A mitotikus sejtosztódás sztereotípiaként történik. növényi sejt mitózis

mitotikus sejtosztódás

A kölyökkutya a szomatikus sejtek osztódása, ún mitózis. A mitózis nem közvetlen felosztás szomatikus sejt amikor összetett változások sejtmagjában és citoplazmájában. A petesejt spermium általi megtermékenyülése (ovogámia) után (az ivarsejtek fúziója vagy kopulációja) zigóta(oociszta) - egy új szervezet, amely csak egy sejtből áll. Egy új szervezet növekedési és fejlődési folyamata ennek a sejtnek (anya) első mitotikus osztódásának pillanatától kezdődik, amikor is két, hozzá teljesen hasonló leánysejt (pontosabban testvér) keletkezik belőle, és a halálig tart. .

1. ábra Sejtszerkezet

A mitózis során a következők fordulnak elő:

1- a kromoszómák anyagának megkettőződése;

2- változás fizikai állapotés a kromoszómák kémiai szerveződése;

3- a testvérkromoszómák eltérése a sejt pólusaihoz;

4- a citoplazma későbbi osztódása és teljes felépülés két mag az új sejtekben.

mitózisban életciklus nukleáris gének: megkettőződés, eloszlás és működés. A sejtosztódások közötti időszakot ún interfázis, melynek során aktív életfolyamatok és a következő osztódásra való felkészülés zajlanak benne. A sejtben végbemenő változások teljes ciklusa

egyik osztályból a másikba nevezik mitotikus ciklus. Ez utóbbi két fő periódusból áll - az interfázisból és magából a mitózisból.

A mitózis eredményeként egy sejtből két azonos kromoszómájú sejt képződik. Így a mitózis biztosítja a kromoszómák számának és halmazának folytonosságát és állandóságát, vagyis a kromoszómák minőségi specifitását az osztódó sejtek egymást követő generációiban (lásd 2. ábra).

Az interfázisban a két egymást követő sejtosztódás közötti időszak, a DNS replikációja (autoduplikációja vagy önmegkettőződése) a sejtmagban történik, és ezáltal a sejtben lévő kromoszómák száma (a centroméra által összetartott testvérkromatidok kialakulása, azaz , a kromoszóma mechanikai központjának funkcióját ellátó test), valamint az utóbbi despiralizációja.

A metafázisban vagy a magosztódás központi fázisában egy két kromatidából álló kromoszóma két leánykromoszómává alakul.

Rizs. 2. Mitózis

1 - három pár kromoszóma; 2 - a kromoszómák replikációja a centromer régiójában kapcsolódó testvérkromatidok képződésével; 3 - a nukleáris membrán pólusain centroszómák láthatók, amelyek asztériás sugarak a kromatidák centromer régiójába mennek, az egyenlítő mentén sorakozva, hogy elválasszák a testvérkromatidák centromereit és elválasztsák azokat különböző pólusokhoz; 4 - a kromoszómák despiralizációja, a nukleáris membrán helyreállítása és a sejtszeptum kialakulása két, az anyával azonos leánysejt képződésével, pontosan ugyanannyi kromoszómával, mint benne

Az anafázisban megtörténik a leánykromoszómák osztódása és divergenciája a sejt pólusaihoz, vagyis a megfelelő számuk helyreállása. A telofázisban, a sejtosztódás utolsó szakaszában a kromoszómák ugyanazt a formát öltik fel, mint az osztódás megkezdése előtt, és az egyes leánymagokban a DNS mennyisége felére csökken az előző szakaszokhoz képest. Így mindkét leánysejt tartalmaz egyenlő mennyiségben citoplazmával és azonos kromoszómakészletekkel, és készen állnak a mitózisra.

A test nem minden szomatikus sejtje osztódik folyamatosan. A folyamat embrionális fejlődés sajátos, genetikailag beépült útjuk mentén fejlődő szervek és szövetek differenciálódása történik. Emiatt egyes sejtek agysejtekké, mások vérsejtekké stb. alakulnak át. Sőt, egy részük folyamatosan osztódik, míg mások csak a fejlődés egy bizonyos szakaszában, vagy ha szükséges, felelősek például a regenerációért.

(helyreállító) folyamatok.

A sejtosztódás a szaporodás központi mozzanata.

Az osztódás folyamatában egy sejtből két sejt keletkezik. A szerves és szervetlen anyagok asszimilációján alapuló sejt saját fajtát hoz létre, jellegzetes szerkezettel és funkcióval.

A sejtosztódásban két fő pont figyelhető meg: a sejtmag osztódása - mitózis és a citoplazma osztódása - citokinézis vagy citotómia. A genetikusok fő figyelme továbbra is a mitózisra kötődik, mivel a kromoszómaelmélet szempontjából a sejtmagot tekintik az öröklődés "szervének".

A mitózis során a következők fordulnak elő:

1. a kromoszómák anyagának megkettőződése;
2. a kromoszómák fizikai állapotának és kémiai szerveződésének változásai;
3. a leány- vagy inkább testvérkromoszómák eltérése a sejt pólusaitól;
4. a citoplazma ezt követő osztódása és két új sejtmag teljes helyreállítása a testvérsejtekben.

Így a nukleáris gének teljes életciklusa a mitózisban dől el: a duplikáció, az eloszlás és a működés; a mitotikus ciklus lezajlása következtében a testvérsejtek azonos „örökséggel” jutnak el.

Osztódáskor a sejtmag öt egymást követő szakaszon megy keresztül: interfázis, profázis, metafázis, anafázis és telofázis; egyes citológusok megkülönböztetnek egy másik hatodik szakaszt - a prometafázist.

Két egymást követő sejtosztódás között a sejtmag az interfázis stádiumában van. Ebben az időszakban a mag a rögzítés és színezés során vékony fonalak festésével kialakuló hálószerkezettel rendelkezik, amelyek a következő fázisban kromoszómákká alakulnak. Bár az interfázist másképp hívják nyugvó magfázis, magán a testen az anyagcsere folyamatok a sejtmagban ebben az időszakban zajlanak a legnagyobb aktivitással.

A Prophase az első szakasz az atommag osztódásra való felkészítésében. profázisban hálós szerkezet a mag fokozatosan kromoszómaszálakká alakul. A legkorábbi prófázistól kezdve, még benn fénymikroszkóp a kromoszómák kettős természete figyelhető meg. Ez arra utal, hogy a sejtmagban a korai vagy késői interfázisban megy végbe a mitózis legfontosabb folyamata - a kromoszómák megkettőződése vagy reduplikációja, amelyben az anyai kromoszómák mindegyike egy hasonlót - egy leánykromoszómát - épít fel. Ennek eredményeként minden kromoszóma hosszirányban megduplázódott. Azonban ezek a kromoszómák felei, amelyeket ún testvérkromatidák, ne térjenek el a profázisban, mivel egy közös terület tartja össze őket - a centromer; a centromer régiót később osztják fel. A profázis során a kromoszómák tengelyük mentén csavarodnak, ami rövidüléséhez és megvastagodásához vezet. Hangsúlyozni kell, hogy a profázisban a kariolimfában minden kromoszóma véletlenszerűen helyezkedik el.

Az állati sejtekben még a késői telofázisban vagy nagyon korai interfázisban is megkettőződik a centriol, ami után a profázisban a leánycentriolok elkezdenek konvergálni a pólusokhoz, és kialakul az asztroszféra és az orsó, amit új apparátusnak neveznek. Ugyanakkor a magvak feloldódnak. A profázis végének lényeges jele a magmembrán feloldódása, aminek következtében a kromoszómák a citoplazma és a karioplazma össztömegében vannak, amelyek immár a myxoplazmát alkotják. Ezzel véget ér a prófázis; a sejt metafázisba lép.

NÁL NÉL mostanában a profázis és a metafázis között a kutatók elkezdtek megkülönböztetni egy köztes szakaszt, az úgynevezett prometafázis. A prometafázisra a magmembrán feloldódása és eltűnése, valamint a kromoszómák a sejt egyenlítői síkja felé történő elmozdulása jellemző. De ekkorra az akromatin orsó kialakulása még nem fejeződött be.

Metafázis az orsó egyenlítőjénél a kromoszómák elrendeződésének végszakaszának nevezzük. A kromoszómák jellegzetes elrendezését az egyenlítői síkban ekvatoriális vagy metafázis lemeznek nevezzük. A kromoszómák egymáshoz viszonyított elrendezése véletlenszerű. A metafázisban a kromoszómák száma és alakja jól látható, különösen, ha figyelembe vesszük az egyenlítői lemezt a sejtosztódás pólusaitól. Az akromatin orsó teljesen kialakult: az orsószálak sűrűbb konzisztenciát kapnak, mint a citoplazma többi része, és a kromoszóma centromer régiójához kapcsolódnak. A sejt citoplazmája ebben az időszakban a legalacsonyabb viszkozitású.

Anafázis a mitózis következő fázisának nevezik, amelyben a kromatidák osztódnak, amelyeket ma már testvér- vagy leánykromoszómáknak nevezhetünk, és a pólusok felé eltérnek. Ebben az esetben először a centromer régiók taszítják egymást, majd maguk a kromoszómák is eltérnek a pólusok felé. Meg kell mondani, hogy az anafázisban lévő kromoszómák divergenciája egyszerre kezdődik - "mintha parancsra" - és nagyon gyorsan véget ér.

A telofázisban a leánykromoszómák despiralizálódnak és elveszítik látható egyéniségüket. Kialakul a mag héja és maga a mag. A mag rekonstruálódik fordított sorrendben a prófázisban átesett változásokhoz képest. Végül a nukleolusok (vagy nucleolusok) is helyreállnak, mégpedig olyan mennyiségben, ahogyan az anyamagokban jelen voltak. A sejtmagvak száma minden sejttípusra jellemző.

Ezzel egy időben megindul a sejttest szimmetrikus osztódása. A leánysejtek magjai interfázis állapotba kerülnek.

A fenti ábra állati és növényi sejtek citokinézisének diagramját mutatja. NÁL NÉL állatketrec osztódás az anyasejt citoplazmájának lekötésével történik. Egy növényi sejtben a sejtszövény kialakulása az egyenlítő síkjában septumot képező orsó plakkok területeivel történik, amelyeket phragmoplasztnak neveznek. Ezzel véget ér a mitotikus ciklus. Úgy tűnik, hogy időtartama a szövet típusától függ, fiziológiás állapot test, külső tényezők (hőmérséklet, fényviszonyok) és 30 perctől 3 óráig tart.A különböző szerzők szerint az egyes fázisok áthaladásának sebessége változó.

Mind a belső, mind a külső tényezők a szervezet növekedését és funkcionális állapotát befolyásoló környezetek befolyásolják a sejtosztódás időtartamát és annak egyes fázisait. Mivel a sejtmag nagy szerepet játszik a sejt anyagcsere-folyamataiban, természetes, hogy a mitózis fázisainak időtartama a szervszövet funkcionális állapotának megfelelően változhat. Például megállapították, hogy a különböző szövetek mitotikus aktivitása pihenés és alvás közben állatoknál lényegesen magasabb, mint ébrenlét alatt. Számos állatnál a sejtosztódások gyakorisága fényben csökken, sötétben pedig növekszik. Azt is feltételezik, hogy a hormonok befolyásolják a sejt mitotikus aktivitását.

A sejt osztódási készségét meghatározó okok máig tisztázatlanok. Számos ilyen ok feltételezhető:

1. a sejtprotoplazma, a kromoszómák és más organellumok tömegének megduplázódása, ami miatt a mag-plazma kapcsolatok megsérülnek; az osztódáshoz egy sejtnek el kell érnie egy bizonyos tömeget és térfogatot, amely az adott szövet sejtjeire jellemző;
2. a kromoszómák megkettőződése;
3. a kromoszómák és más sejtszervecskék által a sejtosztódást serkentő speciális anyagok kiválasztása.

A mitózis anafázisában a kromoszómák pólusokhoz való eltérésének mechanizmusa szintén tisztázatlan. Ebben a folyamatban láthatóan aktív szerepet játszanak az orsószálak, amelyek centriolok és centromerek által szervezett és orientált fehérjefilamentumok.

A mitózis jellege, mint már említettük, típusától és típusától függően változik funkcionális állapot szövetek. Különböző szövetek sejtjeit jellemzik különböző típusok Mitózis: A leírt mitózistípusban a sejtosztódás egyenlő és szimmetrikus módon megy végbe. A szimmetrikus mitózis eredményeként a testvérsejtek örökletesen egyenértékűek mind a nukleáris gének, mind a citoplazma tekintetében. A szimmetrikuson kívül azonban léteznek más típusú mitózisok is, nevezetesen: aszimmetrikus mitózis, késleltetett citokinézissel járó mitózis, többmagvú sejtek osztódása (syncytia osztódás), amitózis, endomitózis, endoreprodukció és polythenia.

Aszimmetrikus mitózis esetén a testvérsejtek nem egyenlőek méretükben, citoplazmamennyiségükben és jövőbeli sorsuk szempontjából is. Példa erre a szöcske neuroblaszt egyenlőtlen méretű testvérsejtjei, állati petéi az érés során és a spirális fragmentáció során; pollenszemekben a magok osztódása során az egyik leánysejt tovább osztódhat, a másik nem stb.

A citokinézis késleltetésével járó mitózisra jellemző, hogy a sejtmag sokszor osztódik, és csak ezután következik be a sejttest osztódása. Ennek az osztódásnak az eredményeként többmagvú sejtek, például syncytium képződnek. Példa erre az endospermium sejtek képződése és a spórák képződése.

Amitózis az atommag közvetlen hasadásának nevezik, hasadási alakok kialakulása nélkül. Ebben az esetben a mag felosztása két részre "fűzésével" történik; néha egy magból egyszerre több mag is keletkezik (fragmentáció). Az amitózis folyamatosan megtalálható számos speciális és patológiás szövet sejtjeiben, például a rákos daganatok. Különféle károsító szerek (ionizáló sugárzás és magas hőmérséklet) hatására figyelhető meg.

Endomitózis ilyen folyamatnak nevezik, amikor a maghasadás megkétszereződik. Ebben az esetben a kromoszómák, mint általában, az interfázisban reprodukálódnak, de későbbi eltérésük a mag belsejében történik a magburok megőrzésével és akromatin-orsó kialakulása nélkül. Egyes esetekben, bár a sejtmag héja feloldódik, a kromoszómák pólusokhoz való eltérése azonban nem következik be, aminek következtében a sejtben lévő kromoszómák száma akár több tízszeresére is megsokszorozódik. Az endomitózis a növények és állatok különböző szöveteinek sejtjeiben fordul elő. Így például A. A. Prokofjeva-Belgovskaya kimutatta, hogy endomitózissal a speciális szövetek sejtjeiben: a hypodermisben, a zsírtestben, a peritoneális hámban és a csikó (Stenobothrus) más szöveteiben - a kromoszómák száma 10-szeresére nőhet. Ez a kromoszómák számának növekedése összefügg funkcionális jellemzői differenciált szövet.

A polytheniával a kromoszómaszálak száma megsokszorozódik: a teljes hosszon történő újraduplikáció után nem térnek el egymástól, és egymás mellett maradnak. Ebben az esetben az egy kromoszómán belüli kromoszómaszálak száma megsokszorozódik, ennek eredményeként a kromoszómák átmérője jelentősen megnő. Az ilyen vékony szálak száma egy politén kromoszómában elérheti az 1000-2000-et. Ebben az esetben az úgynevezett óriáskromoszómák képződnek. Polithenia esetén a mitotikus ciklus minden fázisa kiesik, kivéve a főt - a kromoszóma elsődleges szálainak reprodukcióját. A polythenia jelensége számos differenciált szövet sejtjeiben figyelhető meg, például a szövetekben nyálmirigyek Kétszárnyúak, egyes növények és protozoonok sejtjeiben.

Néha előfordul egy vagy több kromoszóma megkettőződése a mag átalakulása nélkül – ezt a jelenséget ún. endoreprodukció.

Tehát a sejtmitózis összes fázisa, amely ezt alkotja, csak egy tipikus folyamathoz kötelező.

egyes esetekben, különösen azokban differenciált szövetek, a mitotikus ciklus megváltozik. Az ilyen szövetek sejtjei elvesztették a teljes szervezet reprodukálására való képességüket, és sejtmagjuk metabolikus aktivitása a szocializált szövet működéséhez igazodik.

Az embrionális és merisztémás sejtek, amelyek nem veszítették el a teljes szervezet szaporodásának funkcióját, és a differenciálatlan szövetekhez kapcsolódnak teljes ciklus mitózis, amelyen az ivartalan és vegetatív szaporodás alapszik.

A többsejtű szervezet sejtjei funkciójukban rendkívül változatosak. Szakterületük szerint a sejteknek van eltérő időtartamúélet. Például ideges és izomsejtek befejezés után embrionális időszak a fejlődés megszűnik osztódni és működni a szervezet egész életében. Más szövetek sejtjei csontvelő, epidermisz, hám vékonybél- funkciójuk ellátása során gyorsan elpusztulnak, és a folyamatos sejtszaporodás következtében újak lépnek fel helyükre.

Így a sejtek életciklusa a megújuló szövetekben funkcionálisan is magában foglalja erőteljes tevékenységés felosztási időszak. A sejtosztódás az élőlények fejlődésének, növekedésének, szaporodásának hátterében áll, valamint biztosítja a szövetek önmegújulását a szervezet egész élete során, valamint épségük károsodás utáni helyreállítását.

Az élő szervezetekben a sejtszaporodás legelterjedtebb formája az közvetett felosztás, vagy mitózis. A mitózist a sejtmag komplex átalakulása jellemzi, amelyet specifikus struktúrák-kromoszómák képződése kísér. A kromoszómák folyamatosan jelen vannak a sejtben, de a két osztódás közötti időszakban - interfázisban - despiralizált állapotban vannak, ezért fénymikroszkóppal nem láthatók. Az interfázisban a mitózis előkészítése történik, amely főként a DNS megkettőződéséből (reduplikációjából) áll. A sejt osztódásra való felkészítése során, valamint maga a mitózis során fellépő folyamatok összességét nevezzük mitotikus ciklus. Az ábrán látható, hogy az osztódás befejezése után a sejt beléphet a DNS-szintézis előkészítésének időszakába, amelyet a G1 szimbólum jelöl. . Ekkor a sejtben intenzíven szintetizálódik az RNS és a fehérjék, és megnő a DNS-szintézisben részt vevő enzimek aktivitása. A sejt ezután megkezdi a DNS szintetizálását. A régi DNS-molekula két hélixe elválik, és mindegyik az új DNS-szálak szintézisének sablonjává válik. Ennek eredményeként a két leánymolekula mindegyike szükségszerűen tartalmaz egy régi és egy új hélixet. Az új molekula teljesen azonos a régivel. Ez egy mély biológiai jelentés: így számtalan sejtgenerációban megőrződik a genetikai információ folytonossága.

A DNS-szintézis időtartama a különböző sejtekben nem azonos, és baktériumokban néhány perctől emlőssejtekben 6-12 óráig terjed. A DNS-szintézis befejezése után - fázis S mitotikus ciklus - a sejt nem kezd el azonnal osztódni. A DNS-szintézis végétől a mitózis kezdetéig tartó időszakot fázisnak nevezzük G2. Ebben az időszakban a sejt befejezi a mitózisra való felkészülését: az ATP felhalmozódik, az akromatin orsófehérjék szintetizálódnak, a centriolok megduplázódnak.

A megfelelő mitotikus sejtosztódás folyamata négy fázisból áll: profázisból, metafázisból, anafázisból és telofázisból.

NÁL NÉL próféta a sejtmag és a sejt egészének térfogata növekszik, a sejt kerekedik, csökkenti vagy leállítja funkcionális tevékenység(például amőboid mozgás protozoákban és magasabb rendű állatok leukocitáiban). A specifikus sejtstruktúrák (csillók stb.) gyakran eltűnnek. A centriolák páronként szétváltak a pólusok felé, a kromoszómák spiralizálódnak, ennek következtében megvastagodnak és láthatóvá válnak. A genetikai információ leolvasása a DNS-molekulákból lehetetlenné válik: az RNS-szintézis leáll, a sejtmag eltűnik. A sejt pólusai között az osztódási orsó szálai megfeszülnek - egy olyan berendezés jön létre, amely biztosítja a kromoszómák eltérését a sejt pólusaihoz. A profázis során a kromoszómák spiralizációja folytatódik, amelyek vastagok és rövidek lesznek. A profázis végén a magmembrán felbomlik, és a kromoszómák véletlenszerűen szétszóródnak a citoplazmában.

NÁL NÉL metafázis A kromoszómák spiralizációja eléri a maximumot, és a lerövidült kromoszómák a sejt egyenlítőjéhez rohannak, amely egyenlő távolságra van a pólusoktól. Egyenlítői vagy metafázisú lemez keletkezik. A mitózis ezen szakaszában jól látható a kromoszómák szerkezete, könnyű megszámolni őket és tanulmányozni egyéni jellemzőit.

Minden kromoszómának van egy elsődleges szűkületi régiója - a centromer, amelyhez az orsó menete és a karok kapcsolódnak a mitózis során. A metafázis stádiumában a kromoszóma két kromatidából áll, amelyek csak a centromer régióban kapcsolódnak egymáshoz.

Bármely szervezet minden szomatikus sejtje szigorúan meghatározott számú kromoszómát tartalmaz. Az azonos fajhoz tartozó összes szervezetben a kromoszómák száma a sejtekben azonos: házi legyekben - 12, Drosophilában - 8, kukoricában - 20, kerti eperben - 56, folyórákban - 116, emberben - 46, csimpánzban, csótányban és borsban - 48. Mint látható, a kromoszómák száma nem függ a szervezet magasságától, és nem mindig utal filogenetikai rokonságra. A kromoszómák száma tehát nem fajspecifikus jellemzőként szolgál, a kromoszómakészlet (kariotípus) sajátosságainak összessége - a kromoszómák alakja, mérete és száma - csak egyféle növényre vagy állatra jellemző.

A szomatikus sejtekben a kromoszómák száma mindig páros. Ez annak köszönhető, hogy ezekben a sejtekben két azonos alakú és méretű kromoszóma található: az egyik az apai, a másik az anyai szervezetből származik. Az azonos alakú és méretű, és ugyanazokat a géneket hordozó kromoszómákat homológnak nevezzük. A szomatikus sejt kromoszómakészletét, amelyben minden kromoszómának van egy párja, ún kettős, vagy diploid készlet,és 2n jelöli. A diploid kromoszómakészletnek megfelelő DNS mennyiségét 2c-vel jelöljük. Minden homológ kromoszómapárból csak egy jut be a csírasejtekbe, ezért az ivarsejtek kromoszómakészletét ún. egyetlen vagy haploid.

A metafázis lemez kromoszómáinak szerkezetének részleteinek tanulmányozása nagyon nagyon fontos a kromoszómák szerkezetének megsértése által okozott emberi betegségek diagnosztizálására.

NÁL NÉL anafázis a citoplazma viszkozitása csökken, a centromerek szétválnak, és ettől a pillanattól kezdve a kromatidák független kromoszómákká válnak. A centromerekhez kapcsolódó orsórostok a kromoszómákat a sejt pólusaihoz húzzák, míg a kromoszómák karjai passzívan követik a centromert. Így az anafázisban a még interfázisban lévő megkettőződött kromoszómák kromatidjai pontosan eltérnek a sejt pólusai felé. Ebben a pillanatban két diploid kromoszómakészlet (4n4c) található a sejtben.

Az utolsó szakaszban - telofázis - a kromoszómák feloldódnak, despiralizálódnak. A magburok a citoplazma membránszerkezeteiből jön létre. Az állatokban a sejt két kisebbre osztódik szűkület kialakításával. A növényekben a citoplazmatikus membrán a sejt közepén keletkezik, és a perifériára nyúlik, és a sejtet felére osztja. A keresztirányú kialakulása után citoplazmatikus membrán a növényi sejteknek cellulózfaluk van. Így egy sejtből két leánysejt képződik, amelyekben az örökletes információ pontosan lemásolja az anyasejtben lévő információt. A megtermékenyített petesejt (zigóta) első mitotikus osztódásától kezdve a mitózis eredményeként létrejövő összes leánysejt ugyanazt a kromoszómakészletet és ugyanazokat a géneket tartalmazza. Ezért a mitózis egy sejtosztódási módszer, amely a genetikai anyag pontos eloszlását jelenti a leánysejtek között.

A mitózis eredményeként mindkét leánysejt diploid kromoszómakészletet kap.

A mitózist a magas hőmérséklet gátolja, nagy dózisok ionizáló sugárzás, növényi mérgek hatása. Ezen mérgek egyikét, a kolchicint a citogenetikában használják: a metafázis lemez stádiumában a mitózis megállítására használható, ami lehetővé teszi a kromoszómák számának megszámlálását és mindegyikük egyedi jellemzőjének megadását, azaz hordozhatóságát. ki a kariotipizálást.

asztal Mitotikus ciklus és mitózis T.L. Bogdanov. Biológia. Feladatok és gyakorlatok. Egyetemre való bejutás után járó juttatás. M., 1991 )

		A sejtben végbemenő folyamat
Interfázis (a sejtosztódások közötti fázis)	Preszintetikus időszak	Protein szintézis. Az RNS-t felcsavarodott DNS-molekulákon szintetizálják
	Szintetikus időszak	A DNS-szintézis a DNS-molekula önmegkettőződése. A második kromatid felépítése, amelybe az újonnan képződött DNS-molekula átjut: kétkromatid kromoszómákat kapunk
	Posztszintetikus időszak	Fehérjeszintézis, energiatárolás, osztódás előkészítése
	Profázis (a felosztás első fázisa)	A kétkromatid kromoszómák spiralizálódnak, a nukleolusok feloldódnak, a centriolák szétválnak, a magmembrán feloldódik, orsószálak képződnek
A mitózis fázisai	Metafázis (a kromoszómák felhalmozódásának fázisa)	Az orsószálak a kromoszómák centromereihez kapcsolódnak, a kétkromatid kromoszómák a sejt egyenlítőjénél koncentrálódnak
	Anafázis (a kromoszómák divergenciájának fázisa)	Centromerek osztódnak, az egykromatid kromoszómákat orsószálak feszítik a sejt pólusaihoz
	Telofázis (az osztódás végső fázisa)	Az egykromatid kromoszómák despiralizálódnak, kialakul a sejtmag, helyreáll a magburok, az egyenlítőn elkezd kialakulni a sejtek közötti válaszfal, a hasadási orsószálak feloldódnak

A mitózis jellemzői növényekben és állatokban

Idő egyikről a másikra. Ez két egymást követő szakaszban zajlik - interfázisban és magában a felosztásban. Ennek a folyamatnak az időtartama eltérő, és a sejtek típusától függ.

Az interfázis két sejtosztódás közötti időszak, az utolsó osztódástól a sejtpusztulásig vagy az osztódási képesség elvesztéséig tartó idő.

Ebben az időszakban a sejt növekszik és megkétszerezi DNS-ét, valamint a mitokondriumokat és a plasztidokat. Az interfázisban egyéb szerves vegyületek. A szintézis folyamata a legintenzívebb az interfázis szintetikus periódusában. Ekkor a nukleáris kromatidák megduplázódnak, energia halmozódik fel, amelyet az osztódás során használnak fel. Növekszik a sejtszervecskék és centriolák száma is.

Az interfázis csaknem 90%-át foglalja el sejtciklus. Ezt követően mitózis megy végbe, amely az eukarióták (olyan szervezetek, amelyek sejtjei kialakult sejtmagot tartalmaznak) sejtosztódásának fő módszere.

A mitózis során a kromoszómák tömörülnek, és egy speciális apparátus is kialakul, amely a egyenletes eloszlásörökletes információ a sejtek között, amelyek e folyamat eredményeként képződnek.

Több szakaszon megy keresztül. A mitózis szakaszait jellemzik egyéni jellemzőkés egy bizonyos időtartam.

A mitózis fázisai

A mitotikus sejtosztódás során a mitózis megfelelő fázisai haladnak át: profázis, utána metafázis, anafázis következik, a végső a telofázis.

A mitózis fázisait a következő jellemzők jellemzik:

Melyik biológiai jelentősége mitózis folyamat?

A mitózis fázisai hozzájárulnak az örökletes információk pontos átviteléhez a leánysejtekhez, függetlenül az osztódások számától. Ugyanakkor mindegyikük 1 kromatidot kap, ami segít fenntartani a kromoszómák számának állandóságát az osztódás eredményeként képződő összes sejtben. A mitózis biztosítja a genetikai anyag stabil halmazának átvitelét.

Emlékezik!

Aszerint hogyan sejtelmélet, növekszik a sejtszám?

Ön szerint egy többsejtű szervezetben a különböző típusú sejtek élettartama azonos? Indokolja meg véleményét.

Születéskor egy csecsemő átlagosan 3-3,5 kg-os és körülbelül 50 cm magas, egy barnamedve kölyök, akinek a szülei elérik a 200 kg-ot vagy annál nagyobb súlyt, nem haladja meg az 500 g-ot, egy apró kenguru pedig kevesebbet nyom. mint 1 gramm. Egy szürke, semmitmondó fiókából gyönyörű hattyú nő, egy fürge ebihal nyugodt varangyba, a házhoz közel ültetett makkból pedig hatalmas tölgyfa nő, amely száz évvel később az emberek új generációit örvendezteti meg szépségével. Mindezek a változások az élőlények növekedési és fejlődési képességének köszönhetően lehetségesek. A fa nem lesz magva, a halak nem térnek vissza az ikrákba - a növekedési és fejlődési folyamatok visszafordíthatatlanok. Az élő anyag e két tulajdonsága elválaszthatatlanul összefügg egymással, és a sejt osztódási és specializálódási képességén alapulnak.

A csillók vagy amőbák növekedése a bioszintézis folyamatok következtében az egyes sejt méretének növekedése és szerkezetének komplikációja. De egy többsejtű szervezet növekedése nemcsak a sejtek méretének növekedését jelenti, hanem aktív osztódásukat is - számának növekedését. A növekedési ütem, a fejlődési jellemzők, a méret, amelyre egy adott egyed felnőhet - mindez sok tényezőtől függ, beleértve a környezet hatását is. De mindezen folyamatok fő, meghatározó tényezője az örökletes információ, amely kromoszómák formájában tárolódik az egyes sejtmagokban. A többsejtű szervezet minden sejtje egyetlen megtermékenyített petesejtből származik. A növekedés folyamatában minden újonnan képződött sejtnek meg kell kapnia pontos másolat genetikai anyag, hogy a szervezet közös öröklődő programjával specializálódjon, és sajátos funkcióját ellátva szerves része legyen az egésznek.

A differenciálással, azaz a felosztással kapcsolatban különböző típusok, egy többsejtű szervezet sejtjeinek élettartama egyenlőtlen. Például, idegsejtek ugyanakkor hagyja abba az osztást prenatális fejlődés, és a szervezet élete során számuk csak csökkenhet. Miután felbukkantak, már nem osztódnak, és addig élnek, amíg a szövet vagy szerv, amelynek részét képezik, csíkos sejteket alkotnak. izomszövetekállatokban és a növények raktárszöveteiben. A vörös csontvelősejtek folyamatosan osztódnak vérsejtekké, amelyek élettartama korlátozott. Funkcióik ellátása során a bőr hám sejtjei gyorsan elpusztulnak, ezért csírazóna az epidermális sejtek nagyon intenzíven osztódnak. A növényekben a kambiális sejtek és a növekedési kúpsejtek aktívan osztódnak. Minél magasabb a sejtek specializációja, annál gyengébb a szaporodási képességük.

Az emberi testben körülbelül 10 14 sejt található. A bélhámból körülbelül 70 milliárd sejt és 2 milliárd eritrocita pusztul el naponta. A legrövidebb életű sejtek a bélhám, amelynek élettartama mindössze 1-2 nap.

Egy sejt életciklusa. A sejt életének időszaka az osztódási folyamatban való megjelenés pillanatától a halálig vagy az azt követő osztódás végéig hívott életciklus. A sejt az anyasejt osztódása során keletkezik, és saját osztódása vagy halála során eltűnik. Az életciklus hossza különböző sejtek nagyon változó, és függ a sejt típusától és állapotától külső környezet(hőmérséklet, oxigén jelenléte és tápanyagok). Például egy amőba életciklusa 36 óra, és a baktériumok 20 percenként osztódhatnak.

Bármely sejt életciklusa a sejtben végbemenő események összessége attól a pillanattól kezdve, hogy az osztódás következtében felbukkan, és a halálig vagy az azt követő mitózisig. Az életciklus tartalmazhat egy mitózisos ciklust, amely a mitózisra való felkészülésből áll interfázisés maga az osztódás, valamint a specializáció - differenciálódás szakasza, amely során a sejt sajátos funkcióit látja el. Az interfázis időtartama mindig hosszabb, mint maga az osztás. A rágcsálók bélhám sejtjeiben az interfázis átlagosan 15 óráig tart, az osztódás 0,5-1 óra alatt megy végbe. Az interfázis során a sejtben aktívan zajlanak a bioszintézis folyamatok, a sejt növekszik, organellumokat képez és felkészül a következő osztódásra. De minden bizonnyal a legtöbbet fontos folyamat ami az osztódásra készülő interfázis során következik be, az a DNS-duplikáció (§).

Sejtosztódás. Mitosis" class="img-responsive img-thumbnail">

Rizs. 52. A mitózis fázisai

A DNS-molekula két hélixe szétválik, és mindegyiken új polinukleotid lánc szintetizálódik. DNS-replikáció történik legnagyobb pontosság, amelyet a komplementaritás elve biztosít. Az új DNS-molekulák teljesen azonos másolatai az eredetinek, és a megkettőzési folyamat befejeződése után a centromer régióban kapcsolatban maradnak. A reduplikáció után kromoszómát alkotó DNS-molekulákat ún kromatidák.

A reduplikációs folyamat pontosságában mély biológiai értelem rejlik: a másolás megsértése az öröklődő információk torzulásához, ennek következtében a leánysejtek és az egész szervezet működésének megzavarásához vezetne.

Ha nem történik DNS-duplikáció, akkor minden sejtosztódással a kromoszómák száma felére csökkenne, és hamarosan egyáltalán nem maradna kromoszóma az egyes sejtekben. Tudjuk azonban, hogy egy többsejtű szervezet testének minden sejtjében a kromoszómák száma azonos, és nem változik generációról generációra. Ez az állandóság mitotikus sejtosztódással érhető el.

Mitózis. Mitózis- ez egy osztódás, melynek során a pontosan lemásolt kromoszómák szigorúan azonos eloszlása ​​megy végbe a leánysejtek között, ami biztosítja a genetikailag azonos - azonos - sejtek kialakulását.

A mitotikus osztódás teljes folyamata feltételesen négy fázisra oszlik: profázisra, metafázisra, anafázisra és telofázisra (52. ábra).

NÁL NÉL próféta a kromoszómák aktívan spiralizálódnak - csavarodnak és kompakt formát szereznek. Az ilyen csomagolás eredményeként lehetetlenné válik az információ leolvasása a DNS-ből, és az RNS szintézis leáll. A kromoszóma spiralizációja az előfeltétel a genetikai anyag sikeres szétválasztása a leánysejtek között. Képzelj el egy kis szobát, amelynek teljes térfogata 46 szállal van tele, teljes hossz amelyek több százezerszer nagyobbak ennek a helyiségnek a méreténél. Ez az emberi sejt magja. A reduplikáció során minden kromoszóma megduplázódik, és máris 92 összegabalyodott szálunk van ugyanabban a térfogatban. Szinte lehetetlen egyenlően elosztani őket anélkül, hogy összezavarodnának és szakadás nélkül. De tekerje fel ezeket a szálakat golyókká, és könnyen szétoszthatja őket két egyenlő csoportra - mindegyikben 46 golyó. Valami hasonló történik a mitotikus osztódás során.

A profázis végére a nukleáris membrán felbomlik, és az orsószálak a sejt pólusai közé húzódnak - ez a berendezés biztosítja a kromoszómák egyenletes eloszlását.

NÁL NÉL metafázis a kromoszómák spiralizációja maximálissá válik, és a kompakt kromoszómák a sejt egyenlítői síkjában helyezkednek el. Ebben a szakaszban világosan látható, hogy minden kromoszóma két testvérkromatidból áll, amelyek a centromérán kapcsolódnak össze. Az orsó szálai a centromerhez kapcsolódnak.

Anafázis nagyon gyorsan folyik. A centromerek kettéhasadnak, és ettől a pillanattól kezdve a testvérkromatidák független kromoszómákká válnak. A centromerekhez kapcsolódó orsórostok a kromoszómákat a sejt pólusaihoz húzzák.

A színpadon telofázis a sejt pólusain összegyűlt leánykromoszómák ellazulnak és megnyúlnak. Ismét kromatinná alakulnak, és fénymikroszkópban rosszul megkülönböztethetők. Új magmembránok képződnek a kromoszómák körül a sejt mindkét pólusán. Két mag képződik, amelyek ugyanazokat a diploid kromoszómakészleteket tartalmazzák.

Rizs. 53. A mitózis jelentősége: A - növekedés (gyökércsúcs); B - vegetatív szaporítás (élesztő bimbózása); B - regeneráció (gyík farka)

A mitózis a citoplazma osztódásával ér véget. A kromoszómák divergenciájával egyidejűleg a sejt organellumai megközelítőleg egyenletesen oszlanak el a két pólus mentén. állati sejtekben sejt membrán elkezd befelé domborodni, és a sejt összehúzódással osztódik. A növényi sejtekben a membrán a sejt belsejében, az egyenlítői síkban jön létre, és a perifériára terjedve két egyenlő részre osztja a sejtet.

Mitózis jelentése. A mitózis hatására két leánysejt keletkezik, amelyek ugyanannyi kromoszómát tartalmaznak, mint amennyi az anyasejt sejtmagjában volt, azaz az anyasejttel azonos sejtek képződnek. NÁL NÉL normál körülmények között nem történik változás a genetikai információban a mitózis során, ezért mitotikus osztódás támogatja genetikai stabilitás sejteket. A mitózis a növekedés, a fejlődés és a vegetatív szaporodás hátterében áll többsejtű élőlények. A mitózisnak köszönhetően a haldokló sejtek regenerációs és pótlási folyamatai végbemennek (53. ábra). Az egysejtű eukariótákban a mitózis biztosítja az ivartalan szaporodást.

Tekintse át a kérdéseket és a feladatokat

1. Mi a sejt életciklusa?

2. Hogyan történik a DNS megkettőződése a mitotikus ciklusban? Mi ennek a folyamatnak az értelme?

3. Mi a sejt előkészítése a mitózisra?

4. Sorolja fel a mitózis fázisait!

5. Mi a mitózis biológiai jelentősége?

<<< Назад

Előre >>>