Главная > Наука > Биология > Стадии и биологическое значение митоза

Стадии и биологическое значение митоза

Одним из наиболее важных процессов в каждом живом организме является постепенный рост тканей с помощью раздвоения их единиц. В науке его называют митозом. Большинство единиц в эукариотическом организме делятся именно таким способом.

В результате образуются новые ткани, продолжается жизнь организма. Биологическое значение митоза для человека и природы велико, поэтому процесс тщательно исследуется на протяжении многих лет.

Что такое митоз

Митоз представляет собой сложный биологический процесс, во время которого происходит непрямое деление клетки в живом организме. Подобное раздвоение считается наиболее распространенным, позволяет обеспечить рост тканей.

История исследования

Первая информация о митозе стала известна еще в 70-х годах XIX века. Определение процессу дал немецкий исследователь Вальтер Флемминг. В работах русского ученого Эдмунда Руссова, которые датированы 1872 годом, присутствует упоминание об анафазных и метафазных пластинках. Эти вещества состояли из отдельных хромосом, что послужило поводом для дальнейшего исследования.

В 1873 году изучением деления единиц эукариотических организмов занялся немецкий зоолог Антон Шнейдер. Он еще более подробно описал процесс. В следующем году ученый Чистяков выдвинул свою теорию. Однако ни одному из специалистов не удалось точно и последовательно описать деление.

Уже через несколько лет в работах разных специалистов стали появляться описания цикла, дополненные собственными умозаключениями. Некоторые предлагали утвердить новый термин для определения этого биологического деления. Но обозначение, предложенное Флеммингом, стало окончательным, как и формулировка процесса.

Далее специалисты изучали клеточный цикл на примере различных живых организмов, исследовали особенности митоза, вещества, стимулирующие его. Во время лабораторных опытов стало известно, что катализатором митотического деления является белок циклин, обнаруженный во всех эукариотических организмах. На каждой стадии концентрация этого элемента может увеличиваться и уменьшаться.

Для каких клеток типично

Еще во время исследования смысла митоза, его стадий и особенностей специалисты отметили, что такой тип деления характерен не для всех единиц.

При детальном изучении было выявлено, что только эукариотические, или ядерные, клетки делятся таким способом. Клетки прокариот размножаются другим методом.

Стадии

Продолжительность митоза в разных организмах отличается. Обычно у растений она составляет 2—3 часа, у животных и человека — около 60 минут. Это время занимает всего 10 % от общей длительности жизненного цикла клетки. Он представляет собой процесс, во время которого происходит формирование и деление единицы ткани в живом организме. Состоит из нескольких стадий: пресинтетической, синтетической, постсинтетической и собственно деления. Первые три стадии относятся к интерфазе митоза.

Ученые выделяют несколько стадий, которые изучаются в рамках школьной программы биологии:

Профаза характеризуется растворением ядрышка и ядерной оболочки единицы. После этого происходит расхождение центриолей, формирование микротрубочек. Далее происходит концентрация хроматид в хромосомах, увеличение их количества, формирование основной части новой клетки.
Метафаза сопровождается формированием метафазной пластинки, выстраиванием хроматид в своеобразное веретено. Дополнительно на этом этапе нити центриолей растягиваются к полюсам клетки и прикрепляются к центромерам.
Анафаза считается наиболее короткой и сопровождается расхождением пары хроматид и хромосом по разным полюсам. В этот период начинается их самостоятельное существование.
Телофаза является контрольным этапом раздвоения. Хромосомы, образовавшиеся во время предыдущих стадий, приобретают обычный размер, обрастают новой ядерной оболочкой, внутри которой образуется ядрышко. Нити веретена постепенно исчезают. После этого начинается увеличение цитоплазмы.

Каждая фаза протекает в организме растений и животных по-разному.

Существуют также нетипичные формы. Наиболее распространенным считается амитоз. Процесс характеризуется быстрым и прямым раздвоением ядра с одновременным сохранением числа хромосом и ядрышка. В результате получается двухъядерная клетка.

Эндомитоз характеризуется интенсивным ростом числа хромосом, образованием полиплоидных единиц, способных провоцировать мутацию.

Отличия от мейоза

Мейоз представляет собой процесс деления гамет или половых клеток. В результате получается 4 гаметы. В организме человека все единицы делятся путем митоза и только половые клетки — с помощью мейоза.

Основными отличиями митоза от мейоза будут следующие:

при митозе получается 2 клетки, при мейозе — 4;
первый необходим для получения соматических клеток, второй — половых;
при митозе образовавшиеся дочерние клетки идентичны предыдущим, при мейозе — разные;
количество хромосом в первом случае сохраняется, при мейозе увеличивается в 2 раза;
профаза мейоза существенно отличается от этого же этапа при другом делении;
в интерфазе мейоза не происходит удвоение хромосом.

Роль мейоза в функционировании и развитии всех систем человека велика, но оба процесса кардинально отличаются.

Биологическое значение

Биологическое значение митотического деления и сегодня изучается специалистами по всему миру. Но ученые определили важность процесса для природы и человека.

Для человека

Без подобного размножения единиц человеческого организма невозможно нормальное существование.

Основная важность процесса заключается в следующем:

Благодаря митозу возможно развитие многоклеточного организма из одной зиготы, его рост и регенерация наружной оболочки при повреждении.
Возможность замещения погибших клеток новыми при повреждении слизистой оболочки органов пищеварительного тракта (кишечника, желудка).
Обновление красных кровяных телец, жизненный цикл которых длится не более 4 месяцев.
Возможность сохранения числа хромосом в клетках тела.
Специалисты с помощью деления могут изучать кариотип организма человека или животного, растения.

Именно благодаря процессу происходит развитие жизни на планете и сохранение определенного вида с его особенностями.

Для природы

Для многих животных подобное размножение единиц тканей позволяет восстанавливать некоторые части тела. Регенерация свойственна ящерицам, морским звездам и некоторым другим организмам.

У многих млекопитающих пищеварительная система устроена так же, как и у человека, поэтому замещение пострадавших единиц слизистой оболочки желудка и кишечника происходит аналогичным образом. Растения благодаря процессу способны размножаться с помощью почкования (бесполое размножение) и вегетативным способом. В результате появляются организмы с таким же набором хромосом. Указ об обязанных крестьянах читайте в нашей статье.