Лекційний курс з дисципліни "Гідроботаніка" (О. М. Гроховська)

Гранули гетерохроматину – це ділянки, де спі­ралізація й упакування хромосом зберігається також у ядрі, яке не ді­литься. Хроматин характерний для клітин у період їх активної життєдіяльності, а в період поділу він організовується в щільно запаковані хромосоми. У хроматині зосереджена майже вся ДНК ядра і ферменти її синтезу.

Функції хроматину полягають у такому:

• у синтезі специфічних для даного організму нуклеїнових кислот, що направляють синтез специфічних білків;
• у передачі спадкових властивостей від материнської клітини дочірнім, для чого хроматинові нитки в процесі поділу упаковуються в хромосоми.

Ядерце – кулясте, добре помітне під мікроскопом тільце діаметром 1-3 мкм. Воно формується на ділянці хроматину, яку називають ядерцевим організатором. Функція ядерця – синтез рРНК і формування початкових форм рибосом шляхом об'єднання рРНК з білками, що надходять з цитоплазми.

Поділ ядра і клітини

Ріст і розвиток рослин забезпечується поділом клітин. Появі нових клітин передує поділ ядра. Найпоширеніші три способи поділу ядра і клітини: амітоз, мітоз і мейоз, або редукційний поділ.

Амітоз, або прямий поділ, починається з того, що ядро без попередньої підготовки видовжується, перетягується і ділиться на два дочірні. Водночас ядерна оболонка не зникає і не виникають нові хромосоми і хромосомний апарат. Кожне з ядер одержує різну кількість ДНК. У результаті поділу ядер окремих рослин виникають не дві, а 3-8 або й більше рівновеликих або рівних ядер. Такий спосіб утворення ядер називають фрагментарним. Амітоз мало поширений у природі, відомий в деяких нижчих і вищих рослин, в клітинах конуса наростання стебла і кореня, в паренхімі черешків листків, нуцелусі, ендоспермі, клітинах стінок зав’язі.

Мітоз – найпоширеніша універсальна форма поділу ядер як рослинних, так і тваринних клітин. У результаті мітозу дочірні клітини одержують ту саму кількість хромосом, яку мала материнська.

Життєвий цикл клітин здатної до поділу, який називають ще клі­тинним циклом, – це період її існування від одного поділу, у результаті якого вона виникла, до іншого, коли з неї утворюються дві дочірні. У ньому визначають два періоди: довгий період між поділами – інтерфазу і короткий період поділу ядра і клітини – мітоз.

Тривалість клітинного циклу в рослин залежить від типу клітин і тканин та дії факторів зовнішнього середовища (температура, умови мінерального живлення тощо). Однак інтерфаза завжди довша за мітоз. Вона складає від 8-10 годин до декількох діб, у той час як мітоз – від декількох хвилин до 2-3 годин.

Інтерфаза включає процеси підготовки до поділу ядра і клітини. У ній умовно визначають три періоди, які позначають G₁, S i G₂.

G₁ – постмітотичний період – збільшується кількість цитоплазми і органоїдів, підготовка до поділу ДНК. S – синтетичний період, подвоюється ДНК. G₂ – постсинтетичний, синтез РНК і білків клітини, структур, які беруть участь у мітозі.

Мітоз – це безперервний процес поділу ядра, за якого генетичний матеріал поділяється між ядрами дочірніх клітин. Мітоз умовно поділяють на чотири фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу.

Профаза – перша фаза мітозу. Ядро збільшується в розмірі. З ниток хроматину утворюються хромосоми. Водночас нитки спіралізуються, коротшають і ущільнюються, стають видимими під світловим мікро­скопом. Хромосоми – нитчасті структури нуклеопротеїнової природи. Кожна хромосома в профазі складається з двох хроматид, розташова­них поруч і паралельно одна до одної. Хроматиди в хромосомі з'єднані в одному місці вузькою ділянкою – центромерою, що поділяє хромо­сому на два плеча різної довжини.

Навколо ядра збираються мікротрубочки. Спочатку вони розта­шовуються безладно, а потім організовуються в пучки біля полюсів ядра. Це – початкова стадія формування ахроматинового веретена (веретена поділу). Ядерце поступово втрачає чіткість обрисів і зовсім зникає. Напри­кінці профази ядерна оболонка теж зникає.

Метафаза характеризується повним розвитком ахроматинового веретена. Починається рух хро­мосом, що складаються з двох хроматид. Вони переміщуються в еква­торіальну частину клітини і прикріплюються центромерами до ниток напівверетена, які йдуть від протилежних полюсів. До кінця метафази хромосоми розташову­ються на екваторі ахроматинового веретена і готові до поділу.

Анафаза починається з поділу центромери. Хроматиди цілком виокремлюються одна від одної, і тепер їх називають дочірніми хромосомами. Починається розтягнення дочірніх хромосом до протилежних полюсів клітини. У кінці анафази біля по­люсів клітини збираються дві однакові групи дочірніх хромосом.

Телофаза – заключна фаза мітозу, в ході якої відбувається форму­вання дочірніх ядер біля полюсів материнської клітини. Хромосоми деспіралізуються, гідратуються, набрякають і подовжуються. Поступо­во вони втрачають чіткі контури, зливаються в загальну масу й утворю­ють малопомітну тонку сітку хроматину. В ядрах з'являються ядерця. Одночасно навколо груп дочірніх хромосом виникає ядерна оболонка з елементів ЕПС.

Цитокінез – це поділ цитоплазми й утворення двох дочірніх клітин слідом за поділом ядра.

Мейоз – це особливий тип непрямого поділу ядра, що відбувається у всіх живих організмів, які розмножуються статевим шляхом. У мейозі відбувається редукція, тобто зменшення кількості хромосом удвічі. Тому мейоз на­зивають ще редукційним поділом.

Мейоз складається з двох поділів ядра, які швидко йдуть один за одним. У першому поділі,