W anafazie mitozy komórki rozchodzą się do biegunów. Mitoza - pośredni podział komórek

Komórki organizmu wielokomórkowego mają niezwykle zróżnicowane funkcje. Komórki mają różną żywotność w zależności od ich specjalizacji. Na przykład po zakończeniu embrionalnego okresu rozwoju komórki nerwowe i mięśniowe przestają się dzielić i funkcjonować przez całe życie organizmu. Komórki innych tkanek - szpiku kostnego, naskórka, nabłonka jelita cienkiego - w trakcie pełnienia swojej funkcji szybko umierają i są zastępowane nowymi w wyniku ciągłego rozmnażania się komórek.

Tak więc cykl życiowy komórek odnawiających się tkanek obejmuje czynną czynność czynnościową i okres podziału. Podział komórek leży u podstaw rozwoju i wzrostu organizmów, ich rozmnażania, a także zapewnia samoodnawianie się tkanek przez całe życie organizmu i przywrócenie ich integralności po uszkodzeniu.

Najbardziej rozpowszechnioną formą rozmnażania komórek w organizmach żywych jest podział pośredni lub mitoza. Mitoza charakteryzuje się złożonymi przemianami jądra komórkowego, którym towarzyszy tworzenie specyficznych struktur chromosomowych. Chromosomy są stale obecne w komórce, ale w okresie między dwoma podziałami - interfazą - są w stanie despiralizacji i dlatego nie są widoczne pod mikroskopem świetlnym. W interfazie odbywa się przygotowanie do mitozy, które polega głównie na duplikacji DNA (reduplikacji). Nazywa się zespół procesów zachodzących podczas przygotowania komórki do podziału, a także podczas samej mitozy cykl mitotyczny... Z rysunku wynika, że \u200b\u200bpo zakończeniu podziału komórka może wejść w okres przygotowań do syntezy DNA, oznaczony symbolem G1 . W tym czasie RNA i białka są intensywnie syntetyzowane w komórce, wzrasta aktywność enzymów uczestniczących w syntezie DNA. Następnie komórka zaczyna syntetyzować DNA. Dwie spirale starej cząsteczki DNA rozchodzą się i każda staje się matrycą do syntezy nowych nici DNA. W rezultacie każda z dwóch cząsteczek potomnych musi koniecznie zawierać jedną starą helisę i jedną nową. Nowa cząsteczka jest absolutnie identyczna ze starą. Ma to głębokie znaczenie biologiczne: w ten sposób ciągłość informacji genetycznej zostaje zachowana w niezliczonych pokoleniach komórek.

Czas trwania syntezy DNA w różnych komórkach nie jest taki sam i waha się od kilku minut w przypadku bakterii do 6-12 godzin w komórkach ssaków. Po zakończeniu syntezy DNA - faza S cykl mitotyczny - komórka nie zaczyna się od razu dzielić. Okres od zakończenia syntezy DNA do początku mitozy nazywany jest fazą G2.W tym okresie komórka kończy przygotowania do mitozy: gromadzi się ATP, syntetyzuje się białka wrzeciona achromatyny, podwaja się centriole.

Sam proces mitotycznego podziału komórki składa się z czterech faz: profazy, metafazy, anafazy i telofazy.

W profaza zwiększa się objętość jądra i komórki jako całości, komórka jest zaokrąglona, \u200b\u200bjej aktywność funkcjonalna maleje lub zatrzymuje się (na przykład ruch ameboidalny w pierwotniakach i leukocytach zwierząt wyższych). Specyficzne struktury komórkowe (rzęski itp.) Często zanikają. Centriole rozchodzą się parami do biegunów, chromosomy spiralizują, w wyniku czego gęstnieją i stają się widoczne. Odczytywanie informacji genetycznej z cząsteczek DNA staje się niemożliwe: synteza RNA zatrzymuje się, jąderko znika. Włókna wrzeciona podziałowego rozciągają się między biegunami komórki - powstaje aparat zapewniający rozbieżność chromosomów do biegunów komórki. Przez całą profazę chromosomy kontynuują spiralę, która staje się gruba i krótka. Pod koniec profazy otoczka jądrowa rozpada się, a chromosomy są losowo rozproszone w cytoplazmie.

W metafaza spiralizacja chromosomów osiąga maksimum, a skrócone chromosomy pędzą do równika komórki, znajdującego się w równej odległości od biegunów. Tworzy się płyta równikowa lub metafaza. Na tym etapie mitozy struktura chromosomów jest wyraźnie widoczna, łatwo je policzyć i zbadać ich indywidualne cechy.

Każdy chromosom ma region pierwotnego zwężenia - centromer, do którego podczas mitozy przyczepiona jest nić wrzeciona i ramiona. Na etapie metafazy chromosom składa się z dwóch chromatyd połączonych ze sobą tylko w regionie centromeru.

Wszystkie komórki somatyczne dowolnego organizmu zawierają ściśle określoną liczbę chromosomów. We wszystkich organizmach należących do tego samego gatunku liczba chromosomów w komórkach jest taka sama: u muchy domowej - 12, u muszki owocowej - 8, w kukurydzy - 20, w truskawkach - 56, u raków rzecznych - 116, u ludzi - 46, u szympansów , karaluch i pieprz - 48. Jak widać, liczba chromosomów nie zależy od wysokości organizacji i nie zawsze wskazuje na pokrewieństwo filogenetyczne. Liczba chromosomów nie jest więc cechą gatunkową, ale zestaw cech zestawu chromosomów (kariotyp) - kształt, wielkość i liczba chromosomów - jest charakterystyczny tylko dla jednego gatunku roślin lub zwierząt.

Liczba chromosomów w komórkach somatycznych jest zawsze sparowana. Wynika to z faktu, że komórki te zawierają dwa chromosomy tego samego kształtu i wielkości: jeden pochodzi z organizmu ojcowskiego, a drugi z organizmu matki. Chromosomy, które mają ten sam kształt i rozmiar oraz posiadają te same geny, nazywane są homologicznymi. Nazywa się zestaw chromosomów komórki somatycznej, w którym każdy chromosom ma parę dla siebie podwójnie,lub rekrutacja diploidalna, i jest oznaczony przez 2n. Ilość DNA odpowiadająca diploidalnemu zestawowi chromosomów jest oznaczona jako 2c. Tylko jeden z każdej pary homologicznych chromosomów dostaje się do komórek płciowych, dlatego zestaw chromosomów gamet nazywa się pojedynczy lub haploidalny.

Badanie szczegółów struktury chromosomów płytki metafazowej ma ogromne znaczenie w diagnostyce chorób człowieka spowodowanych naruszeniem struktury chromosomów.

W anafaza zmniejsza się lepkość cytoplazmy, centromery są oddzielane i od tego momentu chromatydy stają się niezależnymi chromosomami. Włókna wrzeciona połączone z centromerami przyciągają chromosomy do biegunów komórki, podczas gdy ramiona chromosomów pasywnie podążają za centromerem. Zatem w anafazie chromatydy chromosomów podwojonych w interfazie dokładnie rozchodzą się do biegunów komórki. W tej chwili komórka zawiera dwa diploidalne zestawy chromosomów (4n4c).

Na ostatnim etapie - telofaza - chromosomy rozwijają się, despiralizują. Ze struktur błonowych cytoplazmy powstaje otoczka jądrowa. U zwierząt komórka jest podzielona na dwie mniejsze komórki przez utworzenie zwężenia. U roślin błona cytoplazmatyczna pojawia się pośrodku komórki i rozprzestrzenia się na jej obrzeża, dzieląc komórkę na pół. Po utworzeniu poprzecznej błony cytoplazmatycznej w komórkach roślinnych pojawia się ściana celulozowa. Tak więc z jednej komórki powstają dwie komórki potomne, w których informacje dziedziczne dokładnie kopiują informacje zawarte w komórce macierzystej. Począwszy od pierwszego mitotycznego podziału zapłodnionego jaja (zygoty), wszystkie komórki potomne powstałe w wyniku mitozy zawierają ten sam zestaw chromosomów i te same geny. W konsekwencji mitoza jest sposobem podziału komórek, który polega na precyzyjnym rozmieszczeniu materiału genetycznego między komórkami potomnymi.

W wyniku mitozy obie komórki potomne otrzymują diploidalny zestaw chromosomów.

Mitozę hamują wysokie temperatury, wysokie dawki promieniowania jonizującego oraz działanie trucizn roślinnych. Jedna z tych trucizn, kolchicyna, znajduje zastosowanie w cytogenetyce: może służyć do zatrzymania mitozy na etapie płytki metafazowej, co umożliwia policzenie liczby chromosomów i nadanie każdemu z nich indywidualnej charakterystyki, czyli wykonanie kariotypowania.

Stół Cykl mitotyczny i mitoza (T.L. Bogdanov. Biologia. Zadania i ćwiczenia. Przewodnik dla kandydatów na uniwersytety. M., 1991 )

Cechy mitozy u roślin i zwierząt

Wzrost i rozwój żywych organizmów jest niemożliwy bez procesów podziału komórek. Jednym z nich jest mitoza - proces podziału komórki eukariotycznej, podczas którego przekazywana i przechowywana jest informacja genetyczna. W tym artykule dowiesz się więcej o cechach cyklu mitotycznego, zapoznasz się z charakterystyką wszystkich faz mitozy, które zostaną zawarte w tabeli.

Pojęcie „cyklu mitotycznego”

Wszystkie procesy zachodzące w komórce, od jednego podziału do drugiego, a kończące się wytworzeniem dwóch komórek potomnych, nazywane są cyklem mitotycznym. Cykl życia komórki to także stan spoczynku i okres wykonywania jej bezpośrednich funkcji.

Główne etapy mitozy obejmują:

• Samodzielne podwajanie lub redukcja kodu genetycznego, która jest przekazywana z komórki macierzystej do dwóch komórek potomnych. Proces ten wpływa na strukturę i tworzenie chromosomów.
• Cykl komórkowy - składa się z czterech okresów: przedsyntetycznego, syntetycznego, postsyntetycznego i faktycznie mitozy.

Pierwsze trzy okresy (presyntetyczny, syntetyczny i postsyntetyczny) odnoszą się do interfazy mitozy.

Niektórzy naukowcy nazywają okres syntetyczny i postsyntetyczny przed fazą mitozy. Ponieważ wszystkie etapy zachodzą w sposób ciągły, płynnie przechodząc od jednego do drugiego, nie ma między nimi wyraźnego oddzielenia.

Proces bezpośredniego podziału komórki, czyli mitozy, przebiega w czterech fazach, odpowiadających następującej sekwencji:

Artykuły TOP-4którzy czytali razem z tym

• Profaza;
• Metafaza;
• Anafaza;
• Telophase.

Postać: 1. Fazy mitozy

Z krótkim opisem każdej fazy można zapoznać się w poniższej tabeli „Fazy mitozy”.

Tabela „Fazy mitozy”

Proces cytotomii w komórce zwierzęcej zachodzi za pomocą bruzdy podziałowej, aw komórce roślinnej - za pomocą płytki komórkowej.

Nietypowe formy mitozy

W naturze czasami można znaleźć nietypowe formy mitozy:

• Amitoza - metoda bezpośredniego rozszczepienia jądra, w której zachowana jest struktura jądra, jąderko nie rozpada się, a chromosomy nie są widoczne. W rezultacie otrzymujemy ogniwo dwurdzeniowe.

Postać: 2. Amitoza

• Polityka - Komórki DNA namnażają się, ale bez zwiększania zawartości chromosomów.
• Endomitoza - podczas procesu po replikacji DNA nie następuje rozdział chromosomów na chromatydy potomne. W tym przypadku liczba chromosomów wzrasta kilkadziesiąt razy, pojawiają się komórki poliploidalne, co może prowadzić do mutacji.

Postać: 3. Endomitoza

Czego się nauczyliśmy?

Proces pośredniego podziału komórek eukariotycznych przebiega w kilku etapach, z których każdy ma swoją własną charakterystykę. Cykl mitotyczny składa się z etapów interfazy i bezpośredniego podziału komórkowego, na który składają się cztery fazy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Czasami w naturze występują nietypowe metody podziału, takie jak amitoza, polytenia i endomitoza.

Testuj według tematu

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.4. Otrzymane oceny ogółem: 518.

Mitoza - pośredni podział komórek, polegający na rozszczepieniu jądra (kariotomia) i cytoplazmie (cytotomia).

Mitozę dzieli się na profazę (wczesne i późne stadia), prometafazę, metafazę, anafazę i telofazę. Sam podział trwa stosunkowo krótko - około 30 minut.

Mitoza, czyli pośredni podział komórki, to metoda podziału komórki eukariotycznej, w której każda z dwóch nowo powstałych komórek otrzymuje materiał genetyczny identyczny z pierwotną komórką, czyli prowadzi do powstania dwóch pełnoprawnych komórek z diploidalnym zestawem chromosomów i równomiernie rozłożonym materiałem cytoplazmatycznym.

Proroka... Pierwszym etapem mitozy jest profaza. We wczesnej profazie rozpoczyna się kondensacja chromosomów (faza gęstego i luźnego zwoju), jąderko ulega rozpadowi, a centriole ulegają polaryzacji.

Na początku profazy pary centrioli przemieszczają się do różnych biegunów komórki. Równocześnie z tym powstają cienkie włókna, rozchodzące się promieniście od każdej pary centrioli - mikrotubul. Mikrotubule tworzące się z centrum jednej komórki rozciągają się w kierunku mikrotubul, które polimeryzują w centrum innej komórki. W rezultacie są ze sobą powiązane. Błona jądrowa rozpada się na pęcherzyki (karyoliza), a zawartość jądra łączy się z zawartością macierzy cytoplazmatycznej. Na błonach pęcherzyków powstałych w wyniku rozpadu kariolemmy zachowane są kompleksy receptorowe i laminy.

W późnym stadium profazy trwa kondensacja chromosomów. Gęstnieją i są dobrze widoczne pod mikroskopem świetlnym. Każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd siostrzanych połączonych centromerem. Na tym etapie zaczyna się formować wrzeciono mitotyczne - dwubiegunowa struktura składająca się z mikrotubul. Jest zorganizowany przez centriole, które są częścią centrum komórki, z którego promieniście promieniują mikrotubule.

Początkowo centriole znajdują się w pobliżu błony jądrowej, a następnie rozchodzą się, tworząc dwubiegunowe wrzeciono mitotyczne. W procesie tym mikrotubule biegunowe oddziałują ze sobą podczas ich wydłużania. Jądro i jąderko przestają istnieć jako oddzielne jednostki. Komórka staje się bardziej wydłużona. W profazie chromosomy są najpierw postrzegane jako struktury podwójnie nitkowate. W przyszłości uzyskują formę w kształcie pręta.

W profazie mitozy EPS i kompleks Golgiego rozpadają się na pęcherzyki. To tymczasowe zniszczenie organelli odgrywa zasadniczą rolę w równomiernym rozmieszczeniu materiału cytoplazmatycznego.

Prometafaza... To jest kontynuacja późnej profazy. Podczas prometafazy powstają kinetochory (centromery), które pełnią funkcję centrów organizacji mikrotubul kinetochorowych. Przyczyną ruchu chromosomów jest odejście kinetochorów z każdego chromosomu w obu kierunkach i ich interakcja z mikrotubulami biegunowymi wrzeciona mitotycznego.

Metafaza... Podczas tej fazy chromosomy są rozmieszczone w regionie równikowym i tworzą płytkę metafazową. Jeśli płyta metafazy spada stycznie, to jest widoczna jako gwiazda-matka. Stopień kondensacji chromosomów osiąga maksymalny poziom. Każdy chromosom jest utrzymywany przez parę kinetochorów i powiązanych mikrotubul kinetochorowych skierowanych na przeciwne bieguny wrzeciona mitotycznego.

Chromosom zawiera cząsteczkę DNA i białka wiążące DNA. Chromatyna w chromosomie tworzy liczne pętle i zawiera wiele gęsto upakowanych nukleosomów. W profazie i metafazie u ssaków chromosomy mają kształt x - lub y. W chromosomach x występuje tzw. Pierwotne zwężenie (centromer) łączące ramiona chromosomów. Odcinki chromosomu metafizycznego od centromeru do obu końców nazywane są ramionami chromosomu. Ramiona to podwójne struktury złożone z sąsiadujących ze sobą chromosomów s. Pierwotne zwężenie zawiera kinetochory.

Jeśli ramiona chromosomów są równe, wówczas takie chromosomy nazywane są metacentrycznymi. Chromosomy o krótkich i długich ramionach nazywane są akrocentrycznymi. Prawie równe lub niezbyt różne od siebie, ramiona mają submetacentryczne chromosomy.

W jednym z biegunów barku chromosomu można czasami znaleźć zwężony obszar - wtórne zwężenie. Dalszy obszar barku za wtórnym zwężeniem nazywany jest satelitą. Zwężenie wtórne obejmuje strefę organizatora jąderkowego.

Centromery wszystkich chromosomów d (z podwójnym zestawem DNA) znajdują się w jednej płaszczyźnie - jest to płaszczyzna równikowa komórki. Przecina komórkę pod kątem prostym do osi podłużnej wrzeciona. Centromer ma kinetochor, małą strukturę w kształcie dysku leżącą po obu stronach regionu centromeru chromosomu d. Kinetochory są tak małe, że można je zobaczyć tylko pod mikroskopem elektronowym. W stanie aktywnym kinetochory zachowują się jak centriole, czyli pełnią rolę centrów organizacji mikrotubul (mikrotubul kinetochorowych). Kinetochory wykazują swoją aktywność dopiero od momentu zniszczenia powłoki jądrowej i po interakcji z tubulinami.

Wśród mikrotubul wrzeciona rozszczepienia istnieje kilka typów: kinetochorowy, polarny i astralny.

Mikrotubule kinetochorowe jednym biegunem łączą się z kinetochorem chromosomu, a drugim z jednym z diplosomów i rozłączają chromosomy. Mikrotubule polarne kierowane są z centrioli (diplosomów) do środka wrzeciona rozszczepienia, gdzie nakładają się na podobne mikrotubule przeciwnego diplosomu.

Mikrotubule astralne kierowane są z diplosomu na powierzchnię komórki. Dwa ostatnie typy mikrotubul służą do równomiernego rozprowadzenia materiału cytoplazmatycznego i cytokinezy.

Anafaza... Rozpoczyna się rozbieżnością chromosomów potomnych do biegunów tworzących się komórek. Dzieje się to przy bezpośrednim udziale mikrotubul i przebiega z prędkością około 1 μm / min.

Z powodu rozbieżności każdego chromosomu d powstają dwa chromosomy S. W rezultacie każda komórka otrzymuje identyczny diploidalny zestaw chromosomów S. Gdy chromosomy rozchodzą się w kierunku biegunów, mikrotubule kinetochorowe ulegają skróceniu, a wrzeciono podziału wydłuża się. Oprócz demontażu mikrotubul kinetochorowych, proces dywergencji materiału genetycznego zapewnia wydłużenie polarnych mikrotubul oraz aktywność funkcjonalna białek translokatora.

Tradycyjnie rozróżnia się anafazę wczesną i późną, w zależności od stopnia rozdzielenia materiału genetycznego na przeciwległe bieguny. Ogólnie jest to najkrótszy etap mitozy w czasie.

Telophase... To jest ostatni etap mitozy. W telofazie chromatydy zbliżają się do biegunów, trwa równomierna dystrybucja materiału cytoplazmatycznego komórki, w tym dziedziczenie pozajądrowe; powstaje otoczka jądrowa, jąderka są ponownie formowane. Cytokineza komórki kończy telofazę z podziałem jednej komórki matczynej na dwie komórki potomne.

We wczesnej telofazie skondensowane chromosomy s znajdują się na przeciwnych biegunach komórki w pobliżu centrów komórkowych i jeszcze nie zmieniają swojej orientacji.

Trwają procesy wydłużania dzielącej się komórki. Plazmolemma jest rysowana między dwoma jąderami potomnymi w płaszczyźnie prostopadłej do długiej osi wrzeciona podziału i dwie nowe komórki zaczynają się obrysowywać.

W późnej telofazie rozpoczyna się dekondensacja chromosomów i tworzą się otoczki jądrowe przez fuzję pęcherzyków z wcześniej zdezintegrowanej karyolemmy i tworzą się jąderka. Bruzda podziałowa pogłębia się, a między komórkami potomnymi pozostaje mostek cytoplazmatyczny, który jest dalej dzielony przez błonę komórkową, co prowadzi do autonomii komórek potomnych.

Tworzenie się błony komórkowej oddzielającej od siebie dwie nowe komórki następuje w wyniku skurczu mikrowłókien w obszarze mostka cytoplazmatycznego oraz w wyniku transportu pęcherzyków, które łączą się ze sobą.

Po cytotomii (podziale komórek) pęcherzyki łączą się w komórkach, tworząc EPS i kompleks Golgiego.

Mitoza i cykl mitotyczny nie są zjawiskami automatycznymi - są regulowane przez różne czynniki. Najczęściej badane są kinazy zależne od cyklin (kinazy białkowe). Białka te są w skrócie Cdk. Białka te są podobne we wszystkich komórkach organizmów zwierzęcych. Te kinazy białkowe fosforylują białka, które kontrolują poszczególne etapy cyklu mitotycznego, wiążą specjalne białka - cykliny. Tylko kompleks Cdk z cyklinami kontroluje cykl mitotyczny.

Każdy etap cyklu mitotycznego odpowiada swojej własnej cyklinie, która wyzwala kompleks reakcji biologicznych komórki. W początkowej fazie presyntetycznego okresu interfazy komórka nie wchodzi w okres Go ze względu na kompleksy Cdk4 i Cdk6 z cykliną D.

W drugiej połowie okresu G 1 wiodącym kompleksem kontrolnym staje się Cdk2 z cykliną E. W okresie syntezy cyklina zmienia się, ale pozostaje kinaza białkowa. Zatem na początku S-okresu wiodącym kompleksem jest diklina A-Cdk2, a następnie cyklina B-Cdk2. W okresie C2 zmienia się nie cyklina, ale kinaza białkowa. W rezultacie kompleks kontrolny jest oznaczony jako cyklina B-Cdk1. Ten ostatni kompleks faktycznie wprowadza komórkę w mitozę i nazywany jest czynnikiem stymulującym mitozę.

Cyklina B-Cdk1 jest zdolna do fosforylacji histonu H1. Ten fosforylowany histon bierze udział w fałdowaniu (kondensacji) nici DNA. Ale to nie wystarczy. W prometafazie mitozy czynnik stymulujący mitozę fosforyluje również grupę białek, których kompleks nazywany jest kondensyną, a jej tworzenie jest wywoływane przez fosforylację. Pod wpływem histonu H1 i kondensyny chromosomy dopasowują się do struktur metafazowych. Ten proces wymaga użycia ATP.

Ponadto pod wpływem czynnika stymulującego mitozę w profazie zachodzi fosforylacja lamin na wewnętrznej powierzchni otoczki jądrowej. W rezultacie laminy A i C przechodzą do stanu rozpuszczonego. Strukturalna integralność powłoki zostaje naruszona i rozpada się na układ bąbelków. Prawdopodobnie podobnie dzieje się w EPS z kompleksem Golgiego.

Pod wpływem czynnika stymulującego mitozę w profazie dochodzi do aktywacji polimeryzacji mikrotubul i blokady lekkich łańcuchów miozyny, co zapobiega przedwczesnej cytotomii komórkowej.

Podział komórek jest regulowany przez dwie grupy czynników: mitogenne i antymitogenne, czyli keylony. Czynniki mitogenne wytwarzane są w tkankach (hormony tkankowe) i aktywują podział komórek, przy jednoczesnym wzroście liczby populacji komórek. Czynniki mitogenne obejmują czynniki wzrostu fibroblastów, naskórka, płytek krwi, transformujące czynniki wzrostu itp.

Czynniki mitogenne powodują podział komórek poprzez aktywację kinazy tyrozynowej. Stymuluje to powstawanie wielu czynników transkrypcyjnych, tak zwanych genów wczesnej i opóźnionej odpowiedzi. Zmiana ich aktywności stymuluje powstawanie kinaz zależnych od cyklin i cyklin. To z kolei skłania komórki do podziału.

Stężenie czynników wzrostu jest stosunkowo niskie i gdy tylko liczba komórek znacznie wzrośnie, czynniki wzrostu stają się niewystarczające, a komórki zatrzymując podział zaczynają się różnicować. Niektórzy autorzy uważają, że mechanizm ustania podziału i początku różnicowania jest kontrolowany przez specjalne substancje biologicznie czynne - keylony lub inne regulatory. Przykładem takiego regulatora są jodowane hormony tarczycy trijodotyronina i tetrajodotyronina. Hormony te aktywują procesy różnicowania komórek i blokują podziały. Istotne w tym względzie jest działanie tetrajodotyroniny na różnicowanie neuronów, w związku z czym przy jej braku rozwija się kretynizm, któremu towarzyszy upośledzenie umysłowe (oligofrenia).

Przykładem czynnika antymitogennego jest czynnik martwicy nowotworu. Blokuje tworzenie kompleksu kinaz białkowych aktywujących mitogen poprzez szereg wewnątrzkomórkowych mediatorów (sfingozyna). Ostatecznie zawartość kompleksów cykliny D z Cdk6 i Cdk4 spada, a podział komórkowy ustaje.

Wariantem mitozy jest rozszczepienie - jest to podział komórki, gdy w czasie krótkiej interfazy nie następuje wzrost liczby komórek macierzystych. W rezultacie po każdym podziale rozmiar komórki maleje. Fragmentacja jest typowa dla powstania organizmu wielokomórkowego (blastula) z zarodka jednokomórkowego (zygoty) we wczesnych stadiach rozwoju embrionalnego.

Jeśli znajdziesz błąd, wybierz fragment tekstu i naciśnij Ctrl + Enter.

Mitoza - To podział komórkowy, w którym komórki potomne są genetycznie identyczne z matką i między sobą. Oznacza to, że podczas mitozy chromosomy są podwajane i rozdzielane między komórki potomne, tak że każda z nich otrzymuje po jednej chromatydzie z każdego chromosomu.

W mitozie rozróżnia się kilka etapów (faz). Jednak sama mitoza jest poprzedzona długim interfaza... Mitoza i interfaza razem tworzą cykl komórkowy. W procesie interfazy komórka rośnie, tworzą się w niej organelle, a procesy syntezy są aktywne. W syntetycznym okresie interfazy DNA ulega redukcji, czyli podwojeniu.

Po podwojeniu chromatyd pozostają one połączone w regionie centromeryto znaczy, że chromosom składa się z dwóch chromatyd.

W samej mitozie zwykle rozróżnia się cztery główne etapy (czasami więcej).

Pierwszy etap mitozy - profaza... W tej fazie chromosomy spiralizują i uzyskują zwarty, skręcony kształt. Z tego powodu procesy syntezy RNA stają się niemożliwe. Znikają jąderka, co oznacza, że \u200b\u200bnie powstają również rybosomy, czyli zawieszone są procesy syntezy w komórce. Centriole rozchodzą się do biegunów (na różnych końcach) komórki i zaczyna się formować wrzeciono podziału. Pod koniec profazy powłoka jądrowa rozpada się.

Prometafaza to etap, który nie zawsze wyróżnia się osobno. Zachodzące w nim procesy można przypisać późnej profazie lub wczesnej metafazie. W prometafazie chromosomy trafiają do cytoplazmy, losowo poruszają się po komórce, aż w obszarze centromeru połączą się z włóknem wrzeciona podziału.

Włókno to mikrotubula zbudowana z tubuliny białkowej. Rośnie poprzez przyłączanie nowych podjednostek tubuliny. W tym przypadku chromosom przesuwa się z bieguna. Od strony drugiego bieguna również łączy się z nim gwint wrzeciona, a także odpycha go od bieguna.

Drugi etap mitozy - metafaza... Wszystkie chromosomy znajdują się obok siebie w równikowym regionie komórki. Każdy z ich centromerów ma dołączone dwa pasma wrzeciona rozszczepienia. W mitozie metafaza jest najdłuższym etapem.

Trzeci etap mitozy - anafaza... W tej fazie chromatydy każdego chromosomu są oddzielane od siebie, a na skutek ciągnięcia ich przez nici wrzeciona rozszczepienia przemieszczają się na różne bieguny. Mikrotubule już nie rosną, ale są demontowane. Anafaza to dość szybka faza mitozy. Wraz z rozbieżnością chromosomów organelle komórkowe w mniej więcej równej liczbie również oddalają się bliżej biegunów.

Czwarty etap mitozy - telofaza - jest w dużej mierze przeciwieństwem profazy. Chromatydy gromadzą się na biegunach komórki i rozwijają, czyli despiralizują. Wokół nich powstają pociski jądrowe. Powstają jądra, rozpoczyna się synteza RNA. Wrzeciono rozszczepienia zaczyna się zapadać. Ponadto następuje podział cytoplazmy - cytokineza... W komórkach zwierzęcych dzieje się tak z powodu wpuklenia błony wewnętrznej i powstania zwężenia. W komórkach roślin błona zaczyna się formować wewnętrznie w płaszczyźnie równikowej i przechodzi na peryferia.

Mitoza - To najczęstszy sposób podziału komórek eukariotycznych. Podczas mitozy genomy każdej z dwóch utworzonych komórek są identyczne i pokrywają się z genomem pierwotnej komórki.

Mitoza jest ostatnim i zwykle najkrótszym etapem cyklu komórkowego. Wraz z jego końcem kończy się cykl życiowy komórki i rozpoczynają się cykle dwóch nowo powstałych.

Diagram ilustruje czas trwania etapów cyklu komórkowego. Litera M oznacza mitozę. Najwyższy wskaźnik mitozy obserwuje się w komórkach embrionalnych, najniższy w tkankach o wysokim stopniu zróżnicowania, jeśli ich komórki w ogóle się dzielą.

Chociaż mitozę rozpatruje się niezależnie od interfazy, składającej się z okresów G 1, S i G 2, następuje w niej przygotowanie do niej. Najważniejszym punktem jest replikacja DNA, która zachodzi w okresie syntetycznym (S). Po replikacji każdy chromosom składa się już z dwóch identycznych chromatyd. Są blisko siebie na całej swojej długości i są połączone w regionie centromeru chromosomu.

W interfazie chromosomy znajdują się w jądrze i są plątaniną cienkich, bardzo długich włókien chromatynowych, które są widoczne tylko pod mikroskopem elektronowym.

W mitozie wyróżnia się szereg kolejnych faz, które można również nazwać etapami lub okresami. W klasycznej uproszczonej wersji rozważań wyróżnia się cztery fazy. to profaza, metafaza, anafaza i telofaza... Często wyróżnia się więcej faz: prometafaza (między profazą a metafazą), faza wstępna (charakterystyka komórek roślinnych, poprzedza profazę).

Kolejny proces jest związany z mitozą - cytokineza, która występuje głównie podczas telofazy. Można powiedzieć, że cytokineza jest niejako integralną częścią telofazy lub oba procesy przebiegają równolegle. Cytokineza jest rozumiana jako podział cytoplazmy (ale nie jądra!) Komórki macierzystej. Nazywa się rozszczepienie jądra karyokinezai poprzedza cytokinezę. Jednak podczas mitozy jako takiej nie następuje podział jądra, ponieważ najpierw rozpada się rodzic, a następnie powstają dwa nowe, córka.

Zdarzają się przypadki, gdy występuje kariokineza, ale cytokinezy nie. W takich przypadkach powstają komórki wielojądrowe.

Czas trwania samej mitozy i jej fazy są indywidualne, w zależności od rodzaju komórek. Zazwyczaj profaza i metafaza to okresy najdłuższe.

Średni czas trwania mitozy wynosi około dwóch godzin. Komórki zwierzęce zwykle dzielą się szybciej niż komórki roślinne.

Kiedy komórki eukariotyczne dzielą się, koniecznie powstaje dwubiegunowe wrzeciono podziału, składające się z mikrotubul i powiązanych z nimi białek. Dzięki niemu istnieje równy rozkład materiału dziedzicznego między komórkami potomnymi.

Poniżej zostanie przedstawiony opis procesów zachodzących w komórce w różnych fazach mitozy. Przejście do każdej kolejnej fazy kontrolowane jest w komórce przez specjalne biochemiczne punkty kontrolne, w których „sprawdza się”, czy wszystkie niezbędne procesy przebiegły prawidłowo. W przypadku błędów podział może się zatrzymać lub nie. W tym drugim przypadku pojawiają się nieprawidłowe komórki.

Fazy \u200b\u200bmitozy

Proroka

W profazie zachodzą następujące procesy (głównie równolegle):

Chromosomy kondensują się

Jąderka znikają

Powłoka jądrowa rozpada się

Powstają dwa bieguny wrzeciona rozszczepienia

Mitoza zaczyna się od skrócenia chromosomów. Pary chromatyd, które je tworzą, są spiralizowane, w wyniku czego chromosomy są znacznie skrócone i pogrubione. Pod koniec profazy można je zobaczyć pod mikroskopem świetlnym.

Jąderka znikają, ponieważ części chromosomów (organizatorów jąderkowych), które je tworzą, są już w formie spiralnej, dlatego są nieaktywne i nie oddziałują ze sobą. Ponadto rozpadają się białka jąderkowe.

W komórkach zwierząt i roślin niższych centriole centrum komórki rozchodzą się na biegunach komórki i wystają centra organizacji mikrotubul... Chociaż wyższe rośliny nie mają centrioli, tworzą się również mikrotubule.

Z każdego centrum organizacji zaczynają się rozchodzić krótkie (astralne) mikrotubule. Powstaje struktura przypominająca gwiazdę. Nie tworzy się w roślinach. Ich bieguny podziału są szersze, mikrotubule wyłaniają się nie z małego, ale ze stosunkowo dużego obszaru.

Rozpad powłoki jądrowej na małe wakuole oznacza koniec profazy.

Mikrotubule po prawej stronie mikrografii zaznaczono na zielono, chromosomy na niebiesko, a centromery chromosomów na czerwono.

Należy również zauważyć, że podczas profazy mitozy następuje fragmentacja EPS, która rozpada się na drobne wakuole; aparat Golgiego rozpada się na oddzielne dictyosomy.

Prometafaza

Kluczowe procesy prometafazy są w większości sekwencyjne:

Chaotyczny układ i ruch chromosomów w cytoplazmie.

Podłączanie ich do mikrotubul.

Ruch chromosomów do płaszczyzny równikowej komórki.

Chromosomy trafiają do cytoplazmy, poruszają się losowo. Gdy znajdą się na biegunach, z większym prawdopodobieństwem połączą się z dodatnim końcem mikrotubuli. Na koniec nić jest mocowana do kinetochoru.

Taka mikrotubula kinetochorowa zaczyna rosnąć, odsuwając chromosom od bieguna. W pewnym momencie do kinetochoru siostrzanej chromatydy dołącza się kolejna mikrotubula, wyrastająca z drugiego bieguna podziału. Zaczyna również popychać chromosom, ale w przeciwnym kierunku. W rezultacie chromosom staje się na równiku.

Kinetochory to formacje białek na centromerach chromosomów. Każda chromatyda siostrzana ma swój własny kinetochor, który „dojrzewa” w profazie.

Oprócz mikrotubul astralnych i kinetochorowych istnieją takie, które przechodzą od jednego bieguna do drugiego, jakby rozrywały komórkę w kierunku prostopadłym do równika.

Metafaza

Znakiem początku metafazy jest ułożenie chromosomów wzdłuż równika, tak zwany metafaza lub równikowa płyta... W metafazie wyraźnie widać liczbę chromosomów, ich różnice oraz fakt, że składają się one z dwóch chromatyd siostrzanych połączonych w regionie centromeru.

Chromosomy są utrzymywane razem przez zrównoważone siły rozciągające mikrotubul na różnych biegunach.

Anafaza

Siostrzane chromatydy rozdzielają się, każda przemieszcza się do własnego bieguna.

Bieguny oddalają się od siebie.

Anafaza to najkrótsza faza mitozy. Rozpoczyna się, gdy centromery chromosomów rozdzielą się na dwie części. W rezultacie każdy chromatyd staje się niezależnym chromosomem i jest przyłączony do mikrotubuli o jednym biegunie. Włókna „przyciągają” chromatydy do przeciwnych biegunów. W rzeczywistości mikrotubule są demontowane (depolimeryzowane), tj. Są skracane.

W anafazie komórek zwierzęcych poruszają się nie tylko chromosomy potomne, ale także same bieguny. Kosztem innych mikrotubul są one rozsuwane, mikrotubule astralne przyczepiają się do błon i także „ciągną”.

Telophase

Ruch chromosomów ustaje

Chromosomy ulegają dekondensacji

Pojawiają się jądra

Przywracana jest powłoka jądrowa

Większość mikrotubul znika

Telofaza zaczyna się, gdy chromosomy przestają się poruszać, zatrzymując się na biegunach. Despiralizują, stają się długie i nitkowate.

Mikrotubule wrzeciona rozszczepienia ulegają zniszczeniu od biegunów do równika, czyli od strony ich ujemnych końców.

Otoczka jądrowa tworzy się wokół chromosomów w wyniku połączenia pęcherzyków błonowych, do których rozpadają się w profazie jądro matczyne i EPS. Na każdym biegunie powstaje własne jądro potomne.

Gdy chromosomy są despiralizowane, organizatory jąderkowe stają się aktywne i pojawiają się jąderka.

Wznowienie syntezy RNA.

Jeśli centriole nie są jeszcze sparowane na biegunach, sparowany jest zakończony w pobliżu każdego. W ten sposób na każdym biegunie odtwarzane jest jego własne centrum komórki, które trafia do komórki potomnej.

Zwykle telofaza kończy się podziałem cytoplazmy, czyli cytokinezą.

Cytokineza

Cytokineza może się rozpocząć w anafazie. Na początku cytokinezy organelle komórkowe są rozmieszczone stosunkowo równomiernie wzdłuż biegunów.

Oddzielenie cytoplazmy komórek roślinnych i zwierzęcych zachodzi na różne sposoby.

W komórkach zwierzęcych, ze względu na elastyczność, błona cytoplazmatyczna w równikowej części komórki zaczyna wystawać do wewnątrz. Powstaje bruzda, która ostatecznie się zamyka. Innymi słowy, komórka macierzysta dzieli się przez sznurowanie.

W komórkach roślin w telofazie nici wrzeciona nie znikają w równiku. Zbliżają się do błony cytoplazmatycznej, ich liczba wzrasta i tworzą fragmoplast... Składa się z krótkich mikrotubul, mikrowłókien i części EPS. Przenoszą się tu rybosomy, mitochondria i kompleks Golgiego. Pęcherzyki Golgiego i ich zawartość na równiku tworzą środkową blaszkę komórkową, ściany komórkowe i błonę komórek potomnych.

Znaczenie i funkcja mitozy

Dzięki mitozie zapewniona jest stabilność genetyczna: dokładna reprodukcja materiału genetycznego przez wiele pokoleń. Jądra nowych komórek zawierają tyle chromosomów, ile zawiera komórka rodzicielska, a chromosomy te są dokładnymi kopiami chromosomów rodzicielskich (chyba że, oczywiście, wystąpiły mutacje). Innymi słowy, komórki potomne są genetycznie identyczne z matką.

Jednak mitoza pełni również szereg innych ważnych funkcji:

wzrost organizmu wielokomórkowego,

rozmnażanie bezpłciowe,

wymiana komórek różnych tkanek w organizmach wielokomórkowych,

u niektórych gatunków może wystąpić regeneracja części ciała.