Τι είναι η μιτωτική διαίρεση. Τι μάθαμε; Από αυτή τη σύντομη εξέταση, μπορεί να φανεί ότι το κύριο χαρακτηριστικό της μίτωσης γενικά είναι η εμφάνιση δομών ατράκτου σχάσης, οι οποίες σχηματίζονται σε σχέση με τις δομές διαφόρων δομών.
Μίτωσιςείναι η πιο κοινή μέθοδος διαίρεσης ευκαρυωτικών κυττάρων. Κατά τη μίτωση, τα γονιδιώματα καθενός από τα δύο προκύπτοντα κύτταρα είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους και συμπίπτουν με το γονιδίωμα του αρχικού κυττάρου.
Η μίτωση είναι το τελευταίο και συνήθως το συντομότερο στάδιο στο χρόνο. κυτταρικός κύκλος. Με το τέλος του κύκλος ζωήςτελειώνουν τα κύτταρα και αρχίζουν οι κύκλοι δύο νεοσχηματισθέντων.
Το διάγραμμα απεικονίζει τη διάρκεια των σταδίων του κυτταρικού κύκλου. Το γράμμα Μ σημαίνει μίτωση. Μέγιστη ταχύτηταΗ μίτωση παρατηρείται στα γεννητικά κύτταρα, τα μικρότερα - σε ιστούς με υψηλό βαθμό διαφοροποίησης, εάν τα κύτταρα τους διαιρούνται καθόλου.
Αν και η μίτωση θεωρείται ανεξάρτητα από τη μεσοφάση, η οποία αποτελείται από τις περιόδους G 1 , S και G 2 , η προετοιμασία για αυτήν συμβαίνει ακριβώς σε αυτήν. κατά το πολύ σημαντικό σημείοείναι η αντιγραφή του DNA που συμβαίνει στη συνθετική περίοδο (S). Μετά την αντιγραφή, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο πανομοιότυπες χρωματίδες. Είναι κοντά σε όλο τους το μήκος και συνδέονται στην περιοχή του κεντρομερούς του χρωμοσώματος.
Στη μεσοφάση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στον πυρήνα και είναι ένα κουβάρι από λεπτά, πολύ μακριά νήματα χρωματίνης που είναι ορατά μόνο κάτω από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.
Στη μίτωση διακρίνεται ένας αριθμός διαδοχικών φάσεων, οι οποίες μπορούν επίσης να ονομαστούν στάδια ή περίοδοι. Στην κλασική απλοποιημένη εκδοχή της θεώρησης διακρίνονται τέσσερις φάσεις. το πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Συχνά διακρίνονται περισσότερες φάσεις: προμεταφάση(μεταξύ πρόφασης και μετάφασης) προπρόφαση(χαρακτηριστικό των φυτικών κυττάρων, προηγείται της προφάσης).
Μια άλλη διαδικασία που σχετίζεται με τη μίτωση είναι κυτταροκίνηση, που εμφανίζεται κυρίως κατά την περίοδο της τελοφάσης. Μπορεί να ειπωθεί ότι η κυτταροκίνηση είναι, σαν να λέγαμε, αναπόσπαστο μέρος telophase, ή και οι δύο διεργασίες εκτελούνται παράλληλα. Η κυτταροκίνηση νοείται ως η διαίρεση του κυτταροπλάσματος (αλλά όχι του πυρήνα!) του γονικού κυττάρου. Πυρηνική σχάση ονομάζεται καρυοκίνησηκαι προηγείται της κυτταροκίνησης. Ωστόσο, κατά τη μίτωση, αυτή καθαυτή, δεν συμβαίνει πυρηνική διαίρεση, γιατί πρώτα αποσυντίθεται ο ένας - ο μητρικός, μετά σχηματίζονται δύο νέοι - οι θυγατρικές.
Υπάρχουν περιπτώσεις όπου εμφανίζεται καρυοκίνηση αλλά όχι κυτταροκίνηση. Σε τέτοιες περιπτώσεις, σχηματίζονται πολυπύρηνα κύτταρα.
Η διάρκεια της ίδιας της μίτωσης και οι φάσεις της είναι ατομική και εξαρτάται από τον τύπο του κυττάρου. Συνήθως η πρόφαση και η μετάφαση είναι οι μεγαλύτερες περίοδοι.
Η μέση διάρκεια της μίτωσης είναι περίπου δύο ώρες. Τα ζωικά κύτταρα συνήθως διαιρούνται ταχύτερα από τα φυτικά κύτταρα.
Κατά τη διαίρεση των ευκαρυωτικών κυττάρων, σχηματίζεται αναγκαστικά μια διπολική άτρακτος σχάσης, που αποτελείται από μικροσωληνίσκους και πρωτεΐνες που συνδέονται με αυτά. Χάρη σε εκείνον, ίση κατανομήκληρονομικό υλικό μεταξύ θυγατρικών κυττάρων.
Παρακάτω θα δοθεί μια περιγραφή των διεργασιών που συμβαίνουν στο κύτταρο σε διάφορες φάσεις της μίτωσης. Η μετάβαση σε κάθε επόμενη φάση ελέγχεται στο κύτταρο από ειδικά βιοχημικά σημεία ελέγχου, στα οποία «ελέγχεται» αν τα πάντα απαραίτητες διαδικασίεςσυμπληρώθηκαν σωστά. Εάν υπάρχουν σφάλματα, η διαίρεση μπορεί να σταματήσει ή όχι. Στην τελευταία περίπτωση εμφανίζονται μη φυσιολογικά κύτταρα.
Φάσεις μίτωσης
Στην προφάση, συμβαίνουν οι ακόλουθες διεργασίες (κυρίως παράλληλα):
Τα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται
Οι πυρήνες εξαφανίζονται
Το πυρηνικό περίβλημα διαλύεται
Σχηματίζονται δύο πόλοι της ατράκτου
Η μίτωση ξεκινά με τη βράχυνση των χρωμοσωμάτων. Τα ζεύγη των χρωματίδων που τα αποτελούν σπειροειδώς, με αποτέλεσμα τα χρωμοσώματα να βραχύνονται και να παχαίνουν πολύ. Στο τέλος της προφάσης, μπορούν να φανούν κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός.
Οι πυρήνες εξαφανίζονται, επειδή τα μέρη των χρωμοσωμάτων που τα σχηματίζουν (πυρηνικοί οργανωτές) είναι ήδη σε σπειροειδή μορφή, επομένως, είναι ανενεργά και δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Επιπλέον, οι πυρηνικές πρωτεΐνες αποικοδομούνται.
σε ζωικά κύτταρα και κατώτερα φυτάκεντρόλια του κυτταρικού κέντρου αποκλίνουν κατά μήκος των πόλων του κυττάρου και προεξέχουν κέντρα οργάνωσης μικροσωληνίσκων. Παρόλο ανώτερα φυτάδεν υπάρχουν κεντρόλια, σχηματίζονται επίσης μικροσωληνίσκοι.
Οι μικροί (αστρικοί) μικροσωληνίσκοι αρχίζουν να αποκλίνουν από κάθε κέντρο οργάνωσης. Σχηματίζεται μια δομή παρόμοια με ένα αστέρι. Τα φυτά δεν το παράγουν. Οι πόλοι σχάσης τους είναι ευρύτεροι· οι μικροσωληνίσκοι δεν αναδύονται από μια μικρή, αλλά από μια σχετικά ευρεία περιοχή.
Η διάσπαση του πυρηνικού περιβλήματος σε μικρά κενοτόπια σηματοδοτεί το τέλος της προφάσης.
Δεξιά στη φωτομικρογραφία σε πράσινοεπισημαίνονται μικροσωληνίσκοι, μπλε - χρωμοσώματα, κόκκινο - κεντρομερή χρωμοσωμάτων.
Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι κατά τη διάρκεια της πρόφασης της μίτωσης, εμφανίζεται κατακερματισμός του EPS, διασπάται σε μικρά κενοτόπια. Η συσκευή Golgi διασπάται σε μεμονωμένα δικτυοσώματα.
Οι βασικές διαδικασίες της προμεταφάσης είναι ως επί το πλείστον διαδοχικές:
Χαοτική διάταξη και κίνηση των χρωμοσωμάτων στο κυτταρόπλασμα.
Σύνδεσή τους με μικροσωληνίσκους.
Κίνηση χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου.
Τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα, κινούνται τυχαία. Μόλις βρεθούν στους πόλους, είναι πιο πιθανό να συνδεθούν με το θετικό άκρο του μικροσωληνίσκου. Τέλος, το νήμα προσαρμόζεται στην κινετόχορα.
Ένας τέτοιος μικροσωληνίσκος kinetochore αρχίζει να αναπτύσσεται, ο οποίος απομακρύνει το χρωμόσωμα από τον πόλο. Σε κάποιο σημείο, ένας άλλος μικροσωληνίσκος συνδέεται με την κινετοχώρη της αδελφής χρωματίδας, που αναπτύσσεται από τον άλλο πόλο διαίρεσης. Αρχίζει επίσης να σπρώχνει το χρωμόσωμα, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ως αποτέλεσμα, το χρωμόσωμα γίνεται στον ισημερινό.
Οι κινετοχώρες είναι πρωτεϊνικές δομές στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων. Κάθε αδελφή χρωματίδη έχει τη δική της κινετοχώρα, η οποία ωριμάζει σε προφάση.
Εκτός από τους αστρικούς και κινετοχώρους μικροσωληνίσκους, υπάρχουν και αυτοί που πηγαίνουν από τον έναν πόλο στον άλλο, σαν να σκάνε το κύτταρο σε κατεύθυνση κάθετη στον ισημερινό.
Ένα σημάδι της έναρξης της μετάφασης είναι η θέση των χρωμοσωμάτων κατά μήκος του ισημερινού, το λεγομενο μεταφάση, ή ισημερινή, πλάκα. Στη μετάφαση, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων, οι διαφορές τους και το γεγονός ότι αποτελούνται από δύο αδελφές χρωματίδες που συνδέονται στο κεντρομερίδιο είναι σαφώς ορατά.
Τα χρωμοσώματα συγκρατούνται μεταξύ τους με ισορροπημένες δυνάμεις τάσης μικροσωληνίσκων διαφορετικών πόλων.
Οι αδελφές χρωματίδες διαχωρίζονται, η καθεμία κινείται προς τον δικό της πόλο.
Οι πόλοι απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο.
Η αναφάση είναι η συντομότερη φάση της μίτωσης. Ξεκινά όταν τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων χωρίζονται σε δύο μέρη. Ως αποτέλεσμα, κάθε χρωματίδιο γίνεται ένα ανεξάρτητο χρωμόσωμα και συνδέεται με έναν μικροσωληνίσκο ενός πόλου. Τα νήματα «τραβούν» τις χρωματίδες σε αντίθετους πόλους. Στην πραγματικότητα, οι μικροσωληνίσκοι αποσυναρμολογούνται (αποπολυμερίζονται), δηλαδή βραχύνονται.
Στην ανάφαση των ζωικών κυττάρων δεν κινούνται μόνο τα θυγατρικά χρωμοσώματα, αλλά και οι ίδιοι οι πόλοι. Λόγω άλλων μικροσωληνίσκων, απομακρύνονται, αστρικοί μικροσωληνίσκοι συνδέονται με τις μεμβράνες και επίσης «τραβούν».
Τα χρωμοσώματα σταματούν να κινούνται
Τα χρωμοσώματα αποσυμπυκνώνονται
Εμφανίζονται πυρήνες
Το πυρηνικό περίβλημα αποκαθίσταται
Οι περισσότεροι μικροσωληνίσκοι εξαφανίζονται
Η τελοφάση ξεκινά όταν τα χρωμοσώματα σταματούν να κινούνται, σταματώντας στους πόλους. Απελευθερώνονται, γίνονται μακριές και νηματώδεις.
Οι μικροσωληνίσκοι της ατράκτου σχάσης καταστρέφονται από τους πόλους στον ισημερινό, δηλαδή από τα μείον άκρα τους.
Ένα πυρηνικό περίβλημα σχηματίζεται γύρω από τα χρωμοσώματα από τη σύντηξη μεμβρανικών κυστιδίων, μέσα στα οποία ο μητρικός πυρήνας και το EPS αποσυντίθενται σε πρόφαση. Κάθε πόλος έχει τον δικό του θυγατρικό πυρήνα.
Καθώς τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται, οι πυρηνικοί οργανωτές ενεργοποιούνται και εμφανίζονται πυρήνες.
Η σύνθεση RNA συνεχίζεται.
Εάν τα κεντρόλια δεν έχουν ακόμη ζευγαρώσει στους πόλους, τότε ένα ζεύγος συμπληρώνεται κοντά σε καθένα από αυτά. Έτσι, σε κάθε πόλο αναδημιουργείται το δικό του κυτταρικό κέντρο, το οποίο θα πάει στο θυγατρικό κελί.
Τυπικά, η τελοφάση τελειώνει με τη διαίρεση του κυτταροπλάσματος, δηλαδή με την κυτταροκίνηση.
Η κυτταροκίνηση μπορεί να ξεκινήσει ήδη από την ανάφαση. Στην αρχή της κυτταροκίνησης, τα κυτταρικά οργανίδια κατανέμονται σχετικά ομοιόμορφα κατά μήκος των πόλων.
Η διαίρεση του κυτταροπλάσματος των φυτικών και ζωικών κυττάρων συμβαίνει με διαφορετικούς τρόπους.
Στα ζωικά κύτταρα, λόγω ελαστικότητας, η κυτταροπλασματική μεμβράνη στο ισημερινό τμήμα του κυττάρου αρχίζει να διογκώνεται προς τα μέσα. Σχηματίζεται ένα αυλάκι, το οποίο τελικά κλείνει. Με άλλα λόγια, το μητρικό κύτταρο διαιρείται με απολίνωση.
ΣΤΟ φυτικά κύτταραστην τελοφάση, τα νήματα της ατράκτου δεν εξαφανίζονται στον ισημερινό. Πλησιάζουν πιο κοντά στο κυτταροπλασματική μεμβράνη, ο αριθμός τους αυξάνεται, και σχηματίζονται φραγκμοπλάστη. Αποτελείται από βραχείς μικροσωληνίσκους, μικρονημάτια, μέρη του EPS. Τα ριβοσώματα, τα μιτοχόνδρια, το σύμπλεγμα Golgi κινούνται εδώ. Τα κυστίδια Golgi και το περιεχόμενό τους στον ισημερινό σχηματίζουν τη μέση κυτταρική πλάκα, τα κυτταρικά τοιχώματα και τη μεμβράνη των θυγατρικών κυττάρων.
Έννοια και λειτουργίες της μίτωσης
Χάρη στη μίτωση, διασφαλίζεται η γενετική σταθερότητα: η ακριβής αναπαραγωγή του γενετικού υλικού σε πολλές γενιές. Οι πυρήνες των νέων κυττάρων περιέχουν τόσα χρωμοσώματα όσα περιέχει το γονικό κύτταρο και αυτά τα χρωμοσώματα είναι ακριβή αντίγραφαγονεϊκή (εκτός βέβαια αν έχουν συμβεί μεταλλάξεις). Με άλλα λόγια, τα θυγατρικά κύτταρα είναι γενετικά πανομοιότυπα με το γονέα.
Ωστόσο, η μίτωση εκτελεί επίσης μια σειρά από άλλες σημαντικές λειτουργίες:
ανάπτυξη πολυκύτταρος οργανισμός,
υποκατάσταση κυττάρων διαφόρων ιστών σε πολυκύτταρους οργανισμούς,
σε ορισμένα είδη, μπορεί να συμβεί αναγέννηση τμημάτων του σώματος.
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.
Πρόφαση . 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.
Τελόφαση. 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 . Κύριος βιολογικής σημασίαςΗ μίτωση συνίσταται στην ακριβή 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.
Χρόνος από το ένα στο άλλο. Λαμβάνει χώρα σε δύο διαδοχικά στάδια - τη μεσοφάση και την ίδια τη διαίρεση. Η διάρκεια αυτής της διαδικασίας είναι διαφορετική και εξαρτάται από τον τύπο των κυττάρων.
Η ενδιάμεση φάση είναι η περίοδος μεταξύ δύο κυτταρικών διαιρέσεων, ο χρόνος από την τελευταία διαίρεση έως τον κυτταρικό θάνατο ή την απώλεια της ικανότητας διαίρεσης.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το κύτταρο αναπτύσσεται και διπλασιάζει το DNA του, καθώς και τα μιτοχόνδρια και τα πλαστίδια. Στην ενδιάμεση φάση, άλλα ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ. Η διαδικασία σύνθεσης είναι πιο έντονη στη συνθετική περίοδο της μεσοφάσης. Αυτή τη στιγμή, οι πυρηνικές χρωματίδες διπλασιάζονται, συσσωρεύεται ενέργεια, η οποία θα χρησιμοποιηθεί κατά τη διαίρεση. Ο αριθμός των κυτταρικών οργανιδίων και κεντρολίων αυξάνεται επίσης.
Η ενδιάμεση φάση καταλαμβάνει σχεδόν το 90% του κυτταρικού κύκλου. Μετά από αυτήν, λαμβάνει χώρα μίτωση, η οποία είναι η κύρια μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης στους ευκαρυώτες (οργανισμούς των οποίων τα κύτταρα περιέχουν σχηματισμένο πυρήνα).
Κατά τη μίτωση, τα χρωμοσώματα συμπιέζονται και σχηματίζεται επίσης μια ειδική συσκευή, η οποία είναι υπεύθυνη για ομοιόμορφη κατανομήκληρονομικές πληροφορίες μεταξύ των κυττάρων που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας.
Περνάει από διάφορα στάδια. Χαρακτηρίζονται τα στάδια της μίτωσης μεμονωμένα χαρακτηριστικάκαι ορισμένη διάρκεια.
Φάσεις μίτωσης
Κατά τη διαίρεση των μιτωτικών κυττάρων περνούν οι αντίστοιχες φάσεις της μίτωσης: πρόφαση, μετά έρχεται η μετάφαση, η ανάφαση, η τελική είναι η τελόφαση.
Οι φάσεις της μίτωσης χαρακτηρίζονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
Ποια είναι η βιολογική σημασία της διαδικασίας της μίτωσης;
Οι φάσεις της μίτωσης συμβάλλουν στην ακριβή μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών στα θυγατρικά κύτταρα, ανεξάρτητα από τον αριθμό των διαιρέσεων. Ταυτόχρονα, καθένα από αυτά λαμβάνει 1 χρωματίδα, η οποία βοηθά στη διατήρηση της σταθερότητας του αριθμού των χρωμοσωμάτων σε όλα τα κύτταρα που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της διαίρεσης. Είναι η μίτωση που εξασφαλίζει τη μεταφορά ενός σταθερού συνόλου γενετικού υλικού.
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.
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.
Όνομα της φάσης της μίτωσης Σχηματικό σχέδιο 1. Πρόφαση 2. Μεταφάση 3. Ανάφαση 4. Τελόφαση Σε φυτικό κύτταρο
Υπάρχουν δύο τρόποι διαίρεσης: 1) η πιο κοινή, πλήρης διαίρεση - μίτωση (όχι απευθείας 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. Υπάρχει 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.
