Синтетический период – наиболее важный период в жизни клетки.

- главное событие – редупликация ДНК

- к концу каждая хромосома удваивается

- форма ядра 2н4с

- 6-10 часов

Редупликация ДНК – процесс самовоспроизведения ДНК с целью обеспечения точного копирование наследственной информации клеток и передача ее последующему поколению.

Способы:

1. Полуконсервативный метод – наиболее хорошо изученный. Суть: молекула ДНК расщепляется на 2 полинуклеотидные цепи и на каждой материнской цепи, как на матрице выстраивается новая дочерняя цепь по принципу комплементарности АО. Осуществляется синхронно с участием ферментов и протекает в несколько этапов (ферменты: 1- топоизомераза - раскручивает 2-ую спираль; гелитаза – расщепляет водородные связи между АО соединяющие цепи.; ДНК-полимераза – соединяет нуклеотидов в цепь; ДНК-лигаза – склеивает фрагменты, синтезирующие на остающихся цепи в единую цепь.

Этапы:

1. Раскручивание молекулы ДНК с помощью фермента топоизомеразы. При том образуется участки «пузыри», где 2 соединенные цепи ДНК разделываются. На конце «пузыря» образуется репликативная вилка – участок ДНК, где происходит редупликация.

2. На расплетенных нитях ДНК по принципу комплементарности начинается синтез дочерних цепей с помощью ДНК-полимеразы. Редупликация происходит на общих материнских цепях, но с разной скоростью и с некоторыми особенностями.

3. Установлено, что фермент ДНК-полимераза движется по материнской цепи только в одном направлении от 5 до 3, т.к. обе цепи антипараллельны, то ДНК-полимераза может строить только одну цепь ДНК.

Итог: из 1 молекулы образуется 2 молекулы, каждая из которых состоит из материнской и дочерней цепи. Синтезированная молекула является точными копиями друг друга.

Редупликация должна вовремя остановиться. Остановка связанна с наличием на концах хромосом специфичного участка – теломеры. Они не содержат генетическую информацию и поэтому служат сигналом к окончанию.

С каждой регенерацией каждый участок ДНК уменьшается, с помощью фермента теломеразы утраченный участок может восстанавливаться.В соматических клетках теломераза малоактивна, но является ограничителем деления клеток и жизни всего организма в целом.

2. Консервативный метод. Рядом с материнской ДНК выстраивается ее точная копия

3. Дисперсный способ. Молекула ДНК распадается на отдельные фрагменты, к которым достраиваются фрагменты новых ДНК.

Кроме регенерации ДНК в S период интерфазы удваивается каждая из центриолей клеточного цикла, дочерних центриоли также строит себе пару

Важные события S периода:

a) Редупликация ДНК

b) Удвоение центриолей

c) Синтез белков гистонов

3. G-2 постсинтетический период – подготовка клетки к митозу. Непродолжительный.

Характеристика:

1. Активный синтез белков

2. Синтез РНК

3. Удвоение митохондрий

4. Накопление энергии в виде АТФ

5. Уменьшение массы цитоплазмы и объема ядра

 

МИТОЗ

В периоде выделяется:

1. Кариогенез – процесс деление ядра.

4 фазы:

· Профаза

· Метафаза

· Анафаза

· Телофаза

2. Цитогенез – процесс разделения цитоплазмы.

Характеристика фаз митоза.

Название	Рисунок	Характеристика
I. КАРИОКЕНЕЗ
1. Профаза 2n4c		Самая продолжительная фаза (40 – 60 минут). 1. Хромосомы упрочняются и утолщаются. 2. Клеточные центры расходятся к полюсам клетки. К концу профазы в клетках животных образуется центриоли, у растений центриолей нет. 3. К концу профазы ядрышко исчезает, ядерная оболочка растворяется, хромосомы погружаются в цитоплазму. 4. Формируется веретено деления, состоящее из нитей, тянущихся от центриолей и прикрепляющихся к хромосомам.
2. Метафаза 2n4c		Хромосомы максимально спирализованны и выстраиваются в плоскости экватора клетки перпендикулярно оси веретена деления, образуя так называемую «метафазную пластинку». Хромосомы хорошо видны в микроскоп. К каждой хромосоме подходят нити веретена деления.
3. Анафаза 2n2c		Очень короткая стадия. Главное событие: продолжение расщепления центромеры и расхождение сестринских хроматид. Нити веретена деления сокращаются и тянут за собой хроматиды (дочерние хромосомы).
4. Телофаза 2n2c		Дочерние хромосомы достигают полюсов, деспирализуются, теряют очертания. Каждая хромосома становиться однохроматидной. Вторая достраивается в S периоде. Каждый набор покрывается собственной ядерной оболочкой. В клетке образуется два ядра. Они приобретают строение сходное с интерфазным, восстанавливается ядрышко.
II. ЦИТОКИНЕЗ
		Клетки животных – начинается с образования на экваторе клетки перетяжки, которая все более углубляясь наконец отделяет другие клетки друг от друга. В клетках растении разделение дочерних клеток происходит путем образования внутриклеточных перегородки, мембраны АГ.

Значение митоза:

1. Генетическая стабильность

Митоз обеспечивает точное распределение генетического материала, следовательно стабильность кариотипа соматических клеток в течение всей жизни.

2. Рост органов и организма в целом

3. Лежит в основе бесполого размножения, регенерации и замещение клеток у много клеточных организмов.

МЕЙОЗ

– редукционное деление – способ деления исходной диплоидной соматической клетки на 4 дочерних с гаплоидным набором хромосом.

Процесс мейоза состоит из 2 последовательных делений исходной соматической диплоидной клетки

1 деление – Редукционное

Основное событие:

- редукция числа хромосом (уменьшение)

2 деление – Эквационное – митотическое деление по принципу митоза

Основное событие:

-редукция числа нитей ДНК.

Характеристика фаз:

Профаза Ι (2n4c)	Самая сложная и продолжительная фаза. Состоит из 5 стадий: 1. Лептотена – стадия тонких нитей. Хромосомы спирализованны, на них заметны хромомеры (наиболее спирализованный участок). 2. Зиготема – стадия конъюгации гомологичных хромосом. Хромосома сближаются по всей длине и выстраиваются друг напротив друга. 3. Пахитема – стадия толстых нитей. Гомологичные хромосомы становятся в пары – биваленты, т.к. каждая хромосома состоит из двух хроматид, то биваленты состоят из 4. Главные события: кроссинговер – обмен гомологичными участками парных хромосом (этот участок называется хиазма). Биологическое значение: хромосомы обеспечиваются гомологичными участками – происходит перекомбинация генетического материала и, следовательно, новые признаки и свойства (лежит в основе изменчивости). 4. Диплотема – стадия раздвоение нитей. Гомологичные хромосомы начинают отодвигаться друг от друга, но остаются связанными в области хиазмы. 5. Диакинез – стадия отталкивание гомологичных хромосом. Они по-прежнему соединены в биваленты, максимально спирализованны. И образуют разные формы – кресты, кольца и т.д. В конце профазы центриоли расходятся к полюсам клетки, ядерная оболочка растворена, ядрышки исчезают, биваленты погружаются в цитоплазму, формируется веретено деление.
Метафаза Ι (2n4c)	Биваленты выстраиваются на экваторе. Хиазмы сохраняются и продолжают скреплять хромосомы, центромеры направлены к полюсам.
Анафаза Ι (2n2c)	Главное событие: редукция числа хромосом. Центромеры хромосом НЕ делятся, 2 хроматиды скрепляются в 1 хромосому. Хромосомы с помощью нитей веретена деление расходятся к полюсам. Хромосомы не идентичны. Т.е. состоят из сестринской и некомплементарной хроматид. Каждая хромосома может отправляться к любому полюсу независимо от хромосом.
Телофаза Ι (n2c)	Начинается деспирализация хромосомы и формирование ядра.

Результат первого деления - образуется 2 клетки (n2c), которые содержат по одной паре гомологичных хромосом. Но каждая хромосома состоит из 2 хроматид. После этого процесса, следует короткая интерфаза, без редупликации ДНК – интеркинез, и сразу начинается 2 фаза мейоза.

Профаза ΙΙ (п2с)	Ядерная оболочка и ядрышко разрушаются, хромосомы спирализуются, центриоли перемещаются к полюсам клетки, начинает формироваться веретено деления.
Метафаза ΙΙ (n2c)	Хромосомы выстраиваются в области экватора перпендикулярно оси веретена деления.
Анафаза ΙΙ (nc)	Главное событие – редукция числа нитей ДНК, центромеры делятся, следовательно, хроматиды (дочерние хромосомы) расходятся к противоположенным полюсам клетки
Телофаза ΙΙ(nc)	Хромосомы деспирализуются, утончаются, нити исчезают, центриоли удваиваются. Вокруг каждого ядра, содержащая nc набор хромосом, образуется ядерная оболочка. Таким образом, образуется гаплоидные клетки, содержащие по 1 хромосоме из каждой пары гомологичных однохроматидных хромосом.
Значение: 1.Генетическая изменчивость. Возникновение различных комбинаций генов в результате оплодотворения. 2.Поддержание постоянного числа хромосом данного вида из поколения в поколение.

Таблица№10. Сравнительная характеристика митоза и мейоза.

Этап	Показатель	Митоз	Мейоз
Весь процесс	Длительность.	Короткий (при образовании соматических клеток).	Длительный (при образовании гамет).
Интерфаза	Расхождение хромосом	Хроматиды (имеется длительное)	Гомологичные (длительная перед мейозомΙ, короткая между мейозомΙ и мейозомΙΙ).
S – фаза	Предшествует каждому делению	Только перед мейозомΙ, отсутствует в интерфазеΙΙ.
Рост клетки	Происходит	Происходит
Репликация органелл	Происходит	Происходит
Профаза	Длительность	Одна короткая	ПрофазаΙ длительная (до 90% времени), профазаΙΙ короткая.
Хромосомы	Состоят из двух сестринских хроматид, соединенных центромерой.	Состоят из двух сестринских хроматид, соединенных центромерой
Взаимоотношение гомологичных хромосом.	Обособлены	Конъюгируют с образованием синаптонемальных компонентов
Биваленты	Отсутствуют	Имеются
Хиазмы	Отсутствуют	Образуются
Кроссинговер	Отсутствует	Происходит
Метафаза	Образование метафазной пластинки.	Происходит	В метафазеΙ отсутствует, только в метафазеΙΙ.
Расположение центромер.	В одной плоскости, перпендикулярно оси веретена деления на его экваторе.	В метафазеΙ над и под экватором симметрично. В метафазеΙΙ на экваторе веретена.
Хромосомные микротрубочки сестринских хроматид	Направлены в разные стороны к противоположным полюсам.	В метафазеΙ направлены в одну сторону. В метафазеΙ в разные стороны.
Анафаза	Репликация ДНК в области центромер и разделение S – хромосом	Происходит	В анафазеΙ отсутствует, происходит в анафазеΙΙ.
Расхождение D - хромосом	Не происходит	В анафазеΙ вследствие распада хиазм.
Расхождение S – хромосом	Происходит вследствие разделения центромер	В анафазеΙ не происходит, происходит в анафазеΙΙ.
Генетическая идентичность	Хроматиды идентичны	Вследствие кроссинговера хроматиды неидентичны.
Телофаза	Количество хромосом	Аналогично материнской клетки (S – хромосомы)	Вдвое меньше, чем в родительской клетке (в телофазеΙ D – хромосомы, в телофазеΙΙ – S – хромосомы).
Гомологичные хромосомы в дочерних кл	Две разделившиеся хроматиды попадают в каждую клетку	МейозΙ – в каждую кл попадают 2 сестринские хроматиды, соединенные в области центромеры. МейозΙΙ – в каждую кл попадает 1 хромтида

Гаметогенез.

Результатом мейоза является образование гамет.

Гаметы - высоко дифференцированные клетки обеспечивающие передачу генетической информации между особями разного пола.