ГДЗ по биологии, 10 класс, Пасечник, номер 26.1: Деление клетки. Митоз

Прокариотические клетки (бактерии) имеют простую организацию: их ДНК обычно представлена одной кольцевой молекулой, которая не упакована в хромосомы белками-гистонами и не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. При делении такой клетки достаточно удвоить эту единственную молекулу ДНК, прикрепить её к клеточной мембране и просто перетянуть клетку пополам (бинарное деление). Ошибки здесь менее критичны или исправляются проще из-за малого размера генома.

Эукариотические клетки устроены сложнее:

• Множественность хромосом. В ядре находится много линейных молекул ДНК, каждая из которых является отдельной хромосомой. Например, у человека их 46.
• Упаковка ДНК. ДНК намотана на гистоны, образуя нуклеосомы, которые далее спирализуются в хроматин. Чтобы разделить такую сложную структуру, её нужно сначала конденсировать в видимые хромосомы.
• Наличие ядра. Генетический материал заключён внутри двойной мембраны. Простое перетягивание невозможно, так как нужно разрушить оболочку ядра перед делением и восстановить её после.
• Точность распределения. Каждой дочерней клетке необходим полный и идентичный набор всех хромосом. Случайное распределение привело бы к гибели клетки или тяжёлым мутациям. Поэтому требуется специальный аппарат — веретено деления, который физически растаскивает хромосомы строго поровну.

Таким образом, митоз — это не просто «перетягивание», а высокоорганизованный процесс, обеспечивающий точную передачу огромного количества генетической информации через систему микротрубочек и моторных белков.

Митоз — непрерывный процесс, но для удобства изучения его делят на фазы. Вот они в хронологическом порядке:

1. Профаза. Хроматин спирализуется, превращаясь в видимые хромосомы (каждая состоит из двух сестринских хроматид, соединённых центромерой). Ядрышко исчезает, ядерная оболочка распадается на мелкие пузырьки. Формируется веретено деления.
2. Метафаза. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, образуя метафазную пластинку. К центромерам каждой хромосомы присоединяются нити веретена деления от обоих полюсов.
3. Анафаза. Центромеры делятся, и сестринские хроматиды (теперь уже отдельные хромосомы) расходятся к противоположным полюсам клетки. Это самый быстрый этап.
4. Телофаза. Хромосомы достигают полюсов и деспирализуются обратно в хроматин. Вокруг них формируются новые ядерные оболочки, появляются ядрышки. Веретено деления разрушается.

После телофазы следует цитокинез — разделение цитоплазмы и образование двух самостоятельных клеток. У животных он происходит за счёт впячивания мембраны, у растений — путём образования клеточной пластинки.

Давайте проверим логику ответа. Если бы эукариоты делились как бактерии, то: 1. Множество длинных линейных хромосом запутались бы. 2. Не было бы гарантии, что каждая дочерняя клетка получит все необходимые гены. 3. Мембрана ядра препятствовала бы прямому контакту ДНК с цитоплазматическим аппаратом деления.

Следовательно, наличие ядра и сложной упаковки ДНК делает митоз обязательным. Порядок фаз ПМТА (Профаза, Метафаза, Анафаза, Телофаза) является универсальным для большинства эукариотических организмов.