Τι συμβαίνει κατά τη μίτωση. Μίτωση, κυτταρικός κύκλος

Η μίτωση (καρυοκίνηση, έμμεση διαίρεση) είναι η διαδικασία διαίρεσης του πυρήνα ανθρώπινων, ζωικών και φυτικών κυττάρων, ακολουθούμενη από διαίρεση του κυτταροπλάσματος. Στη διαδικασία διαίρεσης του κυτταρικού πυρήνα (βλ.), διακρίνονται διάφορα στάδια. Στον πυρήνα, που βρίσκεται στην περίοδο μεταξύ της κυτταρικής διαίρεσης (ενδιάμεση φάση), (βλ.) συνήθως αντιπροσωπεύονται από λεπτά, μακριά (Εικ., α), πλεγμένα νήματα. Η πυρηνική μεμβράνη και ο πυρήνας είναι ευδιάκριτα.

Ο πυρήνας σε διάφορες φάσεις της μίτωσης: α - μη διαιρετικός πυρήνας μεσοφάσης. β - δ - στάδιο προφάσεως. d - στάδιο μετάφασης. e - στάδιο αναφάσης. g και h - στάδιο τελοφάσης. και - ο σχηματισμός δύο θυγατρικών πυρήνων.

Στο πρώτο στάδιο της μίτωσης, τη λεγόμενη πρόφαση, τα χρωμοσώματα γίνονται καθαρά ορατά (Εικ., b-d), βραχύνουν και πυκνώνουν, εμφανίζεται ένα κενό κατά μήκος κάθε χρωμοσώματος, χωρίζοντάς το σε δύο μέρη εντελώς παρόμοια μεταξύ τους, λόγω του οποίου κάθε χρωμόσωμα εμφανίζεται διπλό. Στο επόμενο στάδιο της μίτωσης - μετάφασης, η πυρηνική μεμβράνη καταστρέφεται, ο πυρήνας διαλύεται και τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου (Εικ., ε). Όλα τα χρωμοσώματα είναι διατεταγμένα σε μια σειρά κατά μήκος του ισημερινού, σχηματίζοντας τη λεγόμενη ισημερινή πλάκα (στάδιο αστεριών). Το κεντρόσωμα υφίσταται επίσης αλλαγές. Χωρίζεται σε δύο μέρη, που αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου, σχηματίζονται μεταξύ τους κλωστές, σχηματίζοντας μια αμφικωνική άτρακτο αχρωματίνης (Εικ. ε. στ).

Η μίτωση (από το ελληνικό mitos - νήμα) είναι μια έμμεση κυτταρική διαίρεση, που συνίσταται στην ομοιόμορφη κατανομή του διπλού αριθμού χρωμοσωμάτων μεταξύ των δύο θυγατρικών κυττάρων που προκύπτουν (Εικ.). Η διαδικασία της μίτωσης περιλαμβάνει δύο τύπους δομών: τα χρωμοσώματα και τη συσκευή αχρωματίνης, η οποία περιλαμβάνει κυτταρικά κέντρα και μια άτρακτο (βλ. Κύτταρο).

Σχηματική αναπαράσταση του μεσοφασικού πυρήνα και των διαφόρων σταδίων της μίτωσης: 1 - μεσοφάση. 2 - προφάση. 3 - προμεταφάση; 4 και 5 - μετάφαση (4 - άποψη από τον ισημερινό, 5 - άποψη από τον πόλο του κυττάρου). 6 - ανάφαση; 7 - τελοφάση; 8 - όψιμη τελοφάση, έναρξη της πυρηνικής ανασυγκρότησης. 9 - θυγατρικά κύτταρα στην αρχή της μεσόφασης. ΒΔ - πυρηνικός φάκελος. YAK - πυρήνας; XP - χρωμοσώματα; C - κεντριόλιο; Β - άτρακτος.

Το πρώτο στάδιο της μίτωσης - προφάση - ξεκινά με την εμφάνιση στον πυρήνα του κυττάρου λεπτών νηματίων - χρωμοσωμάτων (βλ.). Κάθε προφασικό χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες, στενά γειτονικές μεταξύ τους σε μήκος. το ένα από αυτά είναι το χρωμόσωμα του μητρικού κυττάρου, το άλλο είναι νεοσχηματισμένο λόγω του αναδιπλασιασμού του DNA του στο DNA του μητρικού χρωμοσώματος σε ενδιάμεση φάση (παύση μεταξύ δύο μιτώσεων). Καθώς προχωρά η πρόφαση, τα χρωμοσώματα σπειροειδώς, με αποτέλεσμα να βραχύνουν και να πυκνώσουν. Στο τέλος της προφάσης, ο πυρήνας εξαφανίζεται. Στην προφάση, εμφανίζεται επίσης η ανάπτυξη της συσκευής αχρωματίνης. Στα ζωικά κύτταρα, τα κυτταρικά κέντρα (κεντριόλια) διχάζουν. γύρω τους, εμφανίζονται ζώνες στο κυτταρόπλασμα που διαθλούν έντονα το φως (κεντρόσφαιρα). Αυτοί οι σχηματισμοί αρχίζουν να αποκλίνουν σε αντίθετες κατευθύνσεις, σχηματίζοντας στο τέλος της προφάσης δύο πόλους του κυττάρου, το οποίο μέχρι αυτή τη στιγμή συχνά αποκτά σφαιρικό σχήμα. Στα κύτταρα των ανώτερων φυτών δεν υπάρχουν κεντρόλες.

Η προμεταφάση χαρακτηρίζεται από την εξαφάνιση της πυρηνικής μεμβράνης και το σχηματισμό στο κύτταρο μιας ατρακτοειδής νηματοειδούς δομής (άτρακτος αχρωματίνης), μερικά από τα νήματα της οποίας συνδέουν τους πόλους της συσκευής αχρωματίνης (διαζωνικά νήματα) και άλλα - καθένα από τα δύο χρωματίδες με αντίθετους πόλους του κυττάρου (τράβηγμα νημάτων). Τα χρωμοσώματα, που βρίσκονται τυχαία στον προφασικό πυρήνα, αρχίζουν να κινούνται προς την κεντρική ζώνη του κυττάρου, όπου βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο της ατράκτου (μετακίνηση). Αυτό το στάδιο ονομάζεται μεταφάση.

Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, οι εταίροι κάθε ζεύγους χρωματιδών αποκλίνουν σε αντίθετους πόλους του κυττάρου λόγω της συστολής των νημάτων της ατράκτου έλξης. Από αυτή τη στιγμή, κάθε χρωματίδα λαμβάνει το όνομα ενός θυγατρικού χρωμοσώματος. Τα χρωμοσώματα που έχουν αποκλίνει στους πόλους συγκεντρώνονται σε συμπαγείς ομάδες, κάτι που είναι χαρακτηριστικό του επόμενου σταδίου της μίτωσης - τελοφάσης. Σε αυτή την περίπτωση, τα χρωμοσώματα αρχίζουν να απελπίζονται σταδιακά, χάνοντας την πυκνή δομή τους. γύρω τους εμφανίζεται ένας πυρηνικός φάκελος - ξεκινά η διαδικασία της πυρηνικής ανασυγκρότησης. Ο όγκος των νέων πυρήνων αυξάνεται και εμφανίζονται πυρήνες σε αυτούς (η αρχή της μεσόφασης ή το στάδιο του «πυρήνα ηρεμίας»).

Η διαδικασία διαχωρισμού της πυρηνικής ουσίας ενός κυττάρου - καρυοκίνηση - συνοδεύεται από τον διαχωρισμό του κυτταροπλάσματος (βλ.) - κυτταροκίνηση. Στα ζωικά κύτταρα στην τελοφάση, εμφανίζεται μια συστολή στην ισημερινή ζώνη, η οποία, καθώς βαθαίνει, οδηγεί στη διαίρεση του κυτταροπλάσματος του αρχικού κυττάρου σε δύο μέρη. Στα φυτικά κύτταρα, στο ισημερινό επίπεδο, σχηματίζεται ένα κυτταρικό διάφραγμα από μικρά κενοτόπια του ενδοπλασματικού δικτύου, διαχωρίζοντας δύο νέα κυτταρικά σώματα το ένα από το άλλο.

Κατ' αρχήν, κοντά στη μίτωση είναι η ενδομίτωση, δηλαδή η διαδικασία του διπλασιασμού του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα, αλλά χωρίς διαχωρισμό των πυρήνων. Μετά την ενδομίτωση, μπορεί να συμβεί άμεση διαίρεση πυρήνων και κυττάρων, η λεγόμενη αμίτωση.

Βλέπε επίσης Καρυότυπος, πυρήνας κυττάρων.

Μίτωσις- έμμεση κυτταρική διαίρεση, η οποία αποτελείται από διαίρεση του πυρήνα (καρυοτομή) και του κυτταροπλάσματος (κυτταροτομή).

Η μίτωση χωρίζεται σε πρόφαση (πρώιμα και όψιμα στάδια), προμεταφάση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Η ίδια η διαίρεση διαρκεί σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα - περίπου 30 λεπτά.

Η μίτωση, ή έμμεση κυτταρική διαίρεση, είναι μια μέθοδος διαίρεσης ενός ευκαρυωτικού κυττάρου στην οποία καθένα από τα δύο νεοσχηματισμένα κύτταρα λαμβάνει γενετικό υλικό πανομοιότυπο με το αρχικό κύτταρο, δηλαδή οδηγεί στο σχηματισμό δύο πλήρους κυττάρων με διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων και ομοιόμορφα κατανεμημένο κυτταροπλασματικό υλικό.

Προφάση. Το πρώτο στάδιο της μίτωσης είναι η πρόφαση. Στην πρώιμη προφάση, αρχίζει η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων (το στάδιο μιας πυκνής και χαλαρής μπάλας), ο πυρήνας υφίσταται αποσύνθεση και τα κεντρόλια πολώνονται.

Στην αρχή της προφάσης, ζεύγη κεντρολίων μετακινούνται σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Ταυτόχρονα, σχηματίζονται λεπτά νήματα, που αποκλίνουν ακτινικά από κάθε ζεύγος κεντρολίων - μικροσωληνίσκων. Οι μικροσωληνίσκοι που σχηματίζονται από ένα κυτταρικό κέντρο έλκονται προς μικροσωληνίσκους που πολυμερίζονται σε ένα άλλο κυτταρικό κέντρο. Ως αποτέλεσμα, συμπλέκονται. Το πυρηνικό περίβλημα αποσυντίθεται σε κυστίδια (καρυόλυση) και τα περιεχόμενα του πυρήνα συγχωνεύονται με τα περιεχόμενα της κυτταροπλασματικής μήτρας. Στις μεμβράνες των κυστιδίων που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης του καρυολέμματος, διατηρούνται σύμπλοκα υποδοχέων και ελάσματα.

Στο τελευταίο στάδιο της προφάσης, η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων συνεχίζεται. Πυκνώνουν και είναι καθαρά ορατά σε μικροσκόπιο φωτός. Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο αδελφές χρωματίδες που συνδέονται με ένα κεντρομερίδιο. Σε αυτό το στάδιο, αρχίζει να σχηματίζεται η μιτωτική άτρακτος - μια διπολική δομή που αποτελείται από μικροσωληνίσκους. Οργανώνεται από κεντρόλια, τα οποία αποτελούν μέρος του κυτταρικού κέντρου, από τα οποία εκτείνονται ακτινωτά μικροσωληνίσκοι.

Τα κεντρόλια βρίσκονται αρχικά κοντά στην πυρηνική μεμβράνη και στη συνέχεια αποκλίνουν για να σχηματίσουν τη διπολική μιτωτική άτρακτο. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει μικροσωληνίσκους πόλων, οι οποίοι αλληλεπιδρούν μεταξύ τους καθώς επιμηκύνονται. Ο πυρήνας και ο πυρήνας παύουν να υπάρχουν ως ξεχωριστές μονάδες. Το κύτταρο γίνεται πιο επιμήκη. Κατά τη διάρκεια της προφάσης, τα χρωμοσώματα είναι αρχικά ορατά ως δομές που μοιάζουν με διπλό νήμα. Αργότερα αποκτούν σχήμα ράβδου.

Κατά τη διάρκεια της πρόφασης της μίτωσης, το σύμπλεγμα ER και Golgi διασπώνται σε κυστίδια. Αυτή η προσωρινή καταστροφή των οργανιδίων παίζει σημαντικό ρόλο στην ομοιόμορφη κατανομή του κυτταροπλασματικού υλικού.

Προμεταφάση. Αυτή είναι μια συνέχεια της όψιμης προφάσης. Κατά τη διάρκεια της προμετάφασης σχηματίζονται κινετοχόρες (κεντρομερή), οι οποίες λειτουργούν ως κέντρα οργάνωσης των μικροσωληνίσκων κινετοχωρών. Η αποχώρηση των κινετοχωρών από κάθε χρωμόσωμα και προς τις δύο κατευθύνσεις και η αλληλεπίδρασή τους με τους πόλους μικροσωληνίσκους της μιτωτικής ατράκτου είναι η αιτία για την κίνηση των χρωμοσωμάτων.

Μεταφάση. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, τα χρωμοσώματα κατανέμονται στην περιοχή του ισημερινού και σχηματίζουν την πλάκα μετάφασης. Εάν η πλάκα μετάφασης πιαστεί σε μια εφαπτομενική τομή, τότε είναι ορατή ως μητρικό αστέρι. Ο βαθμός συμπύκνωσης των χρωμοσωμάτων φτάνει στο μέγιστο επίπεδο. Κάθε χρωμόσωμα συγκρατείται στη θέση του από ένα ζεύγος κινετοχωρών και σχετικών μικροσωληνίσκων κινετοχορών, που κατευθύνονται προς τους αντίθετους πόλους της μιτωτικής ατράκτου.

Ένα χρωμόσωμα περιέχει ένα μόριο DNA και πρωτεΐνες που δεσμεύουν το DNA. Η χρωματίνη μέσα σε ένα χρωμόσωμα σχηματίζει πολυάριθμους βρόχους και περιέχει πολλά πυκνά συσκευασμένα νουκλεοσώματα. Κατά τη διάρκεια της προφάσης και της μεταφάσης στα θηλαστικά, τα χρωμοσώματα έχουν σχήμα x ή y. Στα χρωμοσώματα Χ υπάρχει μια λεγόμενη πρωτογενής συστολή (κεντρομερές), που συνδέει τους βραχίονες των χρωμοσωμάτων. Οι τομές του μεταφυσιακού χρωμοσώματος από το κεντρομερές και στα δύο άκρα ονομάζονται βραχίονες χρωμοσωμάτων. Οι βραχίονες είναι διπλές δομές που αποτελούνται από s-χρωμοσώματα γειτονικά μεταξύ τους. Η πρωταρχική στένωση περιέχει κινετοχορίες.

Εάν οι βραχίονες των χρωμοσωμάτων είναι ίσοι, τότε τέτοια χρωμοσώματα ονομάζονται μετακεντρικά. Τα χρωμοσώματα που έχουν κοντά και μακριά χέρια ονομάζονται ακροκεντρικά. Οι βραχίονες που είναι σχεδόν ίσοι ή όχι πολύ διαφορετικοί σε μέγεθος έχουν υπομετακεντρικά χρωμοσώματα.

Σε έναν από τους πόλους του βραχίονα του χρωμοσώματος, μερικές φορές μπορείτε να βρείτε ένα στενό τμήμα - μια δευτερεύουσα στένωση. Η άπω περιοχή του ώμου πίσω από τη δευτερεύουσα στένωση ονομάζεται δορυφόρος. Η δευτερεύουσα συστολή περιέχει την πυρηνική ζώνη οργανωτή.

Τα κεντρομερή όλων των χρωμοσωμάτων d (με διπλό σύνολο DNA) βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο - αυτό είναι το ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Διασχίζει το κελί σε ορθή γωνία προς τον διαμήκη άξονα της ατράκτου. Το κεντρομερές έχει μια κινετοχώρη - μια μικρή δομή σε σχήμα δίσκου που βρίσκεται εκατέρωθεν της κεντρομερούς περιοχής του χρωμοσώματος d. Οι κινετοχώρες είναι τόσο μικρές που μπορούν να φανούν μόνο με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Στην ενεργό κατάσταση, οι κινετοχόρες συμπεριφέρονται σαν κεντρόλια, δηλαδή χρησιμεύουν ως κέντρα οργάνωσης μικροσωληνίσκων (μικροσωληνίσκοι kinetochore). Οι κινετοχώρες εμφανίζουν τη δραστηριότητά τους μόνο από τη στιγμή της καταστροφής του πυρηνικού περιβλήματος και όταν αλληλεπιδρούν με τουμπουλίνες.

Μεταξύ των μικροσωληνίσκων της ατράκτου, διακρίνονται διάφοροι τύποι: κινετοχώρη, πολική και αστρική.

Οι μικροσωληνίσκοι κινετοχώρης συνδέονται με τον έναν πόλο στην κινετοχώρα του χρωμοσώματος και με τον άλλο σε ένα από τα διπλοσώματα και απομακρύνουν τα χρωμοσώματα. Οι πολικοί μικροσωληνίσκοι κατευθύνονται από τα κεντρόλια (διπλοσώματα) προς το κέντρο της ατράκτου, όπου αλληλοεπικαλύπτονται με παρόμοιους μικροσωληνίσκους του απέναντι διπλοσώματος.

Οι αστρικοί μικροσωληνίσκοι κατευθύνονται από το διπλόσωμα προς την κυτταρική επιφάνεια. Οι δύο τελευταίοι τύποι μικροσωληνίσκων χρησιμεύουν για ομοιόμορφη κατανομή του κυτταροπλασματικού υλικού και κυτταροκίνηση.

Ανάφαση. Αρχίζει με την απόκλιση των θυγατρικών χρωμοσωμάτων στους πόλους των αναπτυσσόμενων κυττάρων. Αυτό συμβαίνει με την άμεση συμμετοχή μικροσωληνίσκων και συμβαίνει με ταχύτητα περίπου 1 μm/min.

Λόγω της απόκλισης, δύο χρωμοσώματα s σχηματίζονται από κάθε χρωμόσωμα d. Ως αποτέλεσμα, κάθε κύτταρο λαμβάνει ένα πανομοιότυπο διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων s. Καθώς τα χρωμοσώματα κινούνται προς τους πόλους, οι μικροσωληνίσκοι kinetochore βραχύνονται και η άτρακτος επιμηκύνεται. Εκτός από την αποσυναρμολόγηση των μικροσωληνίσκων kinetochore, η διαδικασία της απόκλισης του γενετικού υλικού εξασφαλίζεται από την επιμήκυνση των πολικών μικροσωληνίσκων και τη λειτουργική δραστηριότητα των πρωτεϊνών μετατοπιστή.

Συμβατικά, διακρίνονται η πρώιμη και η όψιμη ανάφαση, ανάλογα με τον βαθμό διαχωρισμού του γενετικού υλικού σε αντίθετους πόλους. Γενικά, αυτό είναι το συντομότερο στάδιο της μίτωσης.

Τελόφαση. Αυτό είναι το τελικό στάδιο της μίτωσης. Κατά τη διάρκεια της τελοφάσης, οι χρωματίδες πλησιάζουν τους πόλους και η ομοιόμορφη κατανομή του κυτταροπλασματικού υλικού του κυττάρου συνεχίζεται, συμπεριλαμβανομένης της εξωπυρηνικής κληρονομικότητας. Σχηματίζεται το πυρηνικό περίβλημα και σχηματίζονται ξανά οι πυρήνες. Η τελοφάση τελειώνει με την κυτταροκίνηση με τη διαίρεση ενός μητρικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα.

Κατά τη διάρκεια της πρώιμης τελοφάσης, τα συμπυκνωμένα χρωμοσώματα s βρίσκονται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου κοντά στα κυτταρικά κέντρα και δεν αλλάζουν ακόμη τον προσανατολισμό τους.

Οι διαδικασίες επιμήκυνσης του διαιρούμενου κυττάρου συνεχίζονται. Το πλάσμα ανασύρεται μεταξύ των δύο θυγατρικών πυρήνων σε ένα επίπεδο κάθετο στον μακρύ άξονα της ατράκτου και δύο νέα κύτταρα αρχίζουν να σκιαγραφούνται.

Στην όψιμη τελόφαση, αρχίζει η αποσυμπύκνωση των χρωμοσωμάτων και σχηματίζονται πυρηνικές μεμβράνες από τη σύντηξη κυστιδίων από το προηγουμένως αποσαθρωμένο καρυόλεμμα και σχηματίζονται πυρήνες. Το αυλάκι διάσπασης βαθαίνει και μια κυτταροπλασματική γέφυρα παραμένει μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων, η οποία στη συνέχεια διαχωρίζεται από την κυτταρική μεμβράνη, η οποία οδηγεί στην αυτονομία των θυγατρικών κυττάρων.

Ο σχηματισμός μιας κυτταρικής μεμβράνης που χωρίζει δύο νέα κύτταρα το ένα από το άλλο συμβαίνει με τη συστολή των μικρονημάτων στην περιοχή της κυτταροπλασματικής γέφυρας και λόγω της μεταφοράς κυστιδίων που συγχωνεύονται μεταξύ τους.

Μετά την κυτταροτομή (διαχωρισμός κυττάρων), τα κυστίδια στα κύτταρα συντήκονται για να σχηματίσουν το σύμπλεγμα ER και Golgi.

Η μίτωση και ο μιτωτικός κύκλος δεν είναι αυτόματα φαινόμενα - ρυθμίζονται από διάφορους παράγοντες. Οι πιο μελετημένες είναι οι εξαρτώμενες από κυκλίνη κινάσες (πρωτεϊνικές κινάσες). Αυτές οι πρωτεΐνες ονομάζονται συντομογραφία Cdk. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι παρόμοιες σε όλα τα κύτταρα των ζωικών οργανισμών. Αυτές οι πρωτεϊνικές κινάσες φωσφορυλιώνουν πρωτεΐνες που ελέγχουν μεμονωμένα στάδια του μιτωτικού κύκλου και δεσμεύουν ειδικές πρωτεΐνες - κυκλίνες. Μόνο το σύμπλεγμα Cdk με κυκλίνες ελέγχει τον μιτωτικό κύκλο.

Κάθε στάδιο του μιτωτικού κύκλου έχει τη δική του κυκλίνη, η οποία πυροδοτεί ένα σύμπλεγμα βιολογικών αντιδράσεων του κυττάρου. Στο αρχικό στάδιο της προσυνθετικής περιόδου της ενδιάμεσης φάσης, το κύτταρο δεν εισέρχεται στην περίοδο Go λόγω συμπλεγμάτων Cdk4 και Cdk6 με κυκλίνη D.

Στο δεύτερο μισό της περιόδου G 1, το Cdk2 με την κυκλίνη Ε γίνεται το κύριο σύμπλοκο ελέγχου Στη συνθετική περίοδο, η κυκλίνη αλλάζει, αλλά η πρωτεϊνική κινάση παραμένει. Έτσι, στην αρχή της S-περιόδου, το κύριο σύμπλοκο είναι η δικλίνη A-Cdk2 και στη συνέχεια η κυκλίνη B-Cdk2. Στην περίοδο C 2, δεν αλλάζει η κυκλίνη, αλλά η πρωτεϊνική κινάση. Ως αποτέλεσμα, το σύμπλοκο ελέγχου ορίζεται ως κυκλίνη B-Cdk1. Αυτό το τελευταίο σύμπλεγμα εισάγει στην πραγματικότητα το κύτταρο στη μίτωση και ονομάζεται παράγοντας διέγερσης της μίτωσης.

Η κυκλίνη B-Cdk1 είναι ικανή να φωσφορυλιώνει την ιστόνη Η1. Αυτή η φωσφορυλιωμένη ιστόνη εμπλέκεται στην αναδίπλωση (συμπύκνωση) του κλώνου του DNA. Αυτό όμως δεν είναι αρκετό. Κατά τη διάρκεια της προμεταφάσης της μίτωσης, ο παράγοντας διέγερσης της μίτωσης φωσφορυλιώνει επίσης μια ομάδα πρωτεϊνών, ένα σύμπλεγμα των οποίων ονομάζεται συμπύκνωση, και ο σχηματισμός της πυροδοτείται ακριβώς από τη φωσφορυλίωση. Υπό την επίδραση της ιστόνης Η1 και της συμπυκνίνης, τα χρωμοσώματα διατάσσονται σε δομές μεταφάσεως. Αυτή η διαδικασία απαιτεί τη χρήση ATP.

Επιπλέον, υπό την επίδραση ενός παράγοντα διέγερσης της μίτωσης στην προφάση, λαμβάνει χώρα φωσφορυλίωση των λαμινών στην εσωτερική επιφάνεια της πυρηνικής μεμβράνης. Ως αποτέλεσμα, οι Α- και C-λαμίνες περνούν σε διαλυμένη κατάσταση. Η δομική ακεραιότητα του κελύφους διαταράσσεται και αποσυντίθεται σε ένα σύστημα φυσαλίδων. Κάτι παρόμοιο πιθανώς συμβαίνει στο ER με το σύμπλεγμα Golgi.

Υπό την επίδραση ενός παράγοντα διέγερσης της μίτωσης στην προφάση, ενεργοποιείται ο πολυμερισμός των μικροσωληνίσκων και οι ελαφριές αλυσίδες μυοσίνης μπλοκάρονται, γεγονός που εμποδίζει την πρόωρη κυτταροτομή των κυττάρων.

Η κυτταρική διαίρεση ρυθμίζεται από δύο ομάδες παραγόντων: τους μιτογόνους και τους αντιμιτογονικούς, ή keylons. Μιτογόνοι παράγοντες παράγονται στους ιστούς (ιστικές ορμόνες) και ενεργοποιούν την κυτταρική διαίρεση, ενώ το μέγεθος του κυτταρικού πληθυσμού αυξάνεται. Οι μιτογόνοι παράγοντες περιλαμβάνουν αυξητικούς παράγοντες ινοβλαστών, επιδερμίδα, αιμοπετάλια, αυξητικούς παράγοντες μετασχηματισμού κ.λπ.

Μιτογόνοι παράγοντες προκαλούν κυτταρική διαίρεση μέσω της ενεργοποίησης της κινάσης τυροσίνης. Αυτό διεγείρει το σχηματισμό ενός αριθμού μεταγραφικών παραγόντων, των λεγόμενων γονιδίων πρώιμης και καθυστερημένης απόκρισης. Οι αλλαγές στη δραστηριότητά τους διεγείρουν τον σχηματισμό κινασών και κυκλινών που εξαρτώνται από την κυκλίνη. Αυτό με τη σειρά του ενθαρρύνει τα κύτταρα να διαιρεθούν.

Η συγκέντρωση των αυξητικών παραγόντων είναι σχετικά χαμηλή και μόλις ο αριθμός των κυττάρων αυξηθεί σημαντικά, οι αυξητικοί παράγοντες καθίστανται ανεπαρκείς και τα κύτταρα σταματούν να διαιρούνται και αρχίζουν να διαφοροποιούνται. Ορισμένοι συγγραφείς πιστεύουν ότι ο μηχανισμός τερματισμού της διαίρεσης και η έναρξη της διαφοροποίησης ελέγχεται από ειδικές βιολογικά δραστικές ουσίες - keylons ή άλλους ρυθμιστές. Ένα παράδειγμα τέτοιου ρυθμιστή είναι οι ιωδιούχες ορμόνες του θυρεοειδούς - η τριιωδοθυρονίνη και η τετραϊωδοθυρονίνη. Αυτές οι ορμόνες ενεργοποιούν τις διαδικασίες διαφοροποίησης των κυττάρων και εμποδίζουν την κυτταρική διαίρεση. Σημαντική από αυτή την άποψη είναι η επίδραση της τετραϊωδοθυρονίνης στη διαφοροποίηση των νευρώνων και ως εκ τούτου, με την ανεπάρκειά της, αναπτύσσεται κρετινισμός, συνοδευόμενος από νοητική υστέρηση (ολιγοφρένεια).

Ένα παράδειγμα αντιμιτογονικού παράγοντα είναι ο παράγοντας νέκρωσης όγκου. Αναστέλλει το σχηματισμό του συμπλόκου πρωτεϊνικής κινάσης που ενεργοποιεί το μιτογόνο μέσω ενός αριθμού ενδοκυτταρικών ενδιάμεσων (σφιγγοσίνη). Τελικά, η περιεκτικότητα σε σύμπλοκα κυκλίνης D με Cdk6 και Cdk4 μειώνεται και η κυτταρική διαίρεση σταματά.

Μια παραλλαγή της μίτωσης είναι η διάσπαση - αυτή είναι η κυτταρική διαίρεση όταν το μητρικό κύτταρο δεν μεγεθύνεται κατά τη διάρκεια μιας σύντομης ενδιάμεσης φάσης. Ως αποτέλεσμα, μετά από κάθε διαίρεση το μέγεθος των κυττάρων μειώνεται. Ο κατακερματισμός είναι χαρακτηριστικός του σχηματισμού ενός πολυκύτταρου οργανισμού (blastula) από ένα μονοκύτταρο έμβρυο (ζυγώτη) στα αρχικά στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης.

Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.

Η ανάπτυξη και ανάπτυξη των ζωντανών οργανισμών είναι αδύνατη χωρίς τις διαδικασίες της κυτταρικής διαίρεσης. Ένα από αυτά είναι η μίτωση - η διαδικασία διαίρεσης των ευκαρυωτικών κυττάρων στην οποία μεταδίδονται και αποθηκεύονται γενετικές πληροφορίες. Σε αυτό το άρθρο θα μάθετε περισσότερα για τα χαρακτηριστικά του μιτωτικού κύκλου και θα εξοικειωθείτε με τα χαρακτηριστικά όλων των φάσεων της μίτωσης, τα οποία θα συμπεριληφθούν στον πίνακα.

Η έννοια του "μιτωτικού κύκλου"

Όλες οι διεργασίες που συμβαίνουν σε ένα κύτταρο, ξεκινώντας από τη μια διαίρεση στην άλλη και τελειώνουν με την παραγωγή δύο θυγατρικών κυττάρων, ονομάζονται μιτωτικός κύκλος. Ο κύκλος ζωής ενός κυττάρου είναι επίσης μια κατάσταση ανάπαυσης και μια περίοδος εκτέλεσης των άμεσων λειτουργιών του.

Τα κύρια στάδια της μίτωσης περιλαμβάνουν:

• Αυτοδιπλασιασμός ή αναδιπλασιασμός του γενετικού κώδικα, το οποίο μεταδίδεται από ένα μητρικό κύτταρο σε δύο θυγατρικά κύτταρα. Η διαδικασία επηρεάζει τη δομή και το σχηματισμό των χρωμοσωμάτων.
• Κυτταρικός κύκλος- αποτελείται από τέσσερις περιόδους: προσυνθετική, συνθετική, μετασυνθετική και, μάλιστα, μίτωση.

Οι τρεις πρώτες περίοδοι (προσυνθετική, συνθετική και μετασυνθετική) αναφέρονται στη μεσοφάση της μίτωσης.

Μερικοί επιστήμονες αποκαλούν τη συνθετική και τη μετασυνθετική περίοδο την προπρόφαση της μίτωσης. Δεδομένου ότι όλα τα στάδια συμβαίνουν συνεχώς, μετακινούνται ομαλά από το ένα στο άλλο, δεν υπάρχει σαφής διαχωρισμός μεταξύ τους.

Η διαδικασία της άμεσης κυτταρικής διαίρεσης, η μίτωση, εμφανίζεται σε τέσσερις φάσεις, που αντιστοιχούν στην ακόλουθη σειρά:

TOP 4 άρθραπου διαβάζουν μαζί με αυτό

• Prophase;
• Μεταφάση;
• Ανάφαση;
• Τελοφάση.

Ρύζι. 1. Φάσεις μίτωσης

Μπορείτε να βρείτε μια σύντομη περιγραφή κάθε φάσης στον πίνακα «Φάσεις Μίτωσης», που παρουσιάζεται παρακάτω.

Πίνακας "Φάσεις της μίτωσης"

Οχι.	Φάση	Χαρακτηριστικός
		Στην πρόφαση της μίτωσης, η πυρηνική μεμβράνη και ο πυρήνας διαλύονται, τα κεντρόλια αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους, ο σχηματισμός μικροσωληνίσκων, τα λεγόμενα νήματα της ατράκτου, αρχίζει και οι χρωματίδες στα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται.
	Μεταφάση	Σε αυτό το στάδιο, οι χρωματίδες στα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται όσο το δυνατόν περισσότερο και παρατάσσονται στο ισημερινό τμήμα της ατράκτου, σχηματίζοντας μια πλάκα μετάφασης. Τα νήματα κεντρολίου συνδέονται με τα κεντρομερή των χρωματιδών ή τεντώνονται μεταξύ των πόλων.
		Είναι η συντομότερη φάση κατά την οποία λαμβάνει χώρα ο διαχωρισμός των χρωματιδίων μετά την αποσύνθεση των κεντρομερών των χρωμοσωμάτων. Το ζευγάρι πηγαίνει σε διαφορετικούς πόλους και ξεκινά έναν ανεξάρτητο τρόπο ζωής.
	Τελόφαση	Είναι το τελικό στάδιο της μίτωσης, κατά το οποίο τα νεοσχηματισμένα χρωμοσώματα αποκτούν το φυσιολογικό τους μέγεθος. Γύρω τους σχηματίζεται ένας νέος πυρηνικός φάκελος με έναν πυρήνα μέσα. Τα νημάτια της ατράκτου αποσυντίθενται και εξαφανίζονται και αρχίζει η διαδικασία διαίρεσης του κυτταροπλάσματος και των οργανιδίων του (κυτταροτομή).

Η διαδικασία της κυτταροτομής σε ένα ζωικό κύτταρο συμβαίνει χρησιμοποιώντας το αυλάκι διάσπασης και σε ένα φυτικό κύτταρο - χρησιμοποιώντας την κυτταρική πλάκα.

Άτυπες μορφές μίτωσης

Άτυπες μορφές μίτωσης εντοπίζονται μερικές φορές στη φύση:

• Αμίτωση - μια μέθοδος άμεσης διαίρεσης του πυρήνα, στην οποία διατηρείται η δομή του πυρήνα, ο πυρήνας δεν αποσυντίθεται και τα χρωμοσώματα δεν είναι ορατά. Το αποτέλεσμα είναι ένα κύτταρο με δύο πυρήνες.

Ρύζι. 2. Αμίτωση

• Πολυθενία - Τα κύτταρα DNA αυξάνονται πολλαπλάσια, χωρίς όμως να αυξάνεται η περιεκτικότητα σε χρωμόσωμα.
• Ενδομίτωση - Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετά την αντιγραφή του DNA, δεν υπάρχει διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων σε θυγατρικές χρωματίδες. Σε αυτή την περίπτωση, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων αυξάνεται δεκάδες φορές, εμφανίζονται πολυπλοειδή κύτταρα, τα οποία μπορεί να οδηγήσουν σε μετάλλαξη.

Ρύζι. 3. Ενδομίτωση

Τι μάθαμε;

Η διαδικασία της έμμεσης διαίρεσης των ευκαρυωτικών κυττάρων λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια, καθένα από τα οποία έχει τα δικά του χαρακτηριστικά. Ο μιτωτικός κύκλος αποτελείται από τα στάδια της μεσοφάσης και της άμεσης κυτταρικής διαίρεσης, που αποτελείται από τέσσερις φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελοφάση. Μερικές φορές στη φύση υπάρχουν άτυπες μέθοδοι διαίρεσης, αυτές περιλαμβάνουν αμίτωση, πολυτενία και ενδομίτωση.

Δοκιμή για το θέμα

Αξιολόγηση της έκθεσης

Μέση βαθμολογία: 4.4. Συνολικές βαθμολογίες που ελήφθησαν: 518.

Ανάμεσα σε όλα τα ενδιαφέροντα και αρκετά περίπλοκα θέματα στη βιολογία, αξίζει να επισημανθούν δύο διαδικασίες κυτταρικής διαίρεσης στο σώμα - μείωση και μίτωση. Στην αρχή μπορεί να φαίνεται ότι αυτές οι διαδικασίες είναι ίδιες, αφού και στις δύο περιπτώσεις συμβαίνει κυτταρική διαίρεση, αλλά στην πραγματικότητα υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ τους. Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να κατανοήσετε τη μίτωση. Ποια είναι αυτή η διαδικασία, ποια είναι η μεσοφάση της μίτωσης και τι ρόλο παίζουν στον ανθρώπινο οργανισμό; Αυτό θα συζητηθεί με περισσότερες λεπτομέρειες σε αυτό το άρθρο.

Μια πολύπλοκη βιολογική διαδικασία που συνοδεύεται από κυτταρική διαίρεση και κατανομή χρωμοσωμάτων μεταξύ αυτών των κυττάρων - όλα αυτά μπορούν να ειπωθούν για τη μίτωση. Χάρη σε αυτό, τα χρωμοσώματα που περιέχουν DNA κατανέμονται ομοιόμορφα μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων του σώματος.

Υπάρχουν 4 κύριες φάσεις στη διαδικασία της μίτωσης. Είναι όλα αλληλένδετα, αφού οι φάσεις μεταβαίνουν ομαλά από τη μία στην άλλη. Ο επιπολασμός της μίτωσης στη φύση οφείλεται στο γεγονός ότι είναι αυτή που εμπλέκεται στη διαδικασία διαίρεσης όλων των κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των μυών, των νεύρων και ούτω καθεξής.

Εν συντομία για την ενδιάμεση φάση

Πριν εισέλθει στην κατάσταση της μίτωσης, ένα κύτταρο που διαιρείται περνά στη μεσόφαση, δηλαδή μεγαλώνει. Η διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης μπορεί να καταλαμβάνει περισσότερο από το 90% του συνολικού χρόνου της κυτταρικής δραστηριότητας σε κανονική λειτουργία.

Η ενδιάμεση φάση χωρίζεται σε 3 κύριες περιόδους:

• φάση G1;
• S-φάση;
• φάση G2.

Όλα λαμβάνουν χώρα με μια συγκεκριμένη σειρά. Ας δούμε κάθε μία από αυτές τις φάσεις ξεχωριστά.

Interphase - κύρια συστατικά (τύπος)

Φάση G1

Αυτή η περίοδος χαρακτηρίζεται από την προετοιμασία του κυττάρου για διαίρεση. Αυξάνεται σε όγκο για την περαιτέρω φάση της σύνθεσης του DNA.

S-φάση

Αυτό είναι το επόμενο στάδιο της διαδικασίας μεσοφάσεως, κατά την οποία διαιρούνται τα κύτταρα του σώματος. Κατά κανόνα, η σύνθεση των περισσότερων κυττάρων γίνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα. Μετά τη διαίρεση, τα κύτταρα δεν αυξάνονται σε μέγεθος, αλλά αρχίζει η τελευταία φάση.

Φάση G2

Το τελικό στάδιο της μεσόφασης, κατά το οποίο τα κύτταρα συνεχίζουν να συνθέτουν πρωτεΐνες ενώ αυξάνονται σε μέγεθος. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, υπάρχουν ακόμα πυρήνες στο κύτταρο. Επίσης, στο τελευταίο μέρος της μεσόφασης, συμβαίνει διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων και η επιφάνεια του πυρήνα αυτή τη στιγμή καλύπτεται με ένα ειδικό κέλυφος που έχει προστατευτική λειτουργία.

Σημείωμα!Στο τέλος της τρίτης φάσης, εμφανίζεται μίτωση. Περιλαμβάνει επίσης πολλά στάδια, μετά τα οποία λαμβάνει χώρα η κυτταρική διαίρεση (αυτή η διαδικασία στην ιατρική ονομάζεται κυτταροκίνηση).

Στάδια μίτωσης

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η μίτωση χωρίζεται σε 4 στάδια, αλλά μερικές φορές μπορεί να υπάρχουν περισσότερα. Παρακάτω είναι τα κυριότερα.

Τραπέζι. Περιγραφή των κύριων φάσεων της μίτωσης.

Όνομα φάσης, φωτογραφία	Περιγραφή
	Κατά τη διάρκεια της προφάσης, συμβαίνει σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων, με αποτέλεσμα να παίρνουν ένα στριμμένο σχήμα (είναι πιο συμπαγές). Όλες οι συνθετικές διεργασίες στα κύτταρα του σώματος σταματούν, επομένως δεν παράγονται πλέον ριβοσώματα.
	Πολλοί ειδικοί δεν διακρίνουν την προμετάφαση ως ξεχωριστή φάση της μίτωσης. Συχνά όλες οι διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτό αναφέρονται ως προφάση. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το κυτταρόπλασμα περιβάλλει τα χρωμοσώματα, τα οποία κινούνται ελεύθερα σε όλο το κύτταρο μέχρι ένα ορισμένο σημείο.
	Η επόμενη φάση της μίτωσης, η οποία συνοδεύεται από την κατανομή των συμπυκνωμένων χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι μικροσωληνίσκοι ανανεώνονται σε συνεχή βάση. Κατά τη διάρκεια της μετάφασης, τα χρωμοσώματα είναι διατεταγμένα έτσι ώστε οι κινετοχώρες τους να είναι σε διαφορετική κατεύθυνση, δηλαδή προς αντίθετους πόλους.
	Αυτή η φάση της μίτωσης συνοδεύεται από τον διαχωρισμό των χρωματιδίων κάθε χρωμοσώματος μεταξύ τους. Η ανάπτυξη των μικροσωληνίσκων σταματά, αρχίζουν τώρα να αποσυναρμολογούνται. Η αναφάση δεν διαρκεί πολύ, αλλά κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου τα κύτταρα καταφέρνουν να διασκορπιστούν πιο κοντά σε διαφορετικούς πόλους σε περίπου ίσους αριθμούς.
	Αυτό είναι το τελευταίο στάδιο κατά το οποίο αρχίζει η αποσυμπύκνωση των χρωμοσωμάτων. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα ολοκληρώνουν τη διαίρεση τους και ένα ειδικό κέλυφος σχηματίζεται γύρω από κάθε σύνολο ανθρώπινων χρωμοσωμάτων. Όταν ο συσταλτικός δακτύλιος συστέλλεται, το κυτταρόπλασμα διαχωρίζεται (στην ιατρική αυτή η διαδικασία ονομάζεται κυτταροτομή).

Σπουδαίος!Η διάρκεια της πλήρους διαδικασίας μίτωσης, κατά κανόνα, δεν είναι μεγαλύτερη από 1,5-2 ώρες. Η διάρκεια μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του κελιού που διαιρείται. Επίσης, η διάρκεια της διαδικασίας επηρεάζεται από εξωτερικούς παράγοντες, όπως συνθήκες φωτός, θερμοκρασία κ.λπ.

Τι βιολογικό ρόλο παίζει η μίτωση;

Τώρα ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τα χαρακτηριστικά της μίτωσης και τη σημασία της στον βιολογικό κύκλο. Προπαντός, εξασφαλίζει πολλές ζωτικές διεργασίες του σώματος, συμπεριλαμβανομένης της εμβρυϊκής ανάπτυξης.

Η μίτωση είναι επίσης υπεύθυνη για την αποκατάσταση των ιστών και των εσωτερικών οργάνων του σώματος μετά από διάφορες βλάβες, με αποτέλεσμα την αναγέννηση. Στη διαδικασία της λειτουργίας, τα κύτταρα πεθαίνουν σταδιακά, αλλά με τη βοήθεια της μίτωσης, η δομική ακεραιότητα των ιστών διατηρείται συνεχώς.

Η μίτωση εξασφαλίζει τη διατήρηση ενός συγκεκριμένου αριθμού χρωμοσωμάτων (αντιστοιχεί στον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο μητρικό κύτταρο).

Βίντεο - Χαρακτηριστικά και τύποι μίτωσης

Μίτωσις- η κύρια μέθοδος διαίρεσης των ευκαρυωτικών κυττάρων, στην οποία γίνεται πρώτα ο διπλασιασμός και στη συνέχεια το κληρονομικό υλικό κατανέμεται ομοιόμορφα μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων.

Η μίτωση είναι μια συνεχής διαδικασία με τέσσερις φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Πριν από τη μίτωση, το κύτταρο προετοιμάζεται για διαίρεση ή ενδιάμεση φάση. Η περίοδος προετοιμασίας των κυττάρων για μίτωση και η ίδια η μίτωση αποτελούν μαζί μιτωτικός κύκλος. Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή των φάσεων του κύκλου.

Ενδιάμεση φάσηαποτελείται από τρεις περιόδους: προσυνθετική ή μεταμιτωτική, - G 1, συνθετική - S, μετασυνθετική ή προμιτωτική, - G 2.

Προσυνθετική περίοδος (2n 2ντο, Πού n- αριθμός χρωμοσωμάτων, Με- αριθμός μορίων DNA) - ανάπτυξη κυττάρων, ενεργοποίηση διεργασιών βιολογικής σύνθεσης, προετοιμασία για την επόμενη περίοδο.

Συνθετική περίοδος (2n 4ντο) - Αντιγραφή DNA.

Μετασυνθετική περίοδος (2n 4ντο) - προετοιμασία του κυττάρου για μίτωση, σύνθεση και συσσώρευση πρωτεϊνών και ενέργειας για την επερχόμενη διαίρεση, αύξηση του αριθμού των οργανιδίων, διπλασιασμός των κεντρολίων.

Προφάση (2n 4ντο) - αποσυναρμολόγηση πυρηνικών μεμβρανών, απόκλιση κεντρολίων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου, σχηματισμός νηματίων ατράκτου, "εξαφάνιση" πυρηνόλιθων, συμπύκνωση χρωμοσωμάτων biromatid.

Μεταφάση (2n 4ντο) - ευθυγράμμιση των μεγίστων συμπυκνωμένων διχρωματικών χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου (πλάκα μετάφασης), προσάρτηση των νηματίων της ατράκτου στο ένα άκρο στα κεντρόλια και στο άλλο στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων.

Ανάφαση (4n 4ντο) - διαίρεση των χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων σε χρωματίδες και η απόκλιση αυτών των αδελφών χρωματιδών σε αντίθετους πόλους του κυττάρου (σε αυτή την περίπτωση, οι χρωματίδες γίνονται ανεξάρτητα μονοχρωματικά χρωμοσώματα).

Τελόφαση (2n 2ντοσε κάθε θυγατρικό κύτταρο) - αποσυμπύκνωση χρωμοσωμάτων, σχηματισμός πυρηνικών μεμβρανών γύρω από κάθε ομάδα χρωμοσωμάτων, αποσύνθεση των νημάτων της ατράκτου, εμφάνιση πυρήνα, διαίρεση του κυτταροπλάσματος (κυτταροτομή). Η κυτταροτομή σε ζωικά κύτταρα συμβαίνει λόγω του αυλακιού διάσπασης, στα φυτικά κύτταρα - λόγω της κυτταρικής πλάκας.

1 - προφάση. 2 - μεταφάση; 3 - ανάφαση; 4 - τελοφάση.

Βιολογική σημασία της μίτωσης.Τα θυγατρικά κύτταρα που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα αυτής της μεθόδου διαίρεσης είναι γενετικά πανομοιότυπα με τη μητέρα. Η μίτωση εξασφαλίζει τη σταθερότητα του συνόλου των χρωμοσωμάτων σε έναν αριθμό κυτταρικών γενεών. Βρίσκεται στη βάση διεργασιών όπως η ανάπτυξη, η αναγέννηση, η ασεξουαλική αναπαραγωγή κ.λπ.

είναι μια ειδική μέθοδος διαίρεσης των ευκαρυωτικών κυττάρων, με αποτέλεσμα τα κύτταρα να μεταβαίνουν από διπλοειδή σε απλοειδή κατάσταση. Η μείωση αποτελείται από δύο διαδοχικές διαιρέσεις που προηγούνται από μια ενιαία αντιγραφή DNA.

Πρώτη μειοτική διαίρεση (μείωση 1)ονομάζεται αναγωγή, αφού κατά τη διάρκεια αυτής της διαίρεσης ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται στο μισό: από ένα διπλοειδές κύτταρο (2 n 4ντο) δύο απλοειδή (1 n 2ντο).

Ενδιάμεση φάση 1(στην αρχή - 2 n 2ντο, στο τέλος - 2 n 4ντο) - σύνθεση και συσσώρευση ουσιών και ενέργειας που είναι απαραίτητες και για τις δύο διαιρέσεις, αύξηση του μεγέθους των κυττάρων και του αριθμού των οργανιδίων, διπλασιασμός των κεντρολίων, αντιγραφή DNA, που καταλήγει στην προφάση 1.

Πρόφαση 1 (2n 4ντο) - αποσυναρμολόγηση πυρηνικών μεμβρανών, απόκλιση κεντρολίων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου, σχηματισμός νηματίων ατράκτου, «εξαφάνιση» πυρηνόλιθων, συμπύκνωση χρωμοσωμάτων biromatid, σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων και διασταύρωση. Σύζευξη- η διαδικασία συνένωσης και διαπλοκής ομόλογων χρωμοσωμάτων. Ένα ζευγάρι συζευγμένων ομόλογων χρωμοσωμάτων ονομάζεται δισθενής. Η διασταύρωση είναι η διαδικασία ανταλλαγής ομόλογων περιοχών μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων.

Η Πρόφαση 1 χωρίζεται σε στάδια: λεπτοτένιο(ολοκλήρωση αντιγραφής DNA), ζυγοτένιο(σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων, σχηματισμός δισθενών), παχυτένιο(διασταύρωση, ανασυνδυασμός γονιδίων), διπλοτένιος(ανίχνευση χιασμάτων, 1 μπλοκ ωογένεσης στον άνθρωπο), διακινησία(τερματισμός χιασμάτων).

1 - λεπτένιο; 2 - ζυγοτένιο; 3 - παχυτένιο? 4 - διπλοτένιο; 5 - διακινησία; 6 — μεταφάση 1; 7 - αναφάση 1; 8 — τελόφαση 1;
9 — πρόφαση 2; 10 — μεταφάση 2; 11 - ανάφαση 2; 12 - τελόφαση 2.

Μεταφάση 1 (2n 4ντο) - ευθυγράμμιση των δισθενών στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου, προσάρτηση των νηματίων της ατράκτου στο ένα άκρο στα κεντρόλια και στο άλλο στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων.

Αναφάση 1 (2n 4ντο) - τυχαία ανεξάρτητη απόκλιση χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων σε αντίθετους πόλους του κυττάρου (από κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων, το ένα χρωμόσωμα πηγαίνει στον έναν πόλο, το άλλο στον άλλο), ανασυνδυασμός χρωμοσωμάτων.

Τελόφαση 1 (1n 2ντοσε κάθε κύτταρο) - ο σχηματισμός πυρηνικών μεμβρανών γύρω από ομάδες διχρωματικών χρωμοσωμάτων, διαίρεση του κυτταροπλάσματος. Σε πολλά φυτά, το κύτταρο πηγαίνει από την αναφάση 1 αμέσως στην προφάση 2.

Δεύτερη μειοτική διαίρεση (μείωση 2)κάλεσε εξισωτική.

Ενδιάμεση φάση 2, ή ενδοκινητικότητα (1n 2c), είναι ένα σύντομο διάλειμμα μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης μειοτικής διαίρεσης κατά την οποία δεν λαμβάνει χώρα αντιγραφή του DNA. Χαρακτηριστικό των ζωικών κυττάρων.

Πρόφαση 2 (1n 2ντο) - αποσυναρμολόγηση πυρηνικών μεμβρανών, απόκλιση κεντρολίων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου, σχηματισμός νημάτων ατράκτου.

Μεταφάση 2 (1n 2ντο) - ευθυγράμμιση των διχρωματικών χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου (πλάκα μετάφασης), προσάρτηση των νημάτων της ατράκτου στο ένα άκρο στα κεντρόλια και στο άλλο στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων. 2 μπλοκ ωογένεσης στον άνθρωπο.

Αναφάση 2 (2n 2Με) - διαίρεση των χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων σε χρωματίδες και η απόκλιση αυτών των αδελφών χρωματίδων σε αντίθετους πόλους του κυττάρου (σε αυτή την περίπτωση, οι χρωματίδες γίνονται ανεξάρτητα μονοχρωματικά χρωμοσώματα), ανασυνδυασμός χρωμοσωμάτων.

Τελόφαση 2 (1n 1ντοσε κάθε κύτταρο) - αποσυμπύκνωση χρωμοσωμάτων, σχηματισμός πυρηνικών μεμβρανών γύρω από κάθε ομάδα χρωμοσωμάτων, αποσύνθεση των νημάτων της ατράκτου, εμφάνιση του πυρήνα, διαίρεση του κυτταροπλάσματος (κυτταροτομή) με τον σχηματισμό τεσσάρων απλοειδών κυττάρων.

Βιολογική σημασία της μείωσης.Η μείωση είναι το κεντρικό γεγονός της γαμετογένεσης στα ζώα και της σπορογένεσης στα φυτά. Ως βάση της συνδυαστικής μεταβλητότητας, η μείωση παρέχει γενετική ποικιλομορφία των γαμετών.

Αμίτωση

Αμίτωση- άμεση διαίρεση του μεσοφασικού πυρήνα με στένωση χωρίς σχηματισμό χρωμοσωμάτων, εκτός του μιτωτικού κύκλου. Περιγράφεται για γερασμένα, παθολογικά αλλοιωμένα και καταδικασμένα κύτταρα. Μετά την αμίτωση, το κύτταρο δεν είναι σε θέση να επιστρέψει στον κανονικό μιτωτικό κύκλο.

Κυτταρικός κύκλος

Κυτταρικός κύκλος- η ζωή ενός κυττάρου από τη στιγμή της εμφάνισής του μέχρι τη διαίρεση ή τον θάνατο. Βασικό συστατικό του κυτταρικού κύκλου είναι ο μιτωτικός κύκλος, ο οποίος περιλαμβάνει την περίοδο προετοιμασίας για διαίρεση και την ίδια τη μίτωση. Επιπλέον, στον κύκλο ζωής υπάρχουν περίοδοι ανάπαυσης, κατά τις οποίες το κύτταρο εκτελεί τις εγγενείς λειτουργίες του και επιλέγει την περαιτέρω μοίρα του: θάνατο ή επιστροφή στον μιτωτικό κύκλο.

Πηγαίνετε στο διαλέξεις Νο 12"Φωτοσύνθεση. Χημειοσύνθεση"

Πηγαίνετε στο διαλέξεις Νο 14"Αναπαραγωγή Οργανισμών"