Мітоз — процес подвоєння або розмноження клітин, під час якого одна клітина дає початок двом генетично ідентичним дочірнім клітинам. Це фундаментальний механізм біологічного відтворення клітин, який забезпечує ріст організму, регенерацію тканин та стабільність спадкової інформації. У вузькому сенсі поняття «мітоз» застосовується для опису подвоєння і розподілу хромосом — структур, що несуть генетичну інформацію у вигляді ДНК.
Клітинний цикл і місце мітозу
Життєвий цикл клітини складається з двох основних фаз — інтерфази та мітозу. В інтерфазі відбувається інтенсивний обмін речовинами, накопичення енергії та підготовка до поділу. Саме під час інтерфази хромосоми реплікуються, а також синтезуються білки, які згодом формують мітотичне веретено. Лише після завершення цих підготовчих процесів клітина переходить до власне мітозу.
Основні стадії мітозу
Мітоз складається з чотирьох послідовних фаз — профази, метафази, анафази та телофази. Кожна з них має характерні структурні й функціональні зміни.
- Профаза. Хромосоми потовщуються і спіралізуються, що робить їх добре видимими під мікроскопом. Нуклеолус, тобто ядерце, поступово зменшується і зникає. На завершальному етапі профази починається руйнування ядерної мембрани і формується апарат веретена поділу.
- Метафаза. Подвоєні хромосоми, що складаються з двох ідентичних хроматид, вишиковуються вздовж умовної екваторіальної лінії клітини. Кожна пара хроматид з’єднана в ділянці центромери. Саме у цей момент клітина досягає максимальної впорядкованості хромосомного матеріалу.
- Анафаза. Центромера розділяється, і сестринські хроматиди відокремлюються одна від одної, перетворюючись на самостійні хромосоми. Волокна веретена поділу розтягують їх до протилежних полюсів клітини. Цей етап гарантує рівний розподіл генетичної інформації між двома майбутніми клітинами.
- Телофаза. Хромосоми поступово деконденсуються, повертаючись у стан хроматину. Розчинена раніше ядерна оболонка знову відновлюється навколо кожного набору хромосом, формуються нові ядерця. Веретено поділу зникає. Завершальним етапом є цитокінез — поділ цитоплазми, внаслідок чого утворюються дві дочірні клітини, кожна з яких містить такий самий набір хромосом, як і материнська.
Після завершення мітозу клітина входить у фазу інтерфази, готуючись до нових циклів функціонування або наступних поділів.
Будова хромосом та їх роль у мітозі
У початкових стадіях мітозу хромосома виглядає як структура з двох хроматид, що являють собою ідентичні копії ДНК, з’єднані в ділянці центромери. Під час анафази хроматиди розділяються, і кожна з них стає повноцінною хромосомою. У телофазі хромосоми розкручуються, перетворюючись на менш щільно упакований хроматин. Хроматин організований у вигляді нуклеосом — структур, де ДНК обгорнута навколо білків гістонів, що забезпечує компактність і впорядкованість генетичного матеріалу.
Біологічне значення мітозу
Мітоз є ключовим процесом для підтримання життя багатоклітинних організмів. Він забезпечує:
- Ріст організму за рахунок збільшення кількості клітин.
- Регенерацію тканин і заміну пошкоджених або відмерлих клітин.
- Збереження генетичної стабільності, адже дочірні клітини отримують ідентичний набір хромосом.
Тривалість мітозу залежить від типу клітин і виду організму. У деяких випадках він займає лише кілька хвилин, в інших може тривати декілька годин. На швидкість процесу впливають фізіологічні фактори, температура та навіть час доби.
Мітоз є універсальним механізмом, завдяки якому життя продовжується на клітинному рівні. Його відпрацьована до найдрібніших деталей послідовність гарантує точність передавання спадкової інформації і стабільність розвитку організмів. Без мітозу були б неможливі ані ріст, ані відновлення тканин, ані існування складних багатоклітинних форм життя.
Данило Ігнатенко
