Mitotikus sejtosztódás. Allium cepa L palánták gyökereinek merisztematikus sejtjeinek vizsgálata

1. Határozza meg a sejt élet- és mitotikus ciklusait!
Életciklus- a sejt osztódásának eredményeként történő megjelenésétől a haláláig vagy a következő osztódásig eltelt idő.
Mitotikus ciklus– egy sor szekvenciális és egymással összefüggő folyamatok a sejt osztódásra való felkészítése során, valamint maga a mitózis során.

2. Válaszoljon arra, hogy miben tér el a „mitózis” fogalma a „mitózisos ciklus” fogalmától!
A mitotikus ciklus magában foglalja magát a mitózist és a sejtosztódásra való felkészítés szakaszait, míg a mitózis csak sejtosztódás.

3. Sorolja fel a mitotikus ciklus periódusait!

2. DNS szintézis periódusa (S)

4. mitózis.

4. Nyissa meg biológiai jelentősége mitózis

A mitózis (közvetett osztódás) a szomatikus sejtek (a test sejtjei) osztódása. A mitózis biológiai jelentősége a szomatikus sejtek szaporodása, a másodlagos sejtek termelése (azonos kromoszómakészlettel, pontosan azonos örökletes információval). A testben lévő összes szomatikus sejt egyetlen szülősejtből (zigótából) származik mitózis útján.

1) Profázis

kromatin spirálok (csavarják, kondenzálódnak) kromoszómákká
a magvak eltűnnek
a nukleáris burok szétesik
A centriolok a sejtpólusokhoz térnek el, orsó képződik

2) Metafázis- a kromoszómák a sejt egyenlítője mentén sorakoznak, metafázis lemez keletkezik

3) Egyfázisú- a leánykromoszómák elválik egymástól (a kromatidák kromoszómákká válnak) és a pólusok felé mozognak

4) Telofázis

a kromoszómák despirálnak (letekernek, dekondenzálódnak) a kromatin állapotába
megjelennek a mag és a magvak
az orsószálak megsemmisülnek
citokinézis következik be - az anyasejt citoplazmájának felosztása két leánysejtre

A mitózis időtartama 1-2 óra.

Sejtciklus

Ez a sejt életének időszaka a kialakulásától az anyasejt osztódásán át saját osztódásáig vagy haláláig.

A sejtciklus két periódusból áll:

interfázis(az állapot, amikor a sejt NEM osztódik);
osztódás (mitózis vagy meiózis).

Az interfázis több fázisból áll:

preszintetikus: a sejt növekszik, aktív RNS és fehérjék szintézise történik benne, és nő az organellumok száma; ezen túlmenően a DNS megkettőződésére való felkészülés (nukleotidok felhalmozódása) történik
szintetikus: a DNS megkettőződése (replikációja, reduplikációja) történik
posztszintetikus: a sejt felkészül az osztódásra, az osztódáshoz szükséges anyagokat szintetizálja, például orsófehérjéket.

TOVÁBBI INFORMÁCIÓ: Mitózis, Mitózis és meiózis közötti különbségek, Sejtciklus, DNS duplikáció (replikáció)
2. RÉSZ FELADATOK: Mitózis

Tesztek és feladatok

A mitózis során fellépő folyamatok helyes sorrendjének felállítása. Írja le azokat a számokat, amelyek alatt szerepelnek.
1) a nukleáris héj bomlása
2) a kromoszómák megvastagodása és rövidülése
3) a kromoszómák elrendezése a sejt központi részében
4) a kromoszómák középpont felé történő mozgásának kezdete
5) a kromatidák eltérése a sejtpólusoktól
6) új nukleáris membránok kialakulása

Válassza ki az Önnek legmegfelelőbbet helyes opció. A sejtszaporodás folyamata az élőlényekben különböző királyságok vadvilágot hívnak
1) meiózis
2) mitózis
3) megtermékenyítés
4) zúzás

A következő jellemzők mindegyike, kettő kivételével, használható a sejtciklus interfázisának folyamatainak leírására. Határozzon meg két olyan jellemzőt, amely „kiesik” az általános listából, és írja le azokat a számokat, amelyek alatt szerepel a táblázatban.
1) sejtnövekedés
2) homológ kromoszómák divergenciája
3) a kromoszómák elrendezése a sejt egyenlítője mentén
4) DNS-replikáció
5) szerves anyagok szintézise

Válassz egyet, a legmegfelelőbb lehetőséget. Melyik életszakaszban alakulnak ki a kromoszómák a sejtekbe?
1) interfázis
2) profázis
3) anafázis
4) metafázis

Válasszon három lehetőséget.

Milyen struktúrákon mennek keresztül a sejtek? legnagyobb változások mitózis alatt?
1) mag
2) citoplazma
3) riboszómák
4) lizoszómák
5) sejtközpont
6) kromoszómák

1. Határozza meg az interfázisban lévő kromoszómákkal rendelkező sejtben végbemenő folyamatok sorrendjét és az azt követő mitózist
1) a kromoszómák elrendezése az egyenlítői síkban
2) DNS-replikáció és kétkromatid kromoszómák kialakulása
3) kromoszóma spiralizáció
4) a testvérkromoszómák eltérése a sejtpólusoktól

2. Állítsa fel az interfázis és a mitózis során fellépő folyamatok sorrendjét! Írd le a megfelelő számsort!
1) a kromoszómák spiralizációja, a magburok eltűnése
2) a testvérkromoszómák eltérése a sejtpólusoktól
3) két leánysejt kialakulása
4) a DNS-molekulák megkettőződése
5) a kromoszómák elhelyezkedése a sejtegyenlítő síkjában

3. Állítsa fel az interfázisban és a mitózisban előforduló folyamatok sorrendjét! Írd le a megfelelő számsort!
1) a magmembrán feloldódása
2) DNS-replikáció
3) a hasadási orsó megsemmisülése
4) az egykromatid kromoszómák eltérése a sejtpólusoktól
5) metafázis lemez kialakítása

Válassz egyet, a legmegfelelőbb lehetőséget. Amikor egy sejt osztódik, orsó képződik benne
1) profázis
2) telofázis
3) metafázis
4) anafázis

Válassz egyet, a legmegfelelőbb lehetőséget. A mitózis NEM következik be a profázisban
1) a magmembrán feloldódása
2) az orsó kialakulása
3) kromoszóma megkettőződése
4) a magvak feloldódása

Válassz egyet, a legmegfelelőbb lehetőséget. Melyik életszakaszban válnak a kromatidsejtek kromoszómává?
1) interfázis
2) profázis
3) metafázis
4) anafázis

Válassz egyet, a legmegfelelőbb lehetőséget. A sejtosztódás során a kromoszómák unspiralizációja következik be
1) profázis
2) metafázis
3) anafázis
4) telofázis

Válassz egyet, a legmegfelelőbb lehetőséget. A mitózis melyik fázisában kapcsolódnak kromatidpárok centromereikkel az orsó szálaihoz?
1) anafázis
2) telofázis
3) profázis
4) metafázis

Állítson fel egyezést a mitózis folyamatai és fázisai között: 1) anafázis, 2) telofázis. Írja be az 1-es és 2-es számokat a megfelelő sorrendben!
A) kialakul a magburok
B) a testvérkromoszómák eltérnek a sejt pólusaihoz
C) az orsó végül eltűnik
D) a kromoszómák despirálódnak
D) a kromoszóma centromerek elkülönülnek

Kettő kivételével a következő jellemzők mindegyike használható az interfázisban lezajló folyamatok leírására. Határozzon meg két olyan jellemzőt, amely „kiesik” az általános listából, és írja le azokat a számokat, amelyek alatt szerepel a táblázatban.
1) DNS-replikáció
2) a magmembrán kialakulása
3) kromoszóma spiralizáció
4) ATP szintézis
5) minden típusú RNS szintézise

Hány sejt keletkezik egy sejt mitózisa következtében? Válaszában csak a megfelelő számot írja be.

Az alábbiakban felsorolt jellemzők közül kettő kivételével mindegyik az ábrán látható mitózis fázis leírására szolgál. Határozzon meg két olyan jellemzőt, amely „kiesik” az általános listából, és írja le azokat a számokat, amelyek alatt szerepel.
1) a nucleolus eltűnik
2) hasadási orsó keletkezik
3) A DNS-molekulák megduplázódnak
4) a kromoszómák aktívan részt vesznek a fehérje bioszintézisében
5) kromoszómák spirál

Állítsa fel a mitózis során lezajló folyamatok sorrendjét. Írd le a megfelelő számsort!
1) kromoszóma spiralizáció
2) kromatid divergencia
3) hasadási orsó kialakulása
4) a kromoszómák despiralizációja
5) a citoplazma osztódása
6) a kromoszómák elhelyezkedése a sejt egyenlítőjén

Válassz egyet, a legmegfelelőbb lehetőséget. Mit kísér a kromoszómák spiralizálódása a mitózis kezdetén?
1) dikromatid szerkezet megszerzése
2) aktív részvétel kromoszómák a fehérje bioszintézisében
3) a DNS-molekula megkétszerezése
4) fokozott transzkripció

Állítson fel egyezést az interfázis folyamatai és periódusai között: 1) posztszintetikus, 2) preszintetikus, 3) szintetikus. Írd le az 1, 2, 3 számokat a betűknek megfelelő sorrendben!
A) sejtnövekedés
B) ATP szintézis a hasadási folyamathoz
B) ATP-szintézis DNS-molekulák replikációjához
D) fehérjék szintézise mikrotubulusok felépítéséhez
D) DNS-replikáció
E) centriolák duplikációja

1. A következő jellemzők mindegyike, kettő kivételével, használható a mitózis folyamatának leírására. Határozzon meg két olyan jellemzőt, amely „kiesik” az általános listából, és írja le azokat a számokat, amelyek alatt szerepel.
1) az alapja aszexuális szaporodás
2) közvetett felosztás
3) regenerációt biztosít
4) redukciós felosztás
5) nő a genetikai diverzitás

2. Kettő kivételével a fenti jellemzők mindegyike felhasználható a mitózis folyamatainak leírására. Határozzon meg két olyan jellemzőt, amely „kiesik” az általános listából, és írja le azokat a számokat, amelyek alatt szerepel.
1) bivalensek képződése
2) ragozás és keresztezés
3) a kromoszómák számának állandósága a sejtekben
4) két sejt kialakulása
5) a kromoszómaszerkezet megőrzése

Kettő kivételével az alábbiakban felsorolt jelek mindegyike az ábrán látható folyamat leírására szolgál. Határozzon meg két olyan jellemzőt, amely „kiesik” az általános listából, és írja le azokat a számokat, amelyek alatt szerepel.
1) a leánysejteknek ugyanaz a kromoszómakészlete, mint a szülősejteknek
2) a genetikai anyag egyenetlen eloszlása a leánysejtek között
3) növekedést biztosít
4) két leánysejt kialakulása
5) közvetlen felosztás

Az alábbi folyamatok közül kettő kivételével mindegyik előfordul a folyamatban közvetett felosztás sejteket. Határozzon meg két folyamatot, amely „kiesik” az általános listából, és írja le azokat a számokat, amelyek alatt szerepelnek.
1) két diploid sejt keletkezik
2) négy haploid sejt képződik
3) szomatikus sejtosztódás következik be
4) megtörténik a kromoszómák konjugációja és kereszteződése
5) a sejtosztódást egy interfázis előzi meg

Állítson fel egyezést a sejt életciklusának szakaszai és a folyamatok között. Ezek során előforduló: 1) interfázis, 2) mitózis. Írja be az 1-es és 2-es számokat a betűknek megfelelő sorrendben!
A) az orsó kialakul
B) a sejt növekszik, aktív RNS és fehérjék szintézise megy végbe benne
B) citokinézis lép fel
D) a DNS-molekulák száma megduplázódik
D) kromoszóma spiralizáció következik be

Milyen folyamatok játszódnak le a sejtben az interfázisban?
1) fehérjeszintézis a citoplazmában
2) kromoszóma spiralizáció
3) mRNS szintézise a sejtmagban
4) DNS-molekulák reduplikációja
5) a magmembrán feloldódása
6) a sejtközpont centrioljainak eltérése a sejtpólusoktól

Határozza meg az ábrán látható felosztás fázisát és típusát! Írjon két számot a feladatban megadott sorrendben, elválasztó (szóköz, vessző stb.) nélkül!
1) anafázis
2) metafázis
3) profázis
4) telofázis
5) mitózis
6) meiosis I
7) meiosis II

Adblock detektor

Mitózis állati és növényi sejtekben

A mitózisban bekövetkező legfontosabb esemény a genetikai anyag egyenletes eloszlása. Az állati és növényi sejtekben a mitózis szinte megegyezik, de számos eltérés van, amelyeket táblázatunkban jeleztünk (2.

4). Növényi sejtben nincsenek centriolok, állati sejtben viszont vannak centriolok, növényi sejtben sejtlemez képződik, állati sejtben viszont nem.

Rizs. 4. A mitózis jellemzőinek összehasonlítása állati és növényi sejtekben

A növényi sejtekben a citokinézis során nem, állati sejtekben viszont szűkület alakul ki. A növényi sejtekben a mitózisok főként a merisztémákban, míg az állati sejtekben a test különböző szöveteiben és területein fordulnak elő.

A mitózis négy egymást követő fázisra oszlik: profázisra, metafázisra, anafázisra és telofázisra (5. ábra). Az interfázis a sejt életciklusának fő szakasza (lásd az előző leckét), felkészítés az osztódásra, vagy megelőzi a sejthalált, ezért nem a mitózis fázisa.

Rizs. 5. Interfázis és a mitózis következő fázisai: profázis, metafázis, anafázis és telofázis

Profázisban a DNS spiralizálódása a sejtmagban megy végbe, és a sejtet mikroszkóppal nézve szorosan csavarodott kromoszómákat láthatunk (6. ábra).

Rizs. 6. A mitózis prózája

Általában látható, hogy minden kromoszóma két kromatidból és összekötő régiókból - centromerekből áll. A nukleolusok ebben a szakaszban eltűnnek. Az állati sejtekben és az alsóbbrendű növényekben a centriolák a sejt pólusai felé eltérnek.

Minden centriolból rövid mikrotubulusok nyúlnak ki sugarak formájában. Csillag alakú szerkezetet alkotnak.

Rizs. 7. A mitózis próféta állati és növényi sejtekben

A profázis vége felé (7. ábra) a magburok szétesik vagy feloldódik, és a mikrotubulusok orsót kezdenek képezni (8. ábra).

Rizs. 8. Profázis befejezése és átmenet a metafázisba

A következő fázis a metafázis. A kromoszómák úgy vannak elrendezve, hogy centromereik a sejt egyenlítőjének síkjában helyezkednek el (9. ábra).

9. Metafázis: orsó. Az Egyenlítőnél van egy metafázis lemez.

Kialakul egy úgynevezett metafázis lemez (10. ábra), amely kromoszómákból áll. Az orsószálak az egyes kromoszómák centromereihez kapcsolódnak.

Rizs. 10. Metafázis. Színes készítmény. Az orsót centromerek (kék), mikrofibrillumok (lila) és a metafázis lemez kromoszómái alkotják - sárga.

Az anafázis nagyon rövid fázis (11. ábra). Mindegyik kromoszóma hosszirányban két egyforma kromatidára hasad, amelyek a sejt ellentétes pólusaira térnek el, amelyeket ma leánykromoszómáknak (vagy kromatidáknak) neveznek.

Rizs. 11. A mitózis anafázisa

A leánykromoszómák azonossága miatt a sejt két pólusa azonos genetikai anyaggal rendelkezik. Ugyanaz, ami a sejtben volt a mitózis kezdete előtt. Érdemes megjegyezni, hogy az egyes pólusok közelében kétszer kevesebb információhordozó - kromoszómákba tömörített DNS-molekula - található, mint az eredeti sejtben.

A telofázis az utolsó fázis, a leánykromoszómák despirálnak a sejtpólusokon és elérhetővé válnak a transzkripció számára, megindul a fehérjeszintézis, nukleáris membránok és nukleolusok képződnek (12. ábra).

Rizs. 12. A mitózis telofázisa állati és növényi sejtekben

Az orsó menetei szétesnek. Ezen a ponton véget ér a kariokinézis és megkezdődik a citokinézis (13. ábra), miközben az állati sejtekben az egyenlítői síkban szűkület jelenik meg. Addig mélyül, amíg két leánysejt szétválása meg nem történik.

Rizs. 13. Citokinézis

A szűkület kialakulásában fontos szerep citoszkeletális struktúrákat játszanak. A citokinézis a növényi sejtekben eltérően megy végbe, mivel a növényeknek merev sejtfaluk van, és nem osztódnak, hogy szűkületet képezzenek, hanem intracelluláris septumot képeznek.

A mitózis elsősorban genetikai stabilitást biztosít. A mitózis hatására két sejtmag keletkezik, amelyek ugyanannyi kromoszómát tartalmaznak, mint amennyi az anya- vagy szülősejtben volt.

Ezek a kromoszómák az anyakromoszómák DNS-molekulájának pontos replikációjával jönnek létre, melynek eredményeként génjeik pontosan ugyanazt az örökletes információt tartalmazzák.

Így a leánysejtek genetikailag azonosak a szülősejttel, mivel a mitózis nem képes megváltoztatni az örökletes információt. A szülősejtekből mitózissal nyert sejtpopulációk genetikailag stabilak.

A mitózis elengedhetetlen a többsejtű élőlények normális növekedéséhez és fejlődéséhez, mert a sejtek száma a mitózis hatására megnő.

A mitózis a többsejtű eukarióták növekedésének egyik fő mechanizmusa.

A mitózis számos állat és növény ivartalan szaporodásának hátterében áll, biztosítja az elveszett részek (például a rákfélék végtagjai) regenerálódását, valamint a többsejtű szervezetben előforduló sejtek pótlását.

Kapcsolódó információ:

Keresés az oldalon:

28. § Sejtosztás - Mamontova, Sonina, 9. osztály (válaszok)

1. Határozza meg a sejt élet- és mitotikus ciklusait!

Életciklus - az az időtartam, amely a sejt osztódásának eredményeként történő megjelenésétől a haláláig vagy a következő osztódásig tart.

A mitotikus ciklus szekvenciális és egymással összefüggő folyamatok összessége a sejtosztódásra való felkészülés időszakában, valamint maga a mitózis során.

2. Válaszoljon arra, hogy miben tér el a „mitózis” fogalma a „mitózisos ciklus” fogalmától!

A mitotikus ciklus magában foglalja magát a mitózist és a sejtosztódásra való felkészítés szakaszait, míg a mitózis csak sejtosztódás.

Sorolja fel a mitotikus ciklus periódusait!

1. a DNS-szintézis előkészítésének időszaka (G1)

2. DNS szintézis periódusa (S)

3. a sejtosztódásra való felkészülés időszaka (G2)

4. A mitózis biológiai jelentőségének bővítése.

A mitózis során a leánysejtek az anyasejttel azonos diploid kromoszómakészletet kapnak. A szervek szerkezetének állandósága és megfelelő működése lehetetlen lenne a genetikai anyag azonos készletének fenntartása nélkül a sejtgenerációkban. A mitózis biztosítja az embrionális fejlődést, növekedést, a szövetek károsodás utáni helyreállítását, a szövetek szerkezeti integritásának fenntartását, működésük során a sejtek folyamatos elvesztésével.

5. Jelölje meg a mitózis fázisait, és készítsen vázlatos rajzokat, amelyek tükrözik a sejtben a mitózis egy bizonyos fázisában bekövetkező eseményeket. Töltse ki a táblázatot.

A sejtosztódás a szaporodás központi pontja.

Az osztódási folyamat során egy sejtből két sejt keletkezik. A szerves és szervetlen anyagok asszimilációja alapján a sejt saját sejtet hoz létre, amelynek jellegzetes szerkezete és funkciója van.

A sejtosztódásban két fő mozzanat figyelhető meg: magosztódás - mitózis és citoplazmatikus osztódás - citokinézis, vagy citotómia. A genetikusok fő figyelme továbbra is a mitózisra irányul, hiszen a kromoszómaelmélet szempontjából a sejtmag az öröklődés „szervének” számít.

A mitózis folyamata során:

a kromoszóma anyagának megkettőződése;
a kromoszómák fizikai állapotának és kémiai szerveződésének változásai;
a leány- vagy inkább testvérkromoszómák eltérése a sejt pólusaitól;
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 befejeződése következtében a testvérsejtek azonos „öröklődéssel” végeznek.

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

A mitózis fázisainak diagramja állati sejtben

Két egymást követő sejtosztódás között a sejtmag az interfázis stádiumában van. Ebben az időszakban a sejtmag a rögzítés és a festés során vékony szálak festésével kialakuló hálószerkezettel rendelkezik, amelyek a következő fázisban kromoszómákká alakulnak. Bár az interfázist másként a nyugalmi mag fázisának nevezik, magán a testen az anyagcsere folyamatok ebben az időszakban a magban zajlanak a legnagyobb aktivitással.

A Prophase az atommag osztódásra való előkészítésének első szakasza. Profázisban a mag retikuláris szerkezete fokozatosan kromoszómaszálakká alakul. A legkorábbi jóslattól 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 mindegyik anyai kromoszóma egy hasonlót - egy leánykromoszómát - épít fel. Ennek eredményeként minden kromoszóma hosszirányban megkétszereződött. A kromoszómák ezen felei, amelyeket testvérkromatidoknak neveznek, azonban nem válnak el profázisban, mivel egyetlen közös régió – a centromer – tartja össze őket; a centromer régió később osztódik. 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 a nagyon korai interfázisban is megtörténik a centriole megkettőződése, ami után a profázisban a leány centriolok elkezdenek konvergálni a pólusokhoz, valamint az asztroszféra és orsó képződményeihez, amelyeket új apparátusnak neveznek. Ugyanakkor a magvak feloldódnak. A profázis végének lényeges jele a magmembrán feloldódása, melynek következtében a kromoszómák a citoplazma és a karioplazma általános tömegébe kerülnek, amelyek immár mixoplazmát alkotnak. Ezzel véget ér a profázis; a sejt metafázisba lép.

BAN BEN Utóbbi időben 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 ebben a pillanatban az akromatin orsó kialakulása még nem fejeződött be.

Metafázis az orsó egyenlítőjénél a kromoszómák elrendeződésének befejeződési szakaszának 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 egyértelműen megmutatkozik, különösen, ha az egyenlítői lemezt a sejtosztódás pólusairól vizsgáljuk. 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 lánykromoszómáknak nevezhetünk, és a pólusok felé eltérnek. Ebben az esetben mindenekelőtt a centromer régiók taszítják egymást, majd maguk a kromoszómák a pólusokhoz térnek el. Meg kell mondani, hogy a kromoszómák divergenciája az anafázisban egyszerre kezdődik - „mintha parancsra” - és nagyon gyorsan véget ér.

A telofázis során a leánykromoszómák despirálnak és elvesztik látszólagos egyéniségüket. Kialakul a maghéj és maga a mag. Az atommag fordított sorrendben rekonstruálódik, összehasonlítva a profázisban átesett változásokkal. Végül a magvak (vagy nucleolus) is helyreállnak, mégpedig annyiban, mint amennyi az anyamagokban volt. A sejtmagvak száma minden sejttípusra jellemző.

Ezzel egy időben megindul a sejttest szimmetrikus osztódása.

A leánysejtek magjai interfázis állapotba kerülnek.

Állati és növényi sejtek citokinézisének sémája

A fenti ábra az állati és növényi sejtek citokinézisének diagramját mutatja. Állati sejtben az osztódás az anyasejt citoplazmájának befűzésével történik. Egy növényi sejtben a sejtszövény kialakulása az orsó plakkok területeivel történik, amelyek az egyenlítői síkban egy phragmoplasztnak nevezett válaszfalat képeznek. Ezzel véget ér a mitotikus ciklus. Időtartama nyilvánvalóan a szövet típusától, a szervezet fiziológiai állapotától, külső tényezőktől (hőmérséklet, fényviszonyok) függ, 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 növekedésére és funkcionális állapotára ható környezet befolyásolja a sejtosztódás időtartamát és annak egyes fázisait. Mivel a sejtmag nagy szerepet játszik a sejt anyagcsere-folyamataiban, természetes, hogy a mitotikus fázisok időtartama a szervszövet funkcionális állapotának megfelelően változhat. Például megállapították, hogy az állatok pihenése és alvása során a különböző szövetek mitotikus aktivitása sokkal magasabb, mint az ébrenlét alatt. Számos állatnál a sejtosztódások gyakorisága fényben csökken, sötétben pedig növekszik. Azt is feltételezik, hogy a hormonok befolyásolják a sejt mitotikus aktivitását.

Az okok, amelyek meghatározzák a sejt osztódási készségét, továbbra is tisztázatlanok. Több ok is indokolt:

a sejtprotoplazma, a kromoszómák és más organellumok tömegének megduplázódása, ami miatt a mag-plazma kapcsolatok megszakadnak; Az osztódáshoz a sejtnek el kell érnie egy bizonyos tömeget és térfogatot, amely az adott szövet sejtjeire jellemző;
kromoszóma megkettőződése;
speciális anyagok kiválasztása a kromoszómák és más sejtszervecskék által, amelyek serkentik a sejtosztódást.

A mitózis anafázisában a pólusokhoz való kromoszóma-divergencia mechanizmusa szintén tisztázatlan. Úgy tűnik, hogy ebben a folyamatban aktív szerepet játszanak az orsószálak, amelyek centriolok és centromerek által szervezett és orientált fehérjefilamentumokat képviselnek.

A mitózis természete, mint már említettük, a szövet típusától és funkcionális állapotától függően változik. A különböző szövetek sejtjeit különböző típusú mitózisok jellemzik.A leírt mitózistípusban a sejtosztódás egyenlő és szimmetrikus módon megy végbe. A szimmetrikus mitózis eredményeként a testvérsejtek örökletesen ekvivalensek 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 osztódása), amitózis, endomitózis, endoreprodukció és polyteny.

Aszimmetrikus mitózis esetén a testvérsejtek nem egyenlőek méretükben, citoplazmamennyiségükben és jövőbeli sorsuk szempontjából is. Példa erre a szöcske neuroblaszt testvér- (leány-) sejtjeinek egyenlőtlensége, az állati tojások az érés során és a spirális fragmentáció során; amikor a pollenszemekben a magok osztódnak, az egyik leánysejt tovább osztódhat, a másik nem stb.

A késleltetett citokinézissel járó mitózisra jellemző, hogy a sejtmag sokszor osztódik, és csak ezután osztódik a sejttest. Ennek az osztódásnak az eredményeként többmagvú sejtek, például syncytium képződnek. Példa erre az endospermium sejtek képződése és a spóratermelés.

Amitózis direkt maghasadásnak nevezik, hasadási alakok kialakulása nélkül. Ebben az esetben a mag felosztása két részre „fűzésével” történik; néha egy magból egyszerre több mag is keletkezik (fragmentáció). Számos speciális és patológiás szövet sejtjeiben folyamatosan amitózis fordul elő, például a rákos daganatok. Különféle károsító szerek (ionizáló sugárzás és magas hőmérséklet) hatására figyelhető meg.

EndomitózisÍgy nevezik azt a folyamatot, amelyben az atommaghasadás megkétszereződik. Ebben az esetben a kromoszómák, mint általában, interfázisban szaporodnak, de későbbi eltérésük a mag belsejében történik a magburok megőrzésével és akromatin orsó kialakulása nélkül. Egyes esetekben, bár a magmembrán feloldódik, a kromoszómák nem térnek el a pólusokhoz, aminek következtében a sejtben lévő kromoszómák száma akár több tízszeresére is megsokszorozódik. Az endomitózis a növények és állatok különböző szöveteinek sejtjeiben fordul elő. Például A. A. Prokofjeva-Belgovskaya kimutatta, hogy a speciális szövetek sejtjeiben végbemenő endomitózis révén: a ciklopsz hypodermisében, 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 politénia során a kromoszómális szálak száma megsokszorozódik: a teljes hosszban történő reduplikáció után nem térnek el egymástól, és egymás mellett maradnak. Ebben az esetben az egy kromoszómán belüli kromoszómaszálak száma megsokszorozódik, ennek eredményeként a kromoszómák átmérője érezhetően megnő. Az ilyen vékony szálak száma egy politén kromoszómában elérheti az 1000-2000-et. Ilyenkor úgynevezett óriáskromoszómák képződnek. Polithenia esetén a mitotikus ciklus minden fázisa kiesik, kivéve a főt - a kromoszóma elsődleges szálainak reprodukcióját. A politénia jelensége számos differenciált szövet sejtjeiben figyelhető meg, például a kétszárnyúak nyálmirigyeinek szövetében, egyes növények és protozoonok sejtjeiben.

Néha előfordul egy vagy több kromoszóma megkettőződése, nukleáris átalakulás nélkül – ezt a jelenséget endoreprodukciónak nevezik.

Tehát a sejtmitózis minden fázisa, amely a mitotikus ciklust alkotja, csak egy tipikus folyamathoz kötelező.

Egyes esetekben, főleg a differenciált szövetekben, 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 az egész szervezet szaporodási funkcióját, és a differenciálatlan szövetekhez tartoznak, megtartják a mitózis teljes ciklusát, amelyen az ivartalan és vegetatív szaporodás alapszik.

Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és nyomja meg a Ctrl+Enter billentyűkombinációt.

Kapcsolatban áll

osztálytársak

Óra témája. Sejtosztódás, mitózis. Mitózis

Az óra célja: jellemezze az eukarióta sejtek osztódásának fő módszerét - a mitózist, feltárja a mitózis egyes fázisainak jellemzőit, ötletet hozzon létre az amitózisról.

Feladatok:

ismereteket formálni az osztódás fontosságáról a sejt és a szervezet egésze növekedése, fejlődése, szaporodása szempontjából; fontolja meg a mitózis mechanizmusát;
jellemezze a sejt és a mitotikus ciklus fő szakaszait;
a mikroszkóppal való munkavégzés készségeinek fejlesztése;
azonosítani a mitózis biológiai jelentőségét.

Erőforrások: számítógép, mikroszkópok, mikrolemezek „Mitózis a hagymagyökér sejtekben”, interaktív tábla, multimédiás bemutató „Sejtosztódás. Mitózis”, lemez – „laboratóriumi műhely Biológia 6-11. évfolyam”, videó „A mitózis szakaszai”, dinamikus kézikönyv „Mitózis”.

A lecke lépései

1. Szervezeti mozzanat.

Az óra céljának kitűzése, az óra problémakörének, témájának meghatározása.

Születéskor egy gyermek átlagosan 3-3,5 kg súlyú és körülbelül 50 cm magas, egy barnamedve kölyök, akinek a szülei elérik a 200 kg-ot vagy annál többet, súlya nem haladja meg az 500 g-ot, és egy kicsi a kenguru súlya kevesebb, mint 1 gramm. Szürke, nem feltűnő fiókából gyönyörű hattyú nő, a fürge ebihal nyugodt varangyba, a házhoz közel ültetett makk pedig hatalmas tölgyfává nő, amely száz évvel később új generációkat örvendeztet meg szépségével.

Problémás kérdés. Milyen folyamatok teszik lehetővé mindezen változásokat? (1. dia)

Mindezek a változások az élőlények növekedési és fejlődési képességének köszönhetően lehetségesek. A fa nem lesz magva, a hal nem tér vissza a tojásba - a növekedési és fejlődési folyamatok visszafordíthatatlanok. Az élő anyag e két tulajdonsága elválaszthatatlanul összefügg egymással, és a sejt osztódási és specializálódási képességén alapul. . Mi az óra témája? (2. dia)

Az óra témája: „Sejtosztódás. Mitózis” (3. dia)

Tanulni kezdeni új téma emlékeznünk kell a korábban tanulmányozott anyagra (4.,5.,6. dia)

2. Új anyag tanulmányozása.

A CELLÁTOSZTÁS TÍPUSAI (7. dia)

A sejtelmélet egyik kitétele Rudolf Virchow német tudós következtetésén alapul: „Minden sejt sejtből van”. Ezzel kezdetét vette a sejtosztódási folyamatok vizsgálata, melynek főbb elveit a 19. század végén határozták meg.

A szaporodás az élő szervezetek egyik legfontosabb tulajdonsága. Kivétel nélkül minden élő szervezet képes szaporodni - a baktériumoktól az emlősökig. Reprodukciós módszerek különféle organizmusok nagymértékben eltérhetnek egymástól, de bármilyen szaporodási mód alapja a sejtosztódás. A többsejtű élőlények élettartama meghaladja a legtöbb alkotó sejt élettartamát. Így, idegsejtek hagyja abba az osztódást az intrauterin fejlődés során. Miután kialakult, a sejtek, amelyek keresztirányban harántcsíkolt izomszövetet képeznek az állatokban, és a tárolószövetet a növényekben, már nem osztódnak. A többsejtű élőlények növekednek, fejlődnek, megújítják a sejteket és szöveteket, még a testrészeket is (Ne feledje a regenerációt) Ismeretes, hogy a sejtek öregszenek és elpusztulnak. Például a májsejtek 18 hónapig élnek, a vörösvérsejtek 4 hónapig, a bélhám 1-2 napig (naponta körülbelül 70 milliárd hal meg).

bélhámsejtek és 2 milliárd vörösvérsejt). Ez azt jelenti, hogy a sejtek folyamatosan megújulnak a szervezetben. Az is ismert, hogy a sejtek átlagosan 7 évente egyszer megújulnak. Ezért a többsejtű élőlények szinte minden sejtjének osztódnia kell a haldokló sejtek helyére. Minden új sejt osztódás útján keletkezik egy meglévő sejtből.

AMITÓZIS. Közvetlen felosztás interfázisú mag összehúzódással, orsó képződése nélkül (a kromoszómák általában megkülönböztethetetlenek fénymikroszkópban). Ez az osztódás az egysejtű szervezetekben fordul elő (például a csillóstestek poliploid nagy magjait amitózis osztja ketté), valamint néhány igen specializált, legyengült fiziológiai aktivitású, degenerálódó, halálra ítélt sejtben vagy különböző körülmények között. kóros folyamatok, mint a rosszindulatú növekedés, gyulladás stb. Az amitózis után a sejt nem képes mitotikus osztódásba lépni.

A MITOSIS (a görög Mitos szóból - szál) közvetett osztódás, az eukarióta sejtek osztásának fő módszere. A mitózis a sejtosztódás folyamata, amelyben a leánysejtek az anyasejttel azonos genetikai anyagot kapnak.

A MEIOSIS (indirekt osztódás) egy speciális sejtosztódási módszer, melynek eredményeként a kromoszómák száma felére csökken (csökken). A meiózis során két sejtosztódás megy végbe és egy diploid sejtből (2n2c) négy haploid (nc) csírasejt képződik. A további megtermékenyítési folyamat (ivarsejtek fúziója) során az új generáció szervezete ismét diploid kromoszómakészletet kap, azaz egy adott faj élőlényeinek kariotípusa több generáción keresztül változatlan marad.

Következtetés: A sejtosztódásnak három típusa van, amelyeknek köszönhetően az organizmusok növekednek, fejlődnek és szaporodnak (amitózis, mitózis, meiózis).

A mitózis a sejtosztódás fő módszere.

A mitózis (a görög mitosz - fonal szóból) közvetett sejtosztódás. Biztosítja az örökletes információk egységes átvitelét az anyasejtből két leánysejtbe.

Ennek a sejtosztódásnak köszönhető, hogy egy többsejtű szervezet szinte minden sejtje képződik.

A mitotikus (sejtes) ciklus egy előkészítő szakaszból (interfázis) és magából a felosztásból - mitózisból (profázis, metafázis, anafázis és telofázis) áll.

A mitózis jellemzői.

A téma tanulmányozásához párban dolgozunk.

1. FELADAT.

1. Tanulmányozza a mitózis első fázisának – profázisnak – jellemzőit.

2. A válasz megbeszélése után írja le a prófázis jellemzőit a füzetébe. (9. dia)

2. FELADAT.

1. Tanulmányozza a mitózis második fázisának – metafázisnak – jellemzőit.

2. A válasz megbeszélése után írja le a füzetébe a metafázis jellemzőit! (10. dia)

3. FELADAT.

1. Tanulmányozza a mitózis harmadik fázisának – anafázisnak – jellemzőit.

2. A válasz megbeszélése után írja le a füzetébe az anafázis jellemzőit! (11. dia)

4. FELADAT.

1. Tanulmányozza a mitózis negyedik fázisának – telofázisnak – jellemzőit.

2. A válasz megbeszélése után írja le a telofázis jellemzőit a füzetébe! (12. dia)

Srácok! Most a „MITOSIS” videót mutatjuk be a figyelmednek. Gondosan át kell tekintenie, majd végre kell hajtania a feladatot. (12. dia)

GYAKORLAT. Határozza meg és írja le a leírásának megfelelő fázis nevét! (13. dia)

3. A tanult anyag konszolidálása.

5. sz. LABORATÓRIUMI MUNKA.(14., 15. dia)

Téma: "Mitózis a hagyma gyökér sejtjeiben."

Cél: tanulmányozza a mitózis folyamatát a hagyma gyökér sejtjeiben.

Felszerelés: fénymikroszkópok, mikrolemezek „Mitózis a hagyma gyökér sejtjeiben”.

Előrehalad

1. Vizsgálja meg a kész mikrolemezt, ha lehetséges, találjon sejteket a mitózis minden szakaszában.

2. Hasonlítsa össze a mikroszkóp képét a lecke prezentációjában (dián) található mikrofotóval!
3. Határozza meg a kromoszómák halmazát a mitózis egyes fázisaiban!
4. Ismertesse a mitózis egyes megfigyelt szakaszainak jellemzőit!
5. Vond le következtetést a mitózis szerepéről!
Kérdések a konszolidációhoz.(16., 17., 18. dia)

1. Egy emberi szomatikus sejt 46 kromoszómájában található összes DNS-molekula össztömege 6-10"9 mg. Mekkora lesz a DNS-molekulák tömege: a) a mitózis metafázisában; b) a mitózis telofázisában?

2. Fontolja meg, hogy a feltételek megengedhetik-e környezet befolyásolja a mitózis folyamatát. Milyen következményekkel járhat ez a szervezetre nézve?

3. Miért alakulnak ki a mitózis során a leánysejtek olyan kromoszómakészlettel, amely megegyezik az anyasejt kromoszómakészletével? Mit jelent ez az élőlények életében?

4. Mérlegelje, hogy a környezeti feltételek befolyásolhatják-e a mitózis folyamatát. Milyen következményekkel járhat ez a szervezetre nézve?

5. Miért alakulnak ki a mitózis során a leánysejtek olyan kromoszómakészlettel, amely megegyezik az anyasejt kromoszómakészletével? Mit jelent ez az élőlények életében?

Az óra végén összegzik az eredményeket.

A mitózis nagyon jelentős folyamat, a tudósok sok időt és erőfeszítést fordítottak a folyamat összes jellemzőjének megértésére. Például azt találták, hogy a növényi és állati sejtekben a mitózis bizonyos eltérésekkel fordul elő, és vannak olyan tényezők, amelyek negatívan befolyásolják annak előrehaladását.

Ezenkívül a szakirodalomban az elosztás egy másik formája is látható - közvetlen vagy amitózis. Munka kiegészítő irodalommal.

1. csoport: „Amitózis” feladat

Válassza ki a „referencia” pontokat a szövegből, pl. 4-5 pozícióban jelzik az amitózis fő jeleit. „A mitózis a sejtosztódás leggyakoribb, de nem egyetlen típusa. Szinte minden eukarióta esetében megtalálható az úgynevezett közvetlen nukleáris osztódás vagy amitózis. Az amitózis során nem következik be kromoszóma kondenzáció, és nem képződik orsó, a sejtmag pedig összehúzódással vagy fragmentálással kettéválik, interfázisban marad. A citokinézis mindig a sejtmag osztódását követi, ami egy többmagvú sejt kialakulását eredményezi. Az amitotikus osztódás a fejlődést befejező sejtekre jellemző: a petefészek hám-, tüszősejtjei elhalnak... Amitózis kóros folyamatokban is előfordul: gyulladások, rosszindulatú daganatok... ami után a sejtek mitotikus osztódásra nem képesek.”

2. csoport: feladat „mitóziszavar”

Alkoss logikai párokat: hatás típusa – következmények.

„A mitózis helyes lefolyását különböző külső tényezők zavarhatják meg: nagy dózisú sugárzás, bizonyos vegyi anyagok. Például a röntgensugárzás hatására egy kromoszóma DNS-e eltörhet, és a kromoszómák is eltörnek. Az ilyen kromoszómák nem tudnak mozogni például anafázisban. Egyes, az élő szervezetekre nem jellemző vegyszerek (alkoholok, fenolok) megzavarják a mitotikus folyamatok konzisztenciáját. Egyes kromoszómák gyorsabban, mások lassabban mozognak. Előfordulhat, hogy néhányuk egyáltalán nem szerepel a gyermek kernelekben. Vannak olyan anyagok, amelyek megakadályozzák az orsószálak kialakulását. Ezeket citosztatikumoknak nevezik, például kolchicinnek és kolcemidnek. A sejt befolyásolásával az osztódás a prometafázis szakaszában megállítható. Ennek a hatásnak a következtében kettős kromoszómakészlet jelenik meg a sejtmagban."

Következtetések. (19. dia)

Ma a leckét a legfontosabb folyamatnak - a mitózisnak - szentelték. Elegendő időt szenteltünk magának a folyamatnak, annak jellemzőinek és problémáinak. A legfontosabb, hogy ez a folyamat biztosítja a faj genetikai stabilitását, valamint a regenerációs, növekedési és ivartalan (vegetatív) szaporodási folyamatokat. A folyamat összetett, többlépcsős és nagyon érzékeny a környezeti tényezőkre.

Házi feladat.

1. Tanulmány 29. §

2. Töltse ki a „Mitotikus sejtciklus” táblázatot

Magyarázza el, mi határozza meg a kromoszómák számát a DNS-ben per különböző szakaszaiban mitózis

Mitotikus sejtciklus

A sejtek szaporodása az egyik legfontosabb biológiai folyamatok, minden élőlény létezésének szükséges feltétele. A szaporodás az eredeti sejt felosztásával történik.

Sejt bármely élő szervezet legkisebb morfológiai szerkezeti egysége, amely képes öntermelésre és önszabályozásra. Fennállásának idejét az osztódástól a halálig vagy az azt követő szaporodásig sejtciklusnak nevezzük.

A szövetek és szervek különféle sejtekből állnak, amelyeknek saját létezési periódusuk van. Mindegyik nő és fejlődik, hogy biztosítsa a szervezet létfontosságú funkcióit. A mitotikus periódus időtartama eltérő: a vér- és bőrsejtek 24 óránként belépnek az osztódási folyamatba, és a neuronok csak újszülötteknél képesek szaporodásra, majd teljesen elveszítik szaporodási képességüket.

Kétféle felosztás létezik - közvetlen és közvetett. A szomatikus sejtek szaporodnak közvetve, az ivarsejteket vagy a nemi sejteket meiózis (közvetlen osztódás) jellemzi.

Mitózis - közvetett osztódás

Mitotikus ciklus

A mitotikus ciklus két egymást követő szakaszból áll: az interfázisból és a mitotikus osztódásból.

Interfázis(nyugalmi szakasz) - a sejt előkészítése a további osztódáshoz, ahol az eredeti anyag megkettőzése, majd egyenletes eloszlása az újonnan képződött sejtek között. 3 időszakot tartalmaz:

- Preszintetikus(G-1) G – az angol gar, azaz a rés szóból készül a későbbi DNS-szintézisre, enzimtermelésre. Kísérletileg az első periódus gátlását hajtottuk végre, melynek eredményeként a sejt nem került a következő fázisba.
- Szintetikus(S) a sejtciklus alapja. Megtörténik a sejtközpont kromoszómáinak és centrioljainak replikációja. Csak ezt követően léphet át a sejt mitózisba.
- Posztszintetikus(G-2) vagy premitotikus periódus - az mRNS felhalmozódása következik be, ami magának a mitotikus szakasznak a kialakulásához szükséges. A G-2 időszakban fehérjék (tubulinok) szintetizálódnak - a mitotikus orsó fő összetevője.

A premitotikus időszak vége után kezdődik mitotikus osztódás. A folyamat 4 szakaszból áll:

Prophase– ebben az időszakban a sejtmag elpusztul, a magmembrán (nukleolem) feloldódik, a centriolok ellentétes pólusokon helyezkednek el, osztódási apparátust alkotva. Két alfázisa van:
- korai- fonalszerű testek (kromoszómák) láthatók, még nem különülnek el egyértelműen egymástól;
- késő- a kromoszómák egyes részei nyomon követhetők.
Metafázis– a nukleolém pusztulásának pillanatától kezdődik, amikor a kromoszómák kaotikusan fekszenek a citoplazmában, és éppen elkezdenek mozogni az egyenlítői sík felé. Minden kromatidpár a centromérán kapcsolódik egymáshoz.
Anafázis- egy pillanatban az összes kromoszóma elválik és a sejt ellentétes pontjaira költözik. Ez egy rövid és nagyon fontos szakasz, mert ebben a fázisban történik a genetikai anyag pontos osztódása.
Telofázis- a kromoszómák leállnak, újra kialakul a magmembrán és a sejtmag. Középen szűkület alakul ki, amely az anyasejt testét két leánysejtre osztja, befejezve a mitotikus folyamatot. Az újonnan képződött sejtekben a G-2 időszak újra kezdődik.

Meiosis - közvetlen osztódás

Van egy speciális szaporodási folyamat, amely csak a nemi sejtekben (ivarsejtekben) fordul elő - ez meiózis (közvetlen osztódás). Megkülönböztető tulajdonság mert ez az interfázis hiánya. Egy eredeti sejt meiózisa négy kromoszómakészletet hoz létre haploid kromoszómakészlettel. A közvetlen felosztás teljes folyamata két egymást követő szakaszból áll, amelyek profázisból, metafázisból, anafázisból és telofázisból állnak.

A profázis kezdete előtt a csírasejtek megduplázzák kiindulási anyagukat, így tetraploidokká válnak.

1. próza:

Leptoten- a kromoszómák vékony szálak formájában láthatók, megrövidülnek.
Zigotén- a homológ kromoszómák konjugációjának szakasza, ennek eredményeként bivalensek képződnek. Konjugáció fontos pont A meiózis, a kromoszómák a lehető legközelebb kerülnek egymáshoz, hogy megvalósítsák az átkelést.
Pachytena- a kromoszómák megvastagodnak, megrövidülnek, keresztezés történik (genetikai információcsere a homológ kromoszómák között, ez az evolúció és az örökletes variabilitás alapja).
Diplotena– kettős szálak stádiuma, az egyes bivalensek kromoszómái eltérnek, csak a keresztezés (chiasma) régiójában tartanak fenn kapcsolatot.
Diakinézis— A DNS kondenzálódni kezd, a kromoszómák nagyon megrövidülnek és elkülönülnek.

A profázis a nukleolém pusztulásával és az orsó kialakulásával ér véget.

1. metafázis: bivalensek a sejt közepén helyezkednek el.

1. anafázis: a duplikált kromoszómák ellentétes pólusokra költöznek.

1. telofázis: az osztódási folyamat befejeződött, a sejtek 23 bivalenst kapnak.

Az anyag utólagos megkettőződése nélkül a sejt belép második fázis osztály.

2. próféta: ismét megismétlődik az összes folyamat, ami az 1. profázisban volt, nevezetesen a kromoszómák kondenzációja, amelyek kaotikusan helyezkednek el az organellumok között.

2. metafázis: a kereszteződésben összekapcsolt két kromatid (egyértékűek) az egyenlítői síkban helyezkedik el, létrehozva egy metafázis nevű lemezt.

2. anafázis:- az egyértékűt külön kromatidákra vagy monádokra osztják, és ezek a sejt különböző pólusaira irányulnak.

2. telofázis: Az osztódási folyamat befejeződött, a magburok kialakul, és minden sejt 23 kromatidot kap.

Meiosis - fontos mechanizmus minden élőlény életében. Ennek az osztódásnak az eredményeként 4 haploid sejtet kapunk, amelyek a szükséges kromatidkészlet felével rendelkeznek. A megtermékenyítés során két ivarsejt egy teljes értékű diploid sejtet alkot, megőrizve a benne rejlő kariotípust.

Nehéz elképzelni létezésünket meiotikus osztódás nélkül, különben minden élőlény kettős kromoszómakészletet kapna minden következő generációval.

Anémia. Meghatározás. Osztályozás. Vashiányos vérszegénység. Etiológia. Klinikai kép. Diagnosztika. Kezelés. Megelőzés. A vas-kiegészítők szedésének jellemzői gyermekeknél.

Antiszeptikumok, meghatározása, a modern antiszeptikumok típusai (mechanikai, fizikai, kémiai, biológiai).

Az újszülött fulladása. Meghatározás. Etiológia. Osztályozás. Klinikai kép. Alap- és intenzív ellátás.

Atópiás dermatitis. Meghatározás. Etiológia. Osztályozás. Klinikai kép. Diagnosztika. Kezelés. Gondoskodás. Diétás terápia. Beteg gyermek életének megszervezése.

Iker módszer a folyamatos eloszlású jellemzők vizsgálatában

Az osztódásnak két módja van: 1) a leggyakoribb, teljes osztódás a mitózis (közvetett osztódás) és 2) az amitózis (közvetlen osztódás). A mitotikus osztódás során a citoplazma átrendeződik, a magmembrán elpusztul, kromoszómák jelennek meg. A sejt életében van magának a mitózisnak az időszaka és az osztódások közötti intervallum, amelyet interfázisnak neveznek. Az interfázis (nem osztódó cella) periódusa azonban eltérő jellegű lehet. Egyes esetekben az interfázis során a sejt működik, és egyben felkészül a következő osztódásra. Más esetekben a sejtek interfázisba lépnek, működnek, de már nincsenek felkészülve az osztódásra. Egy összetett többsejtű szervezet részeként számos sejtcsoport van, amely elvesztette osztódási képességét. Ide tartoznak például az idegsejtek. A sejt mitózisra való felkészítése interfázisban történik. A folyamat főbb jellemzőinek elképzeléséhez emlékezzen a sejtmag szerkezetére.

Hagymasejtek a sejtciklus különböző fázisaiban

A sejtmag fő szerkezeti egysége a kromoszómák, amelyek DNS-ből és fehérjéből állnak. Az élő, nem osztódó sejtek magjában az egyes kromoszómák általában megkülönböztethetetlenek, de a kromatin nagy része, amely a festett készítményekben vékony szálak vagy különböző méretű szemcsék formájában található, kromoszómáknak felel meg. Egyes sejtekben az egyes kromoszómák jól láthatóak az interfázisú sejtmagban, például a fejlődő megtermékenyített petesejt gyorsan osztódó sejtjeiben és egyes protozoonok magjaiban. A sejtek életének különböző időszakaiban a kromoszómák ciklikus változásokon mennek keresztül, amelyek egyik osztódásról a másikra követhetők. A mitózis során a kromoszómák megnyúlt, sűrű testek, amelyek hossza mentén két szálat lehet megkülönböztetni - DNS-t tartalmazó kromatidokat, amelyek a kromoszóma megkettőződésének eredménye. Minden kromoszómának van egy elsődleges szűkülete vagy centroméra. A kromoszómának ez a leszűkített része elhelyezkedhet akár a közepén, akár közelebb az egyik végéhez, de minden egyes kromoszómánál a helye szigorúan állandó. A mitózis során a kromoszómák és kromatidák szorosan összetekeredő szálak (tekercses vagy kondenzált állapot). Az interfázisú sejtmagban a kromoszómák erősen megnyúltak, azaz despiralizáltak, így nehéz megkülönböztetni őket. Következésképpen a kromoszómaváltozások ciklusa a spiralizációból áll, amikor rövidülnek, megvastagodnak és jól megkülönböztethetővé válnak, valamint a despiralizációból, amikor erősen megnyúlnak, összefonódnak, és ekkor lehetetlenné válik mindegyik külön megkülönböztetése. A spiralizáció és a despiralizáció összefügg a DNS aktivitásával, mivel csak despiralizált állapotban működik. Az információkiadás, az RNS képződése a DNS-en helikális állapotban, azaz mitózis során leáll. Azt, hogy a nem osztódó sejt magjában kromoszómák vannak, a DNS mennyiségének, a kromoszómák számának állandósága és az osztódástól az osztódásig tartó egyéniségének megőrzése is bizonyítja.

A sejt felkészítése a mitózisra. Az interfázis során számos folyamat játszódik le, amelyek lehetővé teszik a mitózist. Nevezzük meg közülük a legfontosabbakat: 1) centriolák kettősek, 2) kromoszómák kettősek, i.e. a DNS és a kromoszómális fehérjék mennyisége, 3) szintetizálódnak azok a fehérjék, amelyekből az akromatin orsó épül, 4) energia halmozódik fel ATP formájában, amelyet az osztódás során fogyasztanak el, 5) a sejtnövekedés véget ér. A DNS-szintézis és a kromoszóma-duplikáció elsődleges fontosságú a sejt mitózisra való felkészítésében. A kromoszóma-duplikáció elsősorban a DNS-szintézishez és a kromoszómafehérjék egyidejű szintéziséhez kapcsolódik. A duplázási folyamat 6-10 óráig tart, és eltart középső része interfázis. A kromoszóma duplikációja úgy megy végbe, hogy a DNS minden egyes régi szála egy másodikat épít. Ez a folyamat szigorúan rendezett, és több ponttól kezdve az egész kromoszómán átterjed.

Mitózis

A mitózis a növények és állatok sejtosztódásának univerzális módszere, amelynek fő lényege a megkettőződött kromoszómák pontos elosztása a két létrejövő leánysejt között. A sejt osztódásra való felkészítése, amint látjuk, az interfázis jelentős részét foglalja el, és a mitózis csak akkor kezdődik, amikor a sejtmagban és a citoplazmában a felkészülés teljesen befejeződött. Az egész folyamat négy szakaszra oszlik. Ezek közül az első, a profázis során a centriolák szétválnak, és ellentétes irányban kezdenek szétválni. Körülöttük a citoplazmából akromatikus szálak képződnek, amelyek a centriolákkal együtt akromatikus orsót alkotnak. Amikor a centriolák divergenciája véget ér, az egész sejt polárisnak bizonyul, mindkét centriól ellentétes póluson helyezkedik el, és a középső síkot nevezhetjük egyenlítőnek. Az akromatin orsó filamentumai a centrioloknál összefolynak, és széles körben helyezkednek el az egyenlítőnél, orsó alakúak. A citoplazmában egy orsó kialakulásával egyidejűleg a sejtmag duzzadni kezd, és jól látható benne egy megvastagodott szálak - kromoszómák - golyója. A profázis során a kromoszómák spiráloznak, ami megrövidül és megvastagodik. A profázis a magmembrán feloldásával ér véget, és a kromoszómák a citoplazmában helyezkednek el. Jelenleg világos, hogy minden kromoszóma már kettős. Aztán jön a második fázis – a metafázis. A kezdetben véletlenszerűen elrendezett kromoszómák az Egyenlítő felé kezdenek mozogni. Általában mindegyik ugyanabban a síkban, a centrioloktól egyenlő távolságra helyezkedik el. Ekkor az orsószálak egy része a kromoszómákhoz kapcsolódik, míg másik részük még folyamatosan az egyik centriolától a másikig nyúlik - ezek a tartószálak. A vontatási vagy kromoszómális szálak a centromerekhez (a kromoszómák elsődleges szűkületei) kapcsolódnak, de emlékeznünk kell arra, hogy mind a kromoszómák, mind a centromerek már kétszeresek. A pólusokból kihúzó szálak azokhoz a kromoszómákhoz kapcsolódnak, amelyek közelebb vannak hozzájuk. Rövid szünet következik. Ez a mitózis központi része, amely után kezdődik a harmadik fázis - az anafázis. Az anafázis során az orsószálak összehúzódni kezdenek, és a kromoszómákat különböző pólusokhoz húzzák. Ebben az esetben a kromoszómák passzívan viselkednek, hajtűként meghajolva, centromerekkel haladnak előre, amelyeket egy orsószál húz. Az anafázis kezdetén a citoplazma viszkozitása csökken, ami hozzájárul a kromoszómák gyors mozgásához. Következésképpen az orsószálak biztosítják a kromoszómák pontos divergenciáját (interfázisban megkétszerezve) a sejt különböző pólusaihoz. A mitózis az utolsó szakaszban – a telofázisban – ér véget. A pólusokhoz közeledő kromoszómák szorosan összefonódnak egymással. Ezzel egyidejűleg megnyúlásuk (despiralizáció) kezdődik, és lehetetlenné válik az egyes kromoszómák megkülönböztetése. A citoplazmából fokozatosan nukleáris membrán képződik, a sejtmag megduzzad, megjelenik egy mag, és helyreáll az interfázisú sejt korábbi szerkezete.

A sejtosztódás a szaporodás központi pontja.

A mitózis folyamata során:

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

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

A Prophase az atommag osztódásra való előkészítésének első szakasza. Profázisban a mag retikuláris szerkezete fokozatosan kromoszómaszálakká alakul. A legkorábbi profázistól kezdve, még fénymikroszkópban is megfigyelhető a kromoszómák kettős természete. Ez arra utal, hogy a sejtmagban a korai vagy késői interfázisban megy végbe a mitózis legfontosabb folyamata - a kromoszómák megkettőződése vagy reduplikációja, amelyben mindegyik anyai kromoszóma egy hasonlót - egy leánykromoszómát - épít fel. Ennek eredményeként minden kromoszóma hosszirányban megkétszereződött. Azonban ezek a kromoszómák felei, amelyeket ún testvérkromatidák, ne térjenek el a profázisban, mivel egy közös terület tartja össze őket - a centromer; a centromer régió később osztódik. 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.

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

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

A szervezet növekedésére és funkcionális állapotára ható belső és külső környezeti tényezők egyaránt befolyásolják a sejtosztódás időtartamát és annak egyes fázisait. Mivel a sejtmag nagy szerepet játszik a sejt anyagcsere-folyamataiban, természetes, hogy a mitotikus fázisok időtartama a szervszövet funkcionális állapotának megfelelően változhat. Például megállapították, hogy az állatok pihenése és alvása során a különböző szövetek mitotikus aktivitása sokkal magasabb, mint az ébrenlét alatt. Számos állatnál a sejtosztódások gyakorisága fényben csökken, sötétben pedig növekszik. Azt is feltételezik, hogy a hormonok befolyásolják a sejt mitotikus aktivitását.

Az okok, amelyek meghatározzák a sejt osztódási készségét, továbbra is tisztázatlanok. Több ok is indokolt:

a sejtprotoplazma, a kromoszómák és más organellumok tömegének megduplázódása, ami miatt a mag-plazma kapcsolatok megszakadnak; Az osztódáshoz a sejtnek el kell érnie egy bizonyos tömeget és térfogatot, amely az adott szövet sejtjeire jellemző;
kromoszóma megkettőződése;
speciális anyagok kiválasztása a kromoszómák és más sejtszervecskék által, amelyek serkentik a sejtosztódást.

Amitózis direkt maghasadásnak nevezik, hasadási alakok kialakulása nélkül. Ebben az esetben a mag felosztása két részre „fűzésével” történik; néha egy magból egyszerre több mag is keletkezik (fragmentáció). Számos speciális és patológiás szövet sejtjeiben, például rákos daganatokban, folyamatosan fordul elő amitózis. Különféle károsító szerek (ionizáló sugárzás és magas hőmérséklet) hatására figyelhető meg.

EndomitózisÍgy nevezik azt a folyamatot, amelyben az atommaghasadás megkétszereződik. Ebben az esetben a kromoszómák, mint általában, interfázisban szaporodnak, de későbbi eltérésük a mag belsejében történik a magburok megőrzésével és akromatin orsó kialakulása nélkül. Egyes esetekben, bár a magmembrán feloldódik, a kromoszómák nem térnek el a pólusokhoz, aminek következtében a sejtben lévő kromoszómák száma akár több tízszeresére is megsokszorozódik. Az endomitózis a növények és állatok különböző szöveteinek sejtjeiben fordul elő. Például A. A. Prokofjeva-Belgovskaya kimutatta, hogy a speciális szövetek sejtjeiben végbemenő endomitózis révén: a ciklopsz hypodermisében, a zsírtestben, a peritoneális hámban és a csikó (Stenobothrus) más szöveteiben - a kromoszómák száma 10-szeresére nőhet . A kromoszómák számának ez a növekedése a differenciált szövet funkcionális jellemzőivel függ össze.

Néha egy vagy több kromoszóma megkettőződése történik nukleáris átalakulás nélkül – ezt a jelenséget nevezik endoreprodukció.

Tehát a sejtmitózis összes fázisa, komponensei csak egy tipikus folyamathoz kötelezőek.

A mitózis általános szerveződése

Ahogy feltételezték sejtelmélet, a sejtek számának növekedése kizárólag az eredeti sejt osztódása miatt következik be, amely korábban megkétszerezte genetikai anyagát. Ez a fő esemény a sejt mint olyan életében, nevezetesen a saját fajtája reprodukciójának befejezése. A sejtek teljes „interfázisú” élete a sejtciklus teljes megvalósítására irányul, amely a sejtosztódással zárul. Maga a sejtosztódás egy nem véletlenszerű, szigorúan genetikailag meghatározott folyamat, ahol az események egész láncolata épül fel egy szekvenciális sorozatba.

Amint már jeleztük, a prokarióta sejtek osztódása kromoszómák kondenzációja nélkül megy végbe, bár számos anyagcsere-folyamatnak és mindenekelőtt számos specifikus fehérje szintézisének kell lennie, amelyek részt vesznek a baktériumsejt „egyszerű” osztódásában. kettő.

Az összes eukarióta sejt osztódása a duplikált (replikált) kromoszómák kondenzációjával jár, amelyek sűrű fonalas struktúrákat öltenek. Ezek a fonalas kromoszómák egy speciális szerkezet révén kerülnek a leánysejtekbe - orsó. Ez a fajta eukarióta sejtosztódás az mitózis(görögből mitos- szálak), ill mitózis, vagy közvetett felosztás- ez az egyetlen teljes módja a sejtek számának növelésének. A közvetlen sejtosztódás vagy amitózis csak a csillóstestek poliploid makromagjainak osztódása során írható le megbízhatóan, mikronukleuszaik csak mitotikusan osztódnak.

Az összes eukarióta sejt osztódása egy speciális kialakulásához kapcsolódik sejtosztó készülék. Amikor a sejtek duplikálódnak, két esemény következik be: a replikált kromoszómák divergenciája és a sejttest osztódása - citotómia. Az esemény első részét eukariótákban az ún orsók, mikrotubulusokból áll, a második rész pedig az állati eredetű sejtekben szűkület kialakulását okozó aktomiozin komplexek részvétele miatt, vagy a mikrotubulusok és aktin filamentumok részvétele miatt következik be a phragmoplaszt, az elsődleges sejtszeptum képződésében. növényi sejtek.

Az osztódási orsó kialakításában minden eukarióta sejtben kétféle struktúra vesz részt: az orsó poláris testei (pólusai) és a kromoszóma kinetochorei. A poláris testek vagy centroszómák a mikrotubulusok szerveződésének (vagy magképződésének) központjai. Mikrotubulusok nőnek ki belőlük plusz végükkel, kötegeket alkotva, amelyek a kromoszómák felé nyúlnak. Állati sejtekben a centroszómák közé tartoznak a centriolok is. Sok eukarióta azonban nem rendelkezik centriolokkal, és a mikrotubulus-szervező központok szerkezet nélküli amorf zónák formájában vannak jelen, amelyekből számos mikrotubulus nyúlik ki. Az osztóberendezés felépítése általában két centroszómát vagy két poláris testet foglal magában, amelyek egy mikrotubulusokból álló összetett, orsó alakú test ellentétes végein helyezkednek el. A második, a mitotikus sejtosztódásra jellemző szerkezet, amely az orsó mikrotubulusait köti össze a kromoszómával. kinetochores. A mikrotubulusokkal kölcsönhatásba lépő kinetokorok felelősek a kromoszómák mozgásáért a sejtosztódás során.

Mindezek a komponensek, nevezetesen: poláris testek (centroszómák), orsó mikrotubulusok és kromoszóma kinetokorok minden eukarióta sejtben megtalálhatók, az élesztőtől az emlősökig, és nehéz folyamat replikált kromoszómák divergenciája.

Az eukarióta mitózis különböző típusai

Az állati és növényi sejtek fent leírt osztódása nem az egyetlen formája a közvetett sejtosztódásnak (299. ábra). A mitózis legegyszerűbb típusa az pleuromitosis. Bizonyos mértékig emlékeztet a prokarióta sejtek bináris osztódására, amelyben a nukleoidok a replikáció után kapcsolatban maradnak a plazmamembránnal, amely a DNS-kötési pontok között növekedni kezd, és ezáltal a kromoszómákat a a sejt különböző részei (a prokarióták osztódását lásd alább). Ezt követően, amikor sejtszűkület alakul ki, minden DNS-molekula egy új, különálló sejtbe kerül.

Mint már említettük, az eukarióta sejtek osztódására jellemző a mikrotubulusokból felépülő orsó kialakulása (300. ábra). Nál nél zárt pleuromitosis(ezt nevezik zártnak, mert a kromoszómák divergenciája a magmembrán megsértése nélkül megy végbe) nem centriolok, hanem más, a belül nukleáris membrán. Ezek bizonytalan morfológiájú úgynevezett poláris testek, amelyekből mikrotubulusok nyúlnak ki. Két ilyen test van, anélkül válnak el egymástól, hogy elveszítenék kapcsolatukat a magburokkal, és ennek eredményeként két félorsó képződik, amelyek a kromoszómákhoz kapcsolódnak. A mitotikus apparátus és a kromoszóma divergencia kialakulásának teljes folyamata ebben az esetben a nukleáris burok alatt megy végbe. Ez a fajta mitózis a protozoonok körében fordul elő, elterjedt a gombákban (chytrids, zygomycetes, élesztők, oomycetes, ascomycetes, myxomycetes stb.). Vannak félig zárt pleuromitózis formái, amikor a magmembrán a kialakult orsó pólusainál megsemmisül.

A mitózis másik formája az ortomitózis. BAN BEN Ebben az esetben a COMMT-k a citoplazmában helyezkednek el, és kezdettől fogva nem félorsók, hanem bipoláris orsók képződnek. Az ortomitózisnak három formája van: nyisd ki(közönséges mitózis), félig zártÉs zárva. Félig zárt ortomitózisban a citoplazmában található COMMT-ek segítségével biszimmetrikus orsó jön létre, a nukleáris burok a poláris zónák kivételével a mitózis során végig megmarad. Szemcsés anyagtömegek vagy akár centriolok is megtalálhatók itt COMMT néven. A mitózisnak ez a formája a zöld, barna és vörös algák zoospóráiban, egyes alsóbbrendű gombákban és gregarinokban fordul elő. Zárt ortomitózis esetén a nukleáris burok teljesen megmarad, amely alatt valódi orsó képződik. A karioplazmában mikrotubulusok képződnek, ritkábban az intranukleáris COMMT-ből nőnek, amely nem kapcsolódik (a pleuromitózistól eltérően) a nukleáris burokkal. Ez a fajta mitózis a csillós állatok mikronukleuszainak osztódására jellemző, de más protozoonokban is megtalálható. Nyitott ortomitózisban a magburok teljesen szétesik. Ez a típusú sejtosztódás az állati szervezetekre, egyes protozoákra és magasabb rendű növények sejtjére jellemző. A mitózisnak ezt a formáját viszont asztrális és ansztrális típusok képviselik (301. ábra).

Ebből a rövid megfontolásból egyértelműen kitűnik, hogy a mitózis fő jellemzője általában a különböző struktúrák CTOM-jaival összefüggésben kialakuló orsószerkezetek megjelenése.

Egy mitotikus alak morfológiája

Mint már említettük, a mitotikus apparátust a legrészletesebben magasabb rendű növények és állatok sejtjeiben tanulmányozták. Különösen jól kifejeződik a mitózis metafázis-stádiumában (lásd 300. ábra). A metafázisban lévő élő vagy rögzült sejtekben a kromoszómák a sejt egyenlítői síkjában helyezkednek el, ahonnan az ún. orsó menetek, a mitotikus alak két különböző pólusán összefolyva. Tehát a mitotikus orsó kromoszómák, pólusok és rostok gyűjteménye. Az orsórostok egyedi mikrotubulusok vagy mikrotubulusok kötegei. A mikrotubulusok az orsó pólusaiból indulnak ki, és néhányuk a centromerákba megy, ahol a kromoszómák kinetochorei találhatók (kinetochore mikrotubulusok), néhányuk továbbhalad az ellenkező pólus felé, de nem éri el - „interpoláris mikrotubulusok”. Ezenkívül radiális mikrotubulusok csoportja nyúlik ki a pólusokból, és egyfajta „sugárzó fényt” képez körülöttük - ezek asztrális mikrotubulusok.

Az általános morfológia szerint a mitotikus alakzatokat két típusra osztják: asztrálisra és anasztrálisra (lásd 301. ábra).

Az asztrális típusú orsó (vagy konvergens) jellemzője, hogy pólusait egy kis zóna képviseli, amelyhez a mikrotubulusok konvergálnak (konvergálnak). A centriolokat tartalmazó centroszómák jellemzően az asztrális orsók pólusain helyezkednek el. Bár ismertek centrioláris asztrális mitózisok esetei (egyes gerinctelen állatok meiózisa során). Ezenkívül a radiális mikrotubulusok eltérnek a pólusoktól, amelyek nem részei az orsónak, hanem csillagzónákat - citasztereket - alkotnak. Általában ez a fajta mitotikus orsó inkább egy súlyzóhoz hasonlít (lásd 301. ábra, A).

Az anasztrális típusú mitotikus alaknál nincsenek citaszterek a pólusokon. Az orsó poláris régiói itt szélesek, ezeket polársapkáknak nevezik, és nem tartalmaznak centriolokat. Ebben az esetben az orsószálak nem egy pontból térnek el, hanem széles fronton (diverge) térnek el a poláris sapkák teljes zónájától. Ez a fajta orsó a magasabb rendű növények osztódó sejtjeire jellemző, bár néha magasabbrendű állatokban is megtalálható. Így az emlősök korai embriogenezisében, a peteérés osztódása, valamint a zigóta első és második osztódása során centrioláris mentes (divergens) mitózisok figyelhetők meg. De a harmadik sejtosztódástól kezdve és az összes azt követő sejtosztódásban a sejtek osztódnak az asztrális orsók részvételével, amelyek pólusain mindig találhatók centriolok.

Általánosságban elmondható, hogy a mitózis minden formája esetén a közös struktúrák kromoszómák maradnak kinetokoraikkal, poláris testeikkel (centroszómáikkal) és orsórostjaikkal.

Centromerek és kinetokorok

A centromerek, mint azok a helyek, ahol a kromoszómák a mikrotubulusokhoz kötődnek, különböző lokalizációjúak lehetnek a kromoszómák hossza mentén. Például, holocentrikus centromerek akkor fordulnak elő, amikor a mikrotubulusok a teljes kromoszóma hosszában asszociálódnak (egyes rovarok, fonálférgek, egyes növények), és monocentrikus centromerek - amikor a mikrotubulusok egy területen kromoszómákhoz kapcsolódnak (302. ábra). Monocentrikus centromerek lehetnek pont(például néhány bimbózó élesztőben), amikor csak egy mikrotubulus közelíti meg a kinetochore-t, és zónás, ahol egy mikrotubulusköteg közelít egy komplex kinetochorehoz. A centromer zónák sokfélesége ellenére mindegyikhez társul összetett szerkezet kinetochore, alapvetően hasonló szerkezetű és funkciójú minden eukarióta esetében.

Rizs. 302. Kinetokorok a kromoszómák centromer régiójában

1 - kinetochore; 2 - egy köteg kinetochore mikrotubulusok; 3 - kromatid

A monocentrikus kinetokor legegyszerűbb szerkezete a sütőélesztő sejtekben található ( Saccharomyces cerevisiae). A kromoszómán található speciális DNS-szakaszhoz kapcsolódik (centromer vagy CEN-lókusz). Ez a régió három DNS elemből áll: CDE I, CDE II, CDE III. Érdekes módon a CDE I és CDE III nukleotidszekvenciája erősen konzervált és hasonló a Drosophila nukleotidszekvenciáihoz. A CDE II régió különböző méretű lehet, és A-T párokban gazdagodik. Mikrotubulusokkal való összekötéshez S. cerevisia A CDE III régió felelős, számos fehérjével kölcsönhatásba lép.

A zónás centromerek ismétlődő CEN-lókuszokból állnak, amelyek konstitutív heterokromatint tartalmazó szatellit-DNS-t tartalmaznak, amelyek kinetokorokhoz kapcsolódnak.

A kinetokorok speciális fehérjestruktúrák, amelyek többnyire a kromoszómák centromer zónáiban helyezkednek el (lásd 302. ábra). A kinetokorokat jobban tanulmányozzák magasabb rendű szervezetekben. A kinetokorok összetett komplexek, amelyek sok fehérjéből állnak. Morfológiailag nagyon hasonlóak, szerkezetük azonos, a kovamoszattól az emberig terjed. A kinetokorok háromrétegű struktúrák (303. ábra): a kromoszómatesttel szomszédos belső sűrű réteg, egy középső laza réteg és egy külső sűrű réteg. A külső rétegből sok fibrillum nyúlik ki, amelyek a kinetochore úgynevezett rostos koronáját alkotják (304. ábra).

BAN BEN általános forma A kinetokorok lemezek vagy korongok formájúak, amelyek a kromoszóma elsődleges szűkületének zónájában, a centromérában helyezkednek el. Általában kromatidánként (kromoszómánként) egy kinetochore van. Az anafázis előtt a kinetokorok mindegyik testvérkromatidán egymással szemben helyezkednek el, és mindegyik kapcsolódik a saját mikrotubulus-kötegéhez. Egyes növényekben a kinetokorok nem lemezeknek, hanem félgömböknek tűnnek.

A kinetokorok olyan komplex komplexek, amelyekben a specifikus DNS mellett számos kinetochore fehérje (CENP fehérje) is részt vesz (305. ábra). A kromoszóma centromer régiójában, a háromrétegű kinetochore alatt α-szatellit DNS-sel dúsított heterokromatin régió található. Számos fehérje is megtalálható itt: CENP-B, amely az α-DNS-hez kötődik; MCAC - kinezinszerű fehérje; valamint a testvérkromoszómák (kohézinek) párosításáért felelős fehérjék. A következő fehérjéket azonosították a kinetokor belső rétegében: CENP-A - az NZ hiszton egy változata, amely valószínűleg a DNS CDE II régiójához kötődik; CENP-G, amely nukleáris mátrix fehérjékhez kötődik; konzervált CENP-C fehérje, jelenleg ismeretlen funkcióval. Átlagos laza réteg A 3F3/2 fehérjét fedezték fel, amely nyilván valamilyen módon regisztrálja a mikrotubuluskötegek feszültségét. A kinetochore külső sűrű rétegében a CENP-E és CENP-F fehérjéket azonosították, amelyek a mikrotubulusok megkötésében vesznek részt. Ezen kívül vannak a citoplazmatikus dynein család fehérjéi.

A kinetokorok funkcionális szerepe a testvérkromatidák egymáshoz kapcsolása, a mitotikus mikrotubulusok rögzítése, a kromoszóma szétválás szabályozása, valamint a kromoszómák tényleges mozgatása a mitózis során mikrotubulusok közreműködésével.

A pólusokból, a centroszómákból kinőtt mikrotubulusok megközelítik a kinetokorokat. Minimális számuk az élesztőben - kromoszómánként egy mikrotubulus. Magasabb növényekben ez a szám eléri a 20-40-et. A közelmúltban sikerült kimutatni, hogy a magasabb rendű élőlények komplex kinetokorjai ismétlődő alegységekből álló szerkezet, amelyek mindegyike képes kapcsolatot kialakítani mikrotubulusokkal (306. ábra). A kromoszóma centromer régiójának szerkezetének egyik modellje szerint (Zinkowski, Meine, Brinkley, 1991) azt feltételezik, hogy az interfázisban az összes jellemző fehérjét tartalmazó kinetochore alegységek a DNS meghatározott szakaszain helyezkednek el. Amint a kromoszómák a profázisban kondenzálódnak, ezek az alegységek úgy csoportosulnak, hogy létrejön egy zóna, amely ezekben a fehérjekomplexekben gazdagodik. - kinetochore.

Kinetochores, fehérje be általános szerkezet, kétszerese az S-periódusban, párhuzamosan a kromoszómák megkettőződésével. De fehérjéik a sejtciklus minden szakaszában jelen vannak a kromoszómákon (lásd 303. ábra).

A mitózis dinamikája

A könyv számos részében már érintettük a különböző sejtösszetevők (kromoszómák, sejtmagok, magmembrán stb.) viselkedését a sejtosztódás során. De térjünk vissza röviden ezekhez a legfontosabb folyamatokhoz, hogy összességében megértsük őket.

Az osztódási ciklusba belépett sejtek esetében a tulajdonképpeni mitózis fázisa, az indirekt osztódás viszonylag rövid ideig tart, a sejtciklus idejének mindössze 0,1-ét. Így a gyökérmerisztéma osztódó sejtjeiben az interfázis 16-30 óráig tarthat, a mitózis pedig csak 1-3 óráig tarthat, az egérbélhámsejtek ciklusa körülbelül 20-22 óráig tart, míg a mitózis csak 1 óráig tart. Amikor a tojásokat összezúzzák, a teljes sejtperiódus, beleértve a mitózist is, kevesebb mint egy óra lehet.

A mitotikus sejtosztódás folyamatát általában több fő fázisra osztják: profázis, prometafázis, metafázis, anafázis, telofázis (307-312. ábra). E fázisok közötti határvonalakat nagyon nehéz pontosan megállapítani, mivel maga a mitózis egy folyamatos folyamat, és a fázisok változása nagyon fokozatosan megy végbe: az egyik észrevétlenül átmegy a másikba. Az egyetlen fázis, amelynek valódi kezdete van, az anafázis - a kromoszómák pólusok felé történő mozgásának kezdete. A mitózis egyes fázisainak időtartama változó, az anafázis a legrövidebb (15. táblázat).

A mitózis egyes fázisainak időzítését legjobban az élő sejtek speciális kamrákban történő osztódásának közvetlen megfigyelése határozza meg. A mitózis idejének ismeretében lehetőség nyílik az egyes fázisok időtartamának kiszámítására az osztódó sejtek közötti előfordulásuk százalékos aránya alapján.

Prophase. Már a G 2 periódus végén jelentős átrendeződések kezdődnek a sejtben. Lehetetlen pontosan meghatározni, hogy mikor következik be a profázis. A mitózis ezen fázisának kezdetének legjobb kritériuma a fonalas struktúrák megjelenése lehet a sejtmag-mitotikus kromoszómákban. Ezt az eseményt a hisztonokat, elsősorban a H1 hisztont módosító foszforilázok aktivitásának növekedése előzi meg. A profázisban a testvérkromatidák egymás mellett kapcsolódnak egymáshoz kohézin fehérjék segítségével, amelyek az S periódusban, a kromoszóma-duplikáció során alakítják ki ezeket a kötéseket. A késői profázis szerint a testvérkromatidák közötti kapcsolat csak a kinetochore zónában marad fenn. A profázis kromoszómákban már megfigyelhetők érett kinetokorok, amelyeknek nincs kapcsolata a mikrotubulusokkal.

A kromoszómák kondenzációja a profázis magban egybeesik a kromatin transzkripciós aktivitásának éles csökkenésével, amely a profázis közepére teljesen eltűnik. Az RNS szintézis és a kromatin kondenzáció csökkenése miatt a nukleoláris gének is inaktiválódnak. Ebben az esetben az egyes fibrilláris centrumok egyesülnek, így a kromoszómák nukleoluszképző régióivá, nukleoláris szervezőkké alakulnak. A legtöbb nukleoláris fehérje disszociál, és szabadon található a sejt citoplazmájában, vagy kapcsolódik a kromoszómák felületéhez.

Ugyanakkor a lamina, a nukleáris membrán számos fehérjéjének foszforilációja következik be, amely szétesik. Ebben az esetben a magmembrán és a kromoszómák közötti kapcsolat megszakad. Ezután a nukleáris burok kis vakuólumokká töredeznek, és a póruskomplexek eltűnnek.

Ezekkel a folyamatokkal párhuzamosan a sejtközpontok aktiválódása figyelhető meg. A profázis kezdetén a citoplazmában lévő mikrotubulusok szétszednek, és számos asztrális mikrotubulus gyors növekedése indul meg a megkettőzött diploszómák körül (308. ábra). A profázisban lévő mikrotubulusok növekedési üteme közel kétszerese az interfázisú mikrotubulusok növekedésének, de labilitásuk 5-10-szer nagyobb, mint a citoplazmatikus mikrotubulusoké. Így, ha a mikrotubulusok felezési ideje a citoplazmában körülbelül 5 perc, akkor a mitózis első felében ez csak 15 másodperc. Itt még hangsúlyosabb a mikrotubulusok dinamikus instabilitása. A centroszómákból kiinduló összes mikrotubulus a plusz végével előre nő.

Az aktivált centroszómák - az osztóorsó jövőbeli pólusai - bizonyos távolságra kezdenek eltávolodni egymástól. A pólusok ilyen profázis divergenciájának mechanizmusa a következő: az egymás felé mozgó antiparallel mikrotubulusok kölcsönhatásba lépnek egymással, ami a pólusok nagyobb stabilizálásához és taszításához vezet (313. ábra). Ez a dynein-szerű fehérjék és a mikrotubulusok kölcsönhatása miatt következik be, amelyek az orsó központi részében egymással párhuzamos interpoláris mikrotubulusokat rendeznek el. Ezzel párhuzamosan tovább folytatódik polimerizációjuk, növekedésük, ami a kinezinszerű fehérjék munkája következtében a pólusok felé tolódásával jár együtt (314. ábra). Ekkor az orsó kialakulása során a mikrotubulusok még nem kapcsolódnak a kromoszómák kinetochoreihoz.

Profázisban a citoplazmatikus mikrotubulusok szétszedésével egyidejűleg az endoplazmatikus retikulum dezorganizálódik (a sejt perifériáján elhelyezkedő kis vakuólumokra bomlik), és a perinukleáris lokalizációját elvesztő Golgi-apparátus külön diktioszómákra osztódik, véletlenszerűen szétosztva. a citoplazmában.

Prometafázis. A sejtmag membránjának pusztulása után a mitotikus kromoszómák minden különösebb sorrend nélkül az egykori mag zónájában fekszenek. A prometafázisban megindul a mozgásuk, mozgásuk, ami végső soron egy ekvatoriális kromoszóma „lemez” kialakulásához, a kromoszómák rendezett elrendeződéséhez vezet az orsó központi részében már metafázisban. A prometafázisban a kromoszómák állandó mozgása, vagyis metakinézis megy végbe, melynek során vagy megközelítik a pólusokat, vagy eltávolodnak azoktól az orsó közepe felé, amíg el nem foglalják a metafázisra jellemző középső pozíciót (kromoszómakongresszus).

A prometafázis kezdetén a formáló orsó egyik pólusához közelebb fekvő kromoszómák gyorsan közeledni kezdenek hozzá. Ez nem történik meg egyszerre, hanem bizonyos ideig tart. Azt találták, hogy a kromoszómák ilyen primer aszinkron sodródása a különböző pólusokhoz mikrotubulusok segítségével történik. Fénymikroszkópos video-elektronikus fáziskontraszt-javítással élő sejtekben megfigyelhető volt, hogy a pólusokból kinyúló egyes mikrotubulusok véletlenszerűen elérik a kromoszóma valamelyik kinetokorát, és ahhoz a kinetochore által „befogva” kötődnek. Ezt követően a kromoszóma gyors csúszása a mikrotubulus mentén a mínusz vége felé történik, körülbelül 25 µm/perc sebességgel. Ez oda vezet, hogy a kromoszóma megközelíti azt a pólust, ahonnan ez a mikrotubulus származik (315. ábra). Fontos megjegyezni, hogy a kinetokorok érintkezhetnek az ilyen mikrotubulusok oldalsó felületével. E mozgás során a kromoszómák nem szedik szét a mikrotubulusokat. A legvalószínűbb, hogy a kinetochore koronában található citoplazmatikus dyneinhez hasonló motorfehérje felelős a kromoszómák ilyen gyors mozgásáért.

A kezdeti prometafázis mozgás eredményeként a kromoszómák véletlenszerűen közelebb kerülnek az orsó pólusaihoz, ahol továbbra is új mikrotubulusok képződnek. Nyilvánvaló, hogy minél közelebb van a kromoszómális kinetochore a centroszómához, annál nagyobb a véletlenszerű kölcsönhatása más mikrotubulusokkal. Ebben az esetben az új, növekvő mikrotubulus plusz végeket „befogja” a kinetochore koronazóna; Most egy köteg mikrotubulus kapcsolódik a kinetochore-hoz, amelynek növekedése a plusz végén folytatódik. Ahogy egy ilyen köteg növekszik, a kinetochore-nak és vele együtt a kromoszómának az orsó közepe felé kell mozognia, és el kell távolodnia a pólustól. De ekkorra már saját mikrotubulusok nőnek ki az ellenkező pólusból a másik testvérkromatida második kinetochoréjáig, amelynek egy kötege elkezdi húzni a kromoszómát az ellenkező pólusra. Az ilyen húzóerő meglétét bizonyítja, hogy ha az egyik kinetochore-nál egy mikrotubulusköteget lézeres mikrosugárral átvágunk, a kromoszóma az ellenkező pólus felé indul (316. ábra). Normál körülmények között a kromoszóma, kis mozgásokat végezve egyik vagy másik pólus felé, végül fokozatosan egy középső pozíciót foglal el az orsóban. A kromoszómák prometafázisos sodródása során a plusz végén a mikrotubulusok megnyúlása és növekedése következik be, amikor a kinetochore eltávolodik a pólustól, és a mikrotubulusok szétszedése és lerövidülése is a plusz végén történik, amikor a testvérkinetokor a pólus felé mozog.

A kromoszómák itt-ott váltakozó mozgása oda vezet, hogy végül az orsó egyenlítőjénél kötnek ki, és beállnak a metafázislemezbe (lásd 315. ábra).

Metafázis(309. ábra). A metafázisban, valamint a mitózis más fázisaiban a mikrotubuluskötegek bizonyos stabilizálása ellenére folyamatos megújulásuk a tubulinok össze- és szétszerelése miatt folytatódik. A metafázis során a kromoszómák úgy vannak elrendezve, hogy a kinetokoruk ellentétes pólusokkal nézzen szembe. Ezzel párhuzamosan az interpoláris mikrotubulusok állandó átrendeződése zajlik, melyek száma metafázisban éri el a maximumot. Ha egy metafázisú sejtet a pólus felől nézünk, láthatjuk, hogy a kromoszómák úgy vannak elrendezve, hogy centromer régióik az orsó középpontja felé nézzenek, karjaik pedig a perem felé nézzenek. A kromoszómáknak ezt az elrendezését „anyacsillagnak” nevezik, és az állati sejtekre jellemző (317. ábra). A növényekben a metafázisban a kromoszómák gyakran az orsó egyenlítői síkjában helyezkednek el szigorú sorrend nélkül.

A metafázis végére a testvérkromatidák egymástól való elválasztásának folyamata befejeződik. Válluk párhuzamosan fekszenek egymással, és jól látható közöttük az őket elválasztó rés. Az utolsó hely, ahol a kromatidák közötti kapcsolat megmarad, a centromer; a metafázis legvégéig minden kromoszómában a kromatidák kapcsolatban maradnak a centromer régiókban.

Anafázis hirtelen kezdődik, ami egy létfontosságú vizsgálat során egyértelműen megfigyelhető. Az anafázis az összes kromoszóma egyidejű elválasztásával kezdődik a centromer régiókban. Ekkor a centromer kohézinek egyidejű lebomlása következik be, amelyek mindaddig testvérkromatidákat kapcsoltak össze. A kromatidák egyidejű szétválasztása lehetővé teszi, hogy megkezdődjön szinkron szegregációjuk. A kromoszómák hirtelen mind elveszítik centromer kötegeiket, és szinkronban kezdenek távolodni egymástól az orsó ellentétes pólusai felé (310. és 318. ábra). A kromoszóma mozgási sebessége egyenletes, elérheti a 0,5-2 µm/perc értéket. Az anafázis a mitózis legrövidebb szakasza (a teljes idő több százaléka), de ez alatt az idő alatt egész sor eseményeket. A legfontosabbak két azonos kromoszómakészlet elkülönítése és szállítása a sejt ellentétes végeire.

Rizs. 318. Anafázis kromoszóma szegregáció

A - anafázis A; 6 - anafázis B

Ahogy a kromoszómák mozognak, megváltoztatják orientációjukat, és gyakran V alakot vesznek fel. Tetejük az osztópóznák felé irányul, válluk pedig úgy tűnik, hogy az orsó közepe felé hajlik. Ha egy kromoszómakar az anafázis előtt eltörik, akkor az anafázis alatt nem vesz részt a kromoszómák mozgásában, és a központi zónában marad. Ezek a megfigyelések azt mutatták, hogy a centromer régió a kinetokorokkal együtt felelős a kromoszómák mozgásáért. Úgy tűnik, hogy a centromerán túl a kromoszóma a pólus felé húzódik. Egyes magasabb rendű növényekben (ozhika) nincs kifejezett centromer szűkület, és az orsórostok a kromoszómák felületének sok pontjával érintkeznek (policentrikus és holocentrikus kromoszómák). Ebben az esetben a kromoszómák az orsószálakon keresztül helyezkednek el.

Valójában a kromoszóma divergencia két folyamatból áll: 1 - kromoszóma divergencia a mikrotubulusok kinetochore kötegei miatt; 2 - a kromoszómák eltérése a pólusokkal együtt az interpoláris mikrotubulusok megnyúlása miatt. Ezen folyamatok közül az elsőt „A anafázisnak”, a másodikat „anafázisnak B” nevezik (lásd 318. ábra).

Az A anafázis során, amikor a kromoszómacsoportok elkezdenek mozogni a pólusok felé, a kinetochore mikrotubuluskötegek lerövidülnek. Arra lehet számítani, hogy ebben az esetben a mikrotubulusok depolimerizációja a mínusz végükön megy végbe, pl. a sarkhoz legközelebb végződik. Kimutatták azonban, hogy a mikrotubulusok szétszednek, de többnyire (80%) a kinetochores melletti plusz végekről. A kísérletben fluorokrómhoz kötött tubulint juttattunk élő szövettenyésztő sejtekbe mikroinjekciós módszerrel. Ez lehetővé tette a mikrotubulusok létfontosságú megtekintését az orsó részeként. Az anafázis kezdetén az egyik kromoszóma orsókötegét a pólus és a kromoszóma között körülbelül félúton lévő mikrosugárral sugározták be. Ezzel az expozícióval a fluoreszcencia eltűnik a besugárzott területen. A megfigyelések azt mutatták, hogy a besugárzott terület nem közelíti meg a pólust, de a kromoszóma eléri a kinetochore köteg lerövidülésekor (319. ábra). Következésképpen a kinetochore-köteg mikrotubulusainak szétszedése elsősorban a plusz végről, a kinetokorhoz való kapcsolódási pontján történik, és a kromoszóma a mikrotubulusok mínusz vége felé mozdul el, amely a centroszóma zónában található. Kiderült, hogy az ilyen kromoszómamozgás az ATP jelenlététől és a megfelelő mennyiségű Ca 2+ -ion jelenlététől függ. Az a tény, hogy a dynein fehérjét a kinetochore koronában találták meg, amelyben a mikrotubulusok plusz végei vannak rögzítve, lehetővé tette számunkra, hogy azt higgyük, hogy a motor az, amely a kromoszómát a pólushoz húzza. Ezzel egyidejűleg a plusz végén lévő kinetochore mikrotubulusok depolimerizációja következik be (320. ábra).

Miután a kromoszómák megállnak a pólusokon, további eltérés figyelhető meg a pólusok egymástól való távolsága miatt (B anafázis). Kimutatták, hogy ebben az esetben az interpoláris mikrotubulusok plusz végei megnövekednek, amelyek hossza jelentősen megnőhet. Ezen antiparallel mikrotubulusok egymáshoz képesti elcsúszását eredményező kölcsönhatását más motoros kinezinszerű fehérjék határozzák meg. Ezenkívül a pólusok a dynein-szerű fehérjék és az asztrális mikrotubulusok kölcsönhatása miatt a sejt perifériája felé húzódnak. plazma membrán.

Az A és B anafázisok szekvenciája és hozzájárulásuk a kromoszóma szegregáció folyamatához eltérő lehet a különböző objektumokban. Így az emlősökben az A és B stádium szinte egyidejűleg megy végbe. A protozoonokban az anafázis B 15-szörösére növelheti az orsó hosszát. A növényi sejtekben a B stádium hiányzik.

Telofázis kromoszómaleállással kezdődik (korai telofázis, késő anafázis) (311. és 312. ábra), és egy új interfázisú sejtmag rekonstrukciójának kezdetével (korai G 1 periódus) és az eredeti sejt két leánysejtre való osztódásával (citokinézis) ér véget. ).

A korai telofázisban a kromoszómák orientációjuk megváltoztatása nélkül (centromer régiók a pólus felé, telomer régiók az orsó közepe felé) dekondenzálódni és térfogatuk növekedni kezdenek. A citoplazma membránvezikuláival való érintkezésük helyén új nukleáris burok kezd kiépülni, amely először a kromoszómák oldalsó felületein, majd később a centromer és telomer régiókban képződik. A nukleáris burok lezárása után új nukleolusok képződése kezdődik meg. A sejt egy új interfázis G 1 periódusába lép.

A telofázisban a mitotikus apparátus megsemmisítésének folyamata kezdődik és véget ér - a mikrotubulusok szétszerelése. A sarkoktól az egyenlítőig tart egykori sejt: A mikrotubulusok az orsó középső részén maradnak meg a legtovább (maradéktest).

A telofázis egyik fő eseménye a sejttest osztódása, i.e. citotómia, vagy citokinézis. Fentebb már említettük, hogy a növényekben a sejtosztódás a sejtszeptum intracelluláris képződésével, az állati sejtekben pedig - szűküléssel, a plazmamembránnak a sejtbe való behatolásával történik.

A mitózis nem mindig ér véget a sejttest osztódásával. Így sok növény endospermiumában a sejtmagok többszörös mitotikus osztódási folyamata a citoplazma osztódása nélkül egy ideig lejátszódhat: óriási többmagvú szimplaszt képződik. Ezenkívül citotómia nélkül a plasmodium myxomycetes számos magja szinkron módon osztódik. Tovább korai szakaszaiban Egyes rovarok embrióinak fejlődése során a magok ismételt osztódása is megtörténik a citoplazma osztódása nélkül.

A legtöbb esetben az állati sejtosztódás során a szűkület kialakulása szigorúan az orsó egyenlítői síkjában történik. Itt az anafázis végén, a telofázis elején a mikrofilamentumok kérgi felhalmozódása jelenik meg, amelyek összehúzó gyűrűt alkotnak (lásd 258. ábra). A gyűrű mikrofilamentumai közé tartoznak az aktin fibrillák és a polimerizált miozin II-ből készült rövid rúd alakú molekulák. Ezen komponensek kölcsönös elcsúszása a gyűrű átmérőjének csökkenéséhez és a plazmamembrán bemélyedésének megjelenéséhez vezet, ami végső soron az eredeti sejt két részre szűkülését okozza.

A citotómia után két új (leány)sejt lép be a G1 stádiumba, a celluláris periódusba. Ekkorra a citoplazmatikus szintézisek újraindulnak, a vakuoláris rendszer helyreáll, és a Golgi-apparátus diktioszómái ismét a perinukleáris zónában koncentrálódnak a centroszómával kapcsolatban. A centroszómából megindul a citoplazmatikus mikrotubulusok növekedése és az interfázisú citoszkeleton helyreállítása.

A mikrotubulus rendszer önszerveződése

A mitotikus apparátus kialakulásának áttekintése azt mutatja, hogy a mikrotubulusok komplex együttesének összeállításának folyamata megköveteli mind a mikrotubulus-szervező központok, mind a kromoszómák jelenlétét.

Számos példa bizonyítja azonban, hogy a cytaszterek és orsók kialakulása egymástól függetlenül, önszerveződéssel is megtörténhet. Ha mikromanipulátor segítségével a fibroblaszt citoplazmájának egy részét levágják, amelyben a centriole nem helyezkedne el, akkor a mikrotubulus rendszer spontán átrendeződése következik be. A kivágott töredékben eleinte kaotikusan helyezkednek el, de egy idő után a végükön csillagszerű szerkezetté - citaszterré - gyűlnek össze, ahol a mikrotubulusok plusz végei a sejttöredék perifériáján helyezkednek el (321. ábra). ). Hasonló kép figyelhető meg a melanoforok centrioláris mentes fragmenseiben - a melanin pigment szemcséit hordozó pigmentsejtekben. Ebben az esetben nemcsak a citoszter önszerveződése következik be, hanem a sejtfragmentum közepén összegyűjtött pigmentszemcsékből mikrotubulusok növekedése is.

Más esetekben a mikrotubulusok önszerveződése mitotikus orsók kialakulásához vezethet. Így az egyik kísérletben citoszolt izoláltak az osztódó xenopus tojásokból. Ha egy ilyen készítménybe fág DNS-sel borított kis golyókat helyezünk, akkor egy mitotikus alak jön létre, ahol a kromoszómák helyét ezek a kinetochore szekvenciával nem rendelkező DNS-golyók foglalják el, és két félorsóval szomszédosak. amelynek pólusai nincsenek TsOMT-k.

Hasonló minták figyelhetők meg természeti viszonyok. Például egy Drosophila tojás osztódása során centriolák hiányában a mikrotubulusok kaotikusan polimerizálódnak a prometafázisos kromoszómák egy csoportja körül, amelyek aztán átrendeződnek bipoláris orsóvá, és kinetokorokhoz kapcsolódnak. Hasonló kép figyelhető meg a xenopus tojás meiotikus osztódása során is. Itt is először egy kromoszómacsoport körül orientálatlan mikrotubulusok spontán szerveződése következik be, majd később normális bipoláris orsó jön létre, amelynek pólusain szintén nincsenek centroszómák (322. ábra).

Ezek a megfigyelések arra a következtetésre vezettek, hogy a kinezinszerű és a dyneinszerű motorfehérjék részt vesznek a mikrotubulusok önszerveződésében. Motor plus-end fehérjéket fedeztek fel - kromokinezinek, amelyek a kromoszómákat mikrotubulusokkal kötik össze, és ez utóbbiakat a mínusz vég irányába kényszerítik, ami egy konvergens struktúra, például orsópólus kialakulásához vezet. Másrészt a vakuólumokhoz vagy granulátumokhoz kapcsolódó dyneinszerű motorok képesek a mikrotubulusokat úgy mozgatni, hogy azok mínuszos végei hajlamosak kúp alakú kötegeket képezni, és a félorsók közepén összefolyni (323. ábra). Hasonló folyamatok mennek végbe a növényi sejtekben a mitotikus orsók kialakulása során.

Növényi sejt mitózis

A magasabb rendű növények mitotikus sejtosztódása számos jellemző tulajdonsággal rendelkezik, amelyek e folyamat kezdetére és végére vonatkoznak. A különféle növényi merisztémák interfázisos sejtjeiben a mikrotubulusok a citoplazma kérgi szubmembránrétegében helyezkednek el, és mikrotubulusokból gyűrűs kötegeket alkotnak (324. ábra). A perifériás mikrotubulusok olyan enzimekkel érintkeznek, amelyek cellulóz rostokat képeznek, cellulóz szintetázok, amelyek a plazmamembrán szerves fehérjéi. A plazmamembrán felületén cellulózt szintetizálnak. Úgy gondolják, hogy a cellulózszálak növekedése során ezek az enzimek a membrán alatti mikrotubulusok mentén mozognak.

A citoszkeletális elemek mitotikus átrendeződése a profázis kezdetén történik. Ebben az esetben a citoplazma perifériás rétegeiben a mikrotubulusok eltűnnek, de a sejt egyenlítői zónájában a citoplazma membránközeli rétegében egy gyűrű alakú mikrotubulus-köteg jelenik meg - előfázis gyűrű, amely több mint 100 mikrotubulust tartalmaz (325. ábra). Immunkémiailag aktint is kimutattak ebben a gyűrűben. Fontos megjegyezni, hogy a mikrotubulusok preprofázis gyűrűje ott található, ahol a telofázisban sejtszeptum képződik, amely elválasztja a két új sejtet. Később a profázisban ez a gyűrű kezd eltűnni, és új mikrotubulusok jelennek meg a profázis magjának perifériáján. Számuk nagyobb az atommagok poláris zónáiban, úgy tűnik, hogy a teljes nukleáris perifériát összefonják. A prometafázisba való átmenet során megjelenik egy bipoláris orsó, amelynek mikrotubulusai megközelítik az úgynevezett poláris sapkákat, amelyekben csak apró vakuolák és bizonytalan morfológiájú vékony fibrillák figyelhetők meg; ezekben a poláris zónákban nem találhatók centriolák jelei. Így jön létre az anasztrikus orsó.

A prometafázisban a növényi sejtek osztódása során komplex kromoszóma-sodródás is megfigyelhető, ezek oszcillációja és mozgása ugyanolyan típusú, mint az állati sejtek prometafázisában. Az anafázisban zajló események hasonlóak az asztrális mitózis eseményeihez. A kromoszóma divergencia után új magok jelennek meg, szintén a kromoszóma dekondenzációja és az új magburok kialakulása miatt.

A növényi sejtek citotómiájának folyamata élesen eltér az állati eredetű sejtek összehúzódásával történő osztódástól (326. ábra). Ebben az esetben a telofázis végén az orsó mikrotubulusainak szétszedése is megtörténik a poláris régiókban. De a két új mag között az orsó fő részének mikrotubulusai megmaradnak, sőt itt új mikrotubulusok keletkeznek. Ez mikrotubulus-kötegeket hoz létre, amelyekhez számos kis vakuólum kapcsolódik. Ezek a vakuolák a Golgi-készülék vakuólumaiból származnak, és pektin anyagokat tartalmaznak. A mikrotubulusok segítségével számos vakuólum kerül a sejt egyenlítői zónájába, ahol összeolvadnak és a sejt közepén lapos vakuólumot alkotnak - egy fragmoplasztot, amely a sejt perifériájára növekszik, beleértve több ill. több új vakuólum (324., 325. és 327. ábra).

Ez hozza létre az elsődleges sejtfalat. Végül a phragmoplaszt membránok egyesülnek a plazmamembránnal: két új sejt válik el egymástól, amelyeket egy újonnan kialakult sejtfal választ el. Ahogy a phragmoplaszt tágul, a mikrotubulusok kötegei egyre inkább a sejt perifériája felé mozognak. Valószínű, hogy a phragmoplaszt nyújtását és a mikrotubuluskötegek perifériára való mozgatását elősegítik az aktinfilamentumok kötegei, amelyek a citoplazma kérgi rétegéből nyúlnak ki azon a helyen, ahol a preprofázis gyűrű volt.

A sejtosztódás után a kis vakuolák szállításában részt vevő mikrotubulusok eltűnnek. Az interfázisú mikrotubulusok új generációja képződik a sejtmag perifériáján, majd a citoplazma kérgi, membránközeli rétegében helyezkednek el.

Ez a növényi sejtosztódás általános leírása, de ezt a folyamatot rendkívül kevéssé tanulmányozták. Az orsók poláris zónáiban nem találtak olyan fehérjéket, amelyek az állati sejtek COMMT-jének részét képezik. Megállapítást nyert, hogy a növényi sejtekben ezt a szerepet a magburok töltheti be, ahonnan a mikrotubulusok plusz végei a sejtperifériára, a mínusz végek pedig a sejtmag burokára irányulnak. Az orsó kialakítása során a kinetochore kötegek mínusz végükkel a pólus felé, plusz végükkel a kinetochore felé orientálódnak. Továbbra is tisztázatlan, hogy a mikrotubulusok ezen átorientációja hogyan történik.

A profázisba való átmenet során a sejtmag körül sűrű mikrotubulus-hálózat jelenik meg, amely egy kosárhoz hasonlít, amely ezután orsó alakúra kezd hasonlítani. Ebben az esetben a mikrotubulusok a pólusok felé irányított, összetartó kötegek sorozatát alkotják. Később a prometafázisban a mikrotubulusok kinetokorokkal kommunikálnak. A metafázisban a kinetochore fibrillák közös konvergenciaközpontot alkothatnak - orsó minipólusokat vagy mikrotubulusok konvergenciaközpontjait. Valószínűleg az ilyen minipólusok kialakulása a kinetokorokhoz kapcsolódó mikrotubulusok mínusz végeinek egyesülése miatt következik be. Nyilvánvalóan a magasabb rendű növények sejtjeiben a citoszkeleton újraszerveződésének folyamata, beleértve a mitotikus orsó kialakulását, a mikrotubulusok önszerveződésével függ össze, ami az állati sejtekhez hasonlóan a motorfehérjék részvételével történik.

A baktériumsejtek mozgása és osztódása

Sok baktérium képes gyors mozgásra sajátos bakteriális flagellák vagy flagellák segítségével. A baktériumok fő mozgási formája a flagellum segítségével történik. A bakteriális flagellák alapvetően különböznek az eukarióta sejtek flagelláitól. A flagellák száma szerint a következőkre oszthatók: monotrich - egy flagellummal, polytrich - köteg flagella, peritrich - sok flagellával a felszín különböző részein (328. ábra).

A bakteriális flagellák nagyon összetett szerkezetűek; három fő részből állnak: egy külső hosszú hullámos szálból (maga a flagellumból), egy kampóból és egy alaptestből (329. ábra).

A flagelláris filamentum a flagellin fehérjéből épül fel. Molekulatömege a baktérium típusától függően változik (40-60 ezer). A flagellin gömb alakú alegységei spirálisan csavart filamentumokká polimerizálódnak, így 12-25 nm átmérőjű, belülről üreges csőszerű szerkezet jön létre (nem tévesztendő össze az eukarióta mikrotubulusokkal!). A flagellinek nem képesek mozogni. Az egyes fajokra jellemző állandó hullámemelkedésű szálakká spontán polimerizálódhatnak. Az élő baktériumsejtekben a flagellák növekedése a disztális végén történik; Valószínű, hogy a flagellinek a flagellum üreges közepén keresztül szállítják.

Közelről sejtfelület a flagelláris filamentum, a flagella egy szélesebb területre, az úgynevezett horogba kerül át. Körülbelül 45 nm hosszú, és egy másik fehérjéből áll.

A bakteriális bazális testnek semmi köze az eukarióta sejt alaptestéhez (lásd 290. ábra, időszámításunk előtt). Egy horoghoz csatlakoztatott rúdból és négy gyűrűből - korongokból áll. A korong két felső gyűrűje, amelyek a gram-negatív baktériumokban jelen vannak, a sejtfalban lokalizálódnak: az egyik gyűrű (L) a liposzacharid membránba, a második (P) a murein rétegbe van beágyazva. A másik két gyűrű, az S-stator és az M-rotor protein komplex, a plazmamembránban található. Ezzel a komplexummal szomszédos a plazmamembrán oldalán az A és B Mot fehérjék körkörös sorozata.

A Gram-pozitív baktériumok bazális testének csak két alsó gyűrűje van, amelyek a plazmamembránhoz kapcsolódnak. Az alaptestek a horgokkal együtt elkülöníthetők. Kiderült, hogy körülbelül 12 különböző fehérjét tartalmaznak.

A bakteriális flagellák mozgásának elve teljesen eltér az eukariótákétól. Ha az eukariótákban a flagellák a mikrotubulus kettős hosszirányú elcsúszása miatt mozognak, akkor a baktériumokban a flagellák mozgása a bazális test (nevezetesen az S- és M-korongok) tengelye körüli forgása miatt következik be. plazma membrán.

Ezt számos kísérlet igazolta. Így a flagellák szubsztráthoz történő rögzítésével flagellin elleni antitestek segítségével a kutatók megfigyelték a baktériumok forgását. Megállapítást nyert, hogy a flagellinek számos mutációja (az izzószál hajlításában bekövetkezett változások, „göndörödés” stb.) nem befolyásolja a sejtek mozgási képességét. A bazális komplex fehérjék mutációi gyakran a mozgás elvesztéséhez vezetnek.

A bakteriális flagellák mozgása nem függ az ATP-től, hanem a hidrogénionok transzmembrán gradiense miatt történik a plazmamembrán felületén. Ebben az esetben az M-lemez forog.

Az M-koronggal körülvett Mot fehérjék képesek a hidrogénionok átvitelére a periplazmatikus térből a citoplazmába (körönként akár 1000 hidrogénion is átkerül). Ugyanakkor a flagella óriási sebességgel forog - 5-100 rps, ami lehetővé teszi, hogy a baktériumsejt 25-100 μm/s sebességgel mozogjon.

Jellemzően a bakteriális sejtosztódást „binárisnak” írják le: a duplikáció után a plazmamembránhoz kapcsolódó nukleoidok a nukleoidok közötti membrán megnyúlása miatt szétválnak, majd kialakul egy szűkület, vagyis septum, amely kettéosztja a sejtet. Az ilyen típusú osztódás a genetikai anyag nagyon pontos eloszlását eredményezi, gyakorlatilag hiba nélkül (a hibás sejtek kevesebb, mint 0,03%-a). Emlékezzünk vissza, hogy a baktériumok nukleáris apparátusa, a nukleoid egy ciklikus óriás (1,6 mm) DNS-molekula, amely szupertekervény állapotban számos hurokdomént alkot, a hurokdomének feltekeredésének sorrendje ismeretlen.

A bakteriális sejtosztódások közötti átlagos idő 20-30 perc. Ebben az időszakban számos eseménynek kell bekövetkeznie: a nukleoid DNS replikációja, szegregáció, testvérnukleoidok szétválása, további divergenciájuk, az eredeti sejtet pontosan kettéosztó septum kialakulása miatti citotómia.

Mindezek a folyamatok benne utóbbi évek intenzíven tanulmányozták, ami fontos és váratlan megfigyeléseket eredményezett. Így kiderült, hogy a replikáció (eredet) pontjától kezdődő DNS-szintézis kezdetén mindkét növekvő DNS-molekula kezdetben a plazmamembránnal kapcsolatban marad (330. ábra). A DNS-szintézissel egyidejűleg számos enzim (topoizomeráz, giráz, ligáz stb.) hatására megszűnik mind a régi, mind a replikálódó hurokdomének szupertekervénye, ami két leány- (vagy testvér-) kromoszómának fizikai szétválásához vezet. nukleoidok, amelyek még szoros kapcsolatban állnak egymással. Az ilyen szegregáció után a nukleoidok a sejt középpontjából, korábbi helyükről szétszóródnak. Ráadásul ez az eltérés nagyon pontos: a cella hosszának negyede két ellentétes irányban. Ennek eredményeként két új nukleoid található a sejtben. Mi ennek az eltérésnek a mechanizmusa? Feltételezések születtek (Delamater, 1953), hogy a baktériumsejtek osztódása hasonló az eukarióták mitózisához, de nincs bizonyíték, amely alátámasztaná ezt a feltételezést. hosszú ideje nem jelent meg.

A bakteriális sejtosztódás mechanizmusairól új információkhoz jutottak olyan mutánsok vizsgálatával, amelyekben a sejtosztódás károsodott.

Felfedezték, hogy a speciális fehérjék több csoportja vesz részt a nukleoid divergencia folyamatában. Egyikük, a Muk B fehérje egy óriási homodimer (molekulatömege kb. 180 kDa, hossza 60 nm), amely egy központi spirális szakaszból és egy terminális globuláris szakaszból áll, szerkezetében eukarióta fonalas fehérjékre (miozin II lánc, kinezin) emlékeztet. . Az N-terminálison a Muk B a GTP-hez és az ATP-hez, a C-terminálison pedig egy DNS-molekulához kötődik. A Muk B ezen tulajdonságai okot adnak arra, hogy a nukleoidok divergenciájában részt vevő motorfehérjének tekintsük. Ennek a fehérjének a mutációi zavarokat okoznak a nukleoid szegregációban: a mutáns populációban, nagyszámú magvas sejtek.

A nukleoidok divergenciájában a Muk B fehérjén kívül láthatóan részt vesznek a miozin nehézláncaihoz kötődni képes Caf A fehérjét tartalmazó fibrillák kötegei, mint az aktin (331. ábra).

Szűkület, vagy septum kialakulása is benne általános vázlat hasonlít az állati sejtek citotómiájára. Ebben az esetben az Fts családba tartozó fehérjék (fibrilláris hőérzékenyek) vesznek részt a septák létrehozásában. Ebbe a csoportba több fehérje tartozik, amelyek közül az FtsZ fehérje a leginkább tanulmányozott. Hasonló a legtöbb baktériumban, archibaktériumban, és megtalálható a mikoplazmákban és a kloroplasztiszokban. Ez egy globuláris fehérje, ami aminosav-szekvenciáját tekintve hasonló a tubulinhoz. Ha in vitro kölcsönhatásba lép a GTP-vel, képes hosszú fonalas protofilamentumok kialakítására. Interfázisban az FtsZ diffúzan lokalizálódik a citoplazmában, mennyisége igen nagy (5-20 ezer monomer sejtenként). A sejtosztódás során mindez a fehérje a septumzónában lokalizálódik, összehúzódó gyűrűt képezve, amely nagyon emlékeztet az aktomiozin gyűrűre az állati eredetű sejtosztódás során (332. ábra). Ennek a fehérjének a mutációi a sejtosztódás leállásához vezetnek: sok nukleoidot tartalmazó hosszú sejtek jelennek meg. Ezek a megfigyelések a bakteriális sejtosztódás közvetlen függését mutatják a Fts fehérjék jelenlététől.

A septaképződés mechanizmusát illetően számos hipotézis létezik, amelyek a gyűrű összehúzódását feltételezik a septumzónában, ami az eredeti sejt kettéosztásához vezet. Az egyik mentén a protofilamentumoknak egymásnak kell csúszniuk a még ismeretlen motorfehérjék segítségével, a másik mentén - a septumátmérő csökkenése a plazmamembránhoz rögzített FtsZ depolimerizációja miatt következhet be (333. ábra).

A septum kialakulásával párhuzamosan a bakteriális sejtfal murein rétege a peptidoglikánokat szintetizáló PBP-3 polienzimatikus komplex munkája következtében növekszik.

Így a baktériumsejtek osztódása során olyan folyamatok mennek végbe, amelyek sok tekintetben hasonlítanak az eukarióták osztódásához: a kromoszómák (nukleoidok) divergenciája a motoros és fibrilláris fehérjék kölcsönhatása miatt, a fibrilláris fehérjék kölcsönhatása miatti szűkület kialakulása. összehúzódó gyűrűt létrehozó fehérjék. A baktériumokban az eukariótáktól eltérően teljesen más fehérjék vesznek részt ezekben a folyamatokban, de a sejtosztódás egyes szakaszainak szervezésének elvei nagyon hasonlóak.

KATEGÓRIÁK

Szűrés

A végtagok ultrahangja

Az ultrahang típusai

Hasi ultrahang

A mellkas ultrahangja

NÉPSZERŰ CIKKEK

	A tagadást nem igékkel (személyes alakban, infinitivusban, gerund alakban) külön írjuk: nem venni, nem volt, nem tudni, lassan
	Előadás, beszámoló az ébredés filozófiájának főbb jellemzőiről
	Szépirodalmi stílus
	A föld gyermekei Bemutató mi vagyunk a föld gyermekei az óvodában
	Előadás a kommunikációs akadályok témában, a munkát a hallgatók fejezték be Kommunikáció nélkül bezárkózunk

2023 „kingad.ru” - az emberi szervek ultrahangvizsgálata