Политения - уникальное явление в живой природе, позволяющее клеткам значительно увеличивать количество генетического материала без деления. Давайте разберемся, что это такое, как оно происходит и зачем нужно организму.
Суть политении
Политения - это наличие в ядре некоторых соматических клеток гигантских многонитевых (политенных) хромосом, которые по размерам могут быть в сотни раз больше обычных хромосом.
Это явление впервые описал в 1881 году французский цитолог Э. Бальбиани при изучении клеток слюнных желез личинок комаров-звонцов.
Политения представляет собой многократное удвоение молекул ДНК в хромосомах без увеличения числа самих хромосом и без последующего деления клетки.
В результате число хроматид (нитей) в политенных хромосомах может достигать нескольких тысяч. При этом содержание ДНК в ядре увеличивается в сотни и тысячи раз по сравнению с обычными хромосомами.
В отличие от других способов повышения плоидности (эндомитоза, полиплоидии), при политении сохраняется диплоидное число хромосом, но каждая хромосома содержит гораздо больше ДНК.
Механизмы и особенности политении
Политения наблюдается в клетках слюнных желез некоторых насекомых (комары, дрозофилы), у простейших и в клетках некоторых растений.
Запуск процесса многократного удвоения ДНК осуществляется с помощью специальных регуляторных белков.
При этом в ядре клетки происходят структурные изменения:
- Резкое увеличение размеров ядра
- Образование пучков гигантских политенных хромосом
- Расправление и деспирализация хромосом
Для политенных хромосом характерно наличие темных дисков и светлых междисков. Их особое расположение позволяет анализировать структуру и активность хромосом.
Политения - это явление помогает клеткам резко нарастить количество генетического материала и синтезируемых по его матрице белков, необходимых для выполнения специализированных функций.
В дальнейшем, при делении такой клетки, политенные хромосомы вновь превращаются в обычные хромосомы, чтобы обеспечить правильное распределение генетического материала между дочерними клетками.
Значение политении для клетки
Что такое политения? Это мощный механизм регуляции активности генов в клетке. Благодаря многократному увеличению числа копий каждого гена резко возрастает количество синтезируемых на их основе РНК и белков.
В результате политении клетка получает следующие преимущества:
- Значительно повышается интенсивность обменных процессов
- Ускоряются процессы роста и специализации клетки
- Повышается устойчивость к мутациям отдельных генов
Таким образом, политения позволяет клетке эффективно выполнять свои функции в организме, синтезируя большое количество необходимых веществ.
Роль политении в онтогенезе
Политения играет важную роль в эмбриональном и постэмбриональном развитии животных. Она участвует в процессах гисто- и органогенеза, стимулируя образование специализированных клеток и тканей.
Например, политенные хромосомы обнаруживаются в клетках:
- Слюнных желез larva комаров
- Фолликулярных клетках яичников позвоночных
- Гипофиза млекопитающих
Политения и регенерация тканей
Активация политении может происходить в клетках взрослого организма при регенерации поврежденных тканей и органов. Многократное увеличение генетического материала стимулирует процессы деления и дифференцировки клеток, необходимые для восстановления утраченных структур.
Перспективы применения знаний о политении
Изучение молекулярных механизмов запуска и регуляции политении открывает новые перспективы в области биомедицинских технологий. Эти знания могут быть использованы для:
- Стимуляции регенерации тканей при лечении травм, ожогов, инфарктов
- Активации пролиферации клеток в биоинженерных конструкциях
- Повышения продуктивности клеточных культур в биотехнологии
