Što je mitotička dioba? Što smo naučili? Iz ovog kratkog razmatranja jasno je da je glavno obilježje mitoze općenito pojava vretenastih struktura, formiranih u vezi sa centrima različitih struktura.
Mitoza- Ovo je najčešći način diobe eukariotskih stanica. Tijekom mitoze, genomi svake od dviju dobivenih stanica međusobno su identični i podudaraju se s genomom izvorne stanice.
Mitoza je posljednja i obično najkraća faza staničnog ciklusa. Svojim završetkom životni ciklus stanica završava i započinju ciklusi od dvije novonastale.
Dijagram ilustrira trajanje faza staničnog ciklusa. Slovo M označava mitozu. Najveća brzina Mitoza se opaža u zametnim stanicama, najmanja u tkivima s visokim stupnjem diferencijacije, ako se njihove stanice uopće dijele.
Iako se mitoza smatra neovisno o interfazi, koja se sastoji od razdoblja G 1, S i G 2, priprema za nju događa se upravo u njoj. Najviše važna točka je replikacija DNA koja se događa u sintetskom (S) razdoblju. Nakon replikacije svaki se kromosom već sastoji od dvije identične kromatide. Približeni su cijelom dužinom i spojeni na centromeri kromosoma.
Tijekom interfaze kromosomi se nalaze u jezgri i splet su tankih, vrlo dugih niti kromatina koji su vidljivi samo pod elektronskim mikroskopom.
Mitoza ima nekoliko uzastopnih faza, koje se također mogu nazvati fazama ili razdobljima. U klasičnoj pojednostavljenoj verziji razmatranja razlikuju se četiri faze. Ovaj profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Često se razlikuje više faza: prometafaza(između profaze i metafaze), predprofaza(karakteristika biljnih stanica, prethodi profazi).
Drugi proces povezan s mitozom je citokineza, koji se uglavnom javlja tijekom razdoblja telofaze. Možemo reći da je citokineza, takoreći, sastavni dio telofaze, ili se oba procesa odvijaju paralelno. Citokineza se odnosi na odvajanje citoplazme (ali ne i jezgre!) matične stanice. Nuklearna fisija naziva se kariokineza, a prethodi citokinezi. Međutim, tijekom mitoze kao takve ne dolazi do diobe jezgre, jer se prvo raspada jedna, matična, zatim nastaju dvije nove, kćeri.
Postoje slučajevi kada dolazi do kariokineze, ali ne do citokineze. U takvim slučajevima nastaju višejezgrene stanice.
Trajanje same mitoze i njezinih faza je individualno i ovisi o vrsti stanice. Obično su profaza i metafaza najduža razdoblja.
Prosječno trajanje mitoze je oko dva sata. Životinjske stanice općenito se dijele brže od biljnih stanica.
Kada se eukariotske stanice dijele, nužno se formira bipolarno fisijsko vreteno koje se sastoji od mikrotubula i pridruženih proteina. Zahvaljujući njemu to se događa jednaka raspodjela nasljedni materijal između stanica kćeri.
U nastavku ćemo opisati procese koji se odvijaju u stanici tijekom različitih faza mitoze. Prijelaz u svaku sljedeću fazu kontroliraju u stanici posebne biokemijske kontrolne točke, koje “provjeravaju” je li sve u redu potrebne procese bili ispravno ispunjeni. Ako ima grešaka, dijeljenje može, ali i ne mora prestati. U potonjem slučaju pojavljuju se abnormalne stanice.
Faze mitoze
U profazi se odvijaju (uglavnom usporedno) sljedeći procesi:
Kromosomi se kondenziraju
Jezgrice nestaju
Nuklearna ovojnica se raspada
Formiraju se dva pola vretena
Mitoza počinje skraćivanjem kromosoma. Njihovi sastavni parovi kromatida spiraliziraju se, uslijed čega se kromosomi jako skraćuju i zadebljaju. Pred kraj profaze mogu se vidjeti pod svjetlosnim mikroskopom.
Jezgrice nestaju jer su dijelovi kromosoma koji ih tvore (nukleolarni organizatori) već u spiralnom obliku, dakle, neaktivni su i ne djeluju jedni na druge. Osim toga, nukleolarni proteini se raspadaju.
U životinjskim stanicama i niže biljke Centrioli staničnog središta divergiraju prema polovima stanice i strše centri za organiziranje mikrotubula. Iako više biljke Nema centriola, također se stvaraju mikrotubule.
Kratke (astralne) mikrotubule počinju se odvajati od svakog centra organizacije. Formira se zvjezdasta struktura. Ne proizvodi se u biljkama. Njihovi diobeni polovi su širi, mikrotubule ne izlaze iz malog, već iz relativno širokog područja.
Raspad jezgrine ovojnice u male vakuole označava kraj profaze.
Desno na mikrofotografiji zelena mikrotubuli su istaknuti, kromosomi su označeni plavom bojom, centromeri kromosoma su označeni crvenom bojom.
Također treba napomenuti da tijekom profaze mitoze dolazi do fragmentacije EPS-a, on se raspada u male vakuole; Golgijev aparat se raspada na pojedinačne diktiosome.
Ključni procesi prometafaze odvijaju se uglavnom sekvencijalno:
Kaotičan raspored i kretanje kromosoma u citoplazmi.
Povezujući ih mikrotubulama.
Kretanje kromosoma prema ekvatorijalnoj ravnini stanice.
Kromosomi završavaju u citoplazmi i kreću se nasumično. Jednom kada se nađu na polovima, imaju veće šanse da se pričvrste na plus kraj mikrotubula. Na kraju se filament pričvrsti za kinetohor.
Takav mikrotubul kinetohora počinje rasti, što odmiče kromosom od pola. U nekom trenutku, drugi mikrotubul je pričvršćen za kinetohor sestrinske kromatide, rastući iz drugog pola diobe. Ona također počinje gurati kromosom, ali u suprotnom smjeru. Kao rezultat toga, kromosom postaje na ekvatoru.
Kinetohore su proteinske tvorevine na centromerama kromosoma. Svaka sestrinska kromatida ima svoj kinetohor, koji "sazrijeva" u profazi.
Osim astralnih i kinetohornih mikrotubula, postoje i oni koji idu od jednog do drugog pola, kao da šire stanicu u smjeru okomitom na ekvator.
Znak početka metafaze je raspored kromosoma duž ekvatora, takozvani metafaza ili ekvatorska ploča. Tijekom metafaze jasno se vidi broj kromosoma, njihove razlike i činjenica da se sastoje od dvije sestrinske kromatide spojene na centromeri.
Kromosomi se drže zajedno uravnoteženim silama napetosti na mikrotubulima na različitim polovima.
Sestrinske kromatide se odvajaju, svaka se kreće prema svom polu.
Polovi se međusobno udaljavaju.
Anafaza je najkraća faza mitoze. Počinje kada se centromeri kromosoma cijepaju na dva dijela. Kao rezultat toga, svaka kromatida postaje neovisni kromosom i pričvršćena je na mikrotubulu jednog pola. Niti "vuku" kromatide na suprotne polove. Naime, mikrotubule se rastavljaju (depolimeriziraju), odnosno skraćuju.
U anafazi životinjskih stanica pomiču se ne samo kromosomi kćeri, već i sami polovi. Zbog drugih mikrotubula koje guraju, astralni mikrotubuli se vežu za membrane i također "vuku".
Prestaje kretanje kromosoma
Kromosomi se dekondenziraju
Pojavljuju se nukleoli
Nuklearna membrana je obnovljena
Većina mikrotubula nestaje
Telofaza počinje kada se kromosomi prestanu kretati, zaustavljajući se na polovima. Despiriraju, postaju dugi i nalik na konac.
Vretenasti mikrotubuli se uništavaju od polova prema ekvatoru, tj. od njihovih minus krajeva.
Oko kromosoma spajanjem membranskih vezikula nastaje jezgrina ovojnica u koju su se u profazi razbili majčina jezgra i EPS. Na svakom polu formira se vlastita jezgra kćer.
Kako se kromosomi odmotavaju, nukleolarni organizatori postaju aktivni i pojavljuju se nukleoli.
Sinteza RNK se nastavlja.
Ako centrioli na polovima još nisu upareni, tada je u blizini svakog izgrađen par. Tako se na svakom polu ponovno stvara vlastiti stanični centar koji će ići do stanice kćeri.
Tipično, telofaza završava odvajanjem citoplazme, tj. citokinezom.
Citokineza može započeti već u anafazi. Do početka citokineze, stanične organele raspoređene su relativno ravnomjerno po polovima.
Odvajanje citoplazme biljnih i životinjskih stanica odvija se na različite načine.
U životinjskim stanicama zbog elastičnosti citoplazmatska membrana u ekvatorijalnom dijelu stanice počinje se izbočiti prema unutra. Formira se brazda koja se na kraju zatvori. Drugim riječima, matična stanica se dijeli ligacijom.
U biljne stanice Tijekom telofaze vretenaste niti ne nestaju na ekvatoru. Približavaju se citoplazmatska membrana, njihov broj se povećava i nastaju fragmoplast. Sastoji se od kratkih mikrotubula, mikrofilamenata i dijelova EPS-a. Ovdje se kreću ribosomi, mitohondriji i Golgijev kompleks. Golgijevi mjehurići i njihov sadržaj na ekvatoru tvore središnju staničnu ploču, stanične stijenke i membranu stanica kćeri.
Značenje i funkcije mitoze
Mitoza osigurava genetsku stabilnost: točnu reprodukciju genetskog materijala tijekom niza generacija. Jezgre novih stanica sadrže isti broj kromosoma kao što je sadržavala roditeljska stanica, a ti su kromosomi točne kopije roditeljski (osim ako, naravno, nisu nastale mutacije). Drugim riječima, stanice kćeri genetski su identične stanici majci.
Međutim, mitoza također obavlja niz drugih važnih funkcija:
visina višestanični organizam,
zamjena stanica različitih tkiva kod višestaničnih organizama,
Kod nekih vrsta može doći do regeneracije dijelova tijela.
To je kontinuirani proces čija svaka faza neprimjetno prelazi u sljedeću nakon nje. Postoje četiri faze mitoze: profaza, metafaza, anafaza i telofaza (slika 1). Pri proučavanju mitoze glavni fokus je na ponašanju kromosoma.
Profaza . Na početku prve faze mitoze - profaze - stanice zadržavaju isti izgled kao u interfazi, samo se jezgra primjetno povećava, au njoj se pojavljuju kromosomi. U ovoj fazi je jasno da se svaki kromosom sastoji od dvije kromatide, spiralno uvijene jedna u odnosu na drugu. Kromatide se skraćuju i zadebljaju kao rezultat procesa unutarnje spiralizacije. Počinje izbijati slabije obojena i manje zgusnuta regija kromosoma - centromera koja povezuje dvije kromatide i nalazi se na strogo određenom mjestu na svakom kromosomu.
Tijekom profaze jezgrice se postupno raspadaju: nuklearna membrana također biva uništena, a kromosomi završavaju u citoplazmi. U kasnoj profazi (prometafazi) intenzivno se formira mitotički aparat stanice. U to se vrijeme centriol dijeli, a centriole kćeri raspršuju se na suprotne krajeve stanice. Tanke niti u obliku zraka pružaju se iz svakog centriola; između centriola nastaju vretenaste niti. Postoje dvije vrste filamenata: filamenti koji vuku vreteno, pričvršćeni na centromere kromosoma, i potporni filamenti, koji povezuju polove stanice.
Kada kontrakcija kromosoma dosegne svoj maksimum, oni se pretvaraju u kratka štapićasta tijela i usmjeravaju prema ekvatorijalnoj ravnini stanice.
Metafaza . U metafazi su kromosomi potpuno smješteni u ekvatorijalnoj ravnini stanice, tvoreći takozvanu metafazu ili ekvatorsku ploču. Centromera svakog kromosoma, koja drži obje kromatide zajedno, nalazi se strogo u ekvatoru stanice, a krakovi kromosoma su prošireni više ili manje paralelno s nitima vretena.
U metafazi se jasno otkrivaju oblik i struktura svakog kromosoma, završava formiranje mitotskog aparata i dolazi do pričvršćivanja vučnih niti na centromere. Na kraju metafaze dolazi do istodobne diobe svih kromosoma određene stanice (i kromatide se pretvaraju u dva potpuno odvojena kromosoma kćeri).
Anafaza. Neposredno nakon diobe centromere, kromatide se međusobno odbijaju i kreću prema suprotnim polovima stanice. Sve kromatide počinju se kretati prema polovima istovremeno. Centromeri igraju važnu ulogu u usmjerenom kretanju kromatida. U anafazi se kromatide nazivaju sestrinskim kromosomima.
Kretanje sestrinskih kromosoma u anafazi događa se interakcijom dvaju procesa: kontrakcije vučnih niti i produljenja potpornih niti mitotičkog vretena.
Telofaza. Početkom telofaze prestaje kretanje sestrinskih kromosoma, te se oni koncentriraju na polovima stanice u obliku kompaktnih tvorevina i ugrušaka. Kromosomi despiriraju i gube svoju prividnu individualnost. Oko svake jezgre kćeri formira se nuklearna ovojnica; jezgrice se obnavljaju u istoj količini kao što su bile u matičnoj stanici. Time se dovršava nuklearna dioba (kariokineza) i nastanak stanična membrana. Istodobno s stvaranjem jezgri kćeri u telofazi dolazi do diobe cjelokupnog sadržaja izvorne matične stanice ili citokineze.
Kada se stanica dijeli, na njezinoj se površini u blizini ekvatora pojavljuje suženje ili utor. Postupno se produbljuje i dijeli citoplazmu na
dvije stanice kćeri, od kojih svaka ima jezgru.
Tijekom procesa mitoze, dvije stanice kćeri nastaju iz jedne matične stanice, sadržavajući isti skup kromosoma kao izvorna stanica.
Slika 1. Dijagram mitoze
Biološki značaj mitoze . Osnove biološki značaj Mitoza se sastoji od precizne raspodjele kromosoma između dviju stanica kćeri. Pravilan i uredan mitotski proces osigurava prijenos genetske informacije u svaku od jezgri kćeri. Kao rezultat toga, svaka stanica kćer sadrži genetske podatke o svim karakteristikama organizma.
Mejoza je posebna dioba jezgre, koja završava stvaranjem tetrade, tj. četiri stanice s haploidnim skupom kromosoma. Spolne stanice se dijele mejozom.
Mejoza se sastoji od dvije stanične diobe u kojima se broj kromosoma prepolovi, tako da gamete dobiju upola manje kromosoma od ostalih tjelesnih stanica. Kada se dvije gamete spoje tijekom oplodnje, vraća se normalan broj kromosoma. Smanjenje broja kromosoma tijekom mejoze ne događa se nasumično, već sasvim prirodno: članovi svakog para kromosoma raspršuju se u različite stanice kćeri. Kao rezultat toga, svaka gameta sadrži po jedan kromosom iz svakog para. To se postiže parnim spajanjem sličnih ili homolognih kromosoma (identičnih su veličine i oblika i sadrže slične gene) i naknadnom divergencijom članova para, od kojih svaki ide na jedan od polova. Prilikom konvergencije homolognih kromosoma može doći do crossing overa, tj. međusobna izmjena gena između homolognih kromosoma, što povećava razinu kombinacijske varijabilnosti.
U mejozi se događa niz procesa koji su važni u nasljeđivanju svojstava: 1) redukcija – prepolovljenje broja kromosoma u stanicama; 2) konjugacija homolognih kromosoma; 3) prijelaz; 4) slučajna divergencija kromosoma u stanice.
Mejoza se sastoji od dvije uzastopne diobe: prva, koja rezultira stvaranjem jezgre s haploidnim skupom kromosoma, naziva se redukcija; druga dioba naziva se ekvacionalna i odvija se kao mitoza. U svakoj od njih razlikuju se profaza, metafaza, anafaza i telofaza (slika 2). Faze prve diobe obično se označavaju brojem Ι, druge - P. Između Ι i P diobe stanica je u stanju interkineze (latinski inter - između + gr. kinesis - kretanje). Za razliku od interfaze, u interkinezi se DNA ne replicira i kromosomski materijal se ne udvostručuje.
Slika 2. Dijagram mejoze
Redukcija podjele
Profaza I
Faza mejoze tijekom koje se odvijaju složene strukturne transformacije kromosomskog materijala. Dulji je i sastoji se od nekoliko uzastopnih faza, od kojih svaka ima svoja posebna svojstva:
– leptoten – stadij leptonema (spajanje niti). Pojedinačne niti – kromosomi – nazivaju se monovalentima. Kromosomi u mejozi su duži i tanji od kromosoma u najranijoj fazi mitoze;
– zigoten – stadij zigonema (spoj niti). Dolazi do konjugacije ili sinapse (spajanja u parove) homolognih kromosoma, a taj se proces ne odvija samo između homolognih kromosoma, već između točno odgovarajućih pojedinačnih točaka homologa. Kao rezultat konjugacije nastaju bivalenti (kompleksi homolognih kromosoma povezanih u parove), čiji broj odgovara haploidnom skupu kromosoma.
Sinapsa se odvija na krajevima kromosoma, tako da se mjesta homolognih gena na jednom ili drugom kromosomu podudaraju. Budući da su kromosomi udvostručeni, u bivalentu postoje četiri kromatide, od kojih se svaka na kraju ispostavlja kao kromosom.
– pahiten – stadij pahinema (debele niti). Povećavaju se dimenzije jezgre i jezgrice, bivalenti se skraćuju i zadebljaju. Veza homologa postaje toliko bliska da je teško razlikovati dva odvojena kromosoma. U ovoj fazi dolazi do crossing overa, odnosno križanja kromosoma;
– diploten – stadij diplonema (dvostruke niti), odnosno stadij četiri kromatide. Svaki od homolognih kromosoma bivalenta je podijeljen u dvije kromatide, tako da bivalent sadrži četiri kromatide. Iako se tetrade kromatida na nekim mjestima odmiču jedna od druge, na drugim su mjestima u bliskom kontaktu. U ovom slučaju, kromatide različitih kromosoma tvore figure u obliku slova X koje se nazivaju chiasmata. Prisutnost kijazme drži jednovalentne zajedno.
Istodobno s kontinuiranim skraćivanjem i, sukladno tome, zadebljanjem dvovalentnih kromosoma, dolazi do njihovog međusobnog odbijanja - divergencije. Veza je sačuvana samo u ravnini križanja – u chiasmati. Izmjena homolognih regija kromatida je završena;
– dijakinezu karakterizira maksimalno skraćivanje diplotenskih kromosoma. Bivalenti homolognih kromosoma protežu se do periferije jezgre, pa ih je lako prebrojati. Fragmenti jezgrene ovojnice i jezgrice nestaju. Ovo dovršava profazu 1.
Metafaza I
– počinje od trenutka nestanka nuklearne membrane. Formiranje mitotskog vretena je završeno, bivalenti se nalaze u citoplazmi u ekvatorijalnoj ravnini. Centromeri kromosoma pričvršćuju se na mitotičko vreteno, ali se ne dijele.
Anafaza I
– karakteriziran potpunim raspadom odnosa između homolognih kromosoma, njihovim odbijanjem jednog od drugog i divergencijom na različite polove.
Imajte na umu da su se tijekom mitoze jednokromatidni kromosomi odvojili do polova, od kojih se svaki sastoji od dvije kromatide.
Dakle, tijekom anafaze dolazi do redukcije - očuvanja broja kromosoma.
Telofaza I
– vrlo je kratkotrajna i slabo odvojena od prethodne faze. U telofazi 1 nastaju dvije jezgre kćeri.
Interkineza
Ovo je kratko stanje mirovanja između 1 i 2 podjele. Kromosomi su slabo despiralizirani, ne dolazi do replikacije DNA, budući da se svaki kromosom već sastoji od dvije kromatide. Nakon interkineze počinje druga dioba.
Trostruka dioba događa se u obje stanice kćeri na isti način kao u mitozi.
Profaza P
U jezgri stanica jasno su vidljivi kromosomi od kojih se svaki sastoji od dvije kromatide povezane centromerom. Izgledaju kao prilično tanke niti smještene duž periferije jezgre. Na kraju profaze P, nuklearna ovojnica se fragmentira.
Metafaza P
U svakoj stanici dovršeno je formiranje diobenog vretena. Kromosomi su smješteni duž ekvatora. Vretenaste niti su pričvršćene na centromere kromosoma.
Anafaza P
Centromeri se dijele i kromatide se obično brzo pomiču na suprotne polove stanice.
Telofaza P
Sestrinski kromosomi su koncentrirani na polovima stanice i despiralizirani. Nastaju jezgra i stanična membrana. Mejoza završava stvaranjem četiri stanice s haploidnim skupom kromosoma.
Biološki značaj mejoze
Poput mitoze, mejoza osigurava preciznu distribuciju genetskog materijala u stanice kćeri. Ali, za razliku od mitoze, mejoza je sredstvo povećanja razine kombinacijske varijabilnosti, što se objašnjava dvama razlozima: 1) u stanicama se javlja slobodna, slučajna kombinacija kromosoma; 2) crossing over, što dovodi do pojave novih kombinacija gena unutar kromosoma.
U svakoj sljedećoj generaciji stanica koje se dijele, kao posljedica navedenih razloga, nastaju nove kombinacije gena u gametama, a razmnožavanjem životinja nastaju nove kombinacije gena roditelja u njihovim potomcima. Time se svaki put otvaraju nove mogućnosti za djelovanje selekcije i stvaranje genetski različitih oblika, što omogućuje postojanje skupine životinja u promjenjivim uvjetima okoline.
Stoga se mejoza ispostavlja kao sredstvo genetske prilagodbe, povećavajući pouzdanost postojanja jedinki tijekom generacija.
Vrijeme od jednog do drugog. Odvija se u dvije uzastopne faze – međufaza i sama dioba. Trajanje ovog procesa varira i ovisi o vrsti stanice.
Interfaza je razdoblje između dviju staničnih dioba, vrijeme od zadnje diobe do smrti stanice ili gubitka sposobnosti diobe.
U tom razdoblju stanica raste i udvostručuje svoju DNK, kao i mitohondrije i plastide. Drugi također prolaze kroz interfazu organski spojevi. Proces sinteze se najintenzivnije odvija u sintetskom razdoblju međufaze. U to se vrijeme nuklearne kromatide udvostručuju, akumulira se energija koja će se koristiti tijekom diobe. Povećava se i broj staničnih organela i centriola.
Interfaza zauzima gotovo 90% staničnog ciklusa. Nakon toga dolazi do mitoze, koja je glavni način diobe stanica kod eukariota (organizama čije stanice sadrže formiranu jezgru).
Tijekom mitoze kromosomi se zbijaju i formira se poseban aparat koji je odgovoran za jednolika raspodjela nasljedne informacije između stanica koje nastaju kao rezultat ovog procesa.
Odvija se u nekoliko faza. Karakterizirani su stadiji mitoze individualne karakteristike i određeno trajanje.
Faze mitoze
Tijekom mitotske stanične diobe prolaze odgovarajuće faze mitoze: profaza, zatim metafaza, anafaza i završna faza je telofaza.
Faze mitoze karakteriziraju sljedeće značajke:
Koji je biološki značaj procesa mitoze?
Faze mitoze doprinose točnom prijenosu nasljednih informacija na stanice kćeri, bez obzira na broj podjela. U ovom slučaju, svaki od njih dobiva 1 kromatidu, koja pomaže u održavanju konstantnog broja kromosoma u svim stanicama koje nastaju kao rezultat diobe. Mitoza je ta koja osigurava prijenos stabilnog skupa genetskog materijala.
1. Definirajte životni i mitotski ciklus stanice.
Životni ciklus- vremensko razdoblje od trenutka nastanka stanice kao rezultat diobe do njezine smrti ili do sljedeće diobe.
Mitotski ciklus- skup sekvencijalnih i međusobno povezani procesi tijekom pripreme stanice za diobu, kao i tijekom same mitoze.
2. Odgovorite po čemu se pojam „mitoza“ razlikuje od pojma „mitotski ciklus“.
Mitotski ciklus uključuje samu mitozu i faze pripreme stanice za diobu, dok je mitoza samo dioba stanice.
3. Nabrojite razdoblja mitotskog ciklusa.
1. razdoblje pripreme za sintezu DNA (G1)
2. Razdoblje sinteze DNA (S)
3. razdoblje pripreme za diobu stanice (G2)
4. Proširiti biološki značaj mitoze.
Tijekom mitoze stanice kćeri dobivaju diploidni skup kromosoma identičan matičnoj stanici. Konstantnost strukture i ispravno funkcioniranje organa bilo bi nemoguće bez održavanja istog skupa genetskog materijala u generacijama stanica. Mitoza osigurava embrionalni razvoj, rast, obnova tkiva nakon oštećenja, održavanje strukturne cjelovitosti tkiva uz stalni gubitak stanica u procesu njihova funkcioniranja.
5. Navedite faze mitoze i nacrtajte shematske crteže koji odražavaju događaje u stanici tijekom određene faze mitoze. Ispunite tablicu.
Naziv faze mitoze Shematski crtež 1. Profaza 2. Metafaza 3. Anafaza 4. Telofaza U biljnoj stanici
Postoje dva načina diobe: 1) najčešća, potpuna dioba je mitoza (ne izravna podjela) i 2) amitoza (izravna dioba). Tijekom mitotske diobe citoplazma se preuređuje, nuklearna membrana se uništava i kromosomi se otkrivaju. U životu stanice postoji razdoblje same mitoze i interval između dioba koji se naziva interfaza. Međutim, razdoblje interfaze (stanice koje se ne dijele) može biti različite prirode. U nekim slučajevima, tijekom interfaze stanica funkcionira i istovremeno se priprema za sljedeću diobu. U drugim slučajevima stanice ulaze u međufazu, funkcioniraju, ali više nisu spremne za diobu. Kao dio složenog višestaničnog organizma brojne su skupine stanica koje su izgubile sposobnost diobe. To uključuje, na primjer, nervne ćelije. Priprema stanice za mitozu odvija se u interfazi. Da biste zamislili glavne značajke ovog procesa, sjetite se strukture stanične jezgre.
Stanice luka u različitim fazama staničnog ciklusa
Osnovni, temeljni strukturna jedinica jezgre su kromosomi koji se sastoje od DNA i proteina. U jezgrama živih stanica koje se ne dijele, u pravilu se pojedinačni kromosomi ne razlikuju, ali najveći dio kromatina, koji se nalazi u obojenim pripravcima u obliku tankih niti ili zrnaca različite veličine, odgovara kromosomima. U nekim su stanicama pojedini kromosomi jasno vidljivi u interfaznoj jezgri, na primjer, u stanicama koje se brzo dijele u oplođenom jajašcu u razvoju i jezgri nekih protozoa. U različita razdoblja Tijekom života stanice, kromosomi prolaze kroz cikličke promjene koje se mogu pratiti od jedne diobe do druge. Kromosomi tijekom mitoze su izdužena gusta tijela, po čijoj se dužini mogu razlikovati dvije niti - kromatide koje sadrže DNA, a koje su rezultat udvostručenja kromosoma. Svaki kromosom ima primarnu konstrikciju ili centromeru. Ovaj suženi dio kromosoma može se nalaziti ili u sredini ili bliže jednom od krajeva, ali za svaki specifičan kromosom njegovo mjesto je strogo konstantno. Tijekom mitoze, kromosomi i kromatide su čvrsto smotane niti (smotano ili kondenzirano stanje). U interfaznoj jezgri kromosomi su jako izduženi, tj. despiralizirani, što ih čini teškim za razlikovanje. Posljedično, ciklus promjena kromosoma sastoji se od spiralizacije, kada se skraćuju, zadebljaju i postaju jasno razlučivi, i despiralizacije, kada se jako izdužuju, isprepliću i tada postaje nemoguće razlučiti svaki zasebno. Spiralizacija i despiralizacija povezane su s aktivnošću DNK, jer ona funkcionira samo u despiraliziranom stanju. Izdavanje informacija, stvaranje RNA na DNA u spiralnom stanju, tj. Tijekom mitoze, prestaje. O prisutnosti kromosoma u jezgri stanice koja se ne dijeli dokazuje i postojanost količine DNA, broja kromosoma i očuvanje njihove individualnosti od diobe do diobe.
Priprema stanice za mitozu. Tijekom interfaze događa se niz procesa koji omogućuju mitozu. Navedimo najvažnije od njih: 1) centrioli se udvostručuju, 2) kromosomi se udvostručuju, t.j. količina DNA i kromosomskih proteina, 3) sintetiziraju se proteini od kojih je izgrađeno akromatinsko vreteno, 4) akumulira se energija u obliku ATP-a, koji se troši tijekom diobe, 5) prestaje rast stanice. Sinteza DNA i duplikacija kromosoma od primarne su važnosti u pripremi stanice za mitozu. Duplikacija kromosoma povezana je prvenstveno sa sintezom DNA i istovremenom sintezom kromosomskih proteina. Proces dubliranja traje 6-10 sati i traje srednji dio međufaza. Dupliciranje kromosoma odvija se na takav način da svaki stari pojedinačni lanac DNK gradi drugi. Ovaj proces je strogo uređen i, počevši od nekoliko točaka, širi se duž cijelog kromosoma.
Mitoza
Mitoza je univerzalna metoda diobe stanica u biljaka i životinja, čija je glavna bit precizna raspodjela dupliciranih kromosoma između obje nastale stanice kćeri. Priprema stanice za diobu zauzima, kao što vidimo, značajan dio interfaze, a mitoza počinje tek kada je priprema u jezgri i citoplazmi potpuno završena. Cijeli proces je podijeljen u četiri faze. Tijekom prve od njih - profaze - centrioli se dijele i počinju se razilaziti u suprotnim smjerovima. Oko njih se iz citoplazme stvaraju akromatski filamenti koji zajedno sa centriolima tvore akromatsko vreteno. Kada divergencija centriola završi, cijela stanica postaje polarna, oba centriola nalaze se na suprotnim polovima, a srednja ravnina se može nazvati ekvatorom. Filamenti akromatinskog vretena konvergiraju u centriolima i široko su smješteni na ekvatoru, a oblikom podsjećaju na vreteno. Istodobno sa stvaranjem vretena u citoplazmi, jezgra počinje bubriti, au njoj se jasno vidi klupko zadebljalih niti - kromosoma. Tijekom profaze kromosomi se spiraliziraju, skraćuju i zadebljaju. Profaza završava otapanjem jezgrene membrane, a kromosomi leže u citoplazmi. U ovom trenutku jasno je da su svi kromosomi već dvostruki. Zatim dolazi druga faza – metafaza. Kromosomi, u početku nasumično raspoređeni, počinju se kretati prema ekvatoru. Svi se obično nalaze u istoj ravnini na jednakoj udaljenosti od centriola. U to je vrijeme dio niti vretena pričvršćen za kromosome, dok se drugi dio i dalje kontinuirano proteže od jedne centriole do druge - to su potporne niti. Vučne, ili kromosomske, niti su pričvršćene na centromere (primarna suženja kromosoma), ali treba imati na umu da su i kromosomi i centromeri već dvostruki. Povlačne niti s polova pričvršćene su na one kromosome koji su im bliže. Nastaje kratka stanka. Ovaj središnji dio mitoza, nakon čega počinje treća faza – anafaza. Tijekom anafaze, vlakna vretena počinju se kontrahirati, povlačeći kromosome na različite polove. U ovom slučaju kromosomi se ponašaju pasivno, oni se, savijajući se poput ukosnice, pomiču naprijed s centromerama, za koje ih povlači vretenasta nit. Na početku anafaze smanjuje se viskoznost citoplazme, što pridonosi brzom kretanju kromosoma. Posljedično, niti vretena osiguravaju preciznu divergenciju kromosoma (udvostručenih u interfazi) na različite polove stanice. Mitoza završava posljednja faza- telofaza. Kromosomi, približavajući se polovima, blisko su isprepleteni jedni s drugima. Istodobno počinje njihovo izduživanje (despiralizacija) i postaje nemoguće razlikovati pojedine kromosome. Postupno se iz citoplazme formira nuklearna membrana, jezgra bubri, pojavljuje se nukleolus i obnavlja se prethodna struktura interfazne stanice
