Почему происходит сегментация яйца? Каков биохимический и биофизический механизм дробления? Этот далекий от ясности вопрос тесно связан с проблемой деления клеток, хотя дробление имеет столь специфические черты, что маловероятно существование одной-единственной причины дробления яиц и деления клеток тканей.
При анализе дробления может быть принята во внимание и интересная гипотеза Р. Гертвига, согласно которой следует видеть причину деления клеток в меняющемся ядерно-плазменном отношении (Kernplasmarelation). Объем ядра сначала отстает в своем росте от объема плазмы, но незадолго до следующего деления резко возрастает. Это приводит к ядерно-плазменному напряжению. Когда оно достигает наивысшей точки, ядро приобретает способность расти за счет плазмы, возникают токи жидкостей, создаются и другие физико-химические условия, вызывающие деление клетки.
Многочисленные гипотезы в последние десятилетия касаются собственно деления ядер, а не дробления яиц в целом. Таковы предположения о том, что пусковой механизм митоза — это явление удвоения ДНК, что хромосомы вырабатывают особое вещество, вызывающее деление клетки, а также другие гипотезы.
Представление о значении хромосом в делении клетки не подтверждается, например, таким опытом: если удалить ядро перед делением инфузории стентор, деление ее все равно может совершиться и образуются две новые клетки Множество фактов говорит о том, что дробление яиц и размножение клеток не может считаться только функцией самих единичных клеток. Заслуживают внимания следующие гипотезы о причинах появления борозд дробления.
- Согласно «гипотезе роста звезды» «звезды» (хромосомы, удаляющиеся к полюсам), возникающие при митозе, по мере увеличения обусловливают удлинение клетки, увлекают за собой клеточную поверхность, вызывая образование борозды дробления.
- «Гипотеза удлинения веретена» основана также на явлениях изменения митотического аппарата. Согласно ей лучи «звезды» прикрепляются к поверхности клетки, веретено деления удлиняется, а экваториальная поверхность втягивается внутрь.
- Суть «гипотезы сократимого кольца» состоит в кажущемся убедительным и основанном на фактах предположении о наличии особых уплотненных участков кортикального слоя яиц. Сокращение полоски желатинизированного кортикального слоя приводит к разделению яйца или бластомера.
Деление соматической клетки и ее ядра (митоз) сопровождается сложными многофазными трансформациями хромосом:
- в процессе митоза происходит удвоение каждой хромосомы на основе комплементарной репликации молекулы ДНК с образованием двух сестринских нитевидных копий (хроматид), соединенных в области центромеры;
- в последующем сестринские хроматиды разъединяются и эквивалентно распределяются по ядрам дочерних клеток.
В результате в делящихся соматических клетках поддерживается идентичность хромосомного набора и генетического материала. Отдельно следует сказать о нейронах - высокодифференцированных постмитотических клетках, не претерпевающих клеточных делений на протяжении жизни. Компенсаторные возможности нейронов в ответ на действие повреждающих факторов ограничиваются внутриклеточной регенерацией и репарацией ДНК в неделящемся ядре, чем в значительной степени обусловлена специфика нейропатологических процессов наследственной и ненаследственной природы.