Процесс деления клетки
Новая жизнь зарождается в результате слияния половых клеток обоих родителей, образовавшихся в их половых органах посредством мейоза. Дальнейшее митотическое деление возникшей таким образом зиготы приводит к росту детского организма. Таким же способом образуется новая ткань при заживлении ран и повреждений.
30 тыс. генов человека распределены среди хромосом. Хромосома — единичная молекула ДНК с генами, расположенными наподобие автомобилей на платформе товарного поезда. В целом в ядре каждой клетки упаковано около 2 метров ДНК.
Мы наследуем по 23 хромосомы от каждого родителя. Эти 23 пары образуют 46 хромосом во всех клетках нашего организма, кроме сперматозоидов и яйцеклеток. Две половые хромосомы, XX или XY, совместно определяют пол. Остальные, называемые аутосомами, несут гены, отвечающие за не связанные с полом признаки. Во время роста организма либо при заживлении раны участвующие в этих процессах клетки должны делиться, чтобы обеспечить полный набор хромосом в заново формируемых клетках. Сходным образом процесс деления, в результате которого образуются сперматозоиды и яйцеклетки, должен завершиться появлением ядер с половинным набором хромосом. При слиянии в ходе оплодотворения возникших в результате этого редукционного деления половых клеток восстанавливается нормальный набор хромосом. Во время «считывания» генов хромосомы представлены в виде множества длинных и тонких нитей. Когда клетка делится, каждая хромосома удваивается и затем конденсируется, образуя характерную структуру. На фотографиях человеческие хромосомы можно увидеть почти всегда только в этом состоянии: они готовы к распределению в новом поколении клеток. Митоз и мейоз начинаются с удвоения, числа хромосом в материнской клетке. Перед ее делением на две дочерние клетки каждая половина получившегося двойного набора смещается к своему полюсу. Клетки, из которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки, проходят второй этап деления. На этот раз удвоения хромосом не происходит, и каждая вновь образованная клетка получает лишь половинный их набор.
КАК ДЕЛЯТСЯ КЛЕТКИ
В зависимости от выполняемой в организме функции наши клетки делятся двумя способами. Процесс деления расположенных в яичниках и яичках зародышевых клеток, из которых формируются яйцеклетки или сперматозоиды, называется мейозом.
В результате него из одной клетки образуется четыре новых, каждая из которых имеет 23 хромосомы — половинный набор. Все остальные клетки делятся с помощью митоза. Здесь образуются только две новые клетки, зато с полным набором хромосом — 46. Причина генетических аномалий, передающихся из поколения в поколение, заключена в ДНК, которая распределяется между половыми клетками во время мейоза. Все факторы, изменяющие ДНК в зародышевых клетках, могут привести к вредным мутациям и наследственным генетическим дефектам. Поскольку зародышевые клетки очень чувствительны к спонтанным изменениям на уровне генов и к таким вредным факторам окружающей среды, как радиация или наличие токсинов, генетические аномалии могут возникать и у людей, не имевших их в роду.
Эти хромосомы принадлежат женщине. Представлено 23 пары, по одной хромосоме от каждого родителя. Некоторые имеют больший размер, чем остальные, как, например, Х-хромосомы (внизу справа). Такая картина хромосомного набора, называемая кариотипом, используется генетиками для выявления различных типов генетических аномалий.
Эти клетки делятся с помощью митоза. В центре каждой клетки — удвоенные хромосомы, видимые как темные скопления. Они будут разделены на две равные группы, каждая из которых отойдет к противоположным полюсам клетки. Когда клетка разделится, каждая половинка будет иметь полный хромосомный набор.