Πρώτη μιτωτική διαίρεση. Μίτωση - έμμεση διαίρεση

Διαίρεση μιτωτικών κυττάρων

Μίτωσις(από τα ελληνικά. Mitos - νήμα), που ονομάζεται επίσης καρυοκίνηση, ή έμμεση κυτταρική διαίρεση, είναι ένας παγκόσμιος μηχανισμός για την κυτταρική διαίρεση. Η μίτωση ακολουθεί την περίοδο G2 και ολοκληρώνει τον κυτταρικό κύκλο.

Διαρκεί 1-3 ώρες και παρέχει ομοιόμορφη κατανομήγενετικό υλικό στα θυγατρικά κύτταρα. Η μίτωση έχει 4 κύριες φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.

Η μίτωση είναι μια από τις θεμελιώδεις διαδικασίες της οντογένεσης. Η μιτωτική διαίρεση εξασφαλίζει την ανάπτυξη των πολυκύτταρων ευκαρυωτών αυξάνοντας τους πληθυσμούς των κυττάρων των ιστών.

Ως αποτέλεσμα της μιτωτικής διαίρεσης των μεριστεμικών κυττάρων, ο αριθμός των κυττάρων του φυτικού ιστού αυξάνεται. Ο κατακερματισμός ενός γονιμοποιημένου ωαρίου και η ανάπτυξη των περισσότερων ιστών στα ζώα συμβαίνουν επίσης μέσω μιτωτικών διαιρέσεων.

Με βάση μορφολογικά χαρακτηριστικάΗ μίτωση χωρίζεται υπό όρους σε στάδια: πρόφαση, προμετάφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση. Οι πρώτες περιγραφές των φάσεων της μίτωσης και η καθιέρωση της αλληλουχίας τους έγιναν τη δεκαετία του 70-80 του 19ου αιώνα. Στα τέλη της δεκαετίας του 1870, ο Γερμανός ιστολόγος Walter Flemming επινόησε τον όρο «μίτωση» για να αναφερθεί στη διαδικασία της έμμεσης κυτταρικής διαίρεσης.

Η μέση διάρκεια της μίτωσης είναι 1-2 ώρες. Η μίτωση των ζωικών κυττάρων, κατά κανόνα, διαρκεί 30-60 λεπτά και τα φυτά - 2-3 ώρες. Για 70 χρόνια, πραγματοποιούνται συνολικά περίπου 10 14 κυτταρικές διαιρέσεις στο ανθρώπινο σώμα.

Οι πρώτες ελλιπείς περιγραφές σχετικά με τη συμπεριφορά και τις αλλαγές των πυρήνων στα διαιρούμενα κύτταρα βρίσκονται στα έργα επιστημόνων στις αρχές της δεκαετίας του 1870.

Στο έργο του Ρώσου βοτανολόγου Russov, με ημερομηνία 1872, περιγράφονται και απεικονίζονται με σαφήνεια οι πλάκες μετάφασης και αναφάσης, που αποτελούνται από μεμονωμένα χρωμοσώματα.

Ένα χρόνο αργότερα, ο Γερμανός ζωολόγος G.A. Schneider ακόμη πιο ξεκάθαρα και με συνέπεια, αλλά, φυσικά, δεν περιέγραψε πλήρως τη μιτωτική διαίρεση χρησιμοποιώντας το παράδειγμα σύνθλιψης ωαρίων της ορθικής στρογγυλής τουρμπελαρίας Mesostomum. Στο έργο του, στην ουσία, περιγράφονται και εικονογραφούνται με τη σωστή σειρά οι κύριες φάσεις της μίτωσης: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση (πρώιμη και όψιμη). Το 1874, ο βοτανολόγος της Μόσχας I.D. Ο Chistyakov παρατήρησε επίσης ξεχωριστές φάσεις κυτταρικής διαίρεσης σε σπόρια βρύων και αλογοουρών. Παρά τις πρώτες επιτυχίες, ούτε ο Russov, ούτε ο Schneider, ούτε ο Chistyakov μπόρεσαν να δώσουν μια σαφή και συνεπή περιγραφή της μιτωτικής διαίρεσης.

Το 1875, κυκλοφόρησαν έργα που περιείχαν περισσότερα από λεπτομερείς περιγραφέςμιτώσεις. Ο Ο. Μπούχλη έδωσε μια περιγραφή των κυτταρολογικών προτύπων στη σύνθλιψη των ωαρίων στρογγυλά σκουλήκιακαι μαλάκια και σε σπερματογόνα κύτταρα εντόμων.

Ο E. Strasburger μελέτησε τη μιτωτική διαίρεση στα κύτταρα της πράσινης άλγης σπιρόγυρα, στα μητρικά κύτταρα της γύρης του κρεμμυδιού και στα μητρικά κύτταρα σπορίων του βρύου του κλαμπ. Αναφερόμενος στο έργο του O. Buechli και με βάση τη δική του έρευνα, ο E. Strasburger επέστησε την προσοχή στην ενότητα των διαδικασιών κυτταρικής διαίρεσης σε φυτικά και ζωικά κύτταρα.

Μέχρι τα τέλη του 1878 - αρχές του 1879 εμφανίστηκε λεπτομερείς εργασίες Schleicher και W. Flemming. Στο έργο του το 1879, ο Schleicher πρότεινε τον όρο «καρυοκίνηση» για να αναφερθεί σύνθετες διαδικασίεςκυτταρική διαίρεση, που υποδηλώνει κίνηση συστατικά μέρηπυρήνες. Ο Walter Flemming ήταν ο πρώτος που εισήγαγε τον όρο «μίτωση» για να αναφερθεί στην έμμεση κυτταρική διαίρεση, η οποία αργότερα έγινε γενικά αποδεκτή. Ο Flemming κατέχει επίσης την τελική διατύπωση του ορισμού της μίτωσης ως κυκλικής διαδικασίας, με αποκορύφωμα τη διαίρεση των χρωμοσωμάτων μεταξύ θυγατρικών κυττάρων.

Το 1880 ο O.V. Ο Baranetsky καθιέρωσε την ελικοειδή δομή των χρωμοσωμάτων. Κατά τη διάρκεια της περαιτέρω έρευνας, αναπτύχθηκαν ιδέες σχετικά με τη σπειροειδοποίηση και την αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια του μιτωτικού κύκλου.

Στις αρχές του 1900, τα χρωμοσώματα αναγνωρίστηκαν ως φορείς κληρονομικών πληροφοριών, οι οποίες αργότερα παρείχαν μια εξήγηση βιολογικό ρόλομίτωση, η οποία συνίσταται στο σχηματισμό γενετικά πανομοιότυπων θυγατρικών κυττάρων.

Στη δεκαετία του 1970, ξεκίνησε η αποκρυπτογράφηση και η λεπτομερής μελέτη των ρυθμιστών της μιτωτικής διαίρεσης, χάρη σε μια σειρά πειραμάτων σχετικά με τη σύντηξη των κυττάρων που βρίσκονται στο διαφορετικά στάδιακυτταρικός κύκλος. Σε αυτά τα πειράματα, όταν ένα κύτταρο στη φάση Μ συνδυάστηκε με ένα κύτταρο σε οποιοδήποτε από τα στάδια της ενδιάμεσης φάσης (G1, S ή G2), τα κύτταρα μεσοφάσης πέρασαν στη μιτωτική κατάσταση (άρχισε η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων και το πυρηνικό περίβλημα αποσυντέθηκε) .

Ως αποτέλεσμα, συνήχθη το συμπέρασμα ότι υπάρχει ένας παράγοντας (ή παράγοντες) στο κυτταροπλασματικό κύτταρο που διεγείρει τη μίτωση, ή, με άλλα λόγια, ο παράγοντας διέγερσης Μ (ΓΧΣ, από τον αγγλικό παράγοντα προαγωγής φάσης Μ, MPF). .

Για πρώτη φορά, ο «διεγερτικός παράγοντας μίτωσης» ανακαλύφθηκε σε ώριμα μη γονιμοποιημένα ωάρια του βατράχου με νύχια, τα οποία βρίσκονται στη φάση Μ του κυτταρικού κύκλου. Το κυτταρόπλασμα ενός τέτοιου ωαρίου, που εγχύθηκε στο ωάριο, οδήγησε σε μια πρόωρη μετάβαση στη φάση Μ και στην έναρξη της ωρίμανσης του ωοκυττάρου (αρχικά, η συντομογραφία MPF σήμαινε Maturation Promoting Factor, που μεταφράζεται ως "ωρίμανση παράγοντας προώθησης»). Κατά τη διάρκεια περαιτέρω πειραμάτων, διαπιστώθηκε η καθολική σημασία και, ταυτόχρονα, ο υψηλός βαθμός συντηρητικότητας του «διεγερτικού παράγοντα μίτωσης»: εκχυλίσματα που παρασκευάστηκαν από μιτωτικά κύτταραπολύ διαφορετικούς οργανισμούς, όταν εισήχθησαν σε ωοκύτταρα βατράχου με νύχια, μεταφέρθηκαν στη φάση Μ.

Μεταγενέστερες μελέτες αποκάλυψαν ότι ο παράγοντας που διεγείρει τη μίτωση είναι ένα ετεροδιμερές σύμπλοκο που αποτελείται από μια πρωτεΐνη κυκλίνης και μια εξαρτώμενη από κυκλίνη πρωτεϊνική κινάση. Η κυκλίνη είναι μια ρυθμιστική πρωτεΐνη και βρίσκεται σε όλους τους ευκαρυώτες. Η συγκέντρωσή του αυξάνεται περιοδικά κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου, φτάνοντας στο μέγιστο στη μετάφαση της μίτωσης. Με την έναρξη της αναφάσης, παρατηρείται απότομη μείωση της συγκέντρωσης της κυκλίνης, λόγω της διάσπασής της με τη βοήθεια σύνθετων πρωτεϊνικών πρωτεολυτικών συμπλεγμάτων - πρωτεοσωμάτων. Η εξαρτώμενη από την κυκλίνη πρωτεϊνική κινάση είναι ένα ένζυμο (φωσφορυλάση) που τροποποιεί τις πρωτεΐνες μεταφέροντας μια φωσφορική ομάδα από το ATP στα αμινοξέα σερίνη και θρεονίνη. Έτσι, με την καθιέρωση του ρόλου και της δομής του κύριου ρυθμιστή της μιτωτικής διαίρεσης, ξεκίνησαν οι μελέτες των λεπτών ρυθμιστικών μηχανισμών της μίτωσης, οι οποίες συνεχίζονται μέχρι σήμερα.

Η ανάπτυξη μιας ενοποιημένης τυπολογίας και ταξινόμησης των μιτώσεων περιπλέκεται από μια ολόκληρη σειρά χαρακτηριστικών που, σε διάφορους συνδυασμούς, δημιουργούν μια ποικιλία και ετερογένεια προτύπων μιτωτικής διαίρεσης. Ταυτόχρονα, οι ξεχωριστές επιλογές ταξινόμησης που αναπτύχθηκαν για ορισμένα taxa είναι απαράδεκτες για άλλους, καθώς δεν λαμβάνουν υπόψη τις ιδιαιτερότητες των μιτώσεών τους. Για παράδειγμα, ορισμένες παραλλαγές της ταξινόμησης των μιτώσεων χαρακτηριστικών των ζώων ή φυτικούς οργανισμούς, είναι απαράδεκτα για τα φύκια.

Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά που διέπουν τις διάφορες τυπολογίες και ταξινομήσεις της μιτωτικής διαίρεσης είναι η συμπεριφορά του πυρηνικού περιβλήματος. Εάν ο σχηματισμός της ατράκτου και η ίδια η μιτωτική διαίρεση προχωρήσει μέσα στον πυρήνα χωρίς να καταστρέψει την πυρηνική μεμβράνη, τότε αυτός ο τύπος μίτωσης ονομάζεται κλειστός. Η μίτωση με την κατάρρευση του πυρηνικού περιβλήματος, αντίστοιχα, ονομάζεται ανοιχτή και η μίτωση με την κατάρρευση της μεμβράνης μόνο στους πόλους της ατράκτου, με το σχηματισμό «πολικών παραθύρων» - ημίκλειστα.

ένα ακόμα εγγύησηείναι ένας τύπος συμμετρίας της μιτωτικής ατράκτου. Στην πλευρομίτωση, η άτρακτος διαίρεσης είναι αμφοτερόπλευρα συμμετρική ή ασύμμετρη και συνήθως αποτελείται από δύο ημι-άτρακτους που βρίσκονται στη μετάφαση-ανάφαση υπό γωνία μεταξύ τους. Η κατηγορία των ορθομιτώσεων χαρακτηρίζεται από διπολική συμμετρία της ατράκτου σχάσης και στη μετάφαση υπάρχει συχνά μια ευδιάκριτη ισημερινή πλάκα.

Μέσα στα υποδεικνυόμενα σημεία, το πιο πολυάριθμο είναι μια τυπική ανοιχτή ορθομίτωση, στο παράδειγμα της οποίας οι αρχές και τα στάδια της μιτωτικής διαίρεσης συζητούνται παρακάτω. Αυτός ο τύπος μίτωσης είναι χαρακτηριστικός των ζώων, των ανώτερων φυτών και ορισμένων πρωτόζωων.

Η προφάση ξεκινά με τη συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων, τα οποία γίνονται ορατά κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός ως νηματοειδείς δομές. Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο παράλληλες αδελφές χρωματίδες που συνδέονται στο κεντρομερίδιο. Ο πυρήνας και το πυρηνικό περίβλημα εξαφανίζονται στο τέλος της φάσης (ο τελευταίος διασπάται σε μεμβρανικά κυστίδια παρόμοια με τα στοιχεία EPS και το σύμπλεγμα πόρων και το έλασμα διασπώνται σε υπομονάδες). Το καρυόπλασμα αναμιγνύεται με το κυτταρόπλασμα.

Τα κεντριόλια μεταναστεύουν σε αντίθετους πόλους του κυττάρου και δημιουργούν τα νήματα της μιτωτικής (αχρωματίνης) ατράκτου. Στην περιοχή του κεντρομερούς, σχηματίζονται ειδικά πρωτεϊνικά σύμπλοκα - κινετοχόρες, στα οποία συνδέονται μερικοί μικροσωληνίσκοι ατράκτου (μικροσωληνίσκοι κινετοχώρης). Έχει αποδειχθεί ότι οι ίδιες οι κινετοχορίες είναι σε θέση να προκαλέσουν συναρμολόγηση μικροσωληνίσκων και επομένως μπορούν να χρησιμεύσουν ως κέντρα οργάνωσης μικροσωληνίσκων. Οι υπόλοιποι μικροσωληνίσκοι της ατράκτου ονομάζονται μικροσωληνίσκοι πόλων, καθώς εκτείνονται από τον έναν πόλο του κυττάρου στον άλλο. οι μικροσωληνίσκοι που βρίσκονται έξω από την άτρακτο, αποκλίνοντας ακτινικά από τα κυτταρικά κέντρα προς το πλάσμα, έλαβαν το όνομα αστρικό ή μικροσωληνίσκους (νήματα) ακτινοβολίας.

Η μετάφαση αντιστοιχεί στο μέγιστο επίπεδο συμπύκνωσης των χρωμοσωμάτων, τα οποία ευθυγραμμίζονται στην ισημερινή περιοχή της μιτωτικής ατράκτου, σχηματίζοντας μια εικόνα της ισημερινής (μεταφάσης) πλάκας (πλάγια όψη) ή του γονικού αστέρα (όψη από τους πόλους). Τα χρωμοσώματα κινούνται στο ισημερινό επίπεδο και συγκρατούνται σε αυτό λόγω της ισορροπημένης τάσης των μικροσωληνίσκων κινετοχώρης. Στο τέλος αυτής της φάσης, οι αδελφές χρωματίδες χωρίζονται με ένα κενό, αλλά διατηρούνται στην περιοχή του κεντρομερούς.

Η αναφάση ξεκινά με τη σύγχρονη διάσπαση όλων των χρωμοσωμάτων σε αδελφές χρωματίδες (στην περιοχή του κεντρομερούς) και τη μετακίνηση των θυγατρικών χρωμοσωμάτων σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, η οποία συμβαίνει κατά μήκος των μικροσωληνίσκων της ατράκτου με ταχύτητα 0,2-0,5 μm/min. Το σήμα για την έναρξη της αναφάσης περιλαμβάνει μια απότομη (κατά τάξη μεγέθους) αύξηση της συγκέντρωσης κατιόντων ασβεστίου στο υαλόπλασμα, που εκκρίνονται από μεμβρανικά κυστίδια που σχηματίζουν συστάδες στους πόλους της ατράκτου. Ο μηχανισμός της κίνησης των χρωμοσωμάτων στην ανάφαση δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως, ωστόσο, έχει διαπιστωθεί ότι εκτός από την ακτίνη, πρωτεΐνες όπως η μυοσίνη και η δυνεΐνη, καθώς και ένας αριθμός ρυθμιστικών πρωτεϊνών, υπάρχουν στην περιοχή της ατράκτου. Σύμφωνα με ορισμένες παρατηρήσεις, οφείλεται σε βράχυνση (αποσυναρμολόγηση) μικροσωληνίσκων που συνδέονται με κινετοχώρους. Η αναφάση χαρακτηρίζεται από επιμήκυνση της μιτωτικής ατράκτου λόγω κάποιας απόκλισης των κυτταρικών πόλων. Τελειώνει με τη συσσώρευση δύο πανομοιότυπων συνόλων χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου, τα οποία σχηματίζουν εικόνες αστεριών (το στάδιο των θυγατρικών αστεριών). Στο τέλος της ανάφασης, λόγω της συστολής των μικρονημάτων ακτίνης, που συγκεντρώνονται γύρω από την περιφέρεια του κυττάρου (συστελλόμενος δακτύλιος), αρχίζει να σχηματίζεται μια κυτταρική συστολή, η οποία, βαθύνοντας, θα οδηγήσει σε κυτταροτομή στην επόμενη φάση.

Η τελόφαση είναι το τελικό στάδιο της μίτωσης, κατά το οποίο ανακατασκευάζονται οι πυρήνες των θυγατρικών κυττάρων και ολοκληρώνεται η διαίρεση τους. Γύρω από τα συμπυκνωμένα χρωμοσώματα θυγατρικών κυττάρων από μεμβρανικά κυστίδια (σύμφωνα με άλλες πηγές, από το EPS), αποκαθίσταται το καρυόλεμμα, με το οποίο συνδέεται το αναδυόμενο έλασμα, επανεμφανίζονται πυρήνες, που σχηματίζονται από τμήματα των αντίστοιχων χρωμοσωμάτων. Οι πυρήνες των κυττάρων αυξάνονται σταδιακά και τα χρωμοσώματα προοδευτικά απελευθερώνονται και εξαφανίζονται, αντικαθιστώντας το μοτίβο χρωματίνης του πυρήνα της μεσοφάσεως. Ταυτόχρονα, η κυτταρική συστολή βαθαίνει και τα κύτταρα παραμένουν συνδεδεμένα για κάποιο χρονικό διάστημα με μια στενή κυτταροπλασματική γέφυρα που περιέχει μια δέσμη μικροσωληνίσκων (μέσο σώμα). Η περαιτέρω απολίνωση του κυτταροπλάσματος τελειώνει με το σχηματισμό δύο θυγατρικών κυττάρων. Στην τελοφάση, λαμβάνει χώρα η κατανομή των οργανιδίων μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων. Η ομοιομορφία αυτής της διαδικασίας διευκολύνεται από το γεγονός ότι ορισμένα οργανίδια είναι αρκετά πολυάριθμα (για παράδειγμα, τα μιτοχόνδρια), ενώ άλλα (όπως το EPS και το σύμπλεγμα Golgi) διασπώνται σε μικρά θραύσματα και κυστίδια κατά τη διάρκεια της μίτωσης.

Οι άτυπες μιτώσεις εμφανίζονται όταν η μιτωτική συσκευή είναι κατεστραμμένη και χαρακτηρίζονται από ανομοιόμορφη κατανομή γενετικού υλικού μεταξύ των κυττάρων - ανευπλοειδία (από το ελληνικό an - not, eu - correct, ploon - add). σε πολλές περιπτώσεις, η κυτταροτομή απουσιάζει, με αποτέλεσμα το σχηματισμό γιγαντιαίων κυττάρων. Οι άτυπες μιτώσεις είναι χαρακτηριστικές του κακοήθεις όγκουςκαι ακτινοβολημένους ιστούς. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητά τους και η μεγαλύτερο βαθμόανευπλοειδία, τόσο πιο κακοήθης είναι ο όγκος. Η παραβίαση της φυσιολογικής μιτωτικής κυτταρικής διαίρεσης μπορεί να προκληθεί από χρωμοσωμικές ανωμαλίες, οι οποίες ονομάζονται χρωμοσωμικές εκτροπές (από το λατινικό Aberratio - απόκλιση). Παραλλαγές των χρωμοσωμικών ανωμαλιών είναι η προσκόλληση των χρωμοσωμάτων, η διάσπασή τους σε θραύσματα, η απώλεια μιας θέσης, η ανταλλαγή θραυσμάτων, ο διπλασιασμός μεμονωμένων τμημάτων χρωμοσωμάτων κ.λπ. Οι χρωμοσωμικές εκτροπές μπορεί να συμβούν αυθόρμητα, αλλά πιο συχνά αναπτύσσονται λόγω δράση μεταλλαξιγόνων και ιονίζουσας ακτινοβολίας στα κύτταρα.

Καρυότυπος - διαγνωστική μελέτηπροκειμένου να εκτιμηθεί ο καρυότυπος (σύνολο χρωμοσωμάτων) πραγματοποιείται με εξέταση των χρωμοσωμάτων στην πλάκα μετάφασης. Για τον καρυότυπο, λαμβάνεται μια κυτταρική καλλιέργεια στην οποία εισάγεται κολχικίνη, μια ουσία που εμποδίζει το σχηματισμό της μιτωτικής ατράκτου. Τα χρωμοσώματα εξάγονται από τέτοια κύτταρα, τα οποία χρωματίζονται περαιτέρω και ταυτοποιούνται. Ο φυσιολογικός καρυότυπος του ανθρώπου αντιπροσωπεύεται από 46 χρωμοσώματα - 22 ζεύγη αυτοσωμάτων και δύο φυλετικά χρωμοσώματα (XY στους άνδρες και XX στις γυναίκες). Ο καρυότυπος μπορεί να διαγνώσει έναν αριθμό ασθενειών που σχετίζονται με χρωμοσωμικές ανωμαλίες, ειδικότερα, το σύνδρομο Down (τρισωμία του 21ου χρωμοσώματος), το Edwards (τρισωμία του 18ου χρωμοσώματος), το Patau (τρισωμία του 13ου χρωμοσώματος), καθώς και μια σειρά από σύνδρομα που σχετίζονται με ανωμαλίες των φυλετικών χρωμοσωμάτων - σύνδρομο Klinefelter (σύνδρομο Klinefelter γονότυπος - XXY), Turner (γονότυπος - XO) και άλλοι.

Υποτίθεται ότι η πολύπλοκη μιτωτική διαδικασία των ανώτερων οργανισμών αναπτύχθηκε σταδιακά από τους μηχανισμούς της προκαρυωτικής διαίρεσης. Αυτή η υπόθεση υποστηρίζεται από το γεγονός ότι οι προκαρυώτες εμφανίστηκαν περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια νωρίτερα από τους πρώτους ευκαρυώτες. Επιπλέον, παρόμοιες πρωτεΐνες εμπλέκονται στην ευκαρυωτική μίτωση και στην προκαρυωτική δυαδική σχάση.

Πιθανά ενδιάμεσα στάδια μεταξύ της δυαδικής σχάσης και της μίτωσης μπορούν να εντοπιστούν σε μονοκύτταρους ευκαρυώτες, στους οποίους η πυρηνική μεμβράνη δεν καταστρέφεται κατά τη διαίρεση. Στους περισσότερους άλλους ευκαρυώτες, συμπεριλαμβανομένων των φυτών και των ζώων, η άτρακτος σχάσης σχηματίζεται έξω από τον πυρήνα και η πυρηνική μεμβράνη καταστρέφεται κατά τη μίτωση. Αν και η μίτωση στους μονοκύτταρους ευκαρυώτες δεν είναι ακόμη καλά κατανοητή, μπορεί να υποτεθεί ότι προήλθε από δυαδική σχάση και τελικά έφτασε στο επίπεδο πολυπλοκότητας που υπάρχει σε πολυκύτταροι οργανισμοί.

Σε πολλά πρωτόζωα ευκαρυώτες, η μίτωση παρέμεινε επίσης μια διαδικασία που σχετίζεται με τη μεμβράνη, αλλά τώρα δεν είναι πλέον πλάσμα, αλλά πυρηνική.

Οι κύριοι ρυθμιστικοί μηχανισμοί της μίτωσης είναι οι διαδικασίες της φωσφορυλίωσης και της πρωτεόλυσης.

Οι αντιδράσεις αναστρέψιμης φωσφορυλίωσης και αποφωσφορυλίωσης επιτρέπουν αναστρέψιμα μιτωτικά συμβάντα όπως συναρμολόγηση/αποσύνθεση ατράκτου ή αποσάθρωση/επισκευή πυρηνικού περιβλήματος. Η πρωτεόλυση αποτελεί τη βάση των μη αναστρέψιμων συμβάντων της μίτωσης, όπως ο διαχωρισμός των αδελφών χρωματίδων σε ανάφαση ή η διάσπαση των μιτωτικών κυκλινών σε όψιμα στάδιαμίτωσις.

Η διαίρεση όλων των ευκαρυωτικών κυττάρων συνδέεται με το σχηματισμό μιας ειδικής συσκευής για τη διαίρεση των κυττάρων.

Ένας ενεργός ρόλος στη μιτωτική κυτταρική διαίρεση συχνά αποδίδεται στις κυτταροσκελετικές δομές. Η διπολική μιτωτική άτρακτος, η οποία αποτελείται από μικροσωληνίσκους και συναφείς πρωτεΐνες, είναι καθολική τόσο για τα ζωικά όσο και για τα φυτικά κύτταρα. Η άτρακτος διαίρεσης παρέχει μια αυστηρά πανομοιότυπη κατανομή των χρωμοσωμάτων μεταξύ των πόλων διαίρεσης, στην περιοχή της οποίας σχηματίζονται οι πυρήνες των θυγατρικών κυττάρων στην τελοφάση.

Η διαδικασία της μίτωσης εξασφαλίζει μια αυστηρά ομοιόμορφη κατανομή των χρωμοσωμάτων μεταξύ δύο θυγατρικών πυρήνων, έτσι ώστε σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό όλα τα κύτταρα να έχουν ακριβώς τα ίδια (σε αριθμό και χαρακτήρα) σετ χρωμοσωμάτων.

Τα χρωμοσώματα περιέχουν γενετικές πληροφορίες που κωδικοποιούνται στο DNA, και επομένως μια τακτική, διατεταγμένη μιτωτική διαδικασία εξασφαλίζει επίσης την πλήρη μεταφορά όλων των πληροφοριών σε κάθε έναν από τους θυγατρικούς πυρήνες. ως αποτέλεσμα, κάθε κύτταρο έχει όλες τις γενετικές πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη όλων των χαρακτηριστικών του οργανισμού. Από αυτή την άποψη, γίνεται σαφές γιατί ένα κύτταρο που λαμβάνεται από ένα πλήρως διαφοροποιημένο ενήλικο φυτό μπορεί, υπό κατάλληλες συνθήκες, να εξελιχθεί σε ολόκληρο φυτό. Περιγράψαμε τη μίτωση σε ένα διπλοειδές κύτταρο, αλλά αυτή η διαδικασία προχωρά με παρόμοιο τρόπο σε απλοειδή κύτταρα, για παράδειγμα, σε κύτταρα της γενεάς γαμετόφυτων φυτών.

αναιμία. Ορισμός. Ταξινόμηση. Σιδηροπενική αναιμία. Αιτιολογία. κλινική εικόνα. Διαγνωστικά. Θεραπευτική αγωγή. Πρόληψη. Χαρακτηριστικά λήψης παρασκευασμάτων σιδήρου σε παιδιά.

Αντισηπτικά, ορισμός, είδη σύγχρονων αντισηπτικών (μηχανικά, φυσικά, χημικά, βιολογικά).

Ασφυξία του νεογνού. Ορισμός. Αιτιολογία. Ταξινόμηση. κλινική εικόνα. Πρωτοβάθμια φροντίδα και αναζωογόνηση.

Ατοπική δερματίτιδα. Ορισμός. Αιτιολογία. Ταξινόμηση. κλινική εικόνα. Διαγνωστικά. Θεραπευτική αγωγή. Φροντίδα. Διαιτοθεραπεία. Οργάνωση της ζωής ενός άρρωστου παιδιού.

Δίδυμη Μέθοδος στη Μελέτη Χαρακτηριστικών με Συνεχή Κατανομή

Υπάρχουν δύο τρόποι διαίρεσης: 1) η πιο κοινή, πλήρης διαίρεση - μίτωση ( έμμεση διαίρεση) και 2) αμίτωση (άμεση διαίρεση). Κατά τη μιτωτική διαίρεση, το κυτταρόπλασμα αναδομείται, το πυρηνικό περίβλημα καταστρέφεται και τα χρωμοσώματα αναγνωρίζονται. Στη ζωή ενός κυττάρου, υπάρχει μια περίοδος μίτωσης και ένα διάστημα μεταξύ των διαιρέσεων, το οποίο ονομάζεται ενδιάμεση φάση. Ωστόσο, η περίοδος της μεσοφάσης (μη διαιρούμενα κύτταρα) στην ουσία της μπορεί να είναι διαφορετική. Σε ορισμένες περιπτώσεις, κατά τη διάρκεια της μεσόφασης, το κύτταρο λειτουργεί και ταυτόχρονα προετοιμάζεται για την επόμενη διαίρεση. Σε άλλες περιπτώσεις, τα κύτταρα εισέρχονται στη μεσοφάση, λειτουργούν, αλλά δεν προετοιμάζονται πλέον για διαίρεση. Ως μέρος ενός πολύπλοκου πολυκύτταρου οργανισμού, υπάρχουν πολυάριθμες ομάδες κυττάρων που έχουν χάσει την ικανότητα να διαιρούνται. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, νευρικά κύτταρα. Η προετοιμασία των κυττάρων για μίτωση λαμβάνει χώρα στη μεσοφάση. Για να φανταστείτε τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής της διαδικασίας, θυμηθείτε τη δομή του κυτταρικού πυρήνα.

Κύτταρα κρεμμυδιού σε διαφορετικές φάσεις του κυτταρικού κύκλου

Βασικός δομική μονάδαΟι πυρήνες είναι χρωμοσώματα που αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνη. Στους πυρήνες των ζωντανών μη διαιρεόμενων κυττάρων, κατά κανόνα, τα μεμονωμένα χρωμοσώματα δεν διακρίνονται, αλλά το μεγαλύτερο μέρος της χρωματίνης, που βρίσκεται σε χρωματισμένα παρασκευάσματα με τη μορφή λεπτών νημάτων ή κόκκων διαφόρων μεγεθών, αντιστοιχεί στα χρωμοσώματα. Σε ορισμένα κύτταρα, τα μεμονωμένα χρωμοσώματα είναι επίσης καθαρά ορατά στον πυρήνα της μεσοφάσεως, για παράδειγμα, σε ταχέως διαιρούμενα κύτταρα ενός αναπτυσσόμενου γονιμοποιημένου ωαρίου και στους πυρήνες ορισμένων πρωτόζωων. ΣΤΟ διαφορετικές περιόδουςΚατά τη διάρκεια της ζωής ενός κυττάρου, τα χρωμοσώματα υφίστανται κυκλικές αλλαγές που μπορούν να εντοπιστούν από τη μια διαίρεση στην άλλη. Τα χρωμοσώματα κατά τη μίτωση είναι επιμήκη πυκνά σώματα, κατά μήκος των οποίων διακρίνονται δύο κλώνοι - χρωματίδες που περιέχουν DNA, οι οποίες είναι το αποτέλεσμα του διπλασιασμού των χρωμοσωμάτων. Κάθε χρωμόσωμα έχει μια πρωταρχική συστολή ή κεντρομερές. Αυτό το στενό τμήμα του χρωμοσώματος μπορεί να βρίσκεται είτε στη μέση είτε πιο κοντά σε ένα από τα άκρα, αλλά για κάθε συγκεκριμένο χρωμόσωμα η θέση του είναι αυστηρά σταθερή. Κατά τη μίτωση, τα χρωμοσώματα και οι χρωματίδες είναι σφιχτά περιελιγμένα ελικοειδή νήματα (μια σπειροειδής ή συμπυκνωμένη κατάσταση). Στον μεσοφασικό πυρήνα, τα χρωμοσώματα επιμηκύνονται έντονα, δηλ. απελευθερώνονται, λόγω του οποίου γίνονται δύσκολο να διακριθούν. Κατά συνέπεια, ο κύκλος των χρωμοσωμικών αλλαγών συνίσταται στη σπειροειδοποίηση, όταν βραχύνουν, πυκνώνουν και γίνονται ξεκάθαρα διακριτές, και απελευθέρωση, όταν επιμηκύνονται έντονα, συμπλέκονται και τότε καθίσταται αδύνατο να διακριθεί το καθένα ξεχωριστά. Η σπειροειδοποίηση και η αποσπείρωση συνδέονται με τη δραστηριότητα του DNA, καθώς λειτουργεί μόνο σε κατάσταση απελευθέρωσης. Η απελευθέρωση πληροφοριών, ο σχηματισμός RNA στο DNA σε σπειροειδή κατάσταση, δηλαδή κατά τη μίτωση, σταματά. Το γεγονός ότι τα χρωμοσώματα υπάρχουν στον πυρήνα ενός μη διαιρούμενου κυττάρου αποδεικνύεται επίσης από τη σταθερότητα της ποσότητας του DNA, τον αριθμό των χρωμοσωμάτων και τη διατήρηση της ατομικότητάς τους από διαίρεση σε διαίρεση.

Προετοιμασία κυττάρου για μίτωση. Κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης, εμφανίζονται διάφορες διεργασίες που επιτρέπουν τη μίτωση. Ας ονομάσουμε τα πιο σημαντικά από αυτά: 1) τα κεντρόλια διπλασιάζονται, 2) τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται, δηλ. η ποσότητα του DNA και των χρωμοσωμικών πρωτεϊνών, 3) συντίθενται πρωτεΐνες από τις οποίες είναι χτισμένη η άτρακτος της αχρωματίνης, 4) συσσωρεύεται ενέργεια με τη μορφή ATP, η οποία καταναλώνεται κατά τη διαίρεση, 5) τελειώνει η ανάπτυξη των κυττάρων. Εξαιρετικής σημασίας για την προετοιμασία ενός κυττάρου για μίτωση είναι η σύνθεση του DNA και ο διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων. Ο διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων σχετίζεται κυρίως με τη σύνθεση του DNA και την ταυτόχρονη σύνθεση πρωτεϊνών χρωμοσωμάτων. Η διαδικασία διπλασιασμού διαρκεί 6-10 ώρες και διαρκεί μεσαίο τμήμαενδιάμεσες φάσεις. Ο διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων προχωρά με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε παλιό μονόκλωνο DNA να δημιουργεί ένα δεύτερο για τον εαυτό του. Αυτή η διαδικασία είναι αυστηρά διατεταγμένη και, ξεκινώντας από πολλά σημεία, εξαπλώνεται σε ολόκληρο το χρωμόσωμα.

Μίτωσις

Η μίτωση είναι μια καθολική μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης σε φυτά και ζώα, η κύρια ουσία της οποίας είναι η ακριβής κατανομή των διπλών χρωμοσωμάτων μεταξύ των δύο σχηματισμένων θυγατρικών κυττάρων. Η προετοιμασία ενός κυττάρου για διαίρεση, όπως μπορούμε να δούμε, καταλαμβάνει σημαντικό μέρος της μεσόφασης και η μίτωση ξεκινά μόνο όταν ολοκληρωθεί πλήρως η προετοιμασία στον πυρήνα και στο κυτταρόπλασμα. Η όλη διαδικασία χωρίζεται σε τέσσερις φάσεις. Κατά τη διάρκεια της πρώτης από αυτές - προφάσης - τα κεντρόλια διαιρούνται και αρχίζουν να αποκλίνουν προς αντίθετες κατευθύνσεις. Γύρω από αυτά σχηματίζονται νημάτια αχρωματίνης από το κυτταρόπλασμα, τα οποία μαζί με κεντρόλες σχηματίζουν μια άτρακτο αχρωματίνης. Όταν τελειώνει η απόκλιση των κεντρολίων, ολόκληρο το κύτταρο είναι πολικό, και τα δύο κεντρόλια βρίσκονται σε αντίθετους πόλους και το μεσαίο επίπεδο μπορεί να ονομαστεί ισημερινός. Τα νημάτια της ατράκτου της αχρωματίνης συγκλίνουν στα κεντρόλια και είναι ευρέως κατανεμημένα στον ισημερινό, μοιάζοντας σε σχήμα ατράκτου. Ταυτόχρονα με το σχηματισμό μιας ατράκτου στο κυτταρόπλασμα, ο πυρήνας αρχίζει να διογκώνεται και μια σφαίρα από παχύρρευστα νήματα - χρωμοσώματα - διακρίνεται σαφώς σε αυτό. Κατά τη διάρκεια της προφάσης, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται, βραχύνονται και πυκνώνουν. Η προφάση τελειώνει με τη διάλυση του πυρηνικού περιβλήματος και τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Αυτή τη στιγμή, μπορεί να φανεί ότι όλα τα χρωμοσώματα είναι ήδη διπλά. Μετά έρχεται η δεύτερη φάση - μετάφαση. Τα χρωμοσώματα, τυχαία διατεταγμένα στην αρχή, αρχίζουν να κινούνται προς τον ισημερινό. Όλοι τους βρίσκονται συνήθως στο ίδιο επίπεδο σε ίση απόσταση από τα κεντρόλια. Αυτή τη στιγμή, ένα μέρος των νημάτων της ατράκτου είναι προσαρτημένο στα χρωμοσώματα, ενώ το άλλο μέρος τους εξακολουθεί να εκτείνεται συνεχώς από το ένα κεντρόλιο στο άλλο - αυτά είναι τα νήματα στήριξης. Τα ελκυστικά ή χρωμοσωμικά νήματα συνδέονται με κεντρομερή (πρωτογενείς συστολές χρωμοσωμάτων), αλλά πρέπει να θυμόμαστε ότι τόσο τα χρωμοσώματα όσο και τα κεντρομερή είναι ήδη διπλά. Τα νήματα έλξης από τους πόλους συνδέονται με εκείνα τα χρωμοσώματα που είναι πιο κοντά τους. Γίνεται μια μικρή παύση. το κεντρικό τμήμαμίτωση, μετά την οποία αρχίζει η τρίτη φάση - ανάφαση. Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, τα νημάτια έλξης της ατράκτου αρχίζουν να συστέλλονται, τεντώνοντας τα χρωμοσώματα σε διαφορετικούς πόλους. Σε αυτή την περίπτωση, τα χρωμοσώματα συμπεριφέρονται παθητικά, λυγίζοντας σαν φουρκέτα, κινούνται προς τα εμπρός με κεντρομερή, για τα οποία έλκονται από ένα νήμα ατράκτου. Στην αρχή της αναφάσης, το ιξώδες του κυτταροπλάσματος μειώνεται, γεγονός που συμβάλλει στην ταχεία κίνηση των χρωμοσωμάτων. Κατά συνέπεια, τα νήματα της ατράκτου διασφαλίζουν την ακριβή απόκλιση των χρωμοσωμάτων (διπλασιασμός ακόμη και στη μεσοφάση) προς διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Ολοκληρώθηκε η μίτωση τελευταίο στάδιο- τελοφάση. Τα χρωμοσώματα, που πλησιάζουν τους πόλους, είναι στενά συνυφασμένα μεταξύ τους. Ταυτόχρονα, αρχίζει το τέντωμα τους (απελπιέρωση) και καθίσταται αδύνατη η διάκριση μεταξύ μεμονωμένων χρωμοσωμάτων. Σταδιακά, το πυρηνικό περίβλημα σχηματίζεται από το κυτταρόπλασμα, ο πυρήνας διογκώνεται, ο πυρήνας εμφανίζεται και η προηγούμενη δομή του ενδοφασικού εαυτού αποκαθίσταται.

1. Ορίστε τη ζωή και τους μιτωτικούς κύκλους ενός κυττάρου.
Κύκλος ζωής- το χρονικό διάστημα από τη στιγμή που ένα κύτταρο εμφανίζεται ως αποτέλεσμα διαίρεσης έως το θάνατό του ή μέχρι την επόμενη διαίρεση.
Μιτωτικός κύκλος- ένα σύνολο διαδοχικών και αλληλένδετες διαδικασίεςκατά την προετοιμασία του κυττάρου για διαίρεση, καθώς και κατά την ίδια τη μίτωση.

2. Απαντήστε σε τι διαφέρει η έννοια της «μίτωσης» από την έννοια του «μιτωτικού κύκλου».
Ο μιτωτικός κύκλος περιλαμβάνει την ίδια τη μίτωση και τα στάδια προετοιμασίας του κυττάρου για διαίρεση, ενώ η μίτωση είναι μόνο η κυτταρική διαίρεση.

3. Να αναφέρετε τις περιόδους του μιτωτικού κύκλου.

2. Περίοδος σύνθεσης DNA (S)

4. μίτωση.

4. Ανοίξτε βιολογικής σημασίαςμίτωσις.

Μίτωση (έμμεση διαίρεση) είναι η διαίρεση σωματικών κυττάρων (κύτταρα σώματος). Η βιολογική σημασία της μίτωσης είναι η αναπαραγωγή σωματικών κυττάρων, η παραγωγή αντιγράφων κυττάρων (με το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων, με ακριβώς τις ίδιες κληρονομικές πληροφορίες). Όλα τα σωματικά κύτταρα του σώματος λαμβάνονται από ένα μονογονεϊκό κύτταρο (ζυγώτη) με μίτωση.

1) Πρόφαση

• η χρωματίνη σπειροειδώς (στρίβεται, συμπυκνώνεται) στην κατάσταση των χρωμοσωμάτων
• οι πυρήνες εξαφανίζονται
• ο πυρηνικός φάκελος σπάει
• κεντρόλες αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου, σχηματίζεται η άτρακτος διαίρεσης

2) ΜεταφάσηΤα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου, σχηματίζοντας μια πλάκα μετάφασης

3) Ανφάση- τα θυγατρικά χρωμοσώματα διαχωρίζονται το ένα από το άλλο (οι χρωματίδες γίνονται χρωμοσώματα) και αποκλίνουν προς τους πόλους

4) Τελόφαση

• τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται (ξετυλίγονται, αποσυμπυκνώνονται) στην κατάσταση της χρωματίνης
• εμφανίζονται πυρήνας και πυρήνες
• οι ίνες της ατράκτου διασπώνται
• εμφανίζεται κυτταροκίνηση - η διαίρεση του κυτταροπλάσματος του μητρικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα

Η διάρκεια της μίτωσης είναι 1-2 ώρες.

κυτταρικός κύκλος

Αυτή είναι η περίοδος ζωής ενός κυττάρου από τη στιγμή του σχηματισμού του με διαίρεση του μητρικού κυττάρου μέχρι τη δική του διαίρεση ή θάνατο.

Ο κυτταρικός κύκλος αποτελείται από δύο περιόδους:

• ενδιάμεση φάση(δηλώστε πότε το κελί ΔΕΝ διαιρείται).
• διαίρεση (μίτωση ή μείωση).

Η ενδιάμεση φάση αποτελείται από διάφορες φάσεις:

• προσυνθετικό: το κύτταρο μεγαλώνει, λαμβάνει χώρα ενεργή σύνθεση RNA και πρωτεϊνών σε αυτό, ο αριθμός των οργανιδίων αυξάνεται. Επιπλέον, υπάρχει ένα παρασκεύασμα για διπλασιασμό του DNA (συσσώρευση νουκλεοτιδίων)
• συνθετικό: συμβαίνει διπλασιασμός (αντιγραφή, αναδιπλασιασμός) του DNA
• μετασυνθετικό: το κύτταρο προετοιμάζεται για διαίρεση, συνθέτει τις απαραίτητες ουσίες για τη διαίρεση, για παράδειγμα, πρωτεΐνες ατράκτου σχάσης.

ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ: Μίτωση, Διαφορές μεταξύ μίτωσης και μείωσης, Κυτταρικός κύκλος, διπλασιασμός DNA (αντιγραφή)
ΜΕΡΟΣ 2 ΕΡΓΑΣΙΕΣ: Μίτωση

Δοκιμές και εργασίες

Εγκαθιστώ σωστή σειράδιεργασίες που λαμβάνουν χώρα κατά τη μίτωση. Σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναγράφονται.
1) η κατάρρευση του πυρηνικού φακέλου
2) πάχυνση και βράχυνση των χρωμοσωμάτων
3) ευθυγράμμιση των χρωμοσωμάτων στο κεντρικό τμήμα του κυττάρου
4) η αρχή της κίνησης των χρωμοσωμάτων προς το κέντρο
5) απόκλιση των χρωματιδών προς τους πόλους του κυττάρου
6) ο σχηματισμός νέων πυρηνικών μεμβρανών

Επιλέξτε το πιο σωστή επιλογή. Η διαδικασία της κυτταρικής αναπαραγωγής διαφορετικά βασίλειαη άγρια ​​ζωή ονομάζεται
1) μείωση
2) μίτωση
3) γονιμοποίηση
4) σύνθλιψη

Όλα τα παρακάτω χαρακτηριστικά, εκτός από δύο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν τις διαδικασίες της ενδιάμεσης φάσης του κυτταρικού κύκλου. Προσδιορίστε δύο χαρακτηριστικά που «αποχωρούν». γενική λίστα, και σημειώστε στον πίνακα τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναγράφονται.
1) κυτταρική ανάπτυξη
2) απόκλιση ομόλογων χρωμοσωμάτων
3) τη θέση των χρωμοσωμάτων κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου
4) Αντιγραφή DNA
5) σύνθεση οργανικών ουσιών

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Σε ποιο στάδιο της ζωής περιστρέφονται τα χρωμοσώματα;
1) ενδιάμεση φάση
2) προφάση
3) ανάφαση
4) μεταφάση

Επιλέξτε τρεις επιλογές.

Ποιες κυτταρικές δομές υφίστανται μεγαλύτερες αλλαγέςκατά τη διάρκεια της μίτωσης;
1) πυρήνας
2) κυτταρόπλασμα
3) ριβοσώματα
4) λυσοσώματα
5) κέντρο κυττάρων
6) χρωμοσώματα

1. Καθορίστε την αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν σε ένα κύτταρο με χρωμοσώματα σε ενδιάμεση φάση και επακόλουθη μίτωση
1) θέση των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο
2) Αντιγραφή DNA και σχηματισμός χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων
3) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων
4) απόκλιση των αδελφών χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου

2. Καθορίστε την αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της μεσόφασης και της μίτωσης. Γράψτε την αντίστοιχη ακολουθία αριθμών.
1) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων, η εξαφάνιση του πυρηνικού περιβλήματος
2) απόκλιση των αδελφών χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου
3) ο σχηματισμός δύο θυγατρικών κυττάρων
4) διπλασιασμός μορίων DNA
5) τοποθέτηση χρωμοσωμάτων στο επίπεδο του ισημερινού των κυττάρων

3. Ορίστε την αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν στη μεσοφάση και τη μίτωση. Γράψτε την αντίστοιχη ακολουθία αριθμών.
1) διάλυση της πυρηνικής μεμβράνης
2) Αντιγραφή DNA
3) καταστροφή του άξονα σχάσης
4) απόκλιση στους πόλους του κυττάρου των μονοχρωματικών χρωμοσωμάτων
5) σχηματισμός πλάκας μετάφασης

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Κατά τη διαίρεση των κυττάρων, σχηματίζεται η άτρακτος διαίρεσης
1) προφάση
2) τελοφάση
3) μεταφάση
4) ανάφαση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Μίτωση ΔΕΝ εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της προφάσης
1) διάλυση του πυρηνικού περιβλήματος
2) σχηματισμός ατράκτου
3) διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων
4) διάλυση των πυρήνων

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Σε ποιο στάδιο της ζωής οι χρωματίδες γίνονται χρωμοσώματα;
1) ενδιάμεση φάση
2) προφάση
3) μεταφάση
4) ανάφαση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Η αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων κατά την κυτταρική διαίρεση συμβαίνει σε
1) προφάση
2) μεταφάση
3) ανάφαση
4) τελοφάση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Σε ποια φάση της μίτωσης συνδέονται ζεύγη χρωματίδων με τα κεντρομερή τους στα νημάτια της ατράκτου σχάσης
1) ανάφαση
2) τελοφάση
3) προφάση
4) μεταφάση

Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ των διεργασιών και των φάσεων της μίτωσης: 1) ανάφαση, 2) τελοφάση. Γράψε τους αριθμούς 1 και 2 με τη σωστή σειρά.
Α) σχηματίζεται το πυρηνικό περίβλημα
Β) τα αδελφά χρωμοσώματα αποκλίνουν στους πόλους του κυττάρου
Γ) η άτρακτος της διαίρεσης τελικά εξαφανίζεται
Δ) τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται
Δ) τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων διαχωρίζονται

Όλα τα παρακάτω χαρακτηριστικά, εκτός από δύο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή των διεργασιών που συμβαίνουν στη μεσοφάση. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται στον πίνακα.
1) Αντιγραφή DNA
2) σχηματισμός του πυρηνικού περιβλήματος
3) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων
4) Σύνθεση ΑΤΡ
5) σύνθεση όλων των τύπων RNA

Πόσα κύτταρα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μίτωσης ενός κυττάρου; Σημειώστε μόνο τον κατάλληλο αριθμό στην απάντησή σας.

Όλα τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται παρακάτω, εκτός από δύο, χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τη φάση της μίτωσης που απεικονίζεται στο σχήμα. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) ο πυρήνας εξαφανίζεται
2) σχηματίζεται ένας άξονας σχάσης
3) συμβαίνει διπλασιασμός των μορίων DNA
4) τα χρωμοσώματα συμμετέχουν ενεργά στη βιοσύνθεση των πρωτεϊνών
5) τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται

Καθορίστε την αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν κατά τη μίτωση. Γράψτε την αντίστοιχη ακολουθία αριθμών.
1) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων
2) Χρωματιδικός διαχωρισμός
3) σχηματισμός της ατράκτου σχάσης
4) αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων
5) διαίρεση του κυτταροπλάσματος
6) η θέση των χρωμοσωμάτων στον ισημερινό του κυττάρου

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Τι προκαλεί τη σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων στην αρχή της μίτωσης
1) η απόκτηση δομής δύο χρωματιδίων
2) ενεργή συμμετοχήχρωμοσώματα στη βιοσύνθεση πρωτεϊνών
3) διπλασιασμός του μορίου DNA
4) ενίσχυση μεταγραφής

Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ των διεργασιών και των περιόδων της μεσοφάσεως: 1) μετασυνθετική, 2) προσυνθετική, 3) συνθετική. Γράψτε τους αριθμούς 1, 2, 3 με τη σειρά που αντιστοιχεί στα γράμματα.
Α) κυτταρική ανάπτυξη
Β) Σύνθεση ATP για τη διαδικασία σχάσης
Γ) Σύνθεση ATP για αντιγραφή DNA
Δ) πρωτεϊνοσύνθεση για την κατασκευή μικροσωληνίσκων
Δ) Αντιγραφή DNA
Ε) διπλασιασμός κεντρολίων

1. Όλα τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται παρακάτω, εκτός από δύο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν τη διαδικασία της μίτωσης. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) υποκρύπτει ασεξουαλική αναπαραγωγή
2) έμμεση διαίρεση
3) παρέχει αναγέννηση
4) διαίρεση μείωσης
5) η γενετική ποικιλότητα αυξάνεται

2. Όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά, εκτός από δύο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή των διεργασιών της μίτωσης. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) ο σχηματισμός δισθενών
2) σύζευξη και διασταύρωση
3) η αμετάβλητη του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα
4) ο σχηματισμός δύο κυττάρων
5) διατήρηση της δομής των χρωμοσωμάτων

Όλα τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται παρακάτω, εκτός από δύο, χρησιμοποιούνται για την περιγραφή της διαδικασίας που απεικονίζεται στο σχήμα. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) τα θυγατρικά κύτταρα έχουν το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων με τα μητρικά κύτταρα
2) άνιση κατανομή του γενετικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων
3) παρέχει ανάπτυξη
4) ο σχηματισμός δύο θυγατρικών κυττάρων
5) απευθείας διαίρεση

Όλες οι διαδικασίες που αναφέρονται παρακάτω, εκτός από δύο, συμβαίνουν κατά την έμμεση κυτταρική διαίρεση. Προσδιορίστε δύο διεργασίες που "πέφτουν έξω" από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) σχηματίζονται δύο διπλοειδή κύτταρα
2) σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή κύτταρα
3) λαμβάνει χώρα διαίρεση σωματικών κυττάρων
4) γίνεται σύζευξη και διασταύρωση των χρωμοσωμάτων
5) Η κυτταρική διαίρεση προηγείται από μία ενδιάμεση φάση

Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ των σταδίων του κύκλου ζωής των κυττάρων και των διαδικασιών. Εμφανίζονται κατά τη διάρκειά τους: 1) μεσοφάση, 2) μίτωση. Γράψε τους αριθμούς 1 και 2 με τη σειρά που αντιστοιχεί στα γράμματα.
Α) σχηματίζεται η άτρακτος
Β) το κύτταρο μεγαλώνει, ενεργή σύνθεση RNA και πρωτεϊνών συμβαίνει σε αυτό
Β) πραγματοποιείται κυτταροκίνηση
Δ) ο αριθμός των μορίων DNA διπλασιάζεται
Δ) τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται

Ποιες διεργασίες συμβαίνουν σε ένα κύτταρο κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης;
1) πρωτεϊνοσύνθεση στο κυτταρόπλασμα
2) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων
3) Σύνθεση mRNA στον πυρήνα
4) αναδιπλασιασμός μορίων DNA
5) διάλυση της πυρηνικής μεμβράνης
6) απόκλιση των κεντρολίων του κυτταρικού κέντρου προς τους πόλους του κυττάρου

Προσδιορίστε τη φάση και τον τύπο της διαίρεσης που φαίνονται στο σχήμα. Καταγράψτε δύο αριθμούς με τη σειρά που υποδεικνύεται στην εργασία, χωρίς διαχωριστικά (κενά, κόμματα κ.λπ.).
1) ανάφαση
2) μεταφάση
3) προφάση
4) τελοφάση
5) μίτωση
6) μείωση Ι
7) μείωση II

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2018

ανιχνευτής adblock

Μίτωση σε ζωικά και φυτικά κύτταρα

Το πιο σημαντικό γεγονός που συμβαίνει στη μίτωση είναι η ομοιόμορφη κατανομή του γενετικού υλικού. Μίτωση σε ζώα και φυτικά κύτταρασχεδόν το ίδιο, αλλά υπάρχει ένας αριθμός διαφορών, οι οποίες υποδεικνύονται στον πίνακά μας (Εικ.

τέσσερα). Τα φυτικά κύτταρα δεν έχουν κεντρόλια, αλλά κλουβί ζώωνυπάρχουν κεντρόλια, σχηματίζεται κυτταρική πλάκα σε φυτικό κύτταρο, δεν σχηματίζεται σε ζωικό κύτταρο.

Ρύζι. 4. Σύγκριση των χαρακτηριστικών της μίτωσης σε ζωικά και φυτικά κύτταρα

Στα φυτικά κύτταρα, δεν σχηματίζεται στένωση κατά τη διάρκεια της κυτταροκίνησης, αλλά στα ζώα σχηματίζεται ένα κύτταρο. Οι μιτώσεις στα φυτικά κύτταρα εμφανίζονται κυρίως στα μεριστώματα, ενώ στα ζωικά κύτταρα οι μιτώσεις εμφανίζονται σε διάφορους ιστούς και μέρη του σώματος.

Η μίτωση χωρίζεται σε τέσσερις διαδοχικές φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση (Εικ. 5). Μεσοφάση - το κύριο στάδιο του κύκλου ζωής των κυττάρων (βλ. προηγούμενο μάθημα), είναι προετοιμασία για διαίρεση ή προηγείται του κυτταρικού θανάτου, επομένως δεν είναι φάση μίτωσης.

Ρύζι. 5. Μεσοφάση και οι ακόλουθες φάσεις της μίτωσης: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση

Στην προφάση, το DNA περιελίσσεται στον πυρήνα και, κοιτάζοντας το κύτταρο μέσω μικροσκοπίου, μπορεί κανείς να δει σφιχτά στριμμένα χρωμοσώματα (Εικ. 6).

Ρύζι. 6. Πρόφαση μίτωσης

Συνήθως φαίνεται ότι κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες και ενοποιητικές περιοχές - το κεντρομερίδιο. Οι πυρήνες σε αυτό το στάδιο εξαφανίζονται. σε ζωικά κύτταρα και κατώτερα φυτάτα κεντρόλια αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου.

Κοντοί μικροσωληνίσκοι εκτείνονται από κάθε κεντριόλιο με τη μορφή ακτίνων. Σχηματίζουν μια δομή σε σχήμα αστέρι.

Ρύζι. 7. Πρόφαση μίτωσης σε ζωικά και φυτικά κύτταρα

Στο τέλος της προφάσης (Εικ. 7), το πυρηνικό περίβλημα αποσυντίθεται ή διαλύεται και οι μικροσωληνίσκοι αρχίζουν να σχηματίζουν έναν άξονα σχάσης (Εικ. 8).

Ρύζι. 8. Ολοκλήρωση προφάσης και μετάβαση στη μετάφαση

Η επόμενη φάση είναι η μετάφαση. Τα χρωμοσώματα είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε τα κεντρομερή τους να βρίσκονται στο επίπεδο του ισημερινού των κυττάρων (Εικ. 9).

9. Μεταφάση: άτρακτος διαίρεσης. Στον ισημερινό βρίσκεται η πλάκα μετάφασης.

Σχηματίζεται η λεγόμενη πλάκα μετάφασης (Εικ. 10), η οποία αποτελείται από χρωμοσώματα. Οι ίνες της ατράκτου συνδέονται με τα κεντρομερή κάθε χρωμοσώματος.

Ρύζι. 10. Μεταφάση. Βαμμένη προετοιμασία. Η άτρακτος σχηματίζεται από κεντρομερή (μπλε), μικροϊνίδια (μωβ) και χρωμοσώματα της πλάκας μετάφασης - κίτρινο.

Η αναφάση είναι μια πολύ σύντομη φάση (Εικ. 11). Κάθε χρωμόσωμα χωρίζεται κατά μήκος σε δύο πανομοιότυπες χρωματίδες, οι οποίες αποκλίνουν σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, τώρα ονομάζονται θυγατρικά χρωμοσώματα (ή χρωματίδες).

Ρύζι. 11. Ανάφαση της μίτωσης

Λόγω της ταυτότητας των θυγατρικών χρωμοσωμάτων, οι δύο πόλοι του κυττάρου έχουν το ίδιο γενετικό υλικό. Το ίδιο που ήταν στο κύτταρο πριν ξεκινήσει η μίτωση. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι την ίδια στιγμή, κοντά σε κάθε πόλο φορέων πληροφοριών - μόρια DNA συμπαγή συσκευασμένα σε χρωμοσώματα - είναι δύο φορές λιγότεροι από ό,τι στο αρχικό κύτταρο.

Η τελοφάση είναι η τελευταία φάση, τα θυγατρικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται στους πόλους του κυττάρου και γίνονται διαθέσιμα για μεταγραφή, αρχίζει η πρωτεϊνοσύνθεση, σχηματίζονται πυρηνικές μεμβράνες και πυρήνες (Εικ. 12).

Ρύζι. 12. Τελόφαση της μίτωσης σε ζωικά και φυτικά κύτταρα

Τα νημάτια της ατράκτου σχάσης αποσυντίθενται. Εδώ τελειώνει η καρυοκίνηση και αρχίζει η κυτταροκίνηση (Εικ. 13), ενώ συμβαίνει συστολή σε ζωικά κύτταρα στο ισημερινό επίπεδο. Βαθαίνει μέχρι να γίνει ο διαχωρισμός δύο θυγατρικών κυττάρων.

Ρύζι. 13. Κυτοκίνηση

Στο σχηματισμό μιας στένωσης σημαντικός ρόλοςδομές παιχνιδιού του κυτταροσκελετού. Η κυτταροκίνηση στα φυτικά κύτταρα συμβαίνει διαφορετικά, καθώς τα φυτά έχουν ένα άκαμπτο κυτταρικό τοίχωμα και δεν διαιρούνται για να σχηματίσουν μια συστολή, αλλά σχηματίζουν ένα ενδοκυτταρικό διάφραγμα.

Η μίτωση, καταρχήν, δίνει γενετική σταθερότητα. Ως αποτέλεσμα της μίτωσης, σχηματίζονται δύο πυρήνες, οι οποίοι περιέχουν τόσα χρωμοσώματα όσα υπήρχαν στα μητρικά ή μητρικά κύτταρα.

Αυτά τα χρωμοσώματα σχηματίζονται με ακριβή αντιγραφή του μορίου DNA των γονικών χρωμοσωμάτων, με αποτέλεσμα τα γονίδιά τους να περιέχουν ακριβώς τις ίδιες κληρονομικές πληροφορίες.

Έτσι, τα θυγατρικά κύτταρα είναι γενετικά πανομοιότυπα με το μητρικό κύτταρο, καθώς η μίτωση δεν μπορεί να επιφέρει αλλαγές στις κληρονομικές πληροφορίες. Οι κυτταρικοί πληθυσμοί που λαμβάνονται με μίτωση από γονικά κύτταρα είναι γενετικά σταθεροί.

Η μίτωση είναι απαραίτητη για φυσιολογική ανάπτυξηκαι την ανάπτυξη πολυκύτταρων οργανισμών, αφού ως αποτέλεσμα της μίτωσης αυξάνεται ο αριθμός των κυττάρων.

Η μίτωση είναι ένας από τους κύριους μηχανισμούς ανάπτυξης των πολυκύτταρων ευκαρυωτών.

Η μίτωση αποτελεί τη βάση της ασεξουαλικής αναπαραγωγής πολλών ζώων και φυτών, εξασφαλίζει την αναγέννηση χαμένων τμημάτων (για παράδειγμα, τα άκρα των καρκινοειδών), καθώς και την αντικατάσταση των κυττάρων που εμφανίζεται σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό.

Σχετική πληροφορία:

Αναζήτηση ιστότοπου:

§ 28. Κυτταρική διαίρεση - Mamontova, Sonina Βαθμός 9 (απαντήσεις)

1. Ορίστε τη ζωή και τους μιτωτικούς κύκλους ενός κυττάρου.

Κύκλος ζωής - η χρονική περίοδος από τη στιγμή που ένα κύτταρο εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της διαίρεσης έως το θάνατό του ή μέχρι την επόμενη διαίρεση.

Ο μιτωτικός κύκλος είναι ένα σύνολο διαδοχικών και αλληλένδετων διεργασιών κατά την προετοιμασία ενός κυττάρου για διαίρεση, καθώς και κατά τη διάρκεια της ίδιας της μίτωσης.

2. Απαντήστε σε τι διαφέρει η έννοια της «μίτωσης» από την έννοια του «μιτωτικού κύκλου».

Ο μιτωτικός κύκλος περιλαμβάνει την ίδια τη μίτωση και τα στάδια προετοιμασίας του κυττάρου για διαίρεση, ενώ η μίτωση είναι μόνο η κυτταρική διαίρεση.

Να αναφέρετε τις περιόδους του μιτωτικού κύκλου.

1. περίοδος προετοιμασίας για σύνθεση DNA (G1)

2. Περίοδος σύνθεσης DNA (S)

3. περίοδος προετοιμασίας για κυτταρική διαίρεση (G2)

4. Επεκτείνετε τη βιολογική σημασία της μίτωσης.

Κατά τη μίτωση, τα θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων πανομοιότυπα με το μητρικό κύτταρο. Η σταθερότητα της δομής και η σωστή λειτουργία των οργάνων θα ήταν αδύνατη χωρίς τη διατήρηση του ίδιου συνόλου γενετικού υλικού στις κυτταρικές γενιές. Η μίτωση παρέχει εμβρυϊκή ανάπτυξη, ανάπτυξη, αποκατάσταση ιστών μετά από βλάβη, διατήρηση της δομικής ακεραιότητας των ιστών με συνεχή απώλεια κυττάρων κατά τη διάρκεια της λειτουργίας τους.

5. Υποδείξτε τις φάσεις της μίτωσης και κάντε σχηματικά σχέδια που αντικατοπτρίζουν τα γεγονότα που συμβαίνουν στο κύτταρο σε μια συγκεκριμένη φάση της μίτωσης. Γεμίστε τον πίνακα.

Η κυτταρική διαίρεση είναι η κεντρική στιγμή της αναπαραγωγής.

Στη διαδικασία της διαίρεσης, δύο κύτταρα προκύπτουν από ένα κύτταρο. Ένα κύτταρο, βασισμένο στην αφομοίωση οργανικών και ανόργανων ουσιών, δημιουργεί το δικό του είδος με χαρακτηριστική δομή και λειτουργίες.

Στην κυτταρική διαίρεση, μπορούν να παρατηρηθούν δύο κύρια σημεία: η πυρηνική διαίρεση - μίτωση και η διαίρεση του κυτταροπλάσματος - κυτταροκίνηση, ή κυτταροτομή. Η κύρια προσοχή των γενετιστών εξακολουθεί να είναι στραμμένη στη μίτωση, αφού, από τη σκοπιά της θεωρίας των χρωμοσωμάτων, ο πυρήνας θεωρείται το «όργανο» της κληρονομικότητας.

Κατά τη μίτωση, συμβαίνουν τα εξής:

1. διπλασιασμός της ουσίας των χρωμοσωμάτων.
2. αλλαγή φυσική κατάστασηκαι χημική οργάνωση των χρωμοσωμάτων.
3. απόκλιση των θυγατρικών, ή μάλλον αδελφών, χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου.
4. επακόλουθη διαίρεση του κυτταροπλάσματος και πλήρης ανάρρωσηδύο νέους πυρήνες σε αδελφά κύτταρα.

Έτσι, στη μίτωση, το σύνολο κύκλος ζωήςπυρηνικά γονίδια: διπλασιασμός, κατανομή και λειτουργία. ως αποτέλεσμα της ολοκλήρωσης του μιτωτικού κύκλου, τα αδελφά κύτταρα καταλήγουν με ίση «κληρονομιά».

Κατά τη διαίρεση, ο πυρήνας του κυττάρου περνά από πέντε διαδοχικά στάδια: μεσοφάση, πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. ορισμένοι κυτταρολόγοι διακρίνουν ένα άλλο έκτο στάδιο - προμετάφαση.

Διάγραμμα των φάσεων της μίτωσης σε ένα ζωικό κύτταρο

Ανάμεσα σε δύο διαδοχικές κυτταρικές διαιρέσεις, ο πυρήνας βρίσκεται στο στάδιο της μεσοφάσεως. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο πυρήνας, κατά τη στερέωση και το χρωματισμό, έχει μια δομή πλέγματος που σχηματίζεται με τη βαφή λεπτών νημάτων, τα οποία στην επόμενη φάση σχηματίζονται σε χρωμοσώματα. Αν και η μεσόφαση ονομάζεται αλλιώς η φάση του πυρήνα ηρεμίας, στο ίδιο το σώμα, οι μεταβολικές διεργασίες στον πυρήνα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου εκτελούνται με τη μεγαλύτερη δραστηριότητα.

Η προφάση είναι το πρώτο στάδιο στην προετοιμασία του πυρήνα για διαίρεση. Στην προφάση, η δικτυακή δομή του πυρήνα σταδιακά μετατρέπεται σε νήματα χρωμοσωμάτων. Από την πρώτη πρόφαση, ακόμη και σε μικροσκόπιο φωτόςμπορεί να παρατηρηθεί η διπλή φύση των χρωμοσωμάτων. Αυτό υποδηλώνει ότι στον πυρήνα, είναι στην πρώιμη ή όψιμη ενδιάμεση φάση ότι τα περισσότερα σημαντική διαδικασίαμίτωση - διπλασιασμός ή αναδιπλασιασμός των χρωμοσωμάτων, στην οποία κάθε ένα από τα μητρικά χρωμοσώματα χτίζει τη δική του παρόμοια κόρη. Ως αποτέλεσμα, κάθε χρωμόσωμα φαίνεται διαμήκως διπλασιασμένο. Ωστόσο, αυτά τα μισά χρωμοσώματα, τα οποία ονομάζονται αδελφές χρωματίδες, δεν αποκλίνουν σε προφάση, καθώς συγκρατούνται μεταξύ τους από μια κοινή θέση - το κεντρομερίδιο. η κεντρομερής περιοχή διαιρείται αργότερα. Στην προφάση, τα χρωμοσώματα υφίστανται μια διαδικασία συστροφής κατά μήκος του άξονά τους, η οποία οδηγεί σε βράχυνση και πάχυνσή τους. Πρέπει να τονιστεί ότι σε προφάση κάθε χρωμόσωμα στην καρυόλυμφο εντοπίζεται τυχαία.

Στα ζωικά κύτταρα, ακόμη και στην όψιμη τελόφαση ή στην πολύ πρώιμη ενδιάμεση φάση, συμβαίνει διπλασιασμός του κεντρολίου, μετά τον οποίο, στην προφάση, τα θυγατρικά κεντριόλια αρχίζουν να συγκλίνουν στους πόλους και ο σχηματισμός της αστρόσφαιρας και της ατράκτου, που ονομάζεται νέα συσκευή. Ταυτόχρονα, οι πυρήνες διαλύονται. Απαραίτητο σημάδι του τέλους της προφάσης είναι η διάλυση της πυρηνικής μεμβράνης, με αποτέλεσμα τα χρωμοσώματα να βρίσκονται στη συνολική μάζα του κυτταροπλάσματος και του καρυοπλάσματος, που πλέον σχηματίζουν το μυξόπλασμα. Αυτό τελειώνει την προφάση. το κύτταρο εισέρχεται στη μετάφαση.

ΣΤΟ πρόσφατους χρόνουςμεταξύ προφάσης και μεταφάσης, οι ερευνητές άρχισαν να διακρίνουν ένα ενδιάμεσο στάδιο που ονομάζεται προμεταφάση. Η προμετάφαση χαρακτηρίζεται από τη διάλυση και εξαφάνιση της πυρηνικής μεμβράνης και την κίνηση των χρωμοσωμάτων προς το ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Αλλά αυτή τη στιγμή, ο σχηματισμός της ατράκτου της αχρωματίνης δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί.

Μεταφάσηονομάζεται τελικό στάδιο της διάταξης των χρωμοσωμάτων στον ισημερινό της ατράκτου. Η χαρακτηριστική διάταξη των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο ονομάζεται ισημερινή, ή μεταφάση, πλάκα. Η διάταξη των χρωμοσωμάτων μεταξύ τους είναι τυχαία. Στη μετάφαση, ο αριθμός και το σχήμα των χρωμοσωμάτων αποκαλύπτονται καλά, ειδικά όταν εξετάζουμε την ισημερινή πλάκα από τους πόλους της κυτταρικής διαίρεσης. Η άτρακτος της αχρωματίνης σχηματίζεται πλήρως: τα νήματα της ατράκτου αποκτούν πυκνότερη συνοχή από το υπόλοιπο κυτταρόπλασμα και συνδέονται με την κεντρομερή περιοχή του χρωμοσώματος. Το κυτταρόπλασμα του κυττάρου κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου έχει το χαμηλότερο ιξώδες.

Ανάφασηονομάζεται η επόμενη φάση της μίτωσης, κατά την οποία οι χρωματίδες διαιρούνται, που τώρα μπορούν να ονομαστούν αδελφά ή θυγατρικά χρωμοσώματα, αποκλίνουν προς τους πόλους. Σε αυτή την περίπτωση, πρώτα απ 'όλα, οι κεντρομερείς περιοχές απωθούνται μεταξύ τους και στη συνέχεια τα ίδια τα χρωμοσώματα αποκλίνουν προς τους πόλους. Πρέπει να ειπωθεί ότι η απόκλιση των χρωμοσωμάτων στην ανάφαση ξεκινά την ίδια στιγμή - "σαν να είναι κατόπιν εντολής" - και τελειώνει πολύ γρήγορα.

Στην τελόφαση, τα θυγατρικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται και χάνουν την ορατή ατομικότητά τους. Το κέλυφος του πυρήνα και ο ίδιος ο πυρήνας σχηματίζονται. Ο πυρήνας ανακατασκευάζεται αντίστροφη σειράσε σύγκριση με τις αλλαγές που υπέστη στην προφάση. Στο τέλος, οι πυρήνες (ή πυρήνες) αποκαθίστανται επίσης και στην ποσότητα στην οποία υπήρχαν στους μητρικούς πυρήνες. Ο αριθμός των πυρήνων είναι χαρακτηριστικός για κάθε κυτταρικό τύπο.

Ταυτόχρονα αρχίζει η συμμετρική διαίρεση του κυτταρικού σώματος.

Οι πυρήνες των θυγατρικών κυττάρων εισέρχονται στην κατάσταση της μεσόφασης.

Σχέδιο κυτταροκίνησης ζωικών και φυτικών κυττάρων

Το παραπάνω σχήμα δείχνει ένα διάγραμμα της κυτταροκίνησης των ζωικών και φυτικών κυττάρων. Σε ένα ζωικό κύτταρο, η διαίρεση λαμβάνει χώρα με απολίνωση του κυτταροπλάσματος του μητρικού κυττάρου. Σε ένα φυτικό κύτταρο, ο σχηματισμός ενός κυτταρικού διαφράγματος συμβαίνει με περιοχές από πλάκες ατράκτου που σχηματίζουν ένα διάφραγμα στο επίπεδο του ισημερινού, που ονομάζεται φραγκμοπλάστη. Αυτό τερματίζει τον μιτωτικό κύκλο. Η διάρκειά του φαίνεται να εξαρτάται από τον τύπο του ιστού, φυσιολογική κατάστασησώμα, εξωτερικούς παράγοντες (θερμοκρασία, καθεστώς φωτός) και διαρκεί από 30 λεπτά έως 3 ώρες Σύμφωνα με διάφορους συγγραφείς, η ταχύτητα διέλευσης των επιμέρους φάσεων είναι μεταβλητή.

Τόσο εσωτερικά όσο και εξωτερικοί παράγοντεςπεριβάλλοντα που επηρεάζουν την ανάπτυξη του οργανισμού και τη λειτουργική του κατάσταση επηρεάζουν τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης και τις επιμέρους φάσεις του. Δεδομένου ότι ο πυρήνας παίζει τεράστιο ρόλο στις μεταβολικές διεργασίες του κυττάρου, είναι φυσικό να πιστεύουμε ότι η διάρκεια των φάσεων της μίτωσης μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τη λειτουργική κατάσταση του ιστού του οργάνου. Για παράδειγμα, έχει διαπιστωθεί ότι η μιτωτική δραστηριότητα διαφόρων ιστών κατά την ανάπαυση και τον ύπνο στα ζώα είναι σημαντικά υψηλότερη από ό,τι κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης. Σε ορισμένα ζώα, η συχνότητα των κυτταρικών διαιρέσεων μειώνεται στο φως και αυξάνεται στο σκοτάδι. Θεωρείται επίσης ότι οι ορμόνες επηρεάζουν τη μιτωτική δραστηριότητα του κυττάρου.

Οι λόγοι που καθορίζουν την ετοιμότητα του κυττάρου για διαίρεση είναι ακόμα ασαφείς. Υπάρχουν λόγοι για να υποθέσουμε αρκετούς τέτοιους λόγους:

1. διπλασιασμός της μάζας του κυτταρικού πρωτοπλάσματος, των χρωμοσωμάτων και άλλων οργανιδίων, λόγω των οποίων παραβιάζονται οι σχέσεις πυρηνικού πλάσματος. για διαίρεση, ένα κύτταρο πρέπει να φτάσει ένα ορισμένο βάρος και όγκο που είναι χαρακτηριστικό των κυττάρων ενός δεδομένου ιστού.
2. διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων.
3. έκκριση από τα χρωμοσώματα και άλλα κυτταρικά οργανίδια ειδικών ουσιών που διεγείρουν την κυτταρική διαίρεση.

Ο μηχανισμός απόκλισης των χρωμοσωμάτων προς τους πόλους στην ανάφαση της μίτωσης παραμένει επίσης ασαφής. Ενεργό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία παίζουν προφανώς τα νημάτια ατράκτου, τα οποία είναι πρωτεϊνικά νημάτια οργανωμένα και προσανατολισμένα από κεντρόλια και κεντρομερή.

Η φύση της μίτωσης, όπως έχουμε ήδη πει, ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο και λειτουργική κατάστασηυφάσματα. Τα κύτταρα διαφορετικών ιστών χαρακτηρίζονται από διαφορετικούς τύπους μίτωσης.Στον περιγραφόμενο τύπο μίτωσης, η κυτταρική διαίρεση γίνεται με ίσο και συμμετρικό τρόπο. Ως αποτέλεσμα της συμμετρικής μίτωσης, τα αδελφά κύτταρα είναι κληρονομικά ισοδύναμα όσον αφορά τόσο τα πυρηνικά γονίδια όσο και το κυτταρόπλασμα. Ωστόσο, εκτός από τη συμμετρική, υπάρχουν και άλλοι τύποι μίτωσης, και συγκεκριμένα: ασύμμετρη μίτωση, μίτωση με καθυστερημένη κυτταροκίνηση, διαίρεση πολυπύρηνων κυττάρων (διαίρεση syncytia), αμίτωση, ενδομίτωση, ενδοπαραγωγή και πολυθένεια.

Στην περίπτωση της ασύμμετρης μίτωσης, τα αδελφά κύτταρα είναι άνισα σε μέγεθος, ποσότητα κυτταροπλάσματος και επίσης σε σχέση με τη μελλοντική τους μοίρα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα άνισου μεγέθους αδελφά (θυγατρικά) κύτταρα του νευροβλάστη της ακρίδας, τα αυγά ζώων κατά την ωρίμανση και κατά τη διάρκεια του σπειροειδούς κατακερματισμού. κατά τη διαίρεση των πυρήνων σε κόκκους γύρης, ένα από τα θυγατρικά κύτταρα μπορεί να διαιρεθεί περαιτέρω, το άλλο δεν μπορεί κ.λπ.

Η μίτωση με καθυστέρηση στην κυτταροκίνηση χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι ο κυτταρικός πυρήνας διαιρείται πολλές φορές και μόνο τότε συμβαίνει η διαίρεση του κυτταρικού σώματος. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαίρεσης, σχηματίζονται πολυπύρηνα κύτταρα όπως το συγκύτιο. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ο σχηματισμός ενδοσπερμιακών κυττάρων και ο σχηματισμός σπορίων.

Αμίτωσηονομάζεται άμεση σχάση του πυρήνα χωρίς σχηματισμό μορφών σχάσης. Σε αυτή την περίπτωση, η διαίρεση του πυρήνα γίνεται με το «δέσιμο» του σε δύο μέρη. μερικές φορές σχηματίζονται αρκετοί πυρήνες από έναν πυρήνα ταυτόχρονα (κατακερματισμός). Η αμίτωση εντοπίζεται συνεχώς στα κύτταρα ενός αριθμού εξειδικευμένων και παθολογικών ιστών, για παράδειγμα, σε καρκινικούς όγκους. Μπορεί να παρατηρηθεί υπό την επίδραση διαφόρων επιβλαβών παραγόντων (ιονίζουσα ακτινοβολία και υψηλή θερμοκρασία).

Ενδομίτωσηονομάζεται μια τέτοια διαδικασία όταν συμβαίνει διπλασιασμός της πυρηνικής σχάσης. Σε αυτή την περίπτωση, τα χρωμοσώματα, ως συνήθως, αναπαράγονται στη μεσόφαση, αλλά η επακόλουθη απόκλιση συμβαίνει μέσα στον πυρήνα με τη διατήρηση του πυρηνικού περιβλήματος και χωρίς το σχηματισμό ατράκτου αχρωματίνης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αν και το κέλυφος του πυρήνα διαλύεται, ωστόσο, η απόκλιση των χρωμοσωμάτων στους πόλους δεν συμβαίνει, με αποτέλεσμα ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στο κύτταρο να πολλαπλασιάζεται ακόμη και κατά αρκετές δεκάδες φορές. Η ενδομίτωση εμφανίζεται σε κύτταρα διαφόρων ιστών φυτών και ζώων. Έτσι, για παράδειγμα, η A. A. Prokofieva-Belgovskaya έδειξε ότι με ενδομίτωση στα κύτταρα εξειδικευμένων ιστών: στον κύκλωπα υποδερμίδα, λίπος σώμα, περιτοναϊκό επιθήλιο και άλλους ιστούς του γεμίσματος (Stenobothrus) - το σύνολο των χρωμοσωμάτων μπορεί να αυξηθεί 10 φορές. Αυτή η αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων σχετίζεται με λειτουργικά χαρακτηριστικάδιαφοροποιημένος ιστός.

Με την πολυθενία, ο αριθμός των νημάτων των χρωμοσωμάτων πολλαπλασιάζεται: μετά από αναδιπλασιασμό σε όλο το μήκος, δεν αποκλίνουν και παραμένουν γειτονικά μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, ο αριθμός των νημάτων των χρωμοσωμάτων σε ένα χρωμόσωμα πολλαπλασιάζεται, ως αποτέλεσμα, η διάμετρος των χρωμοσωμάτων αυξάνεται σημαντικά. Ο αριθμός τέτοιων λεπτών νημάτων σε ένα χρωμόσωμα πολυτενίου μπορεί να φτάσει τα 1000-2000. Σε αυτή την περίπτωση σχηματίζονται τα λεγόμενα γιγάντια χρωμοσώματα. Με την πολυθενία, όλες οι φάσεις του μιτωτικού κύκλου πέφτουν, εκτός από την κύρια - την αναπαραγωγή των πρωταρχικών κλώνων του χρωμοσώματος. Το φαινόμενο της πολυθενίας παρατηρείται στα κύτταρα ενός αριθμού διαφοροποιημένων ιστών, για παράδειγμα, στον ιστό των σιελογόνων αδένων των Δίπτερων, στα κύτταρα ορισμένων φυτών και πρωτόζωων.

Μερικές φορές υπάρχει διπλασιασμός ενός ή περισσότερων χρωμοσωμάτων χωρίς καμία μεταμόρφωση του πυρήνα - αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ενδοπαραγωγή.

Έτσι, όλες οι φάσεις της κυτταρικής μίτωσης που συνθέτουν τον μιτωτικό κύκλο είναι υποχρεωτικές μόνο για μια τυπική διαδικασία.

σε ορισμένες περιπτώσεις, κυρίως σε διαφοροποιημένους ιστούς, ο μιτωτικός κύκλος υφίσταται αλλαγές. Τα κύτταρα τέτοιων ιστών έχουν χάσει την ικανότητα να αναπαράγουν ολόκληρο τον οργανισμό και η μεταβολική δραστηριότητα του πυρήνα τους προσαρμόζεται στη λειτουργία του κοινωνικοποιημένου ιστού.

Τα εμβρυϊκά και μεριστεμικά κύτταρα που δεν έχουν χάσει τη λειτουργία αναπαραγωγής ολόκληρου του οργανισμού και σχετίζονται με μη διαφοροποιημένους ιστούς διατηρούν πλήρης κύκλοςμίτωση, στην οποία βασίζεται η ασεξουαλική και βλαστική αναπαραγωγή.

Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επιλέξτε ένα κομμάτι κειμένου και πατήστε Ctrl+Enter.

Σε επαφή με

Συμμαθητές

Θέμα μαθήματος. Κυτταρική διαίρεση. Μίτωσις

Σκοπός του μαθήματος:να χαρακτηρίσει την κύρια μέθοδο διαίρεσης των ευκαρυωτικών κυττάρων - τη μίτωση, να αποκαλύψει τα χαρακτηριστικά της πορείας κάθε φάσης της μίτωσης, να δημιουργήσει μια ιδέα της αμίτωσης.

Καθήκοντα:

• να σχηματίσει γνώση σχετικά με τη σημασία της διαίρεσης για την ανάπτυξη, την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή του κυττάρου και του οργανισμού στο σύνολό του. εξετάστε τον μηχανισμό της μίτωσης.
• χαρακτηρίζουν τα κύρια στάδια του κυτταρικού και μιτωτικού κύκλου.
• βελτίωση των δεξιοτήτων εργασίας με μικροσκόπιο·
• αποκαλύπτουν τη βιολογική σημασία της μίτωσης.

Πόροι:υπολογιστής, μικροσκόπια, μικροδιαφάνειες «Μίτωση σε κύτταρα ρίζας κρεμμυδιού», διαδραστικός πίνακας, παρουσίαση πολυμέσων «Διαίρεση κυττάρων. Μίτωση», δίσκος – «εργαστήριο Βιολογίας βαθμοί 6-11», βίντεο «Στάδια μίτωσης», δυναμικό εγχειρίδιο «Μίτωση».

Στάδια μαθήματος

1. Οργανωτική στιγμή.

Θέτοντας το στόχο του μαθήματος, ορίζοντας το πρόβλημα και το θέμα του μαθήματος.

Κατά τη στιγμή της γέννησης, ένα παιδί ζυγίζει κατά μέσο όρο 3-3,5 κιλά και έχει ύψος περίπου 50 cm, ένα μικρό καφέ αρκούδα του οποίου οι γονείς φτάνουν σε βάρος 200 κιλά ή περισσότερο δεν ζυγίζει περισσότερο από 500 γραμμάρια και ένα μικροσκοπικό καγκουρό ζυγίζει λιγότερο από 1 γραμμάριο. Ένας όμορφος κύκνος μεγαλώνει από μια γκρίζα απεριόριστη γκόμενα, ένας εύστροφος γυρίνος μετατρέπεται σε καταπραϋντικό φρύνο και μια τεράστια βελανιδιά μεγαλώνει από ένα βελανίδι που φυτεύτηκε κοντά στο σπίτι, το οποίο εκατό χρόνια αργότερα ευχαριστεί τις νέες γενιές ανθρώπων με την ομορφιά του.

Προβληματική ερώτηση. Μέσα από ποιες διαδικασίες είναι δυνατές όλες αυτές οι αλλαγές; (Διαφάνεια 1)

Όλες αυτές οι αλλαγές είναι δυνατές λόγω της ικανότητας των οργανισμών να αναπτύσσονται και να αναπτύσσονται. Το δέντρο δεν θα μετατραπεί σε σπόρο, τα ψάρια δεν θα επιστρέψουν στα αυγά - οι διαδικασίες ανάπτυξης και ανάπτυξης είναι μη αναστρέψιμες. Αυτές οι δύο ιδιότητες της ζωντανής ύλης είναι άρρηκτα συνδεδεμένες μεταξύ τους και βασίζονται στην ικανότητα του κυττάρου να διαιρείται και να εξειδικεύεται. . Ποιο είναι το θέμα του μαθήματος; (Διαφάνεια 2)

Το θέμα του μαθήματος είναι «Διαίρεση κυττάρων. Μίτωση" (Διαφάνεια 3)

Για να ξεκινήσουμε τη μελέτη ενός νέου θέματος, πρέπει να θυμηθούμε το υλικό που μελετήσαμε προηγουμένως (Διαφάνειες 4,5,6)

2. Εκμάθηση νέου υλικού.

ΤΥΠΟΙ ΔΙΑΙΡΕΣΗΣ ΚΥΤΤΑΡΩΝ (Διαφάνεια 7)

Μία από τις διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας βασίζεται στο συμπέρασμα του Γερμανού επιστήμονα Rudolf Virchow «Κάθε κύτταρο από ένα κύτταρο». Αυτή ήταν η αρχή της μελέτης των διεργασιών της κυτταρικής διαίρεσης, οι κύριες κανονικότητες των οποίων αποκαλύφθηκαν στα τέλη του 19ου αιώνα.

Η αναπαραγωγή είναι μια από τις πιο σημαντικές ιδιότητες των ζωντανών οργανισμών. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, ανεξαιρέτως, είναι ικανοί να αναπαραχθούν, από βακτήρια μέχρι θηλαστικά. Μέθοδοι αναπαραγωγής διάφορους οργανισμούςμπορεί να διαφέρουν πολύ μεταξύ τους, αλλά η κυτταρική διαίρεση είναι η βάση κάθε τύπου αναπαραγωγής. Η διάρκεια ζωής ενός πολυκύτταρου οργανισμού υπερβαίνει τη διάρκεια ζωής των περισσότερων κυττάρων που τον αποτελούν. Έτσι, τα νευρικά κύτταρα σταματούν να διαιρούνται ακόμη και κατά τη διάρκεια προγεννητική ανάπτυξη. Μόλις εμφανιστούν, τα κύτταρα δεν διαιρούνται πλέον, σχηματίζοντας ραβδωτά μυϊκούς ιστούςστα ζώα και στους ιστούς αποθήκευσης στα φυτά. Οι πολυκύτταροι οργανισμοί αναπτύσσονται, αναπτύσσονται, υφίστανται ανανέωση κυττάρων και ιστών, ακόμη και τμημάτων του σώματος (Θυμηθείτε την αναγέννηση) Είναι γνωστό ότι τα κύτταρα γερνούν και πεθαίνουν. Για παράδειγμα, τα ηπατικά κύτταρα ζουν 18 μήνες, τα ερυθροκύτταρα - 4 μήνες, το εντερικό επιθήλιο 1-2 ημέρες (περίπου 70 δισεκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν κάθε μέρα).

εντερικά επιθηλιακά κύτταρα και 2 δισεκατομμύρια ερυθροκύτταρα). Αυτό σημαίνει ότι τα κύτταρα ανανεώνονται συνεχώς στο σώμα. Είναι επίσης γνωστό ότι, κατά μέσο όρο, 1 φορά σε 7 χρόνια, τα κελιά ενημερώνονται. Επομένως, σχεδόν όλα τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών πρέπει να διαιρεθούν για να αντικαταστήσουν τα κύτταρα που πεθαίνουν. Όλα τα νέα κύτταρα προκύπτουν με διαίρεση από ένα υπάρχον κελί.

ΑΜΙΤΩΣΗ. Απευθείας διαίρεση του πυρήνα μεσοφάσεως με στένωση χωρίς σχηματισμό ατράκτου σχάσης (τα χρωμοσώματα γενικά δεν διακρίνονται σε ένα ελαφρύ μικροσκόπιο). Μια τέτοια διαίρεση συμβαίνει σε μονοκύτταρους οργανισμούς (για παράδειγμα, πολυπλοειδής μεγάλοι βλεφαρικοί πυρήνες που διαιρούνται με αμίτωση), καθώς και σε ορισμένα εξαιρετικά εξειδικευμένα κύτταρα φυτών και ζώων με εξασθενημένη φυσιολογική δραστηριότητα, εκφυλισμένα, καταδικασμένα σε θάνατο ή με διάφορα παθολογικές διεργασίεςόπως κακοήθης ανάπτυξη, φλεγμονή κ.λπ. Μετά την αμίτωση, το κύτταρο δεν είναι σε θέση να εισέλθει σε μιτωτική διαίρεση.

Η ΜΗΤΩΣΗ (από τα ελληνικά. Mitos-νήμα) έμμεση διαίρεση, είναι ο κύριος τρόπος διαίρεσης των ευκαρυωτικών κυττάρων. Η μίτωση είναι η διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης, ως αποτέλεσμα της οποίας τα θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν γενετικό υλικό πανομοιότυπο με αυτό που περιέχεται στο μητρικό κύτταρο.

ΜΕΙΩΣΙΣ (έμμεση διαίρεση) είναι ιδιαίτερο τρόποκυτταρική διαίρεση, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση (μείωση) του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά το ήμισυ. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, συμβαίνουν δύο κυτταρικές διαιρέσεις και μία διπλοειδές κύτταρο(2n2c) σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή (nc) φυλετικά κύτταρα. Κατά τη διάρκεια της περαιτέρω διαδικασίας γονιμοποίησης (σύντηξη γαμετών), ο οργανισμός μιας νέας γενιάς θα λάβει ξανά ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, δηλαδή, ο καρυότυπος των οργανισμών ενός δεδομένου είδους παραμένει σταθερός σε αρκετές γενιές.

Συμπέρασμα: Υπάρχουν τρία είδη κυτταρικής διαίρεσης, χάρη στην οποία οι οργανισμοί αναπτύσσονται, αναπτύσσονται, πολλαπλασιάζονται (αμίτωση, μίτωση, μείωση).

Η μίτωση είναι ο κύριος τρόπος κυτταρικής διαίρεσης.

Μίτωση (από το ελληνικό mitos - νήμα) - έμμεση κυτταρική διαίρεση. Εξασφαλίζει την ομοιόμορφη μετάδοση των κληρονομικών πληροφοριών του μητρικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα.

Χάρη σε αυτόν τον τύπο κυτταρικής διαίρεσης σχηματίζονται σχεδόν όλα τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού.

Ο μιτωτικός (κυτταρικός) κύκλος αποτελείται από ένα προπαρασκευαστικό στάδιο (ενδιάμεση φάση) και την πραγματική διαίρεση - μίτωση (πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση).

χαρακτηριστικά της μίτωσης.

Για να μελετήσουμε το θέμα, θα εργαστούμε σε ζευγάρια.

ΑΣΚΗΣΗ 1.

1. Μελετήστε τα χαρακτηριστικά της πρώτης φάσης μίτωσης – προφάσης.

2. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της προφάσης στο τετράδιό σας αφού συζητήσετε την απάντηση. (Διαφάνεια 9)

ΕΡΓΑΣΙΑ 2.

1. Μελετήστε τα χαρακτηριστικά της δεύτερης φάσης μίτωσης – μετάφασης.

2. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της μεταφάσεως στο τετράδιό σας αφού συζητήσετε την απάντηση. (Διαφάνεια 10)

ΕΡΓΑΣΙΑ 3.

1. Μελετήστε τα χαρακτηριστικά της τρίτης φάσης μίτωσης – ανάφασης.

2. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της ανάφασης σε ένα τετράδιο αφού συζητήσετε την απάντηση. (Διαφάνεια 11)

ΕΡΓΑΣΙΑ 4.

1. Μελετήστε τα χαρακτηριστικά της τέταρτης φάσης της μίτωσης - τελοφάσης.

2. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της τελοφάσης σε ένα τετράδιο αφού συζητήσετε την απάντηση. (Διαφάνεια 12)

Παιδιά! Τώρα η προσοχή σας θα παρουσιαστεί στο βίντεο "MITOSIS". Πρέπει να το ελέγξετε προσεκτικά και στη συνέχεια να ολοκληρώσετε την εργασία. (Διαφάνεια 12)

ΑΣΚΗΣΗ.Προσδιορίστε και σημειώστε τα ονόματα της φάσης που αντιστοιχεί στην περιγραφή της. (Διαφάνεια 13)

3. Εμπέδωση της μελετημένης ύλης.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ №5.(Διαφάνεια 14.15)

Θέμα: «Μίτωση σε κύτταρα ρίζας κρεμμυδιού».

Στόχος:να μελετήσει τη διαδικασία της μίτωσης σε κύτταρα ρίζας κρεμμυδιού.

Εξοπλισμός:μικροσκόπια φωτός, μικροπαρασκευάσματα "Μίτωση σε κύτταρα ρίζας κρεμμυδιού".

Πρόοδος

1. Εξετάστε το τελικό μικροπαρασκεύασμα, αν είναι δυνατόν, βρείτε κύτταρα σε όλα τα στάδια της μίτωσης.

2. Συγκρίνετε την εικόνα στο μικροσκόπιο με τη φωτομικρογραφία στην παρουσίαση για το μάθημα (διαφάνεια).
3. Προσδιορίστε το σύνολο των χρωμοσωμάτων σε κάθε φάση της μίτωσης.
4. Περιγράψτε τα χαρακτηριστικά κάθε παρατηρούμενου σταδίου μίτωσης.
5. Εξάγετε ένα συμπέρασμα για τον ρόλο της μίτωσης.
Ερωτήσεις για ενοποίηση.(Διαφάνεια 16, 17, 18)

1. Η συνολική μάζα όλων των μορίων DNA σε 46 χρωμοσώματα ενός ανθρώπινου σωματικού κυττάρου είναι 6-10 "9 mg. Ποια θα είναι η μάζα των μορίων DNA σε: α) τη μετάφαση της μίτωσης· β) την τελόφαση της μίτωσης;

2. Σκεφτείτε αν μπορούν οι συνθήκες περιβάλλονεπηρεάζουν τη διαδικασία της μίτωσης. Τι συνέπειες μπορεί να έχει αυτό για τον οργανισμό;

3. Γιατί τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται κατά τη μίτωση με ένα σύνολο χρωμοσωμάτων ίσο με το σύνολο των χρωμοσωμάτων στο μητρικό κύτταρο; Ποια είναι η σημασία αυτού στη ζωή των οργανισμών;

4. Σκεφτείτε εάν οι περιβαλλοντικές συνθήκες μπορούν να επηρεάσουν τη διαδικασία της μίτωσης. Τι συνέπειες μπορεί να έχει αυτό για τον οργανισμό;

5. Γιατί τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται κατά τη μίτωση με ένα σύνολο χρωμοσωμάτων ίσο με το σύνολο των χρωμοσωμάτων στο μητρικό κύτταρο; Ποια είναι η σημασία αυτού στη ζωή των οργανισμών;

Στο τέλος του μαθήματος συνοψίζονται τα αποτελέσματα.

Η μίτωση είναι πολύ ουσιαστική διαδικασία, δαπανήθηκε πολύς χρόνος και προσπάθεια από τους επιστήμονες για να κατανοήσουν όλα τα χαρακτηριστικά αυτής της διαδικασίας. Για παράδειγμα, διαπιστώθηκε ότι η μίτωση στα φυτικά και ζωικά κύτταρα προχωρά με ορισμένες διαφορές, ότι υπάρχουν παράγοντες που επηρεάζουν δυσμενώς την πορεία της.

Επιπλέον, στη βιβλιογραφία μπορείτε να δείτε μια άλλη μορφή διαίρεσης - άμεση ή αμίτωση. Εργαστείτε με πρόσθετη βιβλιογραφία.

Ομάδα 1: εργασία "Amitosis"

Επιλέξτε σημεία «αναφοράς» από το κείμενο, π.χ. σε 4-5 θέσεις υποδεικνύουν τα κύρια σημάδια της αμίτωσης. «Η μίτωση είναι ο πιο κοινός, αλλά όχι ο μοναδικός τύπος κυτταρικής διαίρεσης. Σχεδόν όλοι οι ευκαρυώτες έχουν τη λεγόμενη άμεση πυρηνική σχάση ή αμίτωση. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, δεν υπάρχει συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων και δεν σχηματίζεται ατράκτης και ο πυρήνας διαιρείται με συστολή ή κατακερματισμό, παραμένοντας στη μεσοφασική κατάσταση. Η κυτταροκίνηση ακολουθεί πάντα την πυρηνική διαίρεση, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός πολυπύρηνου κυττάρου. Η αμιτωτική διαίρεση είναι χαρακτηριστική για κύτταρα που ολοκληρώνουν την ανάπτυξη: πεθαίνοντας επιθηλιακά, θυλακιώδη κύτταρα των ωοθηκών... Η αμίτωση εμφανίζεται επίσης σε παθολογικές διεργασίες: φλεγμονή, κακοήθη νεόπλασμα… μετά από αυτό τα κύτταρα δεν είναι ικανά για μιτωτική διαίρεση».

Ομάδα 2: εργασία "παραβίαση της μίτωσης"

Δημιουργήστε λογικά ζεύγη: είδος επιπτώσεων - συνέπειες.

«Η σωστή πορεία της μίτωσης μπορεί να διαταραχθεί από διάφορους εξωτερικούς παράγοντες: υψηλές δόσειςακτινοβολία, ορισμένες χημικές ουσίες. Για παράδειγμα, υπό την επιρροή ακτινογραφίεςΤο DNA ενός χρωμοσώματος μπορεί να σπάσει και τα χρωμοσώματα επίσης. Τέτοια χρωμοσώματα δεν μπορούν να κινηθούν, για παράδειγμα, σε ανάφαση. Μερικοί ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ, που δεν είναι χαρακτηριστικό των ζωντανών οργανισμών (αλκοόλες, φαινόλες) παραβιάζουν τη συνοχή των μιτωτικών διεργασιών. Μερικά χρωμοσώματα κινούνται πιο γρήγορα, άλλα πιο αργά. Μερικά από αυτά μπορεί να μην περιλαμβάνονται καθόλου στους θυγατρικούς πυρήνες. Υπάρχουν ουσίες που εμποδίζουν το σχηματισμό νημάτων ατράκτου σχάσης. Ονομάζονται κυτταροστατικά, για παράδειγμα, κολχικίνη και κολκεμίδη. Δρώντας στο κύτταρο, η διαίρεση μπορεί να σταματήσει στο στάδιο της προμεταφάσης. Ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας πρόσκρουσης, ένα διπλό σύνολο χρωμοσωμάτων εμφανίζεται στον πυρήνα.

Συμπεράσματα. (Διαφάνεια 19)

Σήμερα το μάθημα ήταν αφιερωμένο στην πιο σημαντική διαδικασία - τη μίτωση. Αφιερώσαμε αρκετό χρόνο στην ίδια τη διαδικασία, τα χαρακτηριστικά και τα προβλήματά της. Το πιο σημαντικό, αυτή η διαδικασία διασφαλίζει τη γενετική σταθερότητα του είδους, καθώς και τις διαδικασίες αναγέννησης, ανάπτυξης και ασεξουαλικής (βλαστικής) αναπαραγωγής. Η διαδικασία είναι πολύπλοκη, πολλαπλών σταδίων και πολύ ευαίσθητη στους περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Εργασία για το σπίτι.

1. Μελέτη § 29

2. Συμπληρώστε τον πίνακα «Μιτωτικός κυτταρικός κύκλος»

Εξηγήστε τι καθορίζει τον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο DNA σε διάφορα στάδια της μίτωσης.

μιτωτικό κυτταρικό κύκλο

Είναι μια συνεχής διαδικασία, κάθε στάδιο της οποίας περνάει ανεπαίσθητα στο επόμενο μετά από αυτό. Υπάρχουν τέσσερα στάδια μίτωσης: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση (Εικ. 1). Η μελέτη της μίτωσης επικεντρώνεται στη συμπεριφορά των χρωμοσωμάτων.

Προφάση . Στην αρχή του πρώτου σταδίου της μίτωσης - προφάση - τα κύτταρα διατηρούν την ίδια εμφάνιση όπως στη μεσόφαση, μόνο ο πυρήνας αυξάνεται αισθητά σε μέγεθος και τα χρωμοσώματα εμφανίζονται σε αυτόν. Σε αυτή τη φάση, φαίνεται ότι κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες, σπειροειδώς στριμμένες μεταξύ τους. Οι χρωματίδες βραχύνονται και πυκνώνουν ως αποτέλεσμα της διαδικασίας της εσωτερικής σπειροειδοποίησης. Αρχίζει να αποκαλύπτεται μια ασθενώς χρωματισμένη και λιγότερο συμπυκνωμένη περιοχή του χρωμοσώματος - το κεντρομερίδιο, που συνδέει δύο χρωματίδες και βρίσκεται σε μια αυστηρά καθορισμένη θέση σε κάθε χρωμόσωμα.

Κατά τη διάρκεια της προφάσης, οι πυρήνες σταδιακά αποσυντίθενται: η πυρηνική μεμβράνη καταστρέφεται επίσης και τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Στην όψιμη πρόφαση (προμετάφαση), σχηματίζεται εντατικά η μιτωτική συσκευή του κυττάρου. Αυτή τη στιγμή, το κεντρόλιο διαιρείται και τα θυγατρικά κεντρόλια αποκλίνουν σε αντίθετα άκρα του κυττάρου. Λεπτά νήματα με τη μορφή ακτίνων αναχωρούν από κάθε κεντριόλιο. μεταξύ των κεντρολίων σχηματίζονται ίνες ατράκτου. Υπάρχουν δύο τύποι νημάτων: τα νημάτια έλξης της ατράκτου, που συνδέονται με τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων, και τα νημάτια υποστήριξης, που συνδέουν τους πόλους του κυττάρου.

Όταν η μείωση των χρωμοσωμάτων φτάσει στο μέγιστο βαθμό, μετατρέπονται σε κοντά σώματα σε σχήμα ράβδου και πηγαίνουν στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου.

μετάφαση . Στη μεταφάση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται πλήρως στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου, σχηματίζοντας τη λεγόμενη μεταφάση ή ισημερινή πλάκα. Το κεντρομερές κάθε χρωμοσώματος, που συγκρατεί και τις δύο χρωματίδες μαζί, βρίσκεται αυστηρά στην περιοχή του ισημερινού του κυττάρου και οι βραχίονες των χρωμοσωμάτων εκτείνονται λίγο πολύ παράλληλα με τα νήματα της ατράκτου.

Στη μετάφαση, το σχήμα και η δομή κάθε χρωμοσώματος αποκαλύπτεται καλά, ο σχηματισμός της μιτωτικής συσκευής ολοκληρώνεται και τα νήματα έλξης συνδέονται με τα κεντρομερή. Στο τέλος της μεταφάσης, συμβαίνει η ταυτόχρονη διαίρεση όλων των χρωμοσωμάτων ενός δεδομένου κυττάρου (και οι χρωματίδες μετατρέπονται σε δύο εντελώς ξεχωριστά θυγατρικά χρωμοσώματα).

Ανάφαση. Αμέσως μετά τη διαίρεση του κεντρομερούς, οι χρωματίδες απωθούνται μεταξύ τους και αποκλίνουν σε αντίθετους πόλους του κυττάρου. Όλες οι χρωματίδες αρχίζουν να κινούνται προς τους πόλους ταυτόχρονα. Τα κεντρομερή παίζουν σημαντικό ρόλο στην προσανατολισμένη κίνηση των χρωματιδών. Στην ανάφαση, οι χρωματίδες ονομάζονται αδελφά χρωμοσώματα.

Η κίνηση των αδελφών χρωμοσωμάτων στην ανάφαση συμβαίνει λόγω της αλληλεπίδρασης δύο διεργασιών: συστολής του τραβήγματος και επιμήκυνσης των νημάτων στήριξης της μιτωτικής ατράκτου.

Τελοφάση. Στην αρχή της τελοφάσης, η κίνηση των αδελφών χρωμοσωμάτων τελειώνει και συγκεντρώνονται στους πόλους του κυττάρου με τη μορφή συμπαγών σχηματισμών και θρόμβων. Τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται και χάνουν την ορατή ατομικότητά τους. Ένας πυρηνικός φάκελος σχηματίζεται γύρω από κάθε θυγατρικό πυρήνα. οι πυρήνες αποκαθίστανται στην ίδια ποσότητα που ήταν στο μητρικό κύτταρο. Αυτό ολοκληρώνει τη διαίρεση του πυρήνα (καρυοκίνηση), κυτταρικό τοίχωμα. Ταυτόχρονα με το σχηματισμό θυγατρικών πυρήνων στην τελοφάση, ολόκληρο το περιεχόμενο του αρχικού μητρικού κυττάρου διαχωρίζεται ή κυτταροκίνηση.

Όταν ένα κύτταρο διαιρείται, μια στένωση ή μια αυλάκωση εμφανίζεται στην επιφάνειά του κοντά στον ισημερινό. Σταδιακά βαθαίνει και διαιρεί το κυτταρόπλασμα σε

δύο θυγατρικά κύτταρα, το καθένα με έναν πυρήνα.

Στη διαδικασία της μίτωσης, δύο θυγατρικά κύτταρα προκύπτουν από ένα μητρικό κύτταρο, που περιέχει το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων με το αρχικό κύτταρο.

Εικόνα 1. Σχήμα μίτωσης

Η βιολογική σημασία της μίτωσης . Η κύρια βιολογική σημασία της μίτωσης είναι η ακριβής κατανομή των χρωμοσωμάτων μεταξύ δύο θυγατρικών κυττάρων. Μια τακτική και τακτική μιτωτική διαδικασία διασφαλίζει τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών σε κάθε έναν από τους θυγατρικούς πυρήνες. Ως αποτέλεσμα, κάθε θυγατρικό κύτταρο περιέχει γενετικές πληροφορίες για όλα τα χαρακτηριστικά του οργανισμού.

Η μείωση είναι μια ειδική διαίρεση του πυρήνα, η οποία τελειώνει με το σχηματισμό τετραδίου, δηλ. τέσσερα κύτταρα με ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. Τα σεξουαλικά κύτταρα διαιρούνται με μείωση.

Η μείωση αποτελείται από δύο κυτταρικές διαιρέσεις στις οποίες ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται στο μισό, έτσι ώστε οι γαμέτες να λαμβάνουν τα μισά χρωμοσώματα από τα υπόλοιπα κύτταρα του σώματος. Όταν δύο γαμέτες ενώνονται κατά τη γονιμοποίηση, ο φυσιολογικός αριθμός των χρωμοσωμάτων αποκαθίσταται. Η μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της μείωσης δεν συμβαίνει τυχαία, αλλά εντελώς φυσικά: τα μέλη κάθε ζεύγους χρωμοσωμάτων αποκλίνουν σε διαφορετικά θυγατρικά κύτταρα. Ως αποτέλεσμα, κάθε γαμίτης περιέχει ένα χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος. Αυτό πραγματοποιείται με ζεύγη σύνδεση ομολόγων ή ομόλογων χρωμοσωμάτων (είναι πανομοιότυπα σε μέγεθος και σχήμα και περιέχουν παρόμοια γονίδια) και την επακόλουθη απόκλιση των μελών του ζεύγους, καθένα από τα οποία πηγαίνει σε έναν από τους πόλους. Κατά τη σύγκλιση των ομόλογων χρωμοσωμάτων, μπορεί να συμβεί διασταύρωση, δηλ. αμοιβαία ανταλλαγή γονιδίων μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων, η οποία αυξάνει το επίπεδο συνδυαστικής μεταβλητότητας.

Στη μείωση, συμβαίνει μια σειρά από διεργασίες που είναι σημαντικές για την κληρονομικότητα των χαρακτηριστικών: 1) μείωση - μείωση κατά το ήμισυ του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα. 2) σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων. 3) διέλευση από πάνω? 4) τυχαίος διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων σε κύτταρα.

Η μείωση αποτελείται από δύο διαδοχικές διαιρέσεις: η πρώτη, η οποία έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός πυρήνα με ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, ονομάζεται αναγωγή. η δεύτερη διαίρεση ονομάζεται εξισωτική και προχωρά ανάλογα με τον τύπο της μίτωσης. Σε καθένα από αυτά διακρίνονται πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση (Εικ. 2). Οι φάσεις της πρώτης διαίρεσης συνήθως συμβολίζονται με τον αριθμό Ι, η δεύτερη - P. Μεταξύ των διαιρέσεων Ι και P, το κύτταρο βρίσκεται σε κατάσταση διακίνησης (λατ. ενδιάμεσο - μεταξύ + γρ. κίνηση - κίνηση). Σε αντίθεση με τη μεσόφαση, το DNA δεν αναδιπλασιάζεται στη διακινητικότητα και το χρωμοσωμικό υλικό δεν αντιγράφεται.

Εικόνα 2. Σχήμα μείωσης

Διαίρεση μείωσης

Πρόφαση Ι

Η φάση της μείωσης κατά την οποία συμβαίνουν πολύπλοκοι δομικοί μετασχηματισμοί του χρωμοσωμικού υλικού. Είναι μεγαλύτερο και αποτελείται από μια σειρά από διαδοχικά στάδια, καθένα από τα οποία έχει τις δικές του διακριτικές ιδιότητες:

- λεπτοτένα - το στάδιο του λεπτονήματος (σύνδεση νημάτων). Τα μεμονωμένα νήματα - χρωμοσώματα - ονομάζονται μονοσθενή. Τα χρωμοσώματα στη μείωση είναι μακρύτερα και λεπτότερα από τα χρωμοσώματα στο πρώιμο στάδιο της μίτωσης.

- ζυγοτίνη - το στάδιο του ζυγονήματος (σύνδεση νημάτων). Υπάρχει μια σύζευξη, ή σύναψη (σύνδεση σε ζεύγη), ομόλογων χρωμοσωμάτων και αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται όχι μόνο μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων, αλλά μεταξύ ακριβώς αντίστοιχων μεμονωμένων σημείων ομόλογων. Ως αποτέλεσμα της σύζευξης, σχηματίζονται δισθενή (σύμπλοκα ομόλογων χρωμοσωμάτων κατά ζεύγη συνδεδεμένα σε ζεύγη), ο αριθμός των οποίων αντιστοιχεί στο απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων.

Η σύναψη πραγματοποιείται από τα άκρα των χρωμοσωμάτων, επομένως, οι θέσεις εντοπισμού ομόλογων γονιδίων σε ένα ή άλλο χρωμόσωμα συμπίπτουν. Δεδομένου ότι τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται, υπάρχουν τέσσερις χρωματίδες στο δισθενές, καθένα από τα οποία τελικά αποδεικνύεται ότι είναι ένα χρωμόσωμα.

- παχυτένιο - το στάδιο του παχινέματος (παχιά νήματα). Το μέγεθος του πυρήνα και του πυρήνα αυξάνεται, τα δισθενή μειώνονται και πυκνώνουν. Η σύνδεση των ομολόγων γίνεται τόσο στενή που είναι ήδη δύσκολο να γίνει διάκριση μεταξύ δύο ξεχωριστών χρωμοσωμάτων. Σε αυτό το στάδιο, συμβαίνει διασταύρωση ή διασταυρώνονται τα χρωμοσώματα.

- διπλοτένιο - το στάδιο του διπλονήματος (διπλών κλώνων), ή το στάδιο των τεσσάρων χρωματίδων. Κάθε ένα από τα ομόλογα χρωμοσώματα του δισθενούς χωρίζεται σε δύο χρωματίδες, έτσι ώστε το δισθενές να περιέχει τέσσερις χρωματίδες. Αν και τα τετράδια των χρωματιδών απομακρύνονται το ένα από το άλλο σε ορισμένα σημεία, βρίσκονται σε στενή επαφή σε άλλα σημεία. Σε αυτή την περίπτωση, οι χρωματίδες διαφορετικών χρωμοσωμάτων σχηματίζουν σχήματα Χ, που ονομάζονται χίαμα. Η παρουσία του χιάσματος συγκρατεί τα μονοσθενή.

Ταυτόχρονα με τη συνεχιζόμενη βράχυνση και, κατά συνέπεια, την πάχυνση των χρωμοσωμάτων του δισθενούς, εμφανίζεται η αμοιβαία απώθησή τους - απόκλιση. Η σύνδεση διατηρείται μόνο στο επίπεδο της τομής - στα χώματα. Ολοκληρώθηκε η ανταλλαγή ομόλογων περιοχών χρωματιδών.

- η διακινησία χαρακτηρίζεται από τη μέγιστη βράχυνση των διπλωτικών χρωμοσωμάτων. Τα δισθενή ομόλογα χρωμοσώματα πηγαίνουν στην περιφέρεια του πυρήνα, επομένως είναι εύκολο να μετρηθούν. Το πυρηνικό περίβλημα κατακερματίζεται, οι πυρήνες εξαφανίζονται. Αυτό ολοκληρώνει την πρόφαση 1.

Μεταφάση Ι

- ξεκινά με την εξαφάνιση του πυρηνικού φακέλου. Ο σχηματισμός της μιτωτικής ατράκτου έχει ολοκληρωθεί, τα δισθενή βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα στο ισημερινό επίπεδο. Τα κεντρομερή χρωμοσωμάτων προσκολλώνται στα ελκτικά νήματα της μιτωτικής ατράκτου αλλά δεν διαιρούνται.

Ανάφαση Ι

- διακρίνεται από τον πλήρη τερματισμό της σχέσης των ομόλογων χρωμοσωμάτων, την απώθησή τους το ένα από το άλλο και την απόκλιση σε διαφορετικούς πόλους.

Σημειώστε ότι κατά τη διάρκεια της μίτωσης, τα μονοχρωματικά χρωμοσώματα αποκλίνονταν στους πόλους, καθένα από τα οποία αποτελείται από δύο χρωματίδες.

Έτσι, είναι ανάφαση που συμβαίνει μείωση - η διατήρηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων.

Τελόφαση Ι

- είναι πολύ βραχυπρόθεσμο και ασθενώς απομονωμένο από την προηγούμενη φάση. Η Τελόφαση 1 παράγει δύο θυγατρικούς πυρήνες.

Interkinesis

Αυτή είναι μια σύντομη κατάσταση ανάπαυσης μεταξύ 1 και 2 τμημάτων. Τα χρωμοσώματα είναι ασθενώς αποσπείρα, δεν λαμβάνει χώρα αντιγραφή του DNA, αφού κάθε χρωμόσωμα αποτελείται ήδη από δύο χρωματίδες. Μετά την διακίνηση αρχίζει η δεύτερη διαίρεση.

Η δεύτερη διαίρεση συμβαίνει και στα δύο θυγατρικά κύτταρα με τον ίδιο τρόπο όπως και στη μίτωση.

Πρόφαση Π

Στους πυρήνες των κυττάρων, εκδηλώνονται ξεκάθαρα χρωμοσώματα, καθένα από τα οποία αποτελείται από δύο χρωματίδες που συνδέονται με ένα κεντρομερίδιο. Μοιάζουν με αρκετά λεπτά νημάτια που βρίσκονται κατά μήκος της περιφέρειας του πυρήνα. Στο τέλος της προφάσης P, το πυρηνικό περίβλημα θραύσματα.

Μεταφάση Π

Σε κάθε κελί ολοκληρώνεται ο σχηματισμός μιας ατράκτου διαίρεσης. Τα χρωμοσώματα βρίσκονται κατά μήκος του ισημερινού. Τα νήματα της ατράκτου συνδέονται με τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων.

Ανάφαση Π

Τα κεντρομερή διαιρούνται και οι χρωματίδες συνήθως κινούνται γρήγορα σε αντίθετους πόλους του κυττάρου.

Τελόφαση Π

Τα αδελφά χρωμοσώματα συγκεντρώνονται στους πόλους του κυττάρου και απελευθερώνονται. Σχηματίζεται ο πυρήνας και η κυτταρική μεμβράνη. Η μείωση τελειώνει με το σχηματισμό τεσσάρων κυττάρων με ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων.

Η βιολογική σημασία της μείωσης

Όπως η μίτωση, η μείωση διασφαλίζει την ακριβή κατανομή του γενετικού υλικού στα θυγατρικά κύτταρα. Όμως, σε αντίθεση με τη μίτωση, η μείωση είναι ένα μέσο αύξησης του επιπέδου της συνδυαστικής μεταβλητότητας, κάτι που εξηγείται από δύο λόγους: 1) υπάρχει ένας ελεύθερος, βασισμένος στην τύχη, συνδυασμός χρωμοσωμάτων στα κύτταρα. 2) διασταύρωση, που οδηγεί στην εμφάνιση νέων συνδυασμών γονιδίων μέσα στα χρωμοσώματα.

Σε κάθε επόμενη γενιά διαιρούμενων κυττάρων, ως αποτέλεσμα της δράσης αυτών των αιτιών, σχηματίζονται νέοι συνδυασμοί γονιδίων σε γαμέτες και κατά την αναπαραγωγή των ζώων, σχηματίζονται νέοι συνδυασμοί γονικών γονιδίων στους απογόνους τους. Αυτό κάθε φορά ανοίγει νέες δυνατότητες για τη δράση της επιλογής και τη δημιουργία γενετικά διαφορετικών μορφών, που επιτρέπει σε μια ομάδα ζώων να υπάρχει σε μεταβλητές περιβαλλοντικές συνθήκες.

Έτσι, η μείωση αποδεικνύεται ότι είναι ένα μέσο γενετικής προσαρμογής που αυξάνει την αξιοπιστία της ύπαρξης ατόμων σε γενεές.

Η κυτταρική διαίρεση είναι η κεντρική στιγμή της αναπαραγωγής.

Στη διαδικασία της διαίρεσης, δύο κύτταρα προκύπτουν από ένα κύτταρο. Ένα κύτταρο, βασισμένο στην αφομοίωση οργανικών και ανόργανων ουσιών, δημιουργεί το δικό του είδος με χαρακτηριστική δομή και λειτουργίες.

Στην κυτταρική διαίρεση, μπορούν να παρατηρηθούν δύο κύρια σημεία: η πυρηνική διαίρεση - μίτωση και η διαίρεση του κυτταροπλάσματος - κυτταροκίνηση, ή κυτταροτομή. Η κύρια προσοχή των γενετιστών εξακολουθεί να είναι στραμμένη στη μίτωση, αφού, από τη σκοπιά της θεωρίας των χρωμοσωμάτων, ο πυρήνας θεωρείται το «όργανο» της κληρονομικότητας.

Κατά τη μίτωση, συμβαίνουν τα εξής:

1. διπλασιασμός της ουσίας των χρωμοσωμάτων.
2. αλλαγές στη φυσική κατάσταση και τη χημική οργάνωση των χρωμοσωμάτων.
3. απόκλιση των θυγατρικών, ή μάλλον αδελφών, χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου.
4. η επακόλουθη διαίρεση του κυτταροπλάσματος και η πλήρης αποκατάσταση δύο νέων πυρήνων σε αδελφά κύτταρα.

Έτσι, ολόκληρος ο κύκλος ζωής των πυρηνικών γονιδίων καθορίζεται στη μίτωση: διπλασιασμός, κατανομή και λειτουργία. ως αποτέλεσμα της ολοκλήρωσης του μιτωτικού κύκλου, τα αδελφά κύτταρα καταλήγουν με ίση «κληρονομιά».

Κατά τη διαίρεση, ο πυρήνας του κυττάρου περνά από πέντε διαδοχικά στάδια: μεσοφάση, πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. ορισμένοι κυτταρολόγοι διακρίνουν ένα άλλο έκτο στάδιο - προμετάφαση.

Ανάμεσα σε δύο διαδοχικές κυτταρικές διαιρέσεις, ο πυρήνας βρίσκεται στο στάδιο της μεσοφάσεως. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο πυρήνας, κατά τη στερέωση και το χρωματισμό, έχει μια δομή πλέγματος που σχηματίζεται με τη βαφή λεπτών νημάτων, τα οποία στην επόμενη φάση σχηματίζονται σε χρωμοσώματα. Αν και η ενδιάμεση φάση ονομάζεται διαφορετικά φάση ηρεμίας του πυρήνα, στο ίδιο το σώμα, οι μεταβολικές διεργασίες στον πυρήνα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου πραγματοποιούνται με τη μεγαλύτερη δραστηριότητα.

Η προφάση είναι το πρώτο στάδιο στην προετοιμασία του πυρήνα για διαίρεση. Στην προφάση, η δικτυακή δομή του πυρήνα σταδιακά μετατρέπεται σε νήματα χρωμοσωμάτων. Από την πρώτη φάση, ακόμη και σε ένα ελαφρύ μικροσκόπιο, μπορεί κανείς να παρατηρήσει τη διπλή φύση των χρωμοσωμάτων. Αυτό υποδηλώνει ότι στον πυρήνα, είναι στην πρώιμη ή όψιμη ενδιάμεση φάση που λαμβάνει χώρα η πιο σημαντική διαδικασία μίτωσης - διπλασιασμός ή αναδιπλασιασμός των χρωμοσωμάτων, στα οποία καθένα από τα μητρικά χρωμοσώματα δημιουργεί ένα παρόμοιο - ένα θυγατρικό. Ως αποτέλεσμα, κάθε χρωμόσωμα φαίνεται διαμήκως διπλασιασμένο. Ωστόσο, αυτά τα μισά χρωμοσώματα, τα οποία ονομάζονται αδελφές χρωματίδες, μην αποκλίνουν σε προφάση, καθώς συγκρατούνται από μια κοινή περιοχή - το κεντρομερίδιο. η κεντρομερής περιοχή διαιρείται αργότερα. Στην προφάση, τα χρωμοσώματα υφίστανται μια διαδικασία συστροφής κατά μήκος του άξονά τους, η οποία οδηγεί σε βράχυνση και πάχυνσή τους. Πρέπει να τονιστεί ότι σε προφάση κάθε χρωμόσωμα στην καρυόλυμφο εντοπίζεται τυχαία.

Στα ζωικά κύτταρα, ακόμη και στην όψιμη τελόφαση ή στην πολύ πρώιμη ενδιάμεση φάση, συμβαίνει διπλασιασμός του κεντρολίου, μετά τον οποίο, στην προφάση, τα θυγατρικά κεντριόλια αρχίζουν να συγκλίνουν στους πόλους και ο σχηματισμός της αστρόσφαιρας και της ατράκτου, που ονομάζεται νέα συσκευή. Ταυτόχρονα, οι πυρήνες διαλύονται. Απαραίτητο σημάδι του τέλους της προφάσης είναι η διάλυση της πυρηνικής μεμβράνης, με αποτέλεσμα τα χρωμοσώματα να βρίσκονται στη συνολική μάζα του κυτταροπλάσματος και του καρυοπλάσματος, που πλέον σχηματίζουν το μυξόπλασμα. Αυτό τελειώνει την προφάση. το κύτταρο εισέρχεται στη μετάφαση.

Πρόσφατα, μεταξύ της προφάσης και της μεταφάσης, οι ερευνητές άρχισαν να διακρίνουν ένα ενδιάμεσο στάδιο που ονομάζεται προμεταφάση. Η προμετάφαση χαρακτηρίζεται από τη διάλυση και εξαφάνιση της πυρηνικής μεμβράνης και την κίνηση των χρωμοσωμάτων προς το ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Αλλά αυτή τη στιγμή, ο σχηματισμός της ατράκτου της αχρωματίνης δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί.

Μεταφάσηονομάζεται τελικό στάδιο της διάταξης των χρωμοσωμάτων στον ισημερινό της ατράκτου. Η χαρακτηριστική διάταξη των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο ονομάζεται ισημερινή, ή μεταφάση, πλάκα. Η διάταξη των χρωμοσωμάτων μεταξύ τους είναι τυχαία. Στη μετάφαση, ο αριθμός και το σχήμα των χρωμοσωμάτων αποκαλύπτονται καλά, ειδικά όταν εξετάζουμε την ισημερινή πλάκα από τους πόλους της κυτταρικής διαίρεσης. Η άτρακτος της αχρωματίνης σχηματίζεται πλήρως: τα νήματα της ατράκτου αποκτούν πυκνότερη συνοχή από το υπόλοιπο κυτταρόπλασμα και συνδέονται με την κεντρομερή περιοχή του χρωμοσώματος. Το κυτταρόπλασμα του κυττάρου κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου έχει το χαμηλότερο ιξώδες.

Ανάφασηονομάζεται η επόμενη φάση της μίτωσης, κατά την οποία οι χρωματίδες διαιρούνται, που τώρα μπορούν να ονομαστούν αδελφά ή θυγατρικά χρωμοσώματα, αποκλίνουν προς τους πόλους. Σε αυτή την περίπτωση, πρώτα απ 'όλα, οι κεντρομερείς περιοχές απωθούνται μεταξύ τους και στη συνέχεια τα ίδια τα χρωμοσώματα αποκλίνουν προς τους πόλους. Πρέπει να ειπωθεί ότι η απόκλιση των χρωμοσωμάτων στην ανάφαση ξεκινά την ίδια στιγμή - "σαν να είναι κατόπιν εντολής" - και τελειώνει πολύ γρήγορα.

Στην τελόφαση, τα θυγατρικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται και χάνουν την ορατή ατομικότητά τους. Το κέλυφος του πυρήνα και ο ίδιος ο πυρήνας σχηματίζονται. Ο πυρήνας ανακατασκευάζεται με την αντίστροφη σειρά σε σύγκριση με τις αλλαγές που υπέστη στην πρόφαση. Στο τέλος, οι πυρήνες (ή πυρήνες) αποκαθίστανται επίσης και στην ποσότητα στην οποία υπήρχαν στους μητρικούς πυρήνες. Ο αριθμός των πυρήνων είναι χαρακτηριστικός για κάθε κυτταρικό τύπο.

Ταυτόχρονα αρχίζει η συμμετρική διαίρεση του κυτταρικού σώματος. Οι πυρήνες των θυγατρικών κυττάρων εισέρχονται στην κατάσταση της μεσόφασης.

Το παραπάνω σχήμα δείχνει ένα διάγραμμα της κυτταροκίνησης των ζωικών και φυτικών κυττάρων. Σε ένα ζωικό κύτταρο, η διαίρεση λαμβάνει χώρα με απολίνωση του κυτταροπλάσματος του μητρικού κυττάρου. Σε ένα φυτικό κύτταρο, ο σχηματισμός ενός κυτταρικού διαφράγματος συμβαίνει με περιοχές από πλάκες ατράκτου που σχηματίζουν ένα διάφραγμα στο επίπεδο του ισημερινού, που ονομάζεται φραγκμοπλάστη. Αυτό τερματίζει τον μιτωτικό κύκλο. Η διάρκειά του εξαρτάται προφανώς από τον τύπο του ιστού, τη φυσιολογική κατάσταση του οργανισμού, εξωτερικούς παράγοντες (θερμοκρασία, σχήμα φωτός) και διαρκεί από 30 λεπτά έως 3 ώρες.Σύμφωνα με διάφορους συγγραφείς, η ταχύτητα διέλευσης των επιμέρους φάσεων είναι μεταβλητή.

Τόσο οι εσωτερικοί όσο και οι εξωτερικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη του οργανισμού και τη λειτουργική του κατάσταση επηρεάζουν τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης και τις επιμέρους φάσεις του. Δεδομένου ότι ο πυρήνας παίζει τεράστιο ρόλο στις μεταβολικές διεργασίες του κυττάρου, είναι φυσικό να πιστεύουμε ότι η διάρκεια των φάσεων της μίτωσης μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τη λειτουργική κατάσταση του ιστού του οργάνου. Για παράδειγμα, έχει διαπιστωθεί ότι η μιτωτική δραστηριότητα διαφόρων ιστών κατά την ανάπαυση και τον ύπνο στα ζώα είναι σημαντικά υψηλότερη από ό,τι κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης. Σε ορισμένα ζώα, η συχνότητα των κυτταρικών διαιρέσεων μειώνεται στο φως και αυξάνεται στο σκοτάδι. Θεωρείται επίσης ότι οι ορμόνες επηρεάζουν τη μιτωτική δραστηριότητα του κυττάρου.

Οι λόγοι που καθορίζουν την ετοιμότητα του κυττάρου για διαίρεση είναι ακόμα ασαφείς. Υπάρχουν λόγοι για να υποθέσουμε αρκετούς τέτοιους λόγους:

1. διπλασιασμός της μάζας του κυτταρικού πρωτοπλάσματος, των χρωμοσωμάτων και άλλων οργανιδίων, λόγω των οποίων παραβιάζονται οι σχέσεις πυρηνικού πλάσματος. για διαίρεση, ένα κύτταρο πρέπει να φτάσει ένα ορισμένο βάρος και όγκο που είναι χαρακτηριστικό των κυττάρων ενός δεδομένου ιστού.
2. διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων.
3. έκκριση από τα χρωμοσώματα και άλλα κυτταρικά οργανίδια ειδικών ουσιών που διεγείρουν την κυτταρική διαίρεση.

Ο μηχανισμός απόκλισης των χρωμοσωμάτων προς τους πόλους στην ανάφαση της μίτωσης παραμένει επίσης ασαφής. Ενεργό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία παίζουν προφανώς τα νημάτια ατράκτου, τα οποία είναι πρωτεϊνικά νημάτια οργανωμένα και προσανατολισμένα από κεντρόλια και κεντρομερή.

Η φύση της μίτωσης, όπως έχουμε ήδη πει, ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο και τη λειτουργική κατάσταση του ιστού. Τα κύτταρα διαφορετικών ιστών χαρακτηρίζονται από διαφορετικούς τύπους μίτωσης.Στον περιγραφόμενο τύπο μίτωσης, η κυτταρική διαίρεση γίνεται με ίσο και συμμετρικό τρόπο. Ως αποτέλεσμα της συμμετρικής μίτωσης, τα αδελφά κύτταρα είναι κληρονομικά ισοδύναμα όσον αφορά τόσο τα πυρηνικά γονίδια όσο και το κυτταρόπλασμα. Ωστόσο, εκτός από τη συμμετρική, υπάρχουν και άλλοι τύποι μίτωσης, και συγκεκριμένα: ασύμμετρη μίτωση, μίτωση με καθυστερημένη κυτταροκίνηση, διαίρεση πολυπύρηνων κυττάρων (διαίρεση syncytia), αμίτωση, ενδομίτωση, ενδοπαραγωγή και πολυθένεια.

Στην περίπτωση της ασύμμετρης μίτωσης, τα αδελφά κύτταρα είναι άνισα σε μέγεθος, ποσότητα κυτταροπλάσματος και επίσης σε σχέση με τη μελλοντική τους μοίρα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα άνισου μεγέθους αδελφά (θυγατρικά) κύτταρα του νευροβλάστη της ακρίδας, τα αυγά ζώων κατά την ωρίμανση και κατά τη διάρκεια του σπειροειδούς κατακερματισμού. κατά τη διαίρεση των πυρήνων σε κόκκους γύρης, ένα από τα θυγατρικά κύτταρα μπορεί να διαιρεθεί περαιτέρω, το άλλο δεν μπορεί κ.λπ.

Η μίτωση με καθυστέρηση στην κυτταροκίνηση χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι ο κυτταρικός πυρήνας διαιρείται πολλές φορές και μόνο τότε συμβαίνει η διαίρεση του κυτταρικού σώματος. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαίρεσης, σχηματίζονται πολυπύρηνα κύτταρα όπως το συγκύτιο. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ο σχηματισμός ενδοσπερμιακών κυττάρων και ο σχηματισμός σπορίων.

Αμίτωσηονομάζεται άμεση σχάση του πυρήνα χωρίς σχηματισμό μορφών σχάσης. Σε αυτή την περίπτωση, η διαίρεση του πυρήνα γίνεται με το «δέσιμο» του σε δύο μέρη. μερικές φορές σχηματίζονται αρκετοί πυρήνες από έναν πυρήνα ταυτόχρονα (κατακερματισμός). Η αμίτωση εντοπίζεται συνεχώς στα κύτταρα ενός αριθμού εξειδικευμένων και παθολογικών ιστών, για παράδειγμα, σε καρκινικούς όγκους. Μπορεί να παρατηρηθεί υπό την επίδραση διαφόρων επιβλαβών παραγόντων (ιονίζουσα ακτινοβολία και υψηλή θερμοκρασία).

Ενδομίτωσηονομάζεται μια τέτοια διαδικασία όταν συμβαίνει διπλασιασμός της πυρηνικής σχάσης. Σε αυτή την περίπτωση, τα χρωμοσώματα, ως συνήθως, αναπαράγονται στη μεσόφαση, αλλά η επακόλουθη απόκλιση συμβαίνει μέσα στον πυρήνα με τη διατήρηση του πυρηνικού περιβλήματος και χωρίς το σχηματισμό ατράκτου αχρωματίνης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αν και το κέλυφος του πυρήνα διαλύεται, ωστόσο, η απόκλιση των χρωμοσωμάτων στους πόλους δεν συμβαίνει, με αποτέλεσμα ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στο κύτταρο να πολλαπλασιάζεται ακόμη και κατά αρκετές δεκάδες φορές. Η ενδομίτωση εμφανίζεται σε κύτταρα διαφόρων ιστών φυτών και ζώων. Έτσι, για παράδειγμα, η A. A. Prokofieva-Belgovskaya έδειξε ότι με ενδομίτωση στα κύτταρα εξειδικευμένων ιστών: στον κύκλωπα υποδερμίδα, λίπος σώμα, περιτοναϊκό επιθήλιο και άλλους ιστούς του γεμίσματος (Stenobothrus) - το σύνολο των χρωμοσωμάτων μπορεί να αυξηθεί 10 φορές. Αυτός ο πολλαπλασιασμός του αριθμού των χρωμοσωμάτων σχετίζεται με τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του διαφοροποιημένου ιστού.

Με την πολυθενία, ο αριθμός των νημάτων των χρωμοσωμάτων πολλαπλασιάζεται: μετά από αναδιπλασιασμό σε όλο το μήκος, δεν αποκλίνουν και παραμένουν γειτονικά μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, ο αριθμός των νημάτων των χρωμοσωμάτων σε ένα χρωμόσωμα πολλαπλασιάζεται, ως αποτέλεσμα, η διάμετρος των χρωμοσωμάτων αυξάνεται σημαντικά. Ο αριθμός τέτοιων λεπτών νημάτων σε ένα χρωμόσωμα πολυτενίου μπορεί να φτάσει τα 1000-2000. Σε αυτή την περίπτωση σχηματίζονται τα λεγόμενα γιγάντια χρωμοσώματα. Με την πολυθενία, όλες οι φάσεις του μιτωτικού κύκλου πέφτουν, εκτός από την κύρια - την αναπαραγωγή των πρωταρχικών κλώνων του χρωμοσώματος. Το φαινόμενο της πολυθενίας παρατηρείται στα κύτταρα ενός αριθμού διαφοροποιημένων ιστών, για παράδειγμα, στον ιστό των σιελογόνων αδένων των Δίπτερων, στα κύτταρα ορισμένων φυτών και πρωτόζωων.

Μερικές φορές υπάρχει διπλασιασμός ενός ή περισσότερων χρωμοσωμάτων χωρίς μετασχηματισμό του πυρήνα - αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ενδοπαραγωγή.

Έτσι, όλες οι φάσεις της κυτταρικής μίτωσης που αποτελούν είναι υποχρεωτικές μόνο για μια τυπική διαδικασία.

σε ορισμένες περιπτώσεις, κυρίως σε διαφοροποιημένους ιστούς, ο μιτωτικός κύκλος υφίσταται αλλαγές. Τα κύτταρα τέτοιων ιστών έχουν χάσει την ικανότητα να αναπαράγουν ολόκληρο τον οργανισμό και η μεταβολική δραστηριότητα του πυρήνα τους προσαρμόζεται στη λειτουργία του κοινωνικοποιημένου ιστού.

Τα εμβρυϊκά και μεριστωματικά κύτταρα, που δεν έχουν χάσει τη λειτουργία αναπαραγωγής ολόκληρου του οργανισμού και ανήκουν σε αδιαφοροποίητους ιστούς, διατηρούν τον πλήρη κύκλο της μίτωσης, στον οποίο βασίζεται η ασεξουαλική και βλαστική αναπαραγωγή.