Амитоз

Амитоз

Амито́з (греч. а — отрицательная частица и митоз) — представляет собой процесс прямого деления интерфазного клеточного ядра, который происходит без формирования хромосом и вне митотического цикла. В результате амитоза может происходить разделение клетки, но также возможно разделение только ядра без разделения цитоплазмы, что приводит к образованию двуядерных или многоядерных клеток.

Амитоз как примитивная форма деления ядра впервые был описан немецким биологом Робертом Ремаком в 1841 году. Термин «амитоз» был предложен немецким гистологом Вальтером Флеммингом в 1882 году.

Характеристика амитоза

Амитоз характеризуется отсутствием сложной перестройки клетки во время процесса деления. Вместо этого происходит простое деление ядра клетки надвое без предварительной подготовки к этому процессу. Основные особенности амитоза:

1. Амитоз представляет собой особый тип клеточного деления, при котором происходит сохранение структуры ядра в интерфазе. В отличие от митоза, в процессе амитоза не происходит образование веретена деления, которое играет ключевую роль в равномерном распределении хромосом.
2. При амитозе может не происходить репликация хромосом, что приводит к тому, что хромосомы остаются в одном экземпляре.
3. В результате амитоза хромосомы ДНК распределяются между дочерними клетками случайным образом, а не равномерно, как это происходит при митозе. Это может привести к значительным различиям в генетическом материале между дочерними клетками.
4. Амитоз также может привести к образованию дву- или многоядерных клеток, что может быть функциональным, но не позволяет им полноценно участвовать в дальнейшем митотическом цикле.
5. Клетка, прошедшая через амитоз, теряет способность нормально участвовать в митотическом цикле, что связано с тем, что она не прошла все необходимые стадии подготовки к делению.
6. Амитоз чаще наблюдается у одноклеточных организмов.
7. Амитоз представляет собой способ клеточного деления, который присущ определённым высокоспециализированным и дифференцированным тканям. К ним относятся нейроны вегетативных ганглиев, хрящевые и железистые клетки, лейкоциты крови, клетки эндотелия кровеносных сосудов и другие. Кроме того, амитоз наблюдается в клетках злокачественных опухолей. Этот тип деления клеток характерен для стареющих или патологически изменённых клеток, которые отличаются низкой митотической активностью.
8. Амитоз часто используется организмами для быстрого восстановления повреждённых тканей, хотя и с возможными нарушениями в генетическом составе клеток.
9. Амитоз не происходит в тех случаях, когда требуется сохранение полноценной генетической информации, например, в нормально развивающемся эмбрионе или оплодотворённых яйцеклетках.

Виды амитоза

Классификация по функциональному происхождению амитоза Беннингхофф (А. Benninghoff, 1922)

Генеративный амитоз

Генеративный амитоз представляет собой процесс полного разделения ядер, который может привести к последующему митозу. Этот вид амитоза встречается у некоторых одноклеточных организмов и в полиплоидных ядрах. Подобные процессы также наблюдаются при делении определённых специализированных клеток, таких как клетки печени, эпидермиса, трофобласта и других. В этих случаях амитоз предшествует эндомитозу — внутреннему удвоению хромосомного набора внутри ядра. Образовавшиеся полиплоидные ядра далее делятся путём амитоза.

Реактивный амитоз

Реактивный амитоз вызывается различными факторами, такими как радиационное излучение, химические вещества, температура и другие, которые могут повредить клетку. Также его причиной могут стать нарушения обмена веществ в клетке, например, при недостаточном питании или денервации ткани. В большинстве случаев такой тип амитоза не сопровождается последующим разделением клетки и приводит к образованию многоядерных структур. Некоторые учёные считают, что реактивный амитоз является внутренней компенсаторной реакцией клетки, способствующей усилению её метаболических процессов.

Дегенеративный амитоз

Дегенеративный амитоз связан с процессом разрушения или необратимого изменения структуры клетки. В этом случае ядро делится путём фрагментации или почкования без синтеза ДНК, что иногда указывает на начало некроза тканей.

Классификация по форме деления ядра

Амитоз - примеры прямого деления клеток

Равномерный амитоз

В процессе равномерного амитоза клетка проходит через деление, результатом которого является формирование двух дочерних ядер. Эти два новых ядра абсолютно идентичны по размеру и структуре, что обеспечивает их полную симметрию относительно друг друга. Это типичное явление для некоторых типов клеток, где важно поддерживать генетическую однородность между двумя новыми ядрами после деления.

Неравномерный амитоз

При неравномерном амитозе процесс деления приводит к образованию двух ядер, которые отличаются друг от друга по размеру, форме или содержанию генетического материала. Такое неравенство может возникать из-за асимметричного распределения хромосом во время деления клетки. Это означает, что каждое новое ядро будет иметь уникальные характеристики, отличные от другого.

Фрагментация

Фрагментация представляет собой более сложный процесс амитотического деления, при котором одно ядро распадается на несколько мелких фрагментов. Эти фрагменты могут варьироваться по величине и содержать разное количество генетической информации. Некоторые из них могут быть одинакового размера, тогда как другие могут значительно отличаться. Этот процесс часто наблюдается у одноклеточных организмов и служит механизмом адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды.

Значение амитоза

Амитоз встречается в различных тканях, особенно в специализированных клетках. Образовавшиеся в результате амитоза клетки способны к дальнейшей жизнедеятельности и дифференциации, но часто не способны к размножению из-за нарушения хромосомного набора. В результате эти клетка обречена на гибель, поскольку клетка, подвергшаяся амитозу, не может в дальнейшем вступить в нормальный митотический цикл. Амитоз наблюдается при некоторых патологических состояниях, таких как воспаление и злокачественный рост, а также при дегенерации (разрушении) клеток в органах зародыша, выполняющих временные функции. Примером может служить амитоз в зародышевых оболочках млекопитающих.

Амитоз является самым экономичным способом деления клетки, так как затраты энергии при этом весьма незначительны, и используется природой в ситуациях, когда важнее быстрое наращивание биомассы, а не точность генетического сходства материнской и дочерних клеток.

Эволюционное происхождение амитоза

Ранее амитоз считали одним из распространённых способов деления растительных и животных клеток. Современные исследования показали, что некоторые признаки клеток, считавшиеся проявлением амитоза (например, гантелевидные и лопастные ядра, двухъядерные клетки), на самом деле являются результатом митоза. У простейших описаны формы митоза без образования веретена деления. Эти исследования позволили сделать вывод, что в нормальных клетках амитоз отсутствует.

Раннее представление об амитозе как о примитивной форме деления ядра, на основе которой развился митоз, не подтвердилось. Прямое деление вегетативного ядра (макронуклеуса) инфузорий, внешне напоминающее амитоз, представляет собой качественно своеобразную форму деления ядра, возникшую на основе преобразования митоза.