Митоз — основной способ деления клетки. В результате митоза из одной диплоидной клетки, имеющей двухроматиновые хромосомы и удвоенное количество ДНК (2п4с), образуются две дочерние диплоидные клетки с однохроматидными хромосомами и одинарным количеством ДНК (2п2с), которые затем вступают в интерфазу. Так образуются соматические клетки (клетки тела) организма растения, животного или человека.
Пара конъюгированных хромосом образует бивалент (двойной) или тетраду. В дальнейшем между хромосомами, составляющими бивалент, может произойти обмен одинаковыми, или гомологичными, то есть содержащими одни и те же гены участками. Такой процесс носит название кроссинговера. К концу профазы между гомологичными хромосомами возникают силы отталкивания. Вначале они проявляются в области центромер, а затем в других участках. Хромосомы остаются связанными между собой только в местах кроссинговера.
Поддержание постоянного числа хромосом вида из поколения в поколение. (Диплоидный набор хромосом каждый раз восстанавливается в ходе оплодотворения в результате слияния двух гаплоидных гамет). Один из механизмов возникновения изменчивости в результате:
- перекомбинации генов в профазе I в ходе конъюгации и кроссинговера (рекомбинации);
- независимого расхождения хромосом;
- возникновения различных комбинаций генов в зиготах в результате оплодотворения (комбинативная изменчивость).
В профазе уже на этом этапе при большом увеличении микроскопа можно различить, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных между собой в области центромеры. Затем гомологичные хромосомы сближаются, каждая точка одной хромосомы совмещается с соответствующей точкой другой гомологичной хромосомы. Этот процесс точного и тесного сближения гомологичных хромосом в мейозе называется конъюгацией. В процессе конъюгации гомологичные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, сближаются на расстояние, не превышающее 120 нм. Но хромосомы не просто лежат друг подле друга, а удерживаются одна около другой благодаря образованию хроматидами каждой гомологичной хромосомы белковых нитей с утолщениями на свободном конце. Нити обеих хромосом соединяются друг с другом способом, напоминающим застежку «молния». Благодаря таким мостикам гомологичные хромосомы могут долгое время находиться в сближенном (конъюгированном) состоянии. Пара конъюгированных хромосом образует бивалент.
Профаза — первая фаза деления, в которой двухроматидные хромосомы спирализуются и становятся заметными, ядрышко и ядерная оболочка распадаются, образуются нити веретена деления. Клеточный центр делится на две центриоли, расходящиеся к полюсам.
В анафазе (№4) каждая центромера делится, и нити веретена деления растягивают отделившиеся друг от друга хроматиды к противоположным полюсам. Теперь разделённые хроматиды называются дочерними хромосомами.
В профазе (№2) хромосомы спирализуются, центриоли расходятся к полюсам клетки, распадается ядерная оболочка, исчезают ядрышки, и начинает формироваться веретено деления.
Сперматогонии → сперматоциты I → сперматоциты II → сперматиды → сперматозоиды
Сперматозоид состоит из головки, шейки и хвоста. Он подвижен и благодаря этому вероятность встречи его с гаметами увеличивается. У мхов и папоротников спермии развиваются в антеридиях, у покрытосеменных растений они образуются в пыльцевых трубках.
Метафаза (№3). В этой фазе хорошо видны хромосомы, состоящие из двух хроматид. Они выстраиваются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку.
Метафаза I (№2). Клетка диплоидна. По экватору выстраиваются биваленты гомологичных хромосом. Нити веретена прикрепляются к центромере каждой двухроматидной хромосомы, т.е. к каждой хромосоме присоединяется по одной нити.
В основе полового размножения лежит особый вид деления клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом, основное звено образования половых клеток — митотическое деление клеток (митоз). Из родительской клетки образуются четыре дочерние с вдвое уменьшенным числом хромосом. Биологическое значение заключается в обеспечении образования половых клеток — гамет с одинарным набором хромосом, который восстанавливается при оплодотворении; в увеличении генетического разнообразия за счёт кроссинговера, является основой комбинативной изменчивости.
Интерфаза (№1) — период между двумя делениями. В этот период клетка готовится к делению. Удваивается количество ДНК (репликация) в хромосомах. Удваивается количество других органоидов, синтезируются белки, причём наиболее активно те их них, которые образуют веретено деления, происходит рост клетки. К концу интерфазы каждая хромосома состоит из двух хроматид, которые в процессе митоза станут самостоятельными хромосомами.
В интерфазной клетке хроматин имеет вид мелкозернистых нитевидных структур, состоящих из молекул ДНК и белковой (нуклеопротеидной) обкладки.
Прокариотические клетки делятся путём простого бинарного деления. Для эукариотических клеток характерны способы деления — амитоз, митоз, мейоз.
| Способ деления | Тип деления | Особенности | Наследственная информация |
| Амитоз («нить») | Прямое деление | Прямое деление ядра клетки, без образования хромосом и веретена деления. Может сопровождаться делением клетки или проходить без деления цитоплазмы, что приводит к образованию дву- и многоядерных клеток. | Наследственная информация между дочерними клетками распределяется неравномерно. |
| Митоз («нить») | Непрямое деление | Основной способ деления эукариотических клеток. Из родительской клетки образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом. | Дочерние клетки имеют одинаковый набор хромосом, такой же, как родительская клетка. |
| Мейоз («уменьшение») | Редукционное деление | Особый способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом, основное звено образования половых клеток. | Из родительской клетки образуются четыре дочерние с вдвое уменьшенным числом хромосом. |