политенная структура. От митотических хромосом они отличаются большими размерами (длиннее в – 200 раз). Встречаются такие клетки в слюнных железах двукрылых насекомых, в макронуклеусах инфузорий. На политенных хромосомах видны вздутия, пуфы (места транскрипции) – выражение генной активности. Эти хромосомы – важнейший объект генетических исследований. Эндомитоз и политения приводят к образованию полиплоидных клеток, отличающихся кратным увеличением объема наследственного материала. В таких клетках в отличие от диплоидных гены повторены более чем два раза. Пропорционально увеличению числа генов растет масса клетки, что повышает ее функциональные возможности. В организме млекопитающих полиплоидизация с возрастом свойственна печеночным клеткам.

Аномалии митотического цикла . Митотический ритм, обычно адекватный потребности восстановления стареющих, погибших клеток, в условиях патологии может быть изменен. Замедление ритма наблюдается в стареющих или маловаскуляризированных тканях, увеличение ритма - в тканях при разных видах воспаления, гормональных воздействиях, в опухолях и др.

Аномалии развития митозов . Некоторые агрессивные агенты, действуя на фазу S, замедляют синтез и дупликацию ДНК. К ним относятся ионизирующая радиация, различные антиметаболиты (метатрексат, меркапто-6-пурин, флюоро-5-урацил, прокарбозин и др.). Их используют для противоопухолевой химиотерапии. Другие агрессивные агенты действуют на фазы митоза и препятствуют образованию ахроматического веретена. Они изменяют вязкость плазмы, не расщепляя нити хромосом. Такое цитофизиологическое изменение может повлечь за собой блокаду митоза в метафазу, а затем - острую смерть клетки, или митонекроз. Митонекрозы часто наблюдаются, в частности, в опухолевой ткани, в очагах некоторых воспалений с некрозом. Их можно вызвать при помощи подофиллина, который применяется при лечении злокачественных новообразований.

Аномалии морфологии митозов . При воспалении, действии ионизирующей радиации, химических агентов и особенно в злокачественных опухолях обнаруживаются морфологические аномалии митозов. Они связаны с тяжелыми метаболическими изменениями клеток и могут быть обозначены как «абортивные митозы». Примером такой аномалии служит митоз с анормальным числом и формой хромосом; трех-, четырех- и мультиполярные митозы.

Многоядерные клетки . Клетки, содержащие множество ядер, встречаются и в нормальном состоянии, например: остеокласты, мегакариоциты, синцитиотрофобласты. Но они поручаются часто и в условиях патологии - например: клетки Ланганса при туберкулезе, гигантские клетки инородных тел, множество опухолевых клеток. Цитоплазма таких клеток содержит гранулы или вакуоли, число ядер может колебаться от нескольких единиц до нескольких сотен, а объем отражён в названии - гигантские клетки. Происхождение их вариабельно: эпителиальные, мезенхимальные, гистиоцитарные. Механизм формирования гигантских многоядерных клеток различен. В одних случаях их образование обусловлено слиянием мононуклеарных клеток, в других оно осуществляется благодаря делению ядер без деления цитоплазмы. Считают также, что их образование может быть следствием некоторых аномалий митоза после облучения или введения цитостатиков, а также при злокачественном росте.

Амитоз

Прямое деление или амитоз – это деление клетки, у которой ядро находится в интерфазном состоянии. При этом не происходит конденсации хромосом и образования веретена деления. Формально амитоз должен приводить к появлению двух клеток, однако чаще всего он приводит к разделению ядра и появлению двух- или многоядерных клеток.

Начинается амитотическое деление с фрагментации ядрышек, вслед за этим делится перетяжкой ядро (или инвагинацией). Может быть множественное деление ядра, как правило, неравной величины (при патологических процессах). Многочисленные наблюдения показали, что амитоз встречается почти всегда в клетках отживающих, дегенерирующих и не способных дать в дальнейшем полноценные элементы. В норме амитотическое деление встречается в зародышевых оболочках животных, в фолликулярных клетках яичника, в гигантских клетках трофобластов. Положительное значение амитоз имеет в процессе регенерации тканей или органа (регенеративный амитоз). Амитоз в стареющих клетках сопровождается нарушениями биосинтетических процессов, включая репликацию, репарацию ДНК, а также транскрипцию и трансляцию. Изменяются физико-химические свойства белков хроматина ядер клеток, состав цитоплазмы, структура и функции органоидов, что влечет за собой функциональные нарушения на всех последующих уровнях – клеточном, тканевом, органном и организменном. По мере нарастания деструкции и угасания восстановления наступает естественная смерть клетки. Нередко амитоз встречается при воспалительных процессах и злокачественных новообразованиях (индуцированный амитоз).

Замечание

Процесс продолжения рода является базовой характеристикой, характеризующей все живые существа.

На всех организационных уровнях живая материя представлена простейшими структурными единицами из чего можно сделать вывод, что вся материя дискретна, а сама дискретность – главное свойство живого организма. Структурными единицами клетки являются органоиды, а ее целостность обуславливается их постоянным воспроизведением, взамен поврежденных или изношенных. Все живые организмы состоят из клеток, процесс размножения которых обуславливает само их существование.

Предпосылки клеточного деления

Основой процесса развития организма является клеточное деление. Заметим, что деление клеточного ядра всегда опережает процесс деления самой клетки. В процессе развития клеточное ядро, как и прочие составные части самой клетки, возникло в процессе специализации цитоплазмы. Ядро новой клетки возникает только в процессе деления другого ядра.

Развитие растения (рост и увеличение его в объеме и размере) является следствием увеличения количества живых клеток, путем их деления. У одноклеточных организмов деление является единственным способом размножения.

Живые клетки растут и развиваются в течении всего периода своего существования, также в процессе роста происходит постоянное изменение соотношений между ее растущим объемом и поверхностью.

Поверхность клетки отстает в абсолютном выражении от темпа роста ее объема, объясняется это тем, что площадь клетки увеличивается в арифметической прогрессии, а рост ее объема в геометрической.

Общеизвестно, что питание клетки осуществляется через ее собственную поверхность. В определенный отрезок времени площадь поверхности не может обеспечить необходимый объем, в следствии чего, она начинает делится с повышенной скоростью.

Выделяют следующие виды деления клеток:

• Амитоз.
• Митоз.
• Эндомитоз.
• Мейоз.

Что такое амитоз в биологии определение

Амитоз кратко и понятно – это процесс деление клеточного ядра, которое происходит путем перестройки внутриядерного вещества, без создания новых хромосом.

Данное явление было описано биологом немецкого происхождения Р. Ремарком. Термин же был предложен гистологом В. Флемингом. Амитоз встречается чаще, чем митоз. Процесс амитоза осуществляется путем перетяжки ядра, ядрышка и цитоплазмы. В отличии от других способов клеточного деления компенсация хромосом не происходит, а происходит их удвоение. По биологическому значению различают:

• Генеративный – отличается полноценным клеточным делением.
• Реактивный – происходим в результате неадекватного воздействия на клетку.
• Дегенеративный – распределение является результатом процесса отмирания клетки.

При данном типе деления расщепление клеточного ядра происходит сужения цитоплазмы. Размер сужения постоянно увеличивается, приводя в конечном итоге к делению ядра на два самостоятельных. Завершается процесс деления ядра сужением цитоплазмы, делящей клетку на две одинаковые части, без расправления хромосом внутри вновь созданных клеток. Что и отличает митоз от амитоза.

Амитоз кратко

В процессе деления происходит расщепление клеточного ядра. В процессе амитоза клеточное ядро постепенно удлиняется, после чего оно приобретает ганглии. Размер сужения постоянно увеличивается, приводя в конечном итоге к делению ядра на два самостоятельных, завершается процесс сужением цитоплазмы, делящей клетку на две примерно одинаковые части. Две дочерние клетки образуются без возникновения клеточных событий, благодаря чему происходит увеличение клетки в объеме. Ядро расширяется, образуя структуру по форме напоминающую песочные часы.

На средней части мембраны образуются сужения. Которые постепенно углубляются, разделяя ядро на два дочерних. Инвагинация перемещается внутрь клетки. После чего, родительская ячейка делится на две (равные по размеру).

Амитоз характерен для здоровых клеток, не имеющих патологий. Но чаще он встречается у высокодифференцированных, старых клеток. А также, амитоз может встречаться у низкоуровневых организмов. Недостатком данного процесса является – отсутствие возможности генетической рекомбинации, что провоцирует возможность появления поврежденных генов.

Амитоз биологическое значение

Для амитоза характерно деление клеточного ядра и содержимого клетки на две равных части – без структурных изменений.

Заметим, что клеточное ядро делится на два равных части, без предшествующего растворения оболочки ядра. Также, в клетке отсутствует веретено деления.

По завершению процесса происходит деление протопласта и всей массы клетки на две равных части, но в случае, деления ядра на равные части, образуются новые многоядерные клеточные структуры. В процессе деления не происходит распределение клеточного вещества между ядрами.

Долгое время считалось, что амитоз – это патологический процесс, присущий только пораженным клеткам. Однако новейшие научные исследования не подтвердили данной точки зрения. Учеными доказано, что процесс амитоза чаще встречается в молодых клетках, не имеющих дефектов в развитии. Данный тип деления присущ водорослям, луку, традесканции. Помимо этого, он встречается в клетках, отличающихся высокой метаболической активностью.

Однако, данный тип деления не характерен для клеток, биологическая функция которых сводится к наиболее безопасному хранению и передаче генетической информации. К примеру, в половых клетках или клетках зародышей. Благодаря чему, амитоз не считается полноценным способом клеточного размножения.