Στην ανάφαση της μίτωσης, τα κύτταρα αποκλίνουν προς τους πόλους. Μίτωση - έμμεση κυτταρική διαίρεση
Διάλεξη Νο 10
Αριθμός ωρών: 2
ΜΙΤΩΣΙΣ
1. Κυτταρικός κύκλος ζωής
2. Μίτωσις. Στάδια μίτωσης, διάρκεια και χαρακτηριστικά
3. Αμίτωση. Ενδοπαραγωγή
1. Κύκλος ζωής των κυττάρων
Τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού είναι εξαιρετικά διαφορετικά στις λειτουργίες τους. Τα κύτταρα έχουν διαφορετική διάρκεια ζωής ανάλογα με την εξειδίκευσή τους. Έτσι, μετά την ολοκλήρωση της εμβρυογένεσης, τα νευρικά κύτταρα σταματούν να διαιρούνται και λειτουργούν καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του οργανισμού. Τα κύτταρα άλλων ιστών (μυελός των οστών, επιδερμίδα, επιθήλιο του λεπτού εντέρου) κατά τη διαδικασία εκτέλεσης της λειτουργίας τους πεθαίνουν γρήγορα και αντικαθίστανται από νέα ως αποτέλεσμα της κυτταρικής διαίρεσης.Η κυτταρική διαίρεση αποτελεί τη βάση της ανάπτυξης, της ανάπτυξης και της αναπαραγωγής των οργανισμών. Η κυτταρική διαίρεση παρέχει επίσης αυτο-ανανέωση των ιστών σε όλη τη διάρκεια της ζωής του οργανισμού και αποκατάσταση της ακεραιότητάς τους μετά από βλάβη. Υπάρχουν δύο τρόποι διαίρεσης των σωματικών κυττάρων: αμίτωσηκαι μίτωσις. Η έμμεση κυτταρική διαίρεση (μίτωση) είναι κυρίως συχνή. Η αναπαραγωγή με μίτωση ονομάζεται ασεξουαλική αναπαραγωγή, βλαστική αναπαραγωγή ή κλωνοποίηση.
Κυτταρικός κύκλος ζωής (κυτταρικός κύκλος) είναι η ύπαρξη κυττάρου από τη διαίρεση στην επόμενη διαίρεση ή θάνατο. Η διάρκεια του κυτταρικού κύκλου στα κύτταρα αναπαραγωγής είναι 10-50 ώρες και εξαρτάται από τον τύπο των κυττάρων, την ηλικία τους, την ορμονική ισορροπία του σώματος, τη θερμοκρασία και άλλους παράγοντες. Οι λεπτομέρειες του κυτταρικού κύκλου ποικίλλουν μεταξύ των διαφόρων οργανισμών. Στους μονοκύτταρους οργανισμούς, ο κύκλος ζωής συμπίπτει με τη ζωή ενός ατόμου. Στη συνεχή αναπαραγωγή κυττάρων ιστού, ο κυτταρικός κύκλος συμπίπτει με τον μιτωτικό κύκλο.
Μιτωτικός κύκλος -ένα σύνολο διαδοχικών και αλληλένδετων διεργασιών κατά την περίοδο προετοιμασίας των κυττάρων για διαίρεση και την περίοδο διαίρεσης (Εικ. 1). Σύμφωνα με τον παραπάνω ορισμό, ο μιτωτικός κύκλος χωρίζεται σε ενδιάμεση φάσηκαι mitosis (ελληνικά «mitos» - νήμα).
Ενδιάμεση φάση- η περίοδος μεταξύ δύο κυτταρικών διαιρέσεων - χωρίζεται σε φάσεις G 1, S και G 2 (παρακάτω είναι η διάρκειά τους, τυπική για φυτικά και ζωικά κύτταρα.). Όσον αφορά τη διάρκεια, η μεσόφαση αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του μιτωτικού κύκλου του κυττάρου. Πιο μεταβλητό με την πάροδο του χρόνου G 1 και G 2 -περίοδοι.
G 1 (από τα αγγλικά.καλλιεργώ- να μεγαλώσει, να αυξηθεί). Η διάρκεια της φάσης είναι 4–8 ώρες Η φάση αυτή ξεκινά αμέσως μετά το σχηματισμό του κυττάρου. Σε αυτή τη φάση, το RNA και οι πρωτεΐνες συντίθενται εντατικά στο κύτταρο και η δραστηριότητα των ενζύμων που εμπλέκονται στη σύνθεση του DNA αυξάνεται. Εάν το κύτταρο δεν διαιρεθεί περαιτέρω, τότε εισέρχεται στη φάση G0 - αδρανής περίοδος. Δεδομένης της περιόδου αδράνειας, ο κυτταρικός κύκλος μπορεί να διαρκέσει εβδομάδες ή και μήνες (ηπατικά κύτταρα).
S (από τα αγγλικά.σύνθεση- σύνθεση).Η διάρκεια της φάσης είναι 6-9 ώρες.Η μάζα του κυττάρου συνεχίζει να αυξάνεται και συμβαίνει διπλασιασμός του χρωμοσωμικού DNA. Οι δύο έλικες του παλιού μορίου DNA χωρίζονται και καθεμία γίνεται πρότυπο για τη σύνθεση νέων κλώνων DNA. Ως αποτέλεσμα, καθένα από τα δύο θυγατρικά μόρια περιλαμβάνει απαραίτητα μια παλιά έλικα και μια νέα. Ωστόσο, τα χρωμοσώματα παραμένουν ενιαία στη δομή, αν και διπλασιασμένα σε μάζα, αφού τα δύο αντίγραφα κάθε χρωμοσώματος (χρωματίδες) εξακολουθούν να συνδέονται μεταξύ τους σε όλο το μήκος τους. Μετά την ολοκλήρωση της φάσης μικρόμιτωτικό κύκλο, το κύτταρο δεν αρχίζει αμέσως να διαιρείται.
G2.Σε αυτή τη φάση, η διαδικασία προετοιμασίας για μίτωση ολοκληρώνεται στο κύτταρο: συσσωρεύεται το ATP, συντίθενται πρωτεΐνες της ατράκτου της αχρωματίνης, διπλασιάζονται τα κεντριόλια. Η μάζα του κυττάρου συνεχίζει να αυξάνεται έως ότου διπλασιάσει περίπου την αρχική μάζα και στη συνέχεια εμφανίζεται μίτωση.
Ρύζι. Μιτωτικός κύκλος: Μ- μίτωση, P - προφάση, MF -μετάφαση, ΑΛΛΑ -ανάφαση, T-τελοφάση, σολ 1 - προσυνθετική περίοδος, S - συνθετική περίοδος, σολ 2 - μετασυνθετικό
2. Μίτωση. Στάδια μίτωσης, διάρκεια και χαρακτηριστικά. Μίτωση υπό όρους χωρίζεται σε τέσσερις φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.
Πρόφαση.Τα δύο κεντρόλια αρχίζουν να αποκλίνουν προς αντίθετους πόλους του πυρήνα. Η πυρηνική μεμβράνη καταστρέφεται. Ταυτόχρονα, ειδικές πρωτεΐνες συνδυάζονται για να σχηματίσουν μικροσωληνίσκους με τη μορφή νηματίων. Τα κεντριόλια, που βρίσκονται τώρα σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, έχουν οργανωτική επίδραση στους μικροσωληνίσκους, οι οποίοι ως αποτέλεσμα ευθυγραμμίζονται ακτινικά, σχηματίζοντας μια δομή που μοιάζει με άνθος αστέρα («αστέρι») στην εμφάνιση. Άλλα νημάτια μικροσωληνίσκων εκτείνονται από το ένα κεντρόλιο στο άλλο, σχηματίζοντας μια άτρακτο σχάσης. Αυτή τη στιγμή, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται και, ως αποτέλεσμα, πυκνώνουν. Είναι καθαρά ορατά κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός, ειδικά μετά τη χρώση. Η ανάγνωση γενετικών πληροφοριών από μόρια DNA γίνεται αδύνατη: η σύνθεση RNA σταματά, ο πυρήνας εξαφανίζεται. Στην προφάση, τα χρωμοσώματα χωρίζονται, αλλά οι χρωματίδες παραμένουν συνδεδεμένες ανά ζεύγη στη ζώνη του κεντρομερούς. Τα κεντρομερή έχουν επίσης οργανωτική επίδραση στα νήματα της ατράκτου, τα οποία τώρα εκτείνονται από κεντρόλιο σε κεντρομερές και από αυτό σε άλλο κεντριόλιο.
Μεταφάση.Στη μετάφαση, η σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων φθάνει στο μέγιστο και τα συντομευμένα χρωμοσώματα ορμούν στον ισημερινό του κυττάρου, που βρίσκονται σε ίση απόσταση από τους πόλους. Σχηματίστηκε ισημερινή, ή μεταφάση, πλάκα.Σε αυτό το στάδιο της μίτωσης, η δομή των χρωμοσωμάτων είναι σαφώς ορατή, είναι εύκολο να τα μετρήσουμε και να μελετήσουμε τα ατομικά τους χαρακτηριστικά. Κάθε χρωμόσωμα έχει μια περιοχή πρωτογενούς στένωσης - το κεντρομερίδιο, στο οποίο το νήμα της ατράκτου και οι βραχίονες συνδέονται κατά τη μίτωση. Στο στάδιο της μετάφασης, το χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες που συνδέονται μεταξύ τους μόνο στην περιοχή του κεντρομερούς.
Ρύζι. 1. Μίτωση φυτικού κυττάρου. ΑΛΛΑ -ενδιάμεση φάση?
Β, Γ, Δ, Δ-
προφαση? ΜΙ, W-μετάφαση; 3, I - ανάφαση; K, L,Μ-τελοφάση
ΣΤΟ ανάφασητο ιξώδες του κυτταροπλάσματος μειώνεται, τα κεντρομερή διαχωρίζονται και από εκείνη τη στιγμή οι χρωματίδες γίνονται ανεξάρτητα χρωμοσώματα. Οι ίνες της ατράκτου που συνδέονται με τα κεντρομερή τραβούν τα χρωμοσώματα στους πόλους του κυττάρου, ενώ οι βραχίονες των χρωμοσωμάτων ακολουθούν παθητικά το κεντρομερές. Έτσι, στην ανάφαση, οι χρωματίδες των διπλασιασμένων χρωμοσωμάτων που βρίσκονται ακόμα στη μεσόφαση αποκλίνουν ακριβώς προς τους πόλους του κυττάρου. Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν δύο διπλοειδή σετ χρωμοσωμάτων (4n4c) στο κύτταρο.
Πίνακας 1. Μιτωτικός κύκλος και μίτωση
| Φάσεις | Η διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο κελί |
|
| Ενδιάμεση φάση | Προσυνθετική περίοδος (G1) | Πρωτεϊνοσύνθεση. Το RNA συντίθεται σε μη τυλιγμένα μόρια DNA |
| Συνθετικός περίοδος (S) | Η σύνθεση DNA είναι ο αυτοδιπλασιασμός του μορίου του DNA. Κατασκευή της δεύτερης χρωματίδας, στην οποία διέρχεται το νεοσχηματισμένο μόριο DNA: λαμβάνονται χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων |
|
| Μετασυνθετική περίοδος (G2) | Πρωτεϊνοσύνθεση, αποθήκευση ενέργειας, προετοιμασία για διαίρεση |
|
| Φάσεις μίτωσις | Πρόφαση | Τα χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων σπειροειδοποιούνται, οι πυρήνες διαλύονται, τα κεντρόλια αποκλίνουν, η πυρηνική μεμβράνη διαλύεται, σχηματίζονται ίνες ατράκτου |
| μετάφαση | Τα νήματα της ατράκτου συνδέονται με τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων, τα χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων συγκεντρώνονται στον ισημερινό του κυττάρου |
|
| Ανάφαση | Τα κεντρομερή διαιρούνται, τα μεμονωμένα χρωματιδικά χρωμοσώματα τεντώνονται με νήματα ατράκτου στους πόλους του κυττάρου |
|
| Τελοφάση | Τα μονοχρωματικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται, ο πυρήνας σχηματίζεται, το πυρηνικό περίβλημα αποκαθίσταται, ένα διαμέρισμα μεταξύ των κυττάρων αρχίζει να σχηματίζεται στον ισημερινό, τα νήματα της ατράκτου σχάσης διαλύονται |
|
ΣΤΟ τελοφάσητα χρωμοσώματα ξετυλίγονται, απελευθερώνονται. Το πυρηνικό περίβλημα σχηματίζεται από τις μεμβρανικές δομές του κυτταροπλάσματος. Αυτή τη στιγμή, ο πυρήνας αποκαθίσταται. Αυτό ολοκληρώνει τη διαίρεση του πυρήνα (καρυοκίνηση), και στη συνέχεια συμβαίνει η διαίρεση του κυτταρικού σώματος (ή κυτταροκίνηση). Όταν τα ζωικά κύτταρα διαιρούνται, εμφανίζεται ένα αυλάκι στην επιφάνειά τους στο ισημερινό επίπεδο, βαθμιαία και διαιρώντας το κύτταρο σε δύο μισά - θυγατρικά κύτταρα, καθένα από τα οποία έχει έναν πυρήνα. Στα φυτά, η διαίρεση συμβαίνει μέσω του σχηματισμού μιας λεγόμενης κυτταρικής πλάκας που διαχωρίζει το κυτταρόπλασμα: εμφανίζεται στην ισημερινή περιοχή της ατράκτου και στη συνέχεια αναπτύσσεται προς όλες τις κατευθύνσεις, φτάνοντας στο κυτταρικό τοίχωμα (δηλαδή, μεγαλώνει από μέσα προς τα έξω) . Η κυτταρική πλάκα σχηματίζεται από υλικό που παρέχεται από το ενδοπλασματικό δίκτυο. Στη συνέχεια, καθένα από τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζει μια κυτταρική μεμβράνη στο πλάι του και, τέλος, σχηματίζονται κυτταρικά τοιχώματα και στις δύο πλευρές της πλάκας. Τα χαρακτηριστικά της πορείας της μίτωσης σε ζώα και φυτά φαίνονται στον Πίνακα 2.
Πίνακας 2. Χαρακτηριστικά της μίτωσης σε φυτά και ζώα
| φυτικό κύτταρο | ζωικό κύτταρο |
| Χωρίς κεντρόλες Τα αστέρια δεν σχηματίζονται Η πλάκα κυττάρων σχηματίζεται Κατά τη διάρκεια της κυτταροκίνησης, το αυλάκι δεν σχηματίζεται Μιτώσεις κυρίως εμφανίζονται σε μεριστώματα | Κεντριόλια παρόντα Αστέρια σχηματίζονται Η κυτταρική πλάκα δεν σχηματίζεται Κατά τη διάρκεια της κυτταροκίνησης, σχηματίζεται ένα αυλάκι Εμφανίζονται μιτώσεις σε διάφορους ιστούς του σώματος |
Έτσι, δύο θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται από ένα κύτταρο, στο οποίο οι κληρονομικές πληροφορίες αντιγράφουν ακριβώς τις πληροφορίες που περιέχονται στο μητρικό κύτταρο. Ξεκινώντας από την πρώτη μιτωτική διαίρεση ενός γονιμοποιημένου ωαρίου (ζυγώτη), όλα τα θυγατρικά κύτταρα που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της μίτωσης περιέχουν το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων και τα ίδια γονίδια. Επομένως, η μίτωση είναι μια μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης, η οποία συνίσταται στην ακριβή κατανομή του γενετικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων. Ως αποτέλεσμα της μίτωσης, και τα δύο θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων.
Η όλη διαδικασία της μίτωσης διαρκεί στις περισσότερες περιπτώσεις από 1 έως 2 ώρες. Η συχνότητα της μίτωσης σε διαφορετικούς ιστούς και σε διαφορετικά είδη είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, στον ανθρώπινο ερυθρό μυελό των οστών, όπου σχηματίζονται 10 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια κάθε δευτερόλεπτο, θα πρέπει να συμβαίνουν 10 εκατομμύρια μιτώσεις κάθε δευτερόλεπτο. Και στον νευρικό ιστό, οι μιτώσεις είναι εξαιρετικά σπάνιες: για παράδειγμα, στο κεντρικό νευρικό σύστημα, τα κύτταρα βασικά σταματούν να διαιρούνται ήδη τους πρώτους μήνες μετά τη γέννηση. και στον κόκκινο μυελό των οστών, στην επιθηλιακή επένδυση της πεπτικής οδού και στο επιθήλιο των νεφρικών σωληναρίων, διαιρούνται για το υπόλοιπο της ζωής.
Ρύθμιση της μίτωσης, το ζήτημα του μηχανισμού ενεργοποίησης της μίτωσης.
Οι παράγοντες που προκαλούν ένα κύτταρο σε μίτωση δεν είναι ακριβώς γνωστοί. Αλλά πιστεύεται ότι ο παράγοντας της αναλογίας των όγκων του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος (αναλογία πυρήνα-πλάσμα) παίζει σημαντικό ρόλο. Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, τα κύτταρα που πεθαίνουν παράγουν ουσίες που μπορούν να διεγείρουν την κυτταρική διαίρεση. Οι πρωτεϊνικοί παράγοντες που είναι υπεύθυνοι για τη μετάβαση στη φάση Μ αναγνωρίστηκαν αρχικά με βάση πειράματα κυτταρικής σύντηξης. Η σύντηξη ενός κυττάρου σε οποιοδήποτε στάδιο του κυτταρικού κύκλου με ένα κύτταρο στη φάση Μ οδηγεί στην είσοδο του πυρήνα του πρώτου κυττάρου στη φάση Μ. Αυτό σημαίνει ότι σε ένα κύτταρο στη φάση Μ υπάρχει ένας κυτταροπλασματικός παράγοντας ικανός να ενεργοποιήσει τη φάση Μ. Αργότερα, αυτός ο παράγοντας ανακαλύφθηκε για δεύτερη φορά σε πειράματα για τη μεταφορά κυτταροπλάσματος μεταξύ ωοκυττάρων βατράχου σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης και ονομάστηκε παράγοντας προαγωγής ωρίμανσης (MPF). Περαιτέρω μελέτη του MPF έδειξε ότι αυτό το πρωτεϊνικό σύμπλεγμα καθορίζει όλα τα συμβάντα της φάσης Μ. Το σχήμα δείχνει ότι η διάσπαση της πυρηνικής μεμβράνης, η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων, η συναρμολόγηση της ατράκτου και η κυτταροκίνηση ρυθμίζονται από MPF.
Η μίτωση αναστέλλεται από την υψηλή θερμοκρασία, τις υψηλές δόσεις ιονίζουσας ακτινοβολίας και τη δράση των φυτικών δηλητηρίων. Ένα τέτοιο δηλητήριο ονομάζεται κολχικίνη. Με τη βοήθειά του, μπορείτε να σταματήσετε τη μίτωση στο στάδιο της πλάκας μετάφασης, η οποία σας επιτρέπει να μετρήσετε τον αριθμό των χρωμοσωμάτων και να δώσετε σε καθένα από αυτά ένα μεμονωμένο χαρακτηριστικό, δηλ. να πραγματοποιήσετε καρυότυπο.
4. Αμίτωση. Ενδοπαραγωγή
Αμίτωση (από τα ελληνικά α - αρνητικό σωματίδιο και μίτωση) - άμεση διαίρεση του πυρήνα μεσοφάσεως με απολίνωση χωρίς μετασχηματισμό χρωμοσωμάτων. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, δεν υπάρχει ομοιόμορφη απόκλιση των χρωματίδων προς τους πόλους. Και αυτή η διαίρεση δεν εξασφαλίζει το σχηματισμό γενετικά ισοδύναμων πυρήνων και κυττάρων. Σε σύγκριση με τη μίτωση, η αμίτωση είναι μια συντομότερη και πιο οικονομική διαδικασία. Η αμιτική διαίρεση μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάφορους τρόπους. Ο πιο κοινός τύπος αμίτωσης είναι η απολίνωση του πυρήνα στα δύο. Αυτή η διαδικασία ξεκινά με τη διαίρεση του πυρήνα. Η συστολή βαθαίνει και ο πυρήνας χωρίζεται στα δύο. Μετά από αυτό, αρχίζει η διαίρεση του κυτταροπλάσματος, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Εάν η αμίτωση περιορίζεται μόνο από την πυρηνική διαίρεση, τότε αυτό οδηγεί στο σχηματισμό δι- και πολυπυρηνικών κυττάρων. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, μπορεί επίσης να εμφανιστεί εκβλάστηση και κατακερματισμός των πυρήνων.
Ένα κύτταρο που έχει υποστεί αμίτωση δεν μπορεί στη συνέχεια να εισέλθει σε έναν φυσιολογικό μιτωτικό κύκλο.
Η αμίτωση εντοπίζεται στα κύτταρα διαφόρων φυτικών και ζωικών ιστών. Στα φυτά, η αμιτωτική διαίρεση είναι αρκετά συχνή στο ενδοσπέρμιο, στα εξειδικευμένα ριζικά κύτταρα και στα κύτταρα των αποθηκευτικών ιστών. Αμίτωση παρατηρείται επίσης σε εξαιρετικά εξειδικευμένα κύτταρα με μειωμένη βιωσιμότητα ή εκφυλιστικά, σε διάφορες παθολογικές διεργασίες όπως κακοήθης ανάπτυξη, φλεγμονή κ.λπ.
Η κύρια διαδικασία για την προετοιμασία ενός κυττάρου για μίτωση είναι η αντιγραφή του DNA και ο διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων. Αλλά η σύνθεση του DNA και η μίτωση δεν σχετίζονται άμεσα, γιατί η τελική σύνθεση του DNA δεν είναι η άμεση αιτία της εισόδου του κυττάρου στη μίτωση. Επομένως, σε ορισμένες περιπτώσεις, τα κύτταρα δεν διαιρούνται μετά τον διπλασιασμό των χρωμοσωμάτων, ο πυρήνας και όλα τα κύτταρα αυξάνονται σε όγκο και γίνονται πολυπλοειδή. Ένα τέτοιο φαινόμενο - ο αναδιπλασιασμός των χρωμοσωμάτων, χωρίς διαίρεση, αναπτύχθηκε στη διαδικασία της εξέλιξης ως ένας τρόπος για να εξασφαλιστεί η ανάπτυξη των οργάνων χωρίς αύξηση του αριθμού των κυττάρων. Όλες οι περιπτώσεις όπου πραγματοποιείται αναδιπλασιασμός χρωμοσωμάτων ή αντιγραφή DNA, αλλά δεν συμβαίνει μίτωση, ονομάζονται ενδοπαραγωγές.Τα κύτταρα γίνονται πολυπλοειδή. Ως σταθερή διαδικασία, παρατηρείται ενδοπαραγωγή στα κύτταρα του ήπατος, το επιθήλιο του ουροποιητικού συστήματος των θηλαστικών. Πότε ενδομίτωσηΤα χρωμοσώματα μετά τον αναδιπλασιασμό γίνονται ορατά, αλλά το πυρηνικό περίβλημα δεν καταστρέφεται.
Εάν τα διαιρούμενα κύτταρα ψύχονται για λίγο ήδουλέψτε τα με κάποια ουσία που καταστρέφει τους μικροσωληνίσκουςάτρακτο (για παράδειγμα, κολχικίνη), τότε η κυτταρική διαίρεση θα σταματήσειsya. Σε αυτή την περίπτωση, η άτρακτος θα εξαφανιστεί και τα χρωμοσώματα, χωρίς να αποκλίνουνοι πόλοι θα συνεχίσουν τον κύκλο των μετασχηματισμών τους: θα ξεκινήσουνπρήξιμο, ντύσου με πυρηνική μεμβράνη. Προκύπτουν λοιπόν λόγωΟι συσχετίσεις όλων των αδιαίρετων συνόλων χρωμοσωμάτων είναι μεγάλεςνέους πυρήνες. Θα περιέχουν φυσικά στην αρχή τον αριθμό 4nχρωματίδες και, κατά συνέπεια, 4c ποσότητα DNA. Εξ ορισμού,δεν είναι πλέον διπλοειδές, αλλά τετραπλοειδές κύτταρο. Τέτοιος πολύπλο ιδεώδηςτα κύτταρα μπορούν να βγουν από το στάδιο gi μεταβείτε στην περίοδο S και, αν αφαιρέστε την κολχικίνη, διαιρέστε ξανά με μιτωτική οδό, δίνοντας ήδηαπόγονος με 4n χρωμοσώματα. Ως αποτέλεσμα, μπορείτε να πάρετεπολυπλοειδείς κυτταρικές σειρές διαφορετικών τιμών πλειδίας.Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται συχνά για τη λήψη πολυπλοειδών φυτών.
Όπως αποδείχθηκε, σε πολλά όργανα και ιστούς της φυσιολογικής διπλοειδείς οργανισμοί ζώων και φυτών συναντούν τα κύτταραμε μεγάλους πυρήνες, η ποσότητα του DNA στο οποίο είναι πολλαπλάσιο του2 σ. Κατά τη διαίρεση τέτοιων κυττάρων, είναι σαφές ότι ο αριθμός των χρωμοσωμάτωνέχουν και πολλαπλάσια αύξηση σε σχέση με τα συμβατικά διπλώματαid κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα είναι αποτέλεσμα σωματικώνπολυπλοειδία. Συχνά αυτό το φαινόμενο ονομάζεται endoreproduct tion- - εμφάνιση κυττάρων με αυξημένη περιεκτικότητα σε DNA.Η εμφάνιση τέτοιων κυττάρων εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της απουσίαςγενικά ή ημιτελή επιμέρους σταδίων μίτωσης. ΥπάρχονΥπάρχουν πολλά σημεία στη διαδικασία της μίτωσης, ο αποκλεισμός των οποίωνθα οδηγήσει στη διακοπή του και στην εμφάνιση πολυπλοειδών κυττάρων.Το μπλοκ μπορεί να συμβεί κατά τη μετάβαση από την περίοδο C 2 στην κατάλληληαλλά η μίτωση, η διακοπή μπορεί να συμβεί σε πρόφαση και μετάφαση, σεΣτην τελευταία περίπτωση, συχνά υπάρχει παραβίαση της ακεραιότητας τουκατακράτηση σχάσης. Τέλος, οι διαταραχές της κυτταροτομής μπορούν επίσης να αποκλείσουνμειώνουν τη σχάση, η οποία θα οδηγήσει στην εμφάνιση δύο πυρηνικών και πολυπλοειδή κύτταρα.
Με φυσικό αποκλεισμό της μίτωσης στην αρχή της, μεμετάβαση G 2 πρόφαση, τα κύτταρα ξεκινούν τον επόμενο κύκλοαντιγραφή, η οποία θα οδηγήσει σε προοδευτική αύξησηποσότητα DNA στον πυρήνα. Ωστόσο, κανένα μορφολογικόλογικά χαρακτηριστικά τέτοιων πυρήνων, εκτός από το μεγάλο μέγεθός τους.Όταν οι πυρήνες μεγεθύνονται, τα μιτωτικά χρωμοσώματα δεν ανιχνεύονται σε αυτούς.τύπου chesky. Συχνά αυτού του είδους η ενδοπαραγωγή χωρίς μιτωτική συμπύκνωσηΟ κορεσμός των χρωμοσωμάτων εμφανίζεται στα ασπόνδυλα, αποκαλύπτοντας εμφανίζεται επίσης σε σπονδυλωτά και φυτά.Στα ασπόνδυλα, ως αποτέλεσμα ενός μπλοκ μίτωσης, ο βαθμός πολυη πλοειδία μπορεί να φτάσει σε τεράστιες τιμές. Ναι, σε γίγαντανευρώνες του μαλακίου tritonia, οι πυρήνες των οποίων φτάνουν το μέγεθοςέως 1 mm (!), περιέχει περισσότερα από 2-10 5 σύνολα απλοειδών DNA.Ένα άλλο παράδειγμα ενός γιγαντιαίου πολυπλοειδούς κυττάρουπου προκύπτει από αναδιπλασιασμό του DNA χωρίς την είσοδο κόλλαςρεύμα στη μίτωση, μπορεί να χρησιμεύσει ως κύτταρο του μεταξοαδέναμεταξοσκώληκα της μουριάς. Ο πυρήνας του έχει μια παράξενη διακλάδωσησχήμα και μπορεί να περιέχει τεράστιες ποσότητες DNA. ΓίγανταςΤα κύτταρα του οισοφαγικού αδένα Ascaris μπορούν να περιέχουν έως και 100.000c DNA.
Μια ειδική περίπτωση ενδοπαραγωγής είναι η αύξησηploidy από πολυθενία. Για πολυθενία στο Σ -περίοδος κατά την αναπαραγωγή του νέου DIC έωςΤα μαύρα χρωμοσώματα συνεχίζουν να παραμένουν σε απειροήκατάσταση, αλλά βρίσκονται το ένα κοντά στο άλλο, δεν αποκλίνουν καιδεν υφίστανται μιτωτική συμπύκνωση. Σε τέτοιαΣε μια πραγματικά μεσοφασική μορφή, τα χρωμοσώματα εισέρχονται ξανά στον επόμενο κύκλο αντιγραφής, διπλασιάζονται ξανά και δεν αποκλίνουν. Μεσταδιακά ως αποτέλεσμα της αντιγραφής και της μη αποσύνδεσης των χρωμοσωμάτωννημάτια, σχηματίζεται μια πολυνηματώδης, πολυτενική δομή του χρωμοσώματοςείμαστε ο ενδιάμεσος πυρήνας. Η τελευταία περίσταση είναι απαραίτητηδιασταυρώστε, αφού τέτοια γιγάντια πολυτενικά χρωμοσώματα δεν είναιόταν δεν συμμετέχουν στη μίτωση, επιπλέον, αυτή είναι η πραγματική μεσόφασηχρωμοσώματα nye που εμπλέκονται στη σύνθεση του DNA και του RNA.Διαφέρουν έντονα από τα μιτωτικά χρωμοσώματα σε μέγεθος.κριός: αρκετές φορές παχύτερο από τα μιτωτικά χρωμοσώματα λόγωπου αποτελούνται από ένα σωρό πολλαπλών αδιάλυτων chromatid - κατ' όγκο, τα πολυτενικά χρωμοσώματα της Drosophila είναι 1000 φορές «πιο μιτωτικό. Είναι 70-250 φορές μακρύτερα από τα μιτωτικάλόγω του ότι στη μεσοφασική κατάσταση τα χρωμοσώματα είναι λιγότερα είναι συμπυκνωμένα (σπειροειδή) από τα μιτωτικά χρωμοσώματα.Επιπλέον, στα Δίπτερα, ο συνολικός αριθμός τους σε κελιά είναιαπλοειδές λόγω του ότι κατά την πολυτενοποίηση υπάρχει όγκος dynenie, σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων. Ναι, Δροσοφίλασε ένα διπλοειδές σωματικό κύτταρο υπάρχουν 8 χρωμοσώματα και σε ένα γίγαντακύτταρο σιελογόνων αδένων - 4.Υπάρχουν γιγάντιοι πολυπλοειδείς πυρήνες με πολυτένιο χρωμοσώματα σε κάποιες προνύμφες δίπτερων εντόμων σε ένα κύτταροσιελογόνοι αδένες, έντερα, Malpighian αγγεία, λιπαράσώμα κ.λπ. Περιγράφονται τα πολυτενικά χρωμοσώματα στον μακροπυρήνα της έγχυσηςρια στιλωνύχια. Αυτός ο τύπος ενδοπαραγωγής έχει μελετηθεί καλύτερα στα έντομα.Έχει υπολογιστεί ότι στη Drosophila, στα κύτταρα των σιελογόνων αδένωνμπορεί να προκύψουν έως και 6-8 κύκλοι αναδιπλασιασμού, με αποτέλεσμαολική κυτταρική πλοειδία ίση με 1024. Σε ορισμένα χειρονομίδια(η προνύμφη τους ονομάζεται αιματοσκώληκας) πλοειδία σε αυτά τα κύτταρα είναι μέχριφτάνει τα 8000-32000. Στα κύτταρα αρχίζουν τα πολυτενικά χρωμοσώματανα είναι ορατή μετά την επίτευξη πολυτενίας σε 64-128 βελονιές, πριν από αυτότέτοιοι πυρήνες δεν διαφέρουν από τους γύρω σε τίποτα άλλο εκτός από το μέγεθοςδιπλοειδείς πυρήνες.
Τα πολυτενικά χρωμοσώματα διαφέρουν ως προς τη δομή τους: αυτά δομικά ετερογενές σε μήκος, αποτελούνται από δίσκους, μεσοδίσκουςοικόπεδα και πουφ. Σχέδιο τοποθεσίαςΟι δίσκοι είναι αυστηρά χαρακτηριστικοί για κάθε χρωμόσωμα και διαφέρουνακόμη και σε στενά συγγενικά είδη ζώων. Οι δίσκοι είναι περιοχές συμπυκνωμένης χροματίνα. Οι δίσκοι μπορεί να διαφέρουν σε πάχος. Ο συνολικός αριθμός τους στα πολυτενικά χρωμοσώματα των chironomids φτάνει τις 1,5-2,5 χιλιάδες.Η Drosophila έχει περίπου 5 χιλιάδες δίσκους.Οι δίσκοι χωρίζονται από μεσοδισκοειδή διαστήματα, τα οποία, όπως και οι δίσκοι, αποτελούνται από ινίδια χρωματίνης, μόνο πιο χαλαράσυσκευασμένα. Τα πολυτενικά χρωμοσώματα των διπτερών παρουσιάζουν συχνά οιδήματα,ρουφηξιές. Αποδείχθηκε ότι ρουφηξιές εμφανίζονται σε σημεία κάποιων diskov λόγω της αποσυμπύκνωσης και χαλάρωσής τους. Αποκαλυπτικό σε ρουφηξιέςυπάρχει RNA, το οποίο συντίθεται εκεί.Το σχέδιο διάταξης και εναλλαγής των δίσκων στα χρωμοσώματα πολυτενίου είναι σταθερό και δεν εξαρτάται ούτε από το όργανο ούτε από την ηλικία.ζώο. Αυτό είναι μια καλή απεικόνιση της ομοιότητας ποιότητα των γενετικών πληροφοριών σε κάθε κύτταρο του σώματος.Οι ρουφηξιές είναι προσωρινοί σχηματισμοί στα χρωμοσώματα και στη διαδικασία ανάπτυξης ενός οργανισμού υπάρχει μια ορισμένη αλληλουχία στην εμφάνιση και την εξαφάνισή τους στο γονίδιοδιαφορετικά μέρη του χρωμοσώματος. Αυτό το τελευταίοΗ τιμή είναι διαφορετική για διαφορετικά υφάσματα. Αυτό πλέον έχει αποδειχθείο σχηματισμός ρουφηξιών στα χρωμοσώματα πολυτενίου είναι μια έκφρασηγονιδιακή δραστηριότητα: Το RNA συντίθεται σε εισπνοές, απαραίτητογια τη διεξαγωγή πρωτεϊνικής σύνθεσης σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης εντόμων. Υπό φυσικές συνθήκες, τα δίπτερα είναι ιδιαίτερα ενεργάσε σχέση με τη σύνθεση RNA, οι δύο μεγαλύτερες εισπνοές, οι λεγόμενεςτα δαχτυλίδια του Balbiani, που τα περιέγραψε πριν από 100 χρόνια.
Σε άλλες περιπτώσεις ενδοπαραγωγής, πολυπλοειδή κύτταρα της ΠΟΥεγκοπές ως αποτέλεσμα παραβιάσεων της συσκευής διαίρεσης - ο άξονας:Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται μιτωτική συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων. Τέτοιος το φαινόμενο ονομάζεται ενδομίτωση,γιατί η συμπύκνωσητα μοσώματα και οι αλλαγές τους συμβαίνουν μέσα στον πυρήνα, χωρίς να εξαφανίζονταιπυρηνικό κέλυφος.Για πρώτη φορά, το φαινόμενο της ενδομίτωσης μελετήθηκε καλά στα κύτταρα:διάφοροι ιστοί του ζωύφιου νερού - - gerria. Στην αρχή της ενδοτομίαςτα χρωμοσώματα toz συμπυκνώνονται, λόγω του οποίου γίνονται hoδιακρίνονται καλά μέσα στον πυρήνα, τότε οι χρωματίδες διαχωρίζονται,ανασύρονται. Αυτά τα στάδια, ανάλογα με την κατάσταση των χρωμοσωμάτων, μπορούν να αντιστοιχούν στην πρόφαση και τη μετάφαση της φυσιολογικής μίτωσης. Μετά τα χρωμοσώματασε τέτοιους πυρήνες εξαφανίζονται και ο πυρήνας παίρνει τη μορφή ενός συνηθισμένου ενδιάμεσουπυρήνα φάσης, αλλά το μέγεθός του αυξάνεται σύμφωνα με τοπλοειδές. Μετά από άλλη αντιγραφή του DNA, αυτός ο κύκλος της ενδομίτωσης επαναλαμβάνεται. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να υπάρχουνπολυπλοειδής (32 p) και μάλιστα γιγάντιους πυρήνες.Ένας παρόμοιος τύπος ενδομίτωσης έχει περιγραφεί στην ανάπτυξη ενός μακροπυρήνακουκουβάγιες σε μερικά βλεφαροειδή, σε έναν αριθμό φυτών.
Αποτέλεσμα ενδοπαραγωγής: πολυπλοειδία και μεγέθυνση κυττάρων.
Η αξία της ενδοπαραγωγής: η κυτταρική δραστηριότητα δεν διακόπτεται. Έτσι, για παράδειγμα, η υπόθεσητα νευρικά κύτταρα θα οδηγούσαν σε προσωρινή διακοπή λειτουργίας τουςλειτουργίες? η ενδοπαραγωγή επιτρέπει χωρίς διακοπή στη λειτουργίααύξηση της κυτταρικής μάζας και ως εκ τούτου αύξηση του όγκουΤρώω τη δουλειά που κάνει ένα κελί.
αύξηση της παραγωγικότητας των κυττάρων.
Η μίτωση χωρίζεται συμβατικά σε τέσσερις φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.
Πρόφαση.Τα δύο κεντρόλια αρχίζουν να αποκλίνουν προς αντίθετους πόλους του πυρήνα. Η πυρηνική μεμβράνη καταστρέφεται. Ταυτόχρονα, ειδικές πρωτεΐνες συνδυάζονται για να σχηματίσουν μικροσωληνίσκους με τη μορφή νηματίων. Τα κεντριόλια, που βρίσκονται τώρα σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, έχουν οργανωτική επίδραση στους μικροσωληνίσκους, οι οποίοι ως αποτέλεσμα ευθυγραμμίζονται ακτινικά, σχηματίζοντας μια δομή που μοιάζει με άνθος αστέρα («αστέρι») στην εμφάνιση. Άλλα νημάτια μικροσωληνίσκων εκτείνονται από το ένα κεντρόλιο στο άλλο, σχηματίζοντας μια άτρακτο σχάσης. Αυτή τη στιγμή, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται και, ως αποτέλεσμα, πυκνώνουν. Είναι καθαρά ορατά κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός, ειδικά μετά τη χρώση. Η ανάγνωση γενετικών πληροφοριών από μόρια DNA γίνεται αδύνατη: η σύνθεση RNA σταματά, ο πυρήνας εξαφανίζεται. Στην προφάση, τα χρωμοσώματα χωρίζονται, αλλά οι χρωματίδες παραμένουν συνδεδεμένες ανά ζεύγη στη ζώνη του κεντρομερούς. Τα κεντρομερή έχουν επίσης οργανωτική επίδραση στα νήματα της ατράκτου, τα οποία τώρα εκτείνονται από κεντρόλιο σε κεντρομερές και από αυτό σε άλλο κεντριόλιο.
Μεταφάση.Στη μετάφαση, η σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων φθάνει στο μέγιστο και τα συντομευμένα χρωμοσώματα ορμούν στον ισημερινό του κυττάρου, που βρίσκονται σε ίση απόσταση από τους πόλους. Σχηματίστηκε ισημερινή, ή μεταφάση, πλάκα.Σε αυτό το στάδιο της μίτωσης, η δομή των χρωμοσωμάτων είναι σαφώς ορατή, είναι εύκολο να τα μετρήσουμε και να μελετήσουμε τα ατομικά τους χαρακτηριστικά. Κάθε χρωμόσωμα έχει μια περιοχή πρωτογενούς στένωσης - το κεντρομερίδιο, στο οποίο το νήμα της ατράκτου και οι βραχίονες συνδέονται κατά τη μίτωση. Στο στάδιο της μετάφασης, το χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες που συνδέονται μεταξύ τους μόνο στην περιοχή του κεντρομερούς.
Ρύζι. 1. Μίτωση φυτικού κυττάρου. ΑΛΛΑ -ενδιάμεση φάση?
Β, Γ, Δ, Δ-προφαση? ΜΙ, W-μετάφαση; 3, I - ανάφαση; K, L,Μ-τελοφάση
ΣΤΟ ανάφασητο ιξώδες του κυτταροπλάσματος μειώνεται, τα κεντρομερή διαχωρίζονται και από εκείνη τη στιγμή οι χρωματίδες γίνονται ανεξάρτητα χρωμοσώματα. Οι ίνες της ατράκτου που συνδέονται με τα κεντρομερή τραβούν τα χρωμοσώματα στους πόλους του κυττάρου, ενώ οι βραχίονες των χρωμοσωμάτων ακολουθούν παθητικά το κεντρομερές. Έτσι, στην ανάφαση, οι χρωματίδες των διπλασιασμένων χρωμοσωμάτων που βρίσκονται ακόμα στη μεσόφαση αποκλίνουν ακριβώς προς τους πόλους του κυττάρου. Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν δύο διπλοειδή σετ χρωμοσωμάτων (4n4c) στο κύτταρο.
Πίνακας 1. Μιτωτικός κύκλος και μίτωση
| Φάσεις | Η διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο κελί | |
| Ενδιάμεση φάση | Προσυνθετική περίοδος (G1) | Πρωτεϊνοσύνθεση. Το RNA συντίθεται σε μη τυλιγμένα μόρια DNA |
| Συνθετικός περίοδος (S) | Η σύνθεση DNA είναι ο αυτοδιπλασιασμός του μορίου του DNA. Κατασκευή της δεύτερης χρωματίδας, στην οποία διέρχεται το νεοσχηματισμένο μόριο DNA: λαμβάνονται χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων | |
| Μετασυνθετική περίοδος (G2) | Πρωτεϊνοσύνθεση, αποθήκευση ενέργειας, προετοιμασία για διαίρεση | |
| Φάσεις μίτωσις | Πρόφαση | Τα χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων σπειροειδοποιούνται, οι πυρήνες διαλύονται, τα κεντρόλια αποκλίνουν, η πυρηνική μεμβράνη διαλύεται, σχηματίζονται ίνες ατράκτου |
| μετάφαση | Τα νήματα της ατράκτου συνδέονται με τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων, τα χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων συγκεντρώνονται στον ισημερινό του κυττάρου | |
| Ανάφαση | Τα κεντρομερή διαιρούνται, τα μεμονωμένα χρωματιδικά χρωμοσώματα τεντώνονται με νήματα ατράκτου στους πόλους του κυττάρου | |
| Τελοφάση | Τα μονοχρωματικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται, ο πυρήνας σχηματίζεται, το πυρηνικό περίβλημα αποκαθίσταται, ένα διαμέρισμα μεταξύ των κυττάρων αρχίζει να σχηματίζεται στον ισημερινό, τα νήματα της ατράκτου σχάσης διαλύονται |
ΣΤΟ τελοφάσητα χρωμοσώματα ξετυλίγονται, απελευθερώνονται. Το πυρηνικό περίβλημα σχηματίζεται από τις μεμβρανικές δομές του κυτταροπλάσματος. Αυτή τη στιγμή, ο πυρήνας αποκαθίσταται. Αυτό ολοκληρώνει τη διαίρεση του πυρήνα (καρυοκίνηση), και στη συνέχεια συμβαίνει η διαίρεση του κυτταρικού σώματος (ή κυτταροκίνηση). Όταν τα ζωικά κύτταρα διαιρούνται, εμφανίζεται ένα αυλάκι στην επιφάνειά τους στο ισημερινό επίπεδο, βαθμιαία και διαιρώντας το κύτταρο σε δύο μισά - θυγατρικά κύτταρα, καθένα από τα οποία έχει έναν πυρήνα. Στα φυτά, η διαίρεση συμβαίνει μέσω του σχηματισμού μιας λεγόμενης κυτταρικής πλάκας που διαχωρίζει το κυτταρόπλασμα: εμφανίζεται στην ισημερινή περιοχή της ατράκτου και στη συνέχεια αναπτύσσεται προς όλες τις κατευθύνσεις, φτάνοντας στο κυτταρικό τοίχωμα (δηλαδή, μεγαλώνει από μέσα προς τα έξω) . Η κυτταρική πλάκα σχηματίζεται από υλικό που παρέχεται από το ενδοπλασματικό δίκτυο. Στη συνέχεια, καθένα από τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζει μια κυτταρική μεμβράνη στο πλάι του και, τέλος, σχηματίζονται κυτταρικά τοιχώματα και στις δύο πλευρές της πλάκας. Τα χαρακτηριστικά της πορείας της μίτωσης σε ζώα και φυτά φαίνονται στον Πίνακα 2.
Πίνακας 2. Χαρακτηριστικά της μίτωσης σε φυτά και ζώα
Έτσι, δύο θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται από ένα κύτταρο, στο οποίο οι κληρονομικές πληροφορίες αντιγράφουν ακριβώς τις πληροφορίες που περιέχονται στο μητρικό κύτταρο. Ξεκινώντας από την πρώτη μιτωτική διαίρεση ενός γονιμοποιημένου ωαρίου (ζυγώτη), όλα τα θυγατρικά κύτταρα που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της μίτωσης περιέχουν το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων και τα ίδια γονίδια. Επομένως, η μίτωση είναι μια μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης, η οποία συνίσταται στην ακριβή κατανομή του γενετικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων. Ως αποτέλεσμα της μίτωσης, και τα δύο θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων.
Η όλη διαδικασία της μίτωσης διαρκεί στις περισσότερες περιπτώσεις από 1 έως 2 ώρες. Η συχνότητα της μίτωσης σε διαφορετικούς ιστούς και σε διαφορετικά είδη είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, στον ανθρώπινο ερυθρό μυελό των οστών, όπου σχηματίζονται 10 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια κάθε δευτερόλεπτο, θα πρέπει να συμβαίνουν 10 εκατομμύρια μιτώσεις κάθε δευτερόλεπτο. Και στον νευρικό ιστό, οι μιτώσεις είναι εξαιρετικά σπάνιες: για παράδειγμα, στο κεντρικό νευρικό σύστημα, τα κύτταρα βασικά σταματούν να διαιρούνται ήδη τους πρώτους μήνες μετά τη γέννηση. και στον κόκκινο μυελό των οστών, στην επιθηλιακή επένδυση της πεπτικής οδού και στο επιθήλιο των νεφρικών σωληναρίων, διαιρούνται για το υπόλοιπο της ζωής.
Ρύθμιση της μίτωσης, το ζήτημα του μηχανισμού ενεργοποίησης της μίτωσης.
Οι παράγοντες που προκαλούν ένα κύτταρο σε μίτωση δεν είναι ακριβώς γνωστοί. Αλλά πιστεύεται ότι ο παράγοντας της αναλογίας των όγκων του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος (αναλογία πυρήνα-πλάσμα) παίζει σημαντικό ρόλο. Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, τα κύτταρα που πεθαίνουν παράγουν ουσίες που μπορούν να διεγείρουν την κυτταρική διαίρεση. Οι πρωτεϊνικοί παράγοντες που είναι υπεύθυνοι για τη μετάβαση στη φάση Μ αναγνωρίστηκαν αρχικά με βάση πειράματα κυτταρικής σύντηξης. Η σύντηξη ενός κυττάρου σε οποιοδήποτε στάδιο του κυτταρικού κύκλου με ένα κύτταρο στη φάση Μ οδηγεί στην είσοδο του πυρήνα του πρώτου κυττάρου στη φάση Μ. Αυτό σημαίνει ότι σε ένα κύτταρο στη φάση Μ υπάρχει ένας κυτταροπλασματικός παράγοντας ικανός να ενεργοποιήσει τη φάση Μ. Αργότερα, αυτός ο παράγοντας ανακαλύφθηκε για δεύτερη φορά σε πειράματα για τη μεταφορά κυτταροπλάσματος μεταξύ ωοκυττάρων βατράχου σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης και ονομάστηκε παράγοντας προαγωγής ωρίμανσης (MPF). Περαιτέρω μελέτη του MPF έδειξε ότι αυτό το πρωτεϊνικό σύμπλεγμα καθορίζει όλα τα συμβάντα της φάσης Μ. Το σχήμα δείχνει ότι η διάσπαση της πυρηνικής μεμβράνης, η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων, η συναρμολόγηση της ατράκτου και η κυτταροκίνηση ρυθμίζονται από MPF.
Η μίτωση αναστέλλεται από την υψηλή θερμοκρασία, τις υψηλές δόσεις ιονίζουσας ακτινοβολίας και τη δράση των φυτικών δηλητηρίων. Ένα τέτοιο δηλητήριο ονομάζεται κολχικίνη. Με τη βοήθειά του, μπορείτε να σταματήσετε τη μίτωση στο στάδιο της πλάκας μετάφασης, η οποία σας επιτρέπει να μετρήσετε τον αριθμό των χρωμοσωμάτων και να δώσετε σε καθένα από αυτά ένα μεμονωμένο χαρακτηριστικό, δηλ. να πραγματοποιήσετε καρυότυπο.
Αμίτωση (από τα ελληνικά α - αρνητικό σωματίδιο και μίτωση)- άμεση διαίρεση του πυρήνα μεσοφάσεως με απολίνωση χωρίς μετασχηματισμό χρωμοσωμάτων. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, δεν υπάρχει ομοιόμορφη απόκλιση των χρωματίδων προς τους πόλους. Και αυτή η διαίρεση δεν εξασφαλίζει το σχηματισμό γενετικά ισοδύναμων πυρήνων και κυττάρων. Σε σύγκριση με τη μίτωση, η αμίτωση είναι μια συντομότερη και πιο οικονομική διαδικασία. Η αμιτική διαίρεση μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάφορους τρόπους. Ο πιο κοινός τύπος αμίτωσης είναι η απολίνωση του πυρήνα στα δύο. Αυτή η διαδικασία ξεκινά με τη διαίρεση του πυρήνα. Η συστολή βαθαίνει και ο πυρήνας χωρίζεται στα δύο. Μετά από αυτό, αρχίζει η διαίρεση του κυτταροπλάσματος, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Εάν η αμίτωση περιορίζεται μόνο από την πυρηνική διαίρεση, τότε αυτό οδηγεί στο σχηματισμό δι- και πολυπυρηνικών κυττάρων. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, μπορεί επίσης να εμφανιστεί εκβλάστηση και κατακερματισμός των πυρήνων.
Ένα κύτταρο που έχει υποστεί αμίτωση δεν μπορεί στη συνέχεια να εισέλθει σε έναν φυσιολογικό μιτωτικό κύκλο.
Η αμίτωση εντοπίζεται στα κύτταρα διαφόρων φυτικών και ζωικών ιστών. Στα φυτά, η αμιτωτική διαίρεση είναι αρκετά συχνή στο ενδοσπέρμιο, στα εξειδικευμένα ριζικά κύτταρα και στα κύτταρα των αποθηκευτικών ιστών. Αμίτωση παρατηρείται επίσης σε εξαιρετικά εξειδικευμένα κύτταρα με μειωμένη βιωσιμότητα ή εκφυλιστικά, σε διάφορες παθολογικές διεργασίες όπως κακοήθης ανάπτυξη, φλεγμονή κ.λπ.
Τι είναι η μίτωση και η μείωση και τι φάσεις έχουν; κύτταρα με κάποιες διαφορές. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, σχηματίζονται τέσσερις θυγατρικοί πυρήνες από τον μητρικό πυρήνα, στους οποίους ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται (κατά το ήμισυ). Με τη μίτωση εμφανίζεται επίσης, αλλά με αυτόν τον τύπο σχηματίζονται μόνο δύο θυγατρικά κύτταρα με τα ίδια χρωμοσώματα όπως στους γονείς.
Έτσι είναι η μείωση; Πρόκειται για διαδικασίες βιολογικής διαίρεσης κατά τις οποίες σχηματίζονται κύτταρα με συγκεκριμένα χρωμοσώματα. Η αναπαραγωγή με μίτωση συμβαίνει σε πολυκύτταρους, πολύπλοκους ζωντανούς οργανισμούς.
στάδια
Η μίτωση εξελίσσεται σε δύο στάδια:
- Διπλασιασμός πληροφοριών σε επίπεδο γονιδίου. Εδώ, τα μητρικά κύτταρα διανέμουν γενετικές πληροφορίες μεταξύ τους. Σε αυτό το στάδιο, τα χρωμοσώματα αλλάζουν.
- μιτωτικό στάδιο. Αποτελείται από χρονικές περιόδους.
Ο κυτταρικός σχηματισμός συμβαίνει σε διάφορα στάδια.
Φάσεις
Η μίτωση χωρίζεται σε διάφορα στάδια:
- τελοφάση;
- ανάφαση;
- μετάφαση;
- προφάση.
Αυτές οι φάσεις προχωρούν με μια συγκεκριμένη σειρά και έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά.
Σε οποιονδήποτε πολύπλοκο πολυκύτταρο οργανισμό, η μίτωση συνήθως περιλαμβάνει διαίρεση κυττάρων σύμφωνα με έναν αδιαφοροποίητο τύπο. Κατά τη διάρκεια της μίτωσης, το μητρικό κύτταρο διαιρείται σε θυγατρικά κύτταρα, συνήθως δύο. Ένα από αυτά γίνεται το στέλεχος και συνεχίζει να διαιρείται, και το δεύτερο σταματά να διαιρείται.
Ενδιάμεση φάση
Η ενδιάμεση φάση είναι η κυτταρική προετοιμασία για διαχωρισμό. Αυτό το στάδιο συνήθως διαρκεί έως και είκοσι ώρες. Αυτή τη στιγμή λαμβάνουν χώρα πολλές διαφορετικές διεργασίες, κατά τις οποίες τα κύτταρα προετοιμάζονται για μίτωση.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, λαμβάνει χώρα η διαίρεση των πρωτεϊνών, ο αριθμός των οργανιδίων στη δομή του DNA αυξάνεται. Στο τέλος της διαίρεσης, τα γενετικά μόρια διπλασιάζονται, αλλά ο αριθμός των χρωμοσωμάτων δεν αλλάζει. Τα ίδια DNA ματίζονται και είναι δύο χρωματίδες σε ένα μόριο. Οι χρωματίδες που προκύπτουν είναι πανομοιότυπες και είναι αδελφές.
Μετά την ολοκλήρωση της ενδιάμεσης φάσης, αρχίζει η σωστή μίτωση. Αποτελείται από πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.
Πρόφαση
Η πρώτη φάση της μίτωσης είναι η πρόφαση. Διαρκεί περίπου μία ώρα. Χωρίζεται υπό όρους σε διάφορα στάδια. Στο αρχικό στάδιο στην πρόφαση της μίτωσης, ο πυρήνας μεγεθύνεται, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται μόρια. Στο τέλος της φάσης, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται ήδη από δύο χρωματίδες. Οι πυρήνες και οι πυρηνικές μεμβράνες διαλύονται, όλα τα στοιχεία είναι σε αταξία στο κύτταρο. Περαιτέρω, στην πρόφαση της μίτωσης, εμφανίζεται ο σχηματισμός αχρωματικής διαίρεσης, μερικά από τα νήματα διέρχονται από ολόκληρο το κύτταρο και μερικά συνδέονται με τα κεντρικά στοιχεία. Σε αυτή τη διαδικασία, το περιεχόμενο του γενετικού κώδικα παραμένει αμετάβλητο.
Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στην πρόφαση της μίτωσης δεν αλλάζει. Τι άλλο συμβαίνει; Στην πρόφαση της μίτωσης, το πυρηνικό περίβλημα διασπάται, με αποτέλεσμα τα ελικοειδή χρωμοσώματα να βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Τα σωματίδια της αποσαθρωμένης πυρηνικής μεμβράνης σχηματίζουν μικρά κυστίδια μεμβράνης.
Στην πρόφαση της μίτωσης συμβαίνει το εξής: το ζωικό κύτταρο γίνεται στρογγυλό, ενώ στα φυτά δεν αλλάζει σχήμα.
μετάφαση
Μετά την πρόφαση έρχεται η μετάφαση. Σε αυτή τη φάση, η σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων φτάνει στο αποκορύφωμά της. Τα συντομευμένα χρωμοσώματα αρχίζουν να κινούνται προς το κέντρο του κυττάρου. Κατά τη διάρκεια της κίνησης, βρίσκονται εξίσου και στα δύο μέρη. Εδώ σχηματίζεται η πλάκα μετάφασης. Τα χρωμοσώματα είναι καθαρά ορατά όταν κοιτάμε το κύτταρο. Είναι σε μεταφάση που είναι εύκολο να μετρηθούν.
Μετά το σχηματισμό της πλάκας μεταφάσης, πραγματοποιείται ανάλυση του συνόλου των χρωμοσωμάτων που είναι εγγενή σε αυτόν τον τύπο κυττάρου. Αυτό συμβαίνει μπλοκάροντας την απόκλιση των χρωμοσωμάτων με τη βοήθεια αλκαλοειδών.
Κάθε οργανισμός έχει το δικό του σύνολο χρωμοσωμάτων. Για παράδειγμα, το καλαμπόκι έχει 20 από αυτά και οι φράουλες κήπου έχουν 56. Στο ανθρώπινο σώμα, υπάρχουν λιγότερα χρωμοσώματα από τα μούρα, μόνο 46.
Ανάφαση
Όλες οι διεργασίες που συμβαίνουν στην πρόφαση της μίτωσης τελειώνουν και αρχίζει η ανάφαση. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, όλες οι χρωμοσωμικές συνδέσεις σπάνε και αρχίζουν να κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις η μία από την άλλη. Στην ανάφαση, τα σχετικά χρωμοσώματα γίνονται ανεξάρτητα. Εισέρχονται σε διαφορετικά κύτταρα.
Η φάση τελειώνει με την απόκλιση προς τους πόλους του χρωματιδικού κυττάρου. Επίσης εδώ είναι η κατανομή των κληρονομικών πληροφοριών μεταξύ των θυγατρικών και μητρικών κυττάρων.
Τελοφάση
Τα χρωμοσώματα βρίσκονται στους πόλους. Κάτω από ένα μικροσκόπιο, γίνονται δύσκολα ορατά, καθώς σχηματίζεται ένα πυρηνικό κέλυφος γύρω τους. Η άτρακτος σχάσης καταστρέφεται ολοσχερώς.
Στα φυτά, η μεμβράνη σχηματίζεται στο κέντρο του κυττάρου και σταδιακά εξαπλώνεται στους πόλους. Διαιρεί το μητρικό κύτταρο σε δύο μέρη. Μόλις η μεμβράνη αναπτυχθεί πλήρως, εμφανίζεται ένα τοίχωμα κυτταρίνης.
Χαρακτηριστικά της μίτωσης
Η κυτταρική διαίρεση μπορεί να ανασταλεί λόγω υψηλών θερμοκρασιών, έκθεσης σε δηλητήρια, ακτινοβολίας. Κατά τη μελέτη της κυτταρικής μίτωσης σε διάφορους πολυκύτταρους οργανισμούς, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δηλητήρια που αναστέλλουν τη μίτωση στο στάδιο της μετάφασης. Αυτό σας επιτρέπει να μελετήσετε λεπτομερώς τα χρωμοσώματα, να πραγματοποιήσετε καρυότοπο.
Μίτωση στον πίνακα
Εξετάστε τις φάσεις της κυτταρικής διαίρεσης στον παρακάτω πίνακα.
Η διαδικασία των σταδίων της μίτωσης μπορεί επίσης να εντοπιστεί από τον πίνακα.
Μίτωση σε ζώα και φυτά
Τα χαρακτηριστικά αυτής της διαδικασίας μπορούν να περιγραφούν σε συγκριτικό πίνακα.
Έτσι, εξετάσαμε τη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης σε ζωικούς οργανισμούς και φυτά, καθώς και τα χαρακτηριστικά και τις διαφορές τους.
Υπάρχουν τέσσερις φάσεις της μίτωσης: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. ΣΤΟ προφάσηευδιάκριτα κεντρόλες- σχηματισμοί που βρίσκονται στο κέντρο των κυττάρων και παίζουν ρόλο στη διαίρεση των θυγατρικών χρωμοσωμάτων των ζώων. (Θυμηθείτε ότι τα ανώτερα φυτά δεν έχουν κεντρόλια στο κυτταρικό κέντρο, το οποίο οργανώνει τη διαίρεση των χρωμοσωμάτων). Θα εξετάσουμε τη μίτωση χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός ζωικού κυττάρου, καθώς η παρουσία ενός κεντρολίου καθιστά πιο εμφανή τη διαδικασία της διαίρεσης των χρωμοσωμάτων. Τα κεντριόλια διαιρούνται και αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Οι μικροσωληνίσκοι εκτείνονται από τα κεντρόλια, σχηματίζοντας αξονικές ίνες, οι οποίες ρυθμίζουν την απόκλιση των χρωμοσωμάτων προς τους πόλους του διαιρούμενου κυττάρου.
Στο τέλος της προφάσης, η πυρηνική μεμβράνη αποσυντίθεται, ο πυρήνας σταδιακά εξαφανίζεται, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται και ως αποτέλεσμα βραχύνονται και πυκνώνουν και μπορούν ήδη να παρατηρηθούν κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός. Φαίνονται ακόμη καλύτερα στο επόμενο στάδιο της μίτωσης - μετάφαση.
Στη μεταφάση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Φαίνεται ξεκάθαρα ότι κάθε χρωμόσωμα, που αποτελείται από δύο χρωματίδες, έχει μια συστολή - κεντρομερίδιο. Τα χρωμοσώματα συνδέονται με τα κεντρομερή τους στο νήμα της ατράκτου. Μετά τη διαίρεση του κεντρομερούς, κάθε χρωματίδιο γίνεται ένα ανεξάρτητο θυγατρικό χρωμόσωμα.
Στη συνέχεια έρχεται το επόμενο στάδιο της μίτωσης - ανάφαση, κατά την οποία τα θυγατρικά χρωμοσώματα (χρωματίδες ενός χρωμοσώματος) αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου.
Το επόμενο στάδιο της κυτταρικής διαίρεσης είναι τελοφάση. Ξεκινά αφού τα θυγατρικά χρωμοσώματα, που αποτελούνται από μία χρωματίδα, έχουν φτάσει στους πόλους του κυττάρου. Σε αυτό το στάδιο, τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται ξανά και αποκτούν την ίδια μορφή που είχαν πριν ξεκινήσει η κυτταρική διαίρεση στη μεσοφάση (μακριά λεπτά νημάτια). Γύρω τους αναδύεται ένα πυρηνικό περίβλημα και στον πυρήνα σχηματίζεται ένας πυρήνας, στον οποίο συντίθενται ριβοσώματα. Στη διαδικασία της διαίρεσης του κυτταροπλάσματος, όλα τα οργανίδια (μιτοχόνδρια, σύμπλεγμα Golgi, ριβοσώματα κ.λπ.) κατανέμονται λίγο πολύ ομοιόμορφα μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων.
Έτσι, ως αποτέλεσμα της μίτωσης, λαμβάνονται δύο κύτταρα από ένα κύτταρο, καθένα από τα οποία έχει έναν χαρακτηριστικό αριθμό και σχήμα χρωμοσωμάτων για έναν δεδομένο τύπο οργανισμού και, κατά συνέπεια, μια σταθερή ποσότητα DNA.
Η όλη διαδικασία της μίτωσης διαρκεί κατά μέσο όρο 1-2 ώρες.Η διάρκειά της είναι κάπως διαφορετική για διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Εξαρτάται επίσης από τις συνθήκες του εξωτερικού περιβάλλοντος (θερμοκρασία, καθεστώς φωτισμού και άλλοι δείκτες).
Η βιολογική σημασία της μίτωσης έγκειται στο γεγονός ότι διασφαλίζει τη σταθερότητα του αριθμού των χρωμοσωμάτων σε όλα τα κύτταρα του σώματος. Όλα τα σωματικά κύτταρα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μιτωτικής διαίρεσης, η οποία εξασφαλίζει την ανάπτυξη του οργανισμού. Στη διαδικασία της μίτωσης, οι ουσίες των χρωμοσωμάτων του μητρικού κυττάρου κατανέμονται αυστηρά ισότιμα μεταξύ των δύο θυγατρικών κυττάρων που προκύπτουν από αυτό. Ως αποτέλεσμα της μίτωσης, όλα τα κύτταρα του σώματος λαμβάνουν τις ίδιες γενετικές πληροφορίες.
Η κυτταρική διαίρεση είναι μια βιολογική διαδικασία που αποτελεί τη βάση της αναπαραγωγής και της ατομικής ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών.
Η πιο διαδεδομένη μορφή κυτταρικής αναπαραγωγής σε ζωντανούς οργανισμούς είναι η έμμεση διαίρεση ή μίτωση (από το ελληνικό "mitos" - ένα νήμα). Η μίτωση αποτελείται από τέσσερις διαδοχικές φάσεις. Η μίτωση παρέχει μια ομοιόμορφη κατανομή των γενετικών πληροφοριών του γονικού κυττάρου μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων.
Η περίοδος της κυτταρικής ζωής μεταξύ δύο μιτώσεων ονομάζεται ενδιάμεση φάση. Είναι δέκα φορές μεγαλύτερη από τη μίτωση. Σε αυτό λαμβάνουν χώρα μια σειρά από πολύ σημαντικές διεργασίες που προηγούνται της κυτταρικής διαίρεσης: ΑΤΡ και μόρια πρωτεΐνης συντίθενται, κάθε χρωμόσωμα διπλασιάζεται, σχηματίζοντας δύο αδελφές χρωματίδες που συγκρατούνται μεταξύ τους από ένα κοινό κεντρομερίδιο και ο αριθμός των βασικών κυτταρικών οργανιδίων αυξάνεται.
Μίτωσις
Υπάρχουν τέσσερις φάσεις στη μίτωση: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.
- I. Η πρόφαση είναι η μεγαλύτερη φάση της μίτωσης. Τα χρωμοσώματα, που αποτελούνται από δύο αδελφές χρωματίδες που συγκρατούνται μεταξύ τους από το κεντρομερίδιο, σπειροειδοποιούνται σε αυτό και, ως αποτέλεσμα, πυκνώνουν. Στο τέλος της προφάσης, η πυρηνική μεμβράνη και οι πυρήνες εξαφανίζονται και τα χρωμοσώματα διασκορπίζονται σε όλο το κύτταρο. Στο κυτταρόπλασμα, προς το τέλος της προφάσης, τα κεντριόλια μετακινούνται στις ζώνες και σχηματίζουν μια άτρακτο διαίρεσης.
- II. Μεταφάση - τα χρωμοσώματα συνεχίζουν να σπειροειδοποιούνται, τα κεντρομερή τους βρίσκονται κατά μήκος του ισημερινού (σε αυτή τη φάση είναι πιο ορατά). Οι ίνες της ατράκτου είναι προσαρτημένες σε αυτές.
- III. Ανάφαση - τα κεντρομερή διαιρούνται, οι αδελφές χρωματίδες διαχωρίζονται η μία από την άλλη και, λόγω της συστολής των νημάτων της ατράκτου, μετακινούνται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου.
- IV. Τελόφαση - το κυτταρόπλασμα διαιρείται, τα χρωμοσώματα ξετυλίγονται, οι πυρήνες και οι πυρηνικές μεμβράνες σχηματίζονται ξανά. Μετά από αυτό, σχηματίζεται μια συστολή στην ισημερινή ζώνη του κυττάρου, η οποία χωρίζει τα δύο αδελφά κύτταρα.
Έτσι από ένα αρχικό κύτταρο (μητρικό) σχηματίζονται δύο νέα - τα θυγατρικά, που έχουν ένα σύνολο χρωμοσωμάτων, το οποίο είναι απολύτως πανομοιότυπο με το γονέα ως προς την ποσότητα και την ποιότητα, ως προς το περιεχόμενο κληρονομικών πληροφοριών, μορφολογικών, ανατομικών και φυσιολογικών χαρακτηριστικά.
Η ανάπτυξη, η ατομική ανάπτυξη, η συνεχής ανανέωση των ιστών των πολυκύτταρων οργανισμών καθορίζεται από τις διαδικασίες της μιτωτικής κυτταρικής διαίρεσης.
Όλες οι αλλαγές που συμβαίνουν κατά τη μίτωση ελέγχονται από το νευρορυθμιστικό σύστημα, δηλαδή το νευρικό σύστημα, τις ορμόνες των επινεφριδίων, την υπόφυση, τον θυρεοειδή αδένα κ.λπ.
Η μείωση (από το ελληνικό "meiosis" - μείωση) είναι μια διαίρεση στη ζώνη ωρίμανσης των γεννητικών κυττάρων, που συνοδεύεται από μείωση στο μισό του αριθμού των χρωμοσωμάτων. Αποτελείται επίσης από δύο διαδοχικές διαιρέσεις που έχουν τις ίδιες φάσεις με τη μίτωση. Ωστόσο, η διάρκεια των επιμέρους φάσεων και οι διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτές διαφέρουν σημαντικά από τις διεργασίες που συμβαίνουν στη μίτωση.
Αυτές οι διαφορές είναι κυρίως οι εξής. Στη μείωση, η πρόφαση Ι είναι μεγαλύτερη. Σε αυτό γίνεται η σύζευξη (σύνδεση) των χρωμοσωμάτων και η ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών. (Στο παραπάνω σχήμα, η πρόφαση σημειώνεται με τους αριθμούς 1, 2, 3, η σύζευξη φαίνεται κάτω από τον αριθμό 3). Στη μετάφαση, συμβαίνουν οι ίδιες αλλαγές όπως στη μετάφαση της μίτωσης, αλλά με ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων (4). Στην ανάφαση Ι, τα κεντρομερή που συγκρατούν τις χρωματίδες μαζί δεν διαιρούνται και ένα από τα ομόλογα χρωμοσώματα μετακινείται στους πόλους (5). Στην τελόφαση II, σχηματίζονται τέσσερα κύτταρα με ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων (6).
Η ενδιάμεση φάση πριν από τη δεύτερη διαίρεση στη μείωση είναι πολύ μικρή, το DNA δεν συντίθεται σε αυτήν. Τα κύτταρα (γαμήτες) που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα δύο μειοτικών διαιρέσεων περιέχουν ένα απλοειδές (μονό) σύνολο χρωμοσωμάτων.
Ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων - διπλοειδές 2n - αποκαθίσταται στο σώμα κατά τη γονιμοποίηση του ωαρίου, κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή.
Η σεξουαλική αναπαραγωγή χαρακτηρίζεται από την ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών μεταξύ θηλυκών και αρσενικών. Συνδέεται με το σχηματισμό και τη σύντηξη ειδικών απλοειδών γεννητικών κυττάρων - γαμετών, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα μείωσης. Η γονιμοποίηση είναι η διαδικασία σύντηξης του ωαρίου και του σπέρματος (θηλυκοί και αρσενικοί γαμέτες), κατά την οποία αποκαθίσταται το διπλοειδές σύνολο των χρωμοσωμάτων. Ένα γονιμοποιημένο ωάριο ονομάζεται ζυγώτης.
Στη διαδικασία της γονιμοποίησης, μπορούν να παρατηρηθούν διάφορες παραλλαγές σύνδεσης γαμετών. Για παράδειγμα, όταν και οι δύο γαμέτες που έχουν τα ίδια αλληλόμορφα ενός ή περισσότερων γονιδίων συγχωνεύονται, σχηματίζεται ένας ομοζυγώτης, στους απογόνους του οποίου όλα τα χαρακτηριστικά διατηρούνται στην καθαρή τους μορφή. Εάν τα γονίδια στους γαμέτες αντιπροσωπεύονται από διαφορετικά αλληλόμορφα, σχηματίζεται ένας ετεροζυγώτης. Στους απογόνους της εντοπίζονται κληρονομικά στοιχεία που αντιστοιχούν σε διάφορα γονίδια. Στους ανθρώπους, η ομοζυγωτία είναι μόνο μερική, για μεμονωμένα γονίδια.
Τα κύρια πρότυπα μετάδοσης των κληρονομικών ιδιοτήτων από τους γονείς στους απογόνους καθιερώθηκαν από τον G. Mendel στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Από τότε, στη γενετική (η επιστήμη των νόμων της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας των οργανισμών), έχουν καθιερωθεί σταθερά έννοιες όπως κυρίαρχα και υπολειπόμενα χαρακτηριστικά, γονότυπος και φαινότυπος κ.λπ.. Τα κυρίαρχα χαρακτηριστικά είναι κυρίαρχα, υπολειπόμενα - κατώτερα ή εξαφανίζονται στις επόμενες γενιές. Στη γενετική, αυτά τα χαρακτηριστικά υποδηλώνονται με τα γράμματα του λατινικού αλφαβήτου: τα κυρίαρχα υποδηλώνονται με κεφαλαία γράμματα, τα υπολειπόμενα με πεζά. Στην περίπτωση της ομοζυγωτίας, κάθε ένα από τα ζεύγος γονιδίων (αλληλόμορφα) αντανακλά είτε κυρίαρχα είτε υπολειπόμενα χαρακτηριστικά, τα οποία και στις δύο περιπτώσεις δείχνουν την επίδρασή τους.
Στους ετερόζυγους οργανισμούς, το κυρίαρχο αλληλόμορφο βρίσκεται στο ένα χρωμόσωμα και το υπολειπόμενο, που καταστέλλεται από το κυρίαρχο, βρίσκεται στην αντίστοιχη περιοχή του άλλου ομόλογου χρωμοσώματος. Κατά τη γονιμοποίηση σχηματίζεται ένας νέος συνδυασμός του διπλοειδούς συνόλου. Επομένως, ο σχηματισμός ενός νέου οργανισμού ξεκινά με τη σύντηξη δύο γεννητικών κυττάρων (γαμήτες) που προκύπτουν από τη μείωση. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, η ανακατανομή του γενετικού υλικού (ανασυνδυασμός γονιδίων) συμβαίνει στους απογόνους ή η ανταλλαγή αλληλόμορφων και ο συνδυασμός τους σε νέες παραλλαγές, γεγονός που καθορίζει την εμφάνιση ενός νέου ατόμου.
Λίγο μετά τη γονιμοποίηση, λαμβάνει χώρα σύνθεση DNA, τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται και εμφανίζεται η πρώτη διαίρεση του πυρήνα του ζυγώτου, η οποία πραγματοποιείται με μίτωση και αντιπροσωπεύει την αρχή της ανάπτυξης ενός νέου οργανισμού.
