Прямое деление клеток, или амитоз. Амитоз: понятие и сущность

АМИТОЗ (amitosis ; греческий отрицательная приставка a-, mitos - нить + -ōsis) прямое деление ядра - деление клеточного ядра на две или несколько частей без образования хромосом и ахроматинового веретена; при амитозе ядерная мембрана и ядрышко сохраняются и ядро продолжает активно функционировать.

Прямое деление ядра впервые описано Ремаком (R. Bemak, 1841); термин «амитоз» предложен Флеммингом (W. Flemming, 1882).

Обычно амитоз начинается с деления ядрышка, затем делится ядро. Деление его может протекать по-разному: либо в ядре появляется перегородка - так называемая ядерная пластинка, либо оно постепенно перешнуровывается, образуя два или несколько дочерних ядер. При помощи цитофотометрических методов исследования установлено, что примерно в 50% случаев амитоза ДНК равномерно распределяется между дочерними ядрами. В других случаях деление заканчивается появлением двух неравных ядер (мероамитоз) или множества мелких неодинаковых ядер (фрагментация и почкование). Вслед за делением ядра происходит деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием дочерних клеток (рис. 1); если цитоплазма не делится, возникает одна дву- или многоядерная клетка (рис. 2).

Амитоз характерен для ряда высокодифференцированных и специализированных тканей (нейроны вегетативных ганглиев, хрящевые, железистые клетки, лейкоциты крови, клетки эндотелия кровеносных сосудов и другое), а также для клеток злокачественных опухолей.

Беншшгхофф (A. Benninghoff, 1922), исходя из функционального назначения, предложил различать три типа амитоза: генеративный, реактивный и дегенеративный.

Генеративный амитоз - это полноценное деление ядер, после которого становится возможным митоз (см.). Генеративный амитоз наблюдается у некоторых простейших, в полиплоидных ядрах (см. Хромосомный набор); при этом происходит более или менее упорядоченное перераспределение всего наследственного аппарата (например, деление макронуклеуса у инфузорий).

Сходная картина наблюдается при делении некоторых специализированных клеток (печени, эпидермиса, трофобласта и другое), где амитоз предшествует эндомитоз - внутриядерное удвоение набора хромосом (см. Мейоз); образующиеся в результате эндомитоз а полиплоидные ядра подвергаются затем амитозу.

Реактивный амитоз обусловлен влиянием на клетку различных повреждающих факторов - облучения, химических препаратов, температуры и другое. Он может быть вызван нарушениями обменных процессов в клетке (при голодании, денервации ткани и другое). Этот тип амитотического деления ядра, как правило, не завершается цитотомией и приводит к появлению многоядерных клеток. Многие исследователи склонны рассматривать реактивный амитоз как внутриклеточную компенсаторную реакцию, обеспечивающую интенсификацию метаболизма клетки.

Дегенеративный амитоз - деление ядра, связанное с процессами деградации или необратимой дифференциации клетки. При этой форме амитоза происходит фрагментация, или почкование, ядер, не связанная с синтезом ДНК, что в ряде случаев является признаком начинающегося некробиоза тканей.

Вопрос о биологическом значении амитоза окончательно не решен. Однако не возникает сомнений в том, что амитоз - это вторичное явление по сравнению с митозом.

Библиография: Клишов А. А. Гистогенез, регенерация и опухолевый рост скелетно-мышечной ткани, с. 19, Л., 1971; Кнорре А. Г. Эмбриональный гистогенез, с. 22, Л., 1971; Михайлов В. П. Введение в цитологию, с. 163, Л., 1968; Руководство по цитологии, под ред. А. С. Трошина, т. 2, с. 269, М. - Л., 1966; Bucher О. Die Amitose der tierischen und menschlichen Zelle, Protoplasmalogia, Handb. Protoplasmaforsch., hrsg. v. L. V. Heilbrunn u. F. Weber, Bd 6, Wien, 1959, Bibliogr.

Ю. Е. Ершикова.

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.

Различают несколько способов деления клеток: митоз, амитоз, мейоз.

Амитоз — это простое, прямое деление ядра на две или более частей. Не формируется аппарат деления, способствующий строго равномерному распределению генетического материала между дочерними ядрами. Дочерние ядра могут содержать разный объём генетического материала. Таким образом, амитоз нельзя считать полноценным делением. Деление цитоплазмы часто не происходит, и тогда образуются двуядерные (многоядерные) клетки. Такие клетки теряют способность в дальнейшем вступать в полноценное митотическое деление. Различают три вида амитоза: реактивный, дегенеративный и генеративный.

Митоз — универсальный способ деления клеток. Это непрямое сложное деление, характерное для соматических клеток. Биологическое значение митоза — увеличение количества генетически идентичных клеток.

Мейоз — сложное деление, в результате которого образуются половые клетки (гаметы). Состоит из двух последовательных делений. Особенно сложным является первое деление мейоза (профаза I). При мейозе происходит перекомбинация генетического материала (кроссинговер, независимое расхождение целых хромосом в анафазе I и независимое расхождение хроматид в анафазе II). В результате мейоза образуются гаплоидные клетки («nc») и возникает комбинативная изменчивость. Биологическое значение мейоза состоит в поддержании постоянства кариотипа и возникновении генетически неидентичных гамет, что определяет формирование организмов с индивидуальными особенностями. Мейоз происходит в процессе гаметогенеза (образование половых клеток) в половых железах (гонадах).

Эндомитоз, значение эндомитоза и политении для нормального функционирования организма.

Эндорепродукция — явление, связанное не с увеличением количества клеток, а с увеличением (репродукцией) генетического материала в клетке.

Различают два вида эндорепродукции: эндомитоз и политению.

Эндомитоз происходит при нарушении нормального хода митоза (сохранение ядерной оболочки в профазе, разрушение митотического аппарата в начале анафазы) и приводит к увеличению плоидности клетки, кратное » n «. Если в эндомитоз вступила клетка, содержавшая 2n, то образуется клетка — 4 n и т. д. Таким образом, результат эндомитоза — полиплоидия.

Политения — образование гигантских политенных (многонитчатых) хромосом. В периоде S одна репликация ДНК следует за другой десятки и сотни раз, поэтому образуются хромосомы, содержащие сотни молекул ДНК. Важным является то, что это — интерфазные хромосомы, на которых идут транскрипционные процессы (области пуффов), и это можно наблюдать в световой микроскоп. Сравнивая локализацию пуффов и синтез определённых белков, можно составить цитологические карты хромосом, то есть ориентировочно определить локализацию отдельных генов на хромосоме. Биологическое значение политении — увеличение числа идентичных генов, и как следствие, резкая интенсификация синтеза определённых белков.

Амитоз (прямое деление клетки), происходит в соматических клетках эукариот реже, чем митоз. В большинстве случаев амитоз наблюдается в клетках со сниженной митотической активностью: это стареющие или патологически измененные клетки, часто обреченные на гибель (клетки зародышевых оболочек млекопитающих, опухолевые клетки и др.). При амитозе морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра, хорошо видны ядрышко и ядерная оболочка. Репликация ДНК отсутствует. Спирализация хроматина не происходит, хромосомы не выявляются. Клетка сохраняет свойственную ей функциональную активность, которая почти полностью исчезает при митозе. При амитозе делится только ядро, причем без образования веретена деления, поэтому наследственный материал распределяется случайным образом. Отсутствие цитокинеза приводит к образованию двуядерных клеток, которые в дальнейшем не способны вступать в нормальный митотический цикл. При повторных амитозах могут образовываться многоядерные клетки.

35. Проблемы клеточной пролиферации в медицине .

Основной способ деления тканевых клеток - это митоз. По мере увеличения числа клеток возникают клеточные группы, или популяции, объединенные общностью локализации в составе зародышевых листков (эмбриональных зачатков) и обладающие сходными гистогенетическими потенциями. Клеточный цикл регулируется многочисленными вне- и внутриклеточными механизмами. К внеклеточным относятся влияния на клетку цитокинов, факторов роста, гормональных и нейрогенных стимулов. Роль внутриклеточных регуляторов играют специфические белки цитоплазмы. В течение каждого клеточного цикла существуют несколько критических точек, соответствующих переходу клетки из одного периода цикла в другой. При нарушении внутренней системы контроля клетка под влиянием собственных факторов регуляции элиминируется апоптозом, либо на некоторое время задерживается в одном из периодов цикла.

36. Биологическая роль и общая характеристика прогенеза .

Процесс созревания половых клеток до достижения организмом взрослого состояния; в частности, Прогенез всегда сопровождает неотению. Зрелые половые клетки, в отличие от соматических, содержат одиночный (гаплоидный) набор хромосом. Все хромосомы гаметы, за исключением одной половой, называются аутосомами. В мужских половых клетках у млекопитающих содержатся половые хромосомы либо X, либо Y, в женских половых клетках - только хромосома Х, Дифференцированные гаметы обладают невысоким уровнем метаболизма и неспособны к размножению.Прогенез включает в себя сперматогенез и овогенез.

Амитоз , или прямое деление клетки (от греч. α - частица отрицания и греч. μίτος - «нить») - деление клеток простым разделением ядра надвое.

Впервые он описан немецким биологом Робертом Ремаком в 1841 году, термин предложен гистологом Вальтером Флеммингом в 1882 году. Амитоз - редкое, но иногда необходимое явление. В большинстве случаев амитоз наблюдается в клетках со сниженной митотической активностью: это стареющие или патологически измененные клетки, часто обреченные на гибель (клетки зародышевых оболочек млекопитающих, опухолевые клетки и др.).

При амитозе морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра, хорошо видны ядрышко и ядерная оболочка. Репликация ДНК отсутствует . Спирализация хроматина не происходит, хромосомы не выявляются. Клетка сохраняет свойственную ей функциональную активность, которая почти полностью исчезает при митозе. При амитозе делится только ядро, причем без образования веретена деления, поэтому наследственный материал распределяется случайным образом.

Если количество исходного генетического материала принять за 100%, а количе-ство генетического материала в разделившихся клетках обозначить x и y , то

x = 100% -y , a y = 100% -x .

Отсутствие цитокинеза приводит к образованию двуядерных клеток, которые в дальнейшем не способны вступать в нормальный митотический цикл. При повторных амитозах могут образовываться многоядерные клетки.

Амитоз- является прямым делением клетки. Встречается в некоторых специализированных клетках или в клетках, где не обязательно сохранение генетической информации из поколения в поколение.

Значение Амитоза для организма не однозначно, поскольку он бывает регенеративным и генеративным.

Регенеративный , имеет положительное значение, так как происходит когда нужно быстро восстановить целостность организма. После опеции, травм, ожогов. Клетки быстро делятся образуется рубец.

Генеративный , встречается в норме при делении фолликулярных клеток яичника. Обычно один раз в месяц созревает 1 яйцеклетка и окружающие ее фолликулярные клетки начинают быстро делится, формируя зрелый фолликул. После выхода из него яйцеклетки, он заполняется желтым телом и затем растворяется, а на его месте формируется рубец. То есть в данном случае не нужны точные механизмы распределения генетической информации, так как фолликул все равно погибает.

Но этот механизм тоже имеет свои минусы: поскольку генетическая информация в дочерних клетках изменяется случайным образом, то эти клетки, в случае, если они не гибнут физиологическим путем, являются источниками рака яичников. Как известно, кистозные и опухолевые процессы в яичниках, встечаются довольно часто.

Дегенеративный митоз встречается в стареющих, патологически измененных клетках. Например при воспалениях или в клетках злокачественных опухолей.

Реактивный митоз наблюдается при воздействии на клетку химических или физических факторов.

Таким образом, Амитоз приводит к образованию клеток, имеющих неравную генетическую информацию. После деления амитозом клетка утрачивает способность деления Митозом.