Как клетката се умножава. Растеж и репродукция на клетките

Вероятно няма никой по-често изучаван в училищната програма по биологични концепции, отколкото клетката. Те се запознават с нея в 5-ти клас на естествената история, а след това в 6 разглеждат сортовете и как се размножава клетката, начините й на разделяне. В 7-и и 8-ми клас се изучава по отношение на растителна, животинска и човешка принадлежност. 9 клас предполагат отчитането на вътрешните процеси, които се случват в него, т.е. молекулярната структура. В 10 и 11 това клетъчна теория,

Програмата е построена така, защото са тези малки структури, "тухлите на живота", които са най-важните елементи на всеки организъм. Всички жизнени функции, процеси, растеж и развитие стават - всичко, което е свързано с живота, се осъществява от тях и в тях. Ето защо в тази статия ще разгледаме основните моменти от възпроизводството, развитието на клетките и историята на тяхното откритие.

Отваряне на клетката

Тези структурни частици са изключително малки по размер. Следователно, отне много време и технология, за да ги отворят. Така, за първи път клетъчната структура на живот растителна тъкан трион Робърт Хук. Това беше през 1665 г. За да ги разгледа, той изобретил първият микроскоп в света. Това устройство малко приличаше на модерно увеличителни устройства. Напротив, изглеждаше като няколко контури, подредени заедно, което увеличаваше.

С помощта на това устройство ученият изследваше парче от коркова дървесина. Това, което видя, инициира развитието на редица свързани с тях науки и биология като цяло. Много плътно съседни клетки с приблизително еднаква форма и размер. Хук ги наричаше цела, което означава "клетка".

Впоследствие бяха направени редица открития, които позволиха на знанието да расте, да се натрупва и да се развива в няколко науки, ангажирани с тяхното изучаване.

1. 1675 - учен Малпий е изучавал разнообразието на клетките във форма и стига до извода, че най-често са заоблени или овални флакони, напълнени с жив сок.
2. 1682 - Н. Грев потвърждава заключенията на Малпий и проучва структурата на клетъчната мембрана.
3. 1674 г. - Антонио ван Льовенхок отваря клетките на бактериите, кръвните структури и сперматозоидите.
4. 1802-1809 GG. - Sh. Brissot-Mirbe и J. B. Lamarck предполагат съществуването на тъкани и приликата между животните и растителните клетки.
5. 1825 г. - Пуркине открива ядрото в половата клетка на птиците.
6. 1831-1833 GG. - Робърт Браун разкрива наличието на ядро ​​в растителните клетки и въвежда представата за значението на вътрешния състав, а не на клетъчната мембрана, както се смяташе преди това.
7. 1839 - Теодор Шван заключава, че всички живи организми се състоят от клетки, както и сходството на последните между тях (бъдеща клетъчна теория).
8. 1874-1875 години. - Читяков и Страсбург откриват начини за умножаване на клетките - митоза, мейоза.

Всички допълнителни открития в областта на структурата на клетките, техните функции, разнообразието и ролята им в живота на организмите се осъществяват доста бързо поради интензивното развитие на специални уголеми и осветителни съоръжения.

Възпроизвеждане на клетки

Всяка клетка в продължение на цял живот изпълнява цял клетъчен цикъл - това е времето от нейния живот от момента на раждането и до смъртта (или разделянето). Освен това, няма значение дали е животинска или зеленчукова. Цикълът на живот е еднакъв за всички от тях и най-често в края на клетката се размножава по разделяне.

Разбира се, този процес не е идентичен за всички организми. За еукариотите и прокариотите тя е фундаментално различна и има някои разлики в размножаването на растителни и животински клетки.

Как се размножава клетката? Има няколко основни начина да направите това.

1. Митоза.
2. Мейоза.
3. Амитоза.

Всеки от тях представлява цяла поредица от процеси, фази. И всички тези процеси са типични за многоклетъчни организми, както от растителен, така и от животински произход. При едноклетъчното възпроизвеждане се извършва само чрез разделяне на две. Това означава, че начините на размножаване на клетките не са едни и същи. Има дори такова явление като самоубийство в клетките. Това е саморазрушаването на клетките вместо процесите на делене.

Как клетката се размножава, например, бактерии, синьо-зелени водорасли, някои протозои? Безпочният начин, по най-простия начин: съдържанието на клетките им се удвоява клетъчна стена се образува напречно или надлъжно стеснение и една клетка се разделя на две напълно нови, идентични с организма на майката.

Този процес се нарича пряко разделяне на клетките. Те се размножават едноклетъчни и бактерии, но няма нищо общо с нито митотични, нито меиотични процеси. Те се срещат само в организма на многоклетъчните живи организми.

митоза

Многоклетъчните същества съдържат милиарди клетки. И всеки от тях се стреми да завърши жизнения си цикъл, а именно да остави потомството, а не да умре. Клетките се размножават по разделяне, но този процес не е еднакъв за всички от тях.

За тяхното възпроизвеждане се избират соматични структури (такива като всички клетки на тялото, освен гениталните), митоза или амитоза. Това е много интересно, обемен и сложен процес, който е резултат от един родител диплоидни клетки (т.е. двойно набор от хромозоми) две идентични дъщеря си с една и съща диплоидни състав.

Целият процес включва две основни точки:

1. Кариокинези - разделянето на ядрото и цялото му съдържание.
2. Цитокинеза - разделянето на протоплазмата (цитоплазмата и всички клетъчни органели).

Тези процеси протичат едновременно, което води до формирането на пълномащабни копия на майката с намален размер.

Митозата се състои от четири фази (профаза, метафаза, анафаза, телофаза) и състоянието, предхождащо разделението - интерфазата. Нека разгледаме всеки детайл.

интерфазата

Растежът и възпроизводството на клетките се извършват през целия живот на тялото. Въпреки това, не всички клетки имат един и същ живот. Някои от тях умират в рамките на два до три дни (единните елементи на кръвта), някои остават в действие през целия си живот (нервен).

Но в живота на всяка клетка през повечето време това състояние се запазва, което се нарича интерфаза. Това е периодът на подготовка за разделянето на зряла оформена клетка, която отнема до 90% от времето на целия процес.

Биологичното значение на този етап в натрупването на хранителни вещества, РНК и протеини, синтеза на ДНК молекули. В края на краищата, след като се раздели на всяка дъщерна клетка, точно такова количество органоиди, вещества и генетичен материал, както е в тялото на майката, трябва да падне. За тази цел трябва да има удвояване на всички налични структури, включително ДНК направления.

По принцип интерфазата се извършва на три етапа:

• presynthetic;
• синтетичен;
• postsynthetic.

Резултатът: натрупването на хранителни вещества, енергия и ДНК молекули за допълнителни процеси на делене. По този начин, този етап е само началото на това как клетката се размножава в бъдеще.

профаза

На този етап възникват следните основни процеси:

• ядреният плик се разтваря;
• ядрото изчезва (разтваря);
• хромозомите стават видими в микроскопа поради структурата на усукване (спирала);
• центролите се отклоняват към полюсите на клетката, разтягат се и образуват шпиндела за делене.

На този етап възпроизводството на животинските клетки не се различава от това на всички останали клетки.

метафаза

Тази фаза е доста кратка, само около 10 минути. Нейната основа е, че хроматидите се наредят по екватора на клетката. Върху единия край нишките на вретеното на влакното се придържат към центриола в полюса на клетката, а другата до центромерите на всеки хроматид. Между тях генетичните структури са почти несвързани и поради това лесно са готови за прекъсване.

анафаза

Най-краткият етап от целия митотичен цикъл. Продължителността е около 3 минути. През този период всеки хроматид отива до своя полюс на клетката и попълва липсващата половина, превръщайки се в нормална хромозомна структура.

Този ензим обаче изисква специален ензим, наречен теломераза. Това беше натрупването му, което се случваше в интерфазата.

Телофазата

Всеки клетъчен стълб има свой генетичен пълен материал, който е обвит в ядрен плик, образувайки ядро. Появяват се нуклеоли. Целият процес отнема около 30 минути. Това е доста дълго време. Това е така, защото образуването на ядрени оръжия и ядрен плик изисква големи разходи за енергия, както и наличието на строителни материали - хранителни вещества (белтъчини, въглехидрати, ензими, мазнини, аминокиселини).

цитокинеза

Този процес завършва целия митотичен цикъл. Протоплазмата се разделя заедно с органоидите наполовина и всяко дете получава точно същата сума като сестра си. След това се образува затягане на протеина (естествената природа) в клетката, която притиска структурата и я разделя на две равни, но по-малки клетки от майчината клетка.

На този етап има някои разлики в животинската клетка от начина, по който тя се умножава хъски растение. Факт е, че в растителните структури има по-малко протеини и изобщо няма актин. Следователно, в средата не се образува стеснение, а преграда, от двете страни на която се отлага целулозата. Това дава твърдост на растителната клетка, образува рамка под формата на клетъчна стена.

Растежът и размножаването на клетките следва и пътя на обичайния жизнен цикъл: специализация, образуване на тъкани, след това органи, активна работа и разделение или смърт.

Сексуални клетки и тяхното възпроизводство

По въпроса как клетката се умножава, отговорът може да бъде даден при определяне на коя. В края на краищата процесите на митоза, които изследвахме, са характерни само за соматични структури. Докато репродуктивните клетки възпроизвеждат малко по-различно, или по-точно, мейозата.

Този процес е в основата на такива жизненоважни функции в животните като гаметогенеза, т.е. сексуално възпроизводство. Развитието на сексуалните клетки се развива на много етапи. Следователно, мейозата е още по-сложно и по-голямо разделение от митозата.

За растителните клетки, мейозата е основата на спорогенезата, т.е. образуването на сексуални клетки. Основната биологична роля на мейозата за всички организми е, че в резултат на това се формират четири хаплоидни (с половин или единствен комплект хромозоми) сексуални клетки. Защо? За да се получи торене (сливането на мъжки и женски полови клетки), се извършва диплоидно възстановяване в нов зигот (бъдещ ембрион). Това дава генетично разнообразие на организмите, води до комбинация от гени, появата и консолидирането на нови черти.

Структура на процеса на мейоза

Има две основни разделения в мейозата: намаляване и равновесие. Всеки от тях включва всички фази като митозата: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Нека да разгледаме по-отблизо всеки от тях.

Отделение за редукция

Същност: от една диплоидна клетка се образуват два хаплоида с половин набор от хромозоми. фази:

• профаза I;
• метафаза I;
• анафаза I;
• телофаза I.

Във всяка фаза се повтарят всички еднакви трансформации, както в съответните етапи на митозата. Има обаче една разлика: интерфазата не удвоява ДНК, разделя се само наполовина и това е. Следователно само половината от генетичната информация попада във всяка дъщерна клетка. Това е първоначалното възпроизводство на животински клетки, както и на растения, свързани с генитални клетки.

Уравнение

Второто разделение на мейозата, в резултат на което се формират още две клетки от предишната. Сега вече съществуват четири идентични хаплоидни аналози, които стават зародишни клетки на животни или растения. Етапи на равновесие: профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II.

По този начин, въпросът как клетката се размножава има доста сложен и изобретателен отговор. В края на краищата тези процеси, както и всички останали в живите същества, са много фини и се състоят от много етапи.