Co dzieje się podczas mitozy. Mitoza, cykl komórkowy

Mitoza (kariokineza, podział pośredni) to proces podziału jądra komórkowego komórek ludzkich, zwierzęcych i roślinnych, po którym następuje podział cytoplazmy komórki. W trakcie podziału jądra komórki (patrz) wyróżnia się kilka etapów. W jądrze, który znajduje się w okresie między podziałem komórki (interfaza), (patrz) są zwykle reprezentowane przez cienkie, długie (ryc. a), przeplatające się nici; otoczka jądra i jąderko są wyraźnie widoczne.

Jądro w różnych fazach mitozy: a - jądro niedzielące się w interfazie; b - d - faza profazy; e - etap metafazy; e - etap anafazy; g i h - etap telofazy; oraz - tworzenie dwóch jąder potomnych.

W pierwszym etapie mitozy, tzw. profazie, chromosomy stają się wyraźnie widoczne (ryc. b-d), skracają się i pogrubiają, wzdłuż każdego chromosomu pojawia się przerwa dzieląca go na dwie całkowicie do siebie podobne części, dzięki czemu każdy chromosom jest podwójny. W kolejnym etapie mitozy – metafazie, otoczka jądrowa ulega zniszczeniu, jąderko rozpuszcza się i chromosomy znajdują się w cytoplazmie komórki (ryc. e). Wszystkie chromosomy ułożone są w jednym rzędzie wzdłuż równika, tworząc tzw. płytkę równikową (stadium gwiazdy). Centrosom również ulega zmianom. Jest podzielony na dwie części, rozchodzące się w kierunku biegunów komórki, między nimi tworzą się włókna, tworząc dwustożkowe achromatyczne wrzeciono (ryc., e. f).

Mitoza (z greckiego mitos - nić) jest pośrednim podziałem komórkowym, który polega na równomiernym rozmieszczeniu podwojonej liczby chromosomów między dwiema powstałymi komórkami potomnymi (ryc.). W proces mitozy zaangażowane są dwa rodzaje struktur: chromosomy i aparat achromatyczny, który obejmuje centra komórkowe i wrzeciono (patrz Komórka).

Schematyczne przedstawienie jądra interfazy i różnych etapów mitozy: 1 - interfaza; 2 - profaza; 3 - prometafaza; 4 i 5 - metafaza (4 - widok z równika, 5 - widok z bieguna komórki); 6 - anafaza; 7 - telofaza; 8 - późna telofaza, początek odbudowy jąder; 9 - komórki potomne na początku interfazy; NW - otoczka jądrowa; JAK - jąderko; XP - chromosomy; C - centriola; B - wrzeciono.

Pierwszy etap mitozy - profaza - zaczyna się od pojawienia się w jądrze komórkowym cienkich nici - chromosomów (patrz). Każdy chromosom profazy składa się z dwóch chromatyd ściśle przylegających do siebie długości; jeden z nich jest chromosomem komórki macierzystej, drugi jest nowo utworzony w wyniku reduplikacji jego DNA na DNA chromosomu matczynego w interfazie (przerwa między dwiema mitozami). W miarę postępu profazy chromosomy spiralizują się, w wyniku czego ulegają skróceniu i pogrubieniu. Jąderko zanika pod koniec profazy. W profazie następuje również rozwój aparatu achromatynowego. W komórkach zwierzęcych centra komórkowe (centriole) rozwidlają się; wokół nich w cytoplazmie znajdują się strefy silnie załamujące światło (centrosfery). Formacje te zaczynają rozchodzić się w przeciwnych kierunkach, tworząc dwa bieguny komórki pod koniec profazy, która w tym czasie często przybiera kulisty kształt. Centriole są nieobecne w komórkach roślin wyższych.

Prometafaza charakteryzuje się zanikiem otoczki jądrowej i utworzeniem w komórce wrzecionowatej włóknistej struktury (wrzeciono achromatyny), której niektóre nici łączą bieguny aparatu achromatycznego (nici międzystrefowe), a inne - każdy dwóch chromatyd z przeciwległymi biegunami komórki (ciągnące nici). Chromosomy leżące losowo w jądrze profazy zaczynają przemieszczać się do centralnej strefy komórki, gdzie znajdują się w płaszczyźnie równikowej wrzeciona (metakineza). Ten etap nazywa się metafazą.

Podczas anafazy partnerzy każdej pary chromatyd rozdzielają się na przeciwne bieguny komórki z powodu skurczu ciągnących nici wrzeciona. Od tego czasu każda chromatyda jest nazywana chromosomem potomnym. Chromosomy, które rozeszły się do biegunów, łączą się w zwarte grupy, co jest typowe dla kolejnego etapu mitozy - telofazy. W tym przypadku chromosomy zaczynają stopniowo ulegać despiralizacji, tracąc swoją gęstą strukturę; wokół nich pojawia się powłoka nuklearna - rozpoczyna się proces odbudowy jąder. Następuje wzrost objętości nowych jąder, pojawiają się w nich jąderka (początek interfazy, czyli stadium „jądra spoczynkowego”).

Procesowi oddzielania substancji jądrowej komórki - kariokinezy - towarzyszy podział cytoplazmy (patrz) - cytokineza. Komórki zwierzęce w telofazie w rejonie strefy równikowej rozwijają zwężenie, które pogłębiając się prowadzi do podziału cytoplazmy pierwotnej komórki na dwie części. W komórkach roślinnych w płaszczyźnie równikowej z małych wakuoli siateczki śródplazmatycznej tworzy się przegroda komórkowa, która oddziela od siebie dwa nowe ciała komórkowe.

W zasadzie bliska mitozie jest endomitoza, czyli proces podwajania liczby chromosomów w komórkach, ale bez rozdzielania jąder. Po endomitozie może dojść do bezpośredniego podziału jąder i komórek, tzw. amitozy.

Zobacz także Kariotyp, Jądro.

Mitoza- pośredni podział komórek, na który składa się podział jądrowy (kariotomia) i cytoplazma (cytotomia).

Mitozę dzieli się na profazę (etap wczesny i późny), prometafazę, metafazę, anafazę i telofazę. Sam podział trwa stosunkowo krótko - około 30 minut.

Mitoza, czyli pośredni podział komórki, to metoda podziału komórki eukariotycznej, w której każda z dwóch nowo powstałych komórek otrzymuje materiał genetyczny identyczny z komórką wyjściową, czyli prowadzi do powstania dwóch pełnoprawnych komórek z diploidem zestaw chromosomów i równomiernie rozmieszczony materiał cytoplazmatyczny.

profaza. Pierwszym etapem mitozy jest profaza. We wczesnej profazie rozpoczyna się kondensacja chromosomów (etap gęstego i luźnego splotu), jąderko ulega dezintegracji, centriole ulegają polaryzacji.

Na początku profazy pary centrioli przemieszczają się na różne bieguny komórki. W tym samym czasie powstają cienkie włókna, promieniście rozchodzące się od każdej pary centrioli - mikrotubul. Mikrotubule utworzone z jednego centrum komórkowego rozciągają się w kierunku mikrotubul, które polimeryzują w innym centrum komórkowym. W efekcie są ze sobą splecione. Błona jądrowa rozpada się na pęcherzyki (karioliza), a zawartość jądra łączy się z zawartością macierzy cytoplazmatycznej. Na błonach pęcherzyków powstałych w wyniku rozpadu kariolemmy zachowane są kompleksy receptorowe i laminy.

W późnym stadium profazy trwa kondensacja chromosomów. Pogrubiają się i są wyraźnie widoczne pod mikroskopem świetlnym. Każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd siostrzanych połączonych centromerem. Na tym etapie zaczyna się formować wrzeciono mitotyczne - dwubiegunowa struktura złożona z mikrotubul. Jest zorganizowany przez centriole, które są częścią centrum komórkowego, z którego promieniście wychodzą mikrotubule.

Najpierw centriole znajdują się w pobliżu błony jądrowej, a następnie rozchodzą się, tworząc dwubiegunowe wrzeciono mitotyczne. W procesie tym polarne mikrotubule oddziałują ze sobą w miarę wydłużania się. Jądro i jąderko przestają istnieć jako oddzielne jednostki. Komórka staje się bardziej wydłużona. Podczas profazy chromosomy są najpierw postrzegane jako podwójne nitkowate struktury. W przyszłości uzyskują formę w kształcie pręta.

W profazie mitozy EPS i kompleks Golgiego rozpadają się na pęcherzyki. Takie tymczasowe zniszczenie organelli odgrywa zasadniczą rolę w równomiernym rozmieszczeniu materiału cytoplazmatycznego.

prometafaza. Jest to kontynuacja późnej profazy. Podczas prometafazy powstają kinetochory (centromery), które działają jako centra organizacji mikrotubul kinetochoru. Odejście kinetochorów z każdego chromosomu w obu kierunkach i ich interakcja z polarnymi mikrotubulami wrzeciona mitotycznego jest przyczyną ruchu chromosomów.

metafaza. W tej fazie chromosomy są rozmieszczone wokół równika i tworzą płytkę metafazową. Jeśli płyta metafazowa wpada w styczne cięcie, jest widoczna jako gwiazda macierzysta. Stopień kondensacji chromosomów osiąga maksymalny poziom. Każdy chromosom jest utrzymywany przez parę kinetochorów i związanych z nimi mikrotubul kinetochoru skierowanych na przeciwne bieguny wrzeciona mitotycznego.

Chromosom zawiera cząsteczkę DNA i białka wiążące DNA. Chromatyna w chromosomie tworzy liczne pętle, zawiera wiele gęsto upakowanych nukleosomów. W profazie i metafazie chromosomy ssaków mają kształt litery X lub Y. Chromosomy X mają tak zwane pierwotne zwężenie (centromer), które łączy ramiona chromosomów. Odcinki chromosomu przynasadowego od centromeru do obu końców nazywane są ramionami chromosomu. Ramiona są podwójnymi strukturami składającymi się z sąsiednich chromosomów s. Pierwotne zwężenie zawiera kinetochory.

Jeśli ramiona chromosomów są równe, wówczas takie chromosomy nazywane są metacentrycznymi. Chromosomy, które mają krótkie i długie ramiona, nazywane są akrocentrycznymi. Ramiona, które są prawie równe lub niezbyt różne pod względem wielkości, mają chromosomy submetacentryczne.

W jednym z biegunów ramienia chromosomu czasami można znaleźć zwężony obszar - zwężenie wtórne. Dalszy obszar barku za wtórnym zwężeniem nazywa się satelitą. Wtórne zwężenie zawiera strefę organizatora jąderka.

Centromery wszystkich chromosomów D (z podwójnym zestawem DNA) znajdują się w tej samej płaszczyźnie - jest to płaszczyzna równikowa komórki. Przecina komórkę pod kątem prostym do osi podłużnej wrzeciona. Centromer ma kinetochor, małą strukturę w kształcie dysku, która leży po obu stronach centromerowego regionu chromosomu D. Kinetochory są tak małe, że można je zobaczyć tylko pod mikroskopem elektronowym. W stanie aktywnym kinetochory zachowują się jak centriole, to znaczy służą jako centra organizacji mikrotubul (mikrotubule kinetochorowe). Kinetochory wykazują swoją aktywność dopiero od momentu zniszczenia otoczki jądrowej i podczas interakcji z tubulinami.

Wśród mikrotubul wrzeciona rozszczepienia wyróżnia się kilka typów: kinetochor, polarny i astralny.

Mikrotubule kinetochorowe przyczepiają jeden biegun do kinetochoru chromosomu, a drugi do jednego z diplosomów i rozrywają chromosomy. Mikrotubule polarne są skierowane od centrioli (diplosomów) do środka wrzeciona, gdzie wzajemnie zachodzą na siebie z podobnymi mikrotubulami przeciwnego diplosomu.

Mikrotubule astralne są kierowane z diplosomu na powierzchnię komórki. Dwa ostatnie typy mikrotubul służą do równomiernego rozmieszczenia materiału cytoplazmatycznego i cytokinezy.

Anafaza. Zaczyna się od rozbieżności chromosomów potomnych z biegunami powstających komórek. Dzieje się to przy bezpośrednim udziale mikrotubul i przebiega z szybkością około 1 µm/min.

Z powodu rozbieżności z każdego chromosomu d powstają dwa chromosomy s. W rezultacie każda komórka otrzymuje identyczny diploidalny zestaw chromosomów s. Gdy chromosomy rozchodzą się w kierunku biegunów, mikrotubule kinetochoru skracają się, a wrzeciono podziałowe wydłuża się. Oprócz demontażu mikrotubul kinetochoru, proces dywergencji materiału genetycznego zapewnia wydłużenie mikrotubul polarnych i aktywność funkcjonalna białek translokacyjnych.

Konwencjonalnie rozróżnia się anafazę wczesną i późną, w zależności od stopnia oddzielenia materiału genetycznego od przeciwnych biegunów. Na ogół jest to najkrótszy etap mitozy w czasie.

telofaza. Jest to ostatni etap mitozy. W telofazie chromatydy zbliżają się do biegunów, trwa równomierne rozmieszczenie materiału cytoplazmatycznego komórki, w tym dziedziczenie pozajądrowe; tworzy się błona jądrowa, ponownie tworzą się jąderka. Telofaza jest zakończona cytokinezą komórkową z podziałem jednej komórki macierzystej na dwie komórki potomne.

We wczesnej telofazie skondensowane chromosomy s znajdują się na przeciwległych biegunach komórki w pobliżu centrów komórkowych i nie zmieniają jeszcze swojej orientacji.

Kontynuowane są procesy wydłużania dzielącej się komórki. Plazmalemma cofa się między dwoma jądrami potomnymi w płaszczyźnie prostopadłej do długiej osi wrzeciona rozszczepienia i dwie nowe komórki zaczynają się zarysowywać.

W późnej telofazie rozpoczyna się dekondensacja chromosomów i tworzą się otoczki jądrowe w wyniku fuzji pęcherzyków z wcześniej zdezintegrowanej kariolemmy i tworzą się jąderka. Bruzda rozszczepienia pogłębia się, a między komórkami potomnymi pozostaje mostek cytoplazmatyczny, który jest dodatkowo oddzielony błoną komórkową, co prowadzi do autonomii komórek potomnych.

Tworzenie się błony komórkowej oddzielającej od siebie dwie nowe komórki następuje w wyniku skurczu mikrofilamentów w obszarze mostka cytoplazmatycznego oraz w wyniku transportu łączących się ze sobą pęcherzyków.

Po cytotomii (podziale komórki) pęcherzyki łączą się w komórkach, tworząc EPS i kompleks Golgiego.

Mitoza i cykl mitotyczny nie są zjawiskami automatycznymi – są regulowane przez różne czynniki. Najlepiej zbadane są kinazy zależne od cyklin (kinazy białkowe). Białka te są określane skrótem Cdk. Białka te są podobne we wszystkich komórkach organizmów zwierzęcych. Te kinazy białkowe fosforylują białka kontrolujące poszczególne etapy cyklu mitotycznego, wiążą specjalne białka - cykliny. Tylko kompleks Cdk z cyklinami kontroluje cykl mitotyczny.

Każdy etap cyklu mitotycznego ma swoją własną cyklinę, która uruchamia kompleks reakcji biologicznych komórki. W początkowej fazie presyntetycznego okresu interfazy komórka nie wchodzi w okres Go ze względu na kompleksy Cdk4 i Cdk6 z cykliną D.

W drugiej połowie okresu G 1 wiodącym kompleksem kontrolującym staje się Cdk2 z cykliną E. W okresie syntezy cyklina się zmienia, ale pozostaje kinaza białkowa. Tak więc na początku okresu S wiodącym kompleksem jest diklina A-Cdk2, a następnie cyklina B-Cdk2. W okresie C2 to nie cyklina się zmienia, ale kinaza białkowa. W rezultacie kompleks kontrolny jest określany jako cyklina B-Cdk1. Ten ostatni kompleks faktycznie wprowadza komórkę do mitozy i jest nazywany czynnikiem stymulującym mitozę.

Cyklina B-Cdk1 jest zdolna do fosforylacji histonu H1. Ten fosforylowany histon bierze udział w fałdowaniu (kondensacji) nici DNA. Ale to nie wystarczy. W prometafazie mitozy czynnik stymulujący mitozę fosforyluje również grupę białek, których kompleks nazywa się kondensyną, a jego powstawanie jest właśnie wyzwalane przez fosforylację. Pod wpływem histonu H1 i kondensyny chromosomy dopasowują się do struktur metafazowych. Proces ten wymaga użycia ATP.

Ponadto, pod wpływem czynnika stymulującego mitozę, fosforylacja warstw wewnętrznej powierzchni błony jądrowej zachodzi w profazie. W rezultacie A - i C-laminy przechodzą w stan rozpuszczony. Strukturalna integralność skorupy zostaje zerwana i rozpada się na system pęcherzyków. Może to również wystąpić w EPS z zespołem Golgiego.

Pod wpływem czynnika stymulującego mitozę w profazie dochodzi do polimeryzacji mikrotubul i blokady łańcuchów lekkich miozyny, co zapobiega przedwczesnej cytotomii komórkowej.

Podział komórek jest regulowany przez dwie grupy czynników: mitogenne i antymitogenne, czyli kalony. Czynniki mitogenne są wytwarzane w tkankach (hormony tkankowe) i aktywują podziały komórkowe, podczas gdy populacja komórek wzrasta. Mitogenne obejmują czynniki wzrostu fibroblastów, naskórka, płytek krwi, transformujące czynniki wzrostu itp.

Czynniki mitogenne indukują podziały komórkowe poprzez aktywację kinazy tyrozynowej. Stymuluje to powstawanie szeregu czynników transkrypcyjnych, tzw. genów wczesnej i opóźnionej odpowiedzi. Zmiana ich aktywności stymuluje powstawanie kinaz i cyklin zależnych od cyklin. To z kolei pobudza komórki do podziału.

Stężenie czynników wzrostu jest stosunkowo niskie, a gdy tylko liczba komórek znacznie wzrośnie, czynniki wzrostu stają się niewystarczające, a komórki przestają się dzielić i zaczynają się różnicować. Niektórzy autorzy uważają, że mechanizmem zakończenia podziału i początku różnicowania sterują specjalne substancje biologicznie czynne - kalony lub inne regulatory. Przykładem takiego regulatora są jodowane hormony tarczycy – trójjodotyronina i tetrajodotyronina. Hormony te aktywują procesy różnicowania komórek i podziału blokowego. Istotny w tym względzie jest wpływ tetrajodotyroniny na różnicowanie neuronów, a zatem przy jej niedoborze rozwija się kretynizm, któremu towarzyszy upośledzenie umysłowe (oligofrenia).

Przykładem czynnika antymitogennego jest czynnik martwicy nowotworu. Blokuje tworzenie kompleksu kinaz białkowych aktywujących mitogen poprzez szereg mediatorów wewnątrzkomórkowych (sfingozyna). Ostatecznie zawartość kompleksów cykliny D z Cdk6 i Cdk4 spada, a podziały komórkowe ustają.

Odmianą mitozy jest fragmentacja - jest to podział komórki, gdy wzrost komórki macierzystej nie następuje podczas krótkiej interfazy. W rezultacie po każdym podziale zmniejsza się rozmiar komórki. Rozszczepienie jest charakterystyczne dla tworzenia organizmu wielokomórkowego (blastuli) z zarodka jednokomórkowego (zygoty) we wczesnych stadiach rozwoju embrionalnego.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.

Wzrost i rozwój organizmów żywych jest niemożliwy bez procesów podziału komórek. Jednym z nich jest mitoza - proces podziału komórek eukariotycznych, w którym przekazywana i przechowywana jest informacja genetyczna. W tym artykule dowiesz się więcej o cechach cyklu mitotycznego, zapoznasz się z charakterystyką wszystkich faz mitozy, które zostaną uwzględnione w tabeli.

Pojęcie „cyklu mitotycznego”

Wszystkie procesy zachodzące w komórce, od jednego podziału do drugiego, a kończąc na wytworzeniu dwóch komórek potomnych, nazywane są cyklem mitotycznym. Cykl życia komórki to także stan spoczynku i okres wykonywania jej bezpośrednich funkcji.

Główne etapy mitozy to:

• Samopowielanie lub reduplikacja kodu genetycznego, który jest przekazywany z komórki macierzystej do dwóch komórek potomnych. Proces ten wpływa na strukturę i powstawanie chromosomów.
• cykl komórkowy- składa się z czterech okresów: presyntetycznego, syntetycznego, postsyntetycznego i właściwie mitozy.

Pierwsze trzy okresy (presyntetyczny, syntetyczny i postsyntetyczny) odnoszą się do interfazy mitozy.

Niektórzy naukowcy nazywają okres syntetyczny i postsyntetyczny preprofazą mitozy. Ponieważ wszystkie etapy zachodzą w sposób ciągły, płynnie przechodząc od jednego do drugiego, nie ma między nimi wyraźnego podziału.

Proces bezpośredniego podziału komórki, mitoza, przebiega w czterech fazach, odpowiadających następującej sekwencji:

TOP 4 artykułykto czyta razem z tym

• profaza;
• metafaza;
• Anafaza;
• telofaza.

Ryż. 1. Fazy mitozy

Z krótkim opisem poszczególnych faz można zapoznać się w tabeli „Fazy mitozy”, którą przedstawiono poniżej.

Tabela „Fazy mitozy”

Nr str./str	Faza	Charakterystyka
		W profazie mitozy rozpuszczają się błona jądrowa i jąderko, centriole rozchodzą się na różne bieguny, rozpoczyna się tworzenie mikrotubul, tzw.
	metafaza	Na tym etapie chromatydy w chromosomach kondensują do maksimum i ustawiają się w równikowej części wrzeciona, tworząc płytkę metafazową. Włókna centrioli przyczepiają się do chromatydowych centromerów lub rozciągają się między biegunami.
		Jest to najkrótsza faza, podczas której następuje rozdzielenie chromatyd po zapadnięciu się centromerów chromosomów. Para rozchodzi się na różne bieguny i rozpoczyna niezależny tryb życia.
	telofaza	Jest to końcowy etap mitozy, w którym nowo utworzone chromosomy nabierają normalnego rozmiaru. Wokół nich tworzy się nowa otoczka jądrowa z jąderkiem w środku. Nitki wrzeciona rozpadają się i zanikają, rozpoczyna się proces podziału cytoplazmy i jej organelli (cytotomia).

Proces cytotomii w komórce zwierzęcej odbywa się za pomocą bruzdy rozszczepienia, aw komórce roślinnej - za pomocą płytki komórkowej.

Nietypowe formy mitozy

W naturze czasami występują nietypowe formy mitozy:

• Amitoza - metoda bezpośredniego podziału jądra, w której struktura jądra jest zachowana, jąderko nie rozpada się, a chromosomy nie są widoczne. Rezultatem jest komórka dwujądrzasta.

Ryż. 2. Amitoza

• Politenia - Komórki DNA namnażają się, ale bez wzrostu zawartości chromosomów.
• Endomitoza - podczas procesu po replikacji DNA nie dochodzi do podziału chromosomów na chromatydy potomne. W tym przypadku liczba chromosomów wzrasta dziesięciokrotnie, pojawiają się komórki poliploidalne, co może prowadzić do mutacji.

Ryż. 3. Endomitoza

Czego się nauczyliśmy?

Proces pośredniego podziału komórek eukariotycznych przebiega w kilku etapach, z których każdy ma swoją własną charakterystykę. Cykl mitotyczny składa się z etapów interfazy i bezpośredniego podziału komórki, na który składają się cztery fazy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Czasami w przyrodzie występują nietypowe metody podziału, takie jak amitoza, politenia i endomitoza.

Kwiz tematyczny

Zgłoś ocenę

Średnia ocena: 4.4. Łączna liczba otrzymanych ocen: 518.

Spośród wszystkich interesujących i dość złożonych tematów w biologii warto zwrócić uwagę na dwa procesy podziału komórek w organizmie - mejoza i mitoza. Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że te procesy są takie same, ponieważ w obu przypadkach następuje podział komórki, ale w rzeczywistości istnieje między nimi duża różnica. Przede wszystkim musisz poradzić sobie z mitozą. Czym jest ten proces, jaka jest interfaza mitozy i jaką rolę pełnią w organizmie człowieka? Więcej na ten temat i zostanie omówione w tym artykule.

Złożony proces biologiczny, któremu towarzyszy podział komórek i dystrybucja chromosomów między tymi komórkami - wszystko to można powiedzieć o mitozie. Dzięki niemu chromosomy zawierające DNA są równomiernie rozmieszczone między komórkami potomnymi organizmu.

Istnieją 4 główne fazy procesu mitozy. Wszystkie są ze sobą połączone, ponieważ fazy płynnie przechodzą od jednej do drugiej. Rozpowszechnienie mitozy w przyrodzie wynika z faktu, że to on uczestniczy w procesie podziału wszystkich komórek, w tym mięśni, nerwów i tak dalej.

Krótko o interfazie

Przed wejściem w stan mitozy dzieląca się komórka przechodzi w okres interfazy, czyli wzrostu. Czas trwania interfazy może zająć ponad 90% całkowitego czasu aktywności komórki w trybie normalnym..

Interfaza dzieli się na 3 główne okresy:

• faza G1;
• faza S;
• faza G2.

Wszystkie przechodzą w określonej kolejności. Rozważmy każdą z tych faz osobno.

Interfaza - główne składniki (formuła)

Faza G1

Okres ten charakteryzuje się przygotowaniem komórki do podziału. Zwiększa swoją objętość do następnej fazy syntezy DNA.

Faza S

Jest to kolejny etap w procesie interfazy, w którym dzielą się komórki organizmu. Z reguły synteza większości komórek zachodzi przez krótki okres czasu. Po podziale komórki komórki nie powiększają się, ale rozpoczyna się ostatnia faza.

Faza G2

Końcowy etap interfazy, podczas którego komórki kontynuują syntezę białek, zwiększając jednocześnie rozmiar. W tym okresie komórka nadal ma jąderka. Również w ostatniej części interfazy następuje duplikacja chromosomów, a powierzchnia jądra w tym czasie jest pokryta specjalną powłoką, która pełni funkcję ochronną.

Uwaga! Pod koniec trzeciej fazy następuje mitoza. Obejmuje również kilka etapów, po których następuje podział komórki (proces ten w medycynie nazywany jest cytokinezą).

Etapy mitozy

Jak wspomniano wcześniej, mitoza dzieli się na 4 etapy, ale czasami może ich być więcej. Poniżej znajdują się główne.

Stół. Opis głównych faz mitozy.

Nazwa fazy, fot	Opis
	Podczas profazy chromosomy spiralizują się, w wyniku czego przybierają skręcony kształt (jest bardziej zwarty). Wszystkie procesy syntezy w komórce ciała zostają zatrzymane, więc rybosomy nie są już produkowane.
	Wielu ekspertów nie rozróżnia prometafazy jako odrębnej fazy mitozy. Często wszystkie procesy, które w nim zachodzą, określane są mianem profazy. W tym okresie cytoplazma otacza chromosomy, które swobodnie poruszają się po komórce do pewnego momentu.
	Kolejna faza mitozy, której towarzyszy rozmieszczenie skondensowanych chromosomów na płaszczyźnie równikowej. W tym okresie mikrotubule odnawiają się na bieżąco. W metafazie chromosomy są ułożone tak, że ich kinetochory są w innym kierunku, to znaczy są skierowane w stronę przeciwnych biegunów.
	Tej fazie mitozy towarzyszy oddzielenie chromatyd każdego z chromosomów od siebie. Wzrost mikrotubul ustaje, teraz zaczynają się rozkładać. Anafaza nie trwa długo, ale w tym czasie komórki mają czas na rozproszenie się bliżej różnych biegunów w mniej więcej równej liczbie.
	Jest to ostatni etap, podczas którego rozpoczyna się dekondensacja chromosomów. Komórki eukariotyczne kończą swój podział, a wokół każdego zestawu ludzkich chromosomów tworzy się specjalna otoczka. Kiedy pierścień kurczliwy kurczy się, cytoplazma rozdziela się (w medycynie proces ten nazywa się cytotomią).

Ważny! Czas trwania pełnego procesu mitozy z reguły nie przekracza 1,5-2 godzin. Czas trwania może się różnić w zależności od rodzaju dzielonej komórki. Ponadto na czas trwania procesu wpływają czynniki zewnętrzne, takie jak warunki oświetleniowe, temperatura itp.

Jaką rolę biologiczną odgrywa mitoza?

Spróbujmy teraz zrozumieć cechy mitozy i jej znaczenie w cyklu biologicznym. Po pierwsze, zapewnia wiele procesów życiowych organizmu, w tym rozwój embrionalny.

Mitoza odpowiada również za odbudowę tkanek i narządów wewnętrznych organizmu po różnego rodzaju uszkodzeniach, co skutkuje regeneracją. W trakcie funkcjonowania komórki stopniowo obumierają, ale przy pomocy mitozy stale utrzymywana jest strukturalna integralność tkanek.

Mitoza zapewnia zachowanie określonej liczby chromosomów (odpowiada liczbie chromosomów w komórce macierzystej).

Wideo - Cechy i rodzaje mitozy

Mitoza- główna metoda podziału komórek eukariotycznych, w której najpierw następuje podwojenie, a następnie równomierne rozmieszczenie materiału dziedzicznego między komórkami potomnymi.

Mitoza jest procesem ciągłym, w którym występują cztery fazy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Przed mitozą komórka przygotowuje się do podziału lub interfazy. Okres przygotowania komórki do mitozy i sama mitoza składają się na siebie cykl mitotyczny. Poniżej znajduje się krótki opis faz cyklu.

Interfaza składa się z trzech okresów: presyntetycznego lub postmitotycznego, - G 1, syntetycznego - S, postsyntetycznego lub pretotycznego, - G 2.

Okres presyntetyczny (2n 2c, gdzie n- liczba chromosomów, Z- liczba cząsteczek DNA) - wzrost komórek, aktywacja procesów syntezy biologicznej, przygotowanie do kolejnego okresu.

Okres syntetyczny (2n 4c) to replikacja DNA.

Okres postsyntetyczny (2n 4c) - przygotowanie komórki do mitozy, synteza i akumulacja białek i energii do zbliżającego się podziału, wzrost liczby organelli, podwojenie centrioli.

profaza (2n 4c) - demontaż błon jądrowych, rozbieżność centrioli do różnych biegunów komórki, powstawanie nici wrzeciona rozszczepienia, "zanikanie" jąderek, kondensacja chromosomów dwuchromatydowych.

metafaza (2n 4c) - wyrównanie najbardziej skondensowanych chromosomów dwuchromatydowych w płaszczyźnie równikowej komórki (płytka metafazowa), przyłączenie włókien wrzeciona jednym końcem do centrioli, drugim - do centromerów chromosomów.

Anafaza (4n 4c) - podział chromosomów dwuchromatydowych na chromatydy i rozbieżność tych siostrzanych chromatyd do przeciwległych biegunów komórki (w tym przypadku chromatydy stają się niezależnymi chromosomami jednochromatydowymi).

telofaza (2n 2c w każdej komórce potomnej) - dekondensacja chromosomów, tworzenie się błon jądrowych wokół każdej grupy chromosomów, rozpad nici wrzeciona rozszczepienia, pojawienie się jąderka, podział cytoplazmy (cytotomia). Cytotomia w komórkach zwierzęcych zachodzi z powodu bruzdy rozszczepienia, w komórkach roślinnych - z powodu płytki komórkowej.

1 - profaza; 2 - metafaza; 3 - anafaza; 4 - telofaza.

Biologiczne znaczenie mitozy. Komórki potomne powstałe w wyniku tej metody podziału są genetycznie identyczne z komórkami matki. Mitoza zapewnia stałość zestawu chromosomów w wielu pokoleniach komórek. U podstaw takich procesów jak wzrost, regeneracja, rozmnażanie bezpłciowe itp.

- Jest to szczególny sposób podziału komórek eukariotycznych, w wyniku którego następuje przejście komórek ze stanu diploidalnego do stanu haploidalnego. Mejoza składa się z dwóch kolejnych podziałów poprzedzonych pojedynczą replikacją DNA.

Pierwszy podział mejotyczny (mejoza 1) nazywamy redukcją, ponieważ to podczas tego podziału liczba chromosomów zmniejsza się o połowę: z jednej komórki diploidalnej (2 n 4c) tworzą dwa haploidalne (1 n 2c).

Interfaza 1(na początku - 2 n 2c, na koniec - 2 n 4c) - synteza i nagromadzenie substancji i energii niezbędnych do realizacji obu podziałów, wzrostu wielkości komórki i liczby organelli, podwojenia centrioli, replikacji DNA, która kończy się profazą 1.

profaza 1 (2n 4c) - demontaż błon jądrowych, rozbieżność centrioli do różnych biegunów komórki, powstawanie włókien wrzeciona rozszczepienia, "znikanie" jąderek, kondensacja chromosomów dwuchromatydowych, koniugacja chromosomów homologicznych i crossing-over. Koniugacja- proces konwergencji i przeplatania się homologicznych chromosomów. Nazywa się parę sprzężonych homologicznych chromosomów dwuwartościowy. Crossing over to proces wymiany homologicznych regionów między homologicznymi chromosomami.

Profaza 1 jest podzielona na etapy: leptoten(zakończenie replikacji DNA), zygoten(koniugacja chromosomów homologicznych, tworzenie biwalentów), pachyten(crossing over, rekombinacja genów), diploten(wykrywanie chiasmata, 1 blok ludzkiej oogenezy), diakineza(terminalizacja chiazmy).

1 - leptoten; 2 - zygoten; 3 - pachyten; 4 - diploten; 5 - diakineza; 6 - metafaza 1; 7 - anafaza 1; 8 - telofaza 1;
9 - profaza 2; 10 - metafaza 2; 11 - anafaza 2; 12 - telofaza 2.

Metafaza 1 (2n 4c) - wyrównanie biwalentów w płaszczyźnie równikowej komórki, przyczepienie nici wrzeciona rozszczepienia na jednym końcu do centrioli, a drugim - do centromerów chromosomów.

Anafaza 1 (2n 4c) - losowa niezależna dywergencja chromosomów dwuchromatydowych do przeciwnych biegunów komórki (z każdej pary chromosomów homologicznych jeden chromosom przesuwa się na jeden biegun, a drugi na drugi), rekombinacja chromosomów.

Telofaza 1 (1n 2c w każdej komórce) - tworzenie błon jądrowych wokół grup chromosomów dwuchromatydowych, podział cytoplazmy. W wielu roślinach komórka z anafazy 1 natychmiast przechodzi do profazy 2.

Drugi podział mejotyczny (mejoza 2) nazywa równanie.

Interfaza 2, lub interkineza (1n 2c), to krótka przerwa między pierwszym a drugim podziałem mejotycznym, podczas której nie zachodzi replikacja DNA. charakterystyczne dla komórek zwierzęcych.

profaza 2 (1n 2c) - demontaż błon jądrowych, rozbieżność centrioli do różnych biegunów komórki, powstawanie włókien wrzeciona.

Metafaza 2 (1n 2c) - wyrównanie chromosomów dwuchromatydowych w płaszczyźnie równikowej komórki (płytka metafazowa), przyczepienie włókien wrzeciona jednym końcem do centrioli, drugim - do centromerów chromosomów; 2 blok oogenezy u ludzi.

Anafaza 2 (2n 2Z) - podział chromosomów dwuchromatydowych na chromatydy i rozbieżność tych siostrzanych chromatyd do przeciwległych biegunów komórki (w tym przypadku chromatydy stają się niezależnymi chromosomami jednochromatydowymi), rekombinacja chromosomów.

Telofaza 2 (1n 1c w każdej komórce) - dekondensacja chromosomów, tworzenie się błon jądrowych wokół każdej grupy chromosomów, rozpad nici wrzeciona rozszczepienia, pojawienie się jąderka, podział cytoplazmy (cytotomia) z utworzeniem czterech komórek haploidalnych jako wynik.

Biologiczne znaczenie mejozy. Mejoza jest centralnym wydarzeniem gametogenezy u zwierząt i sporogenezy u roślin. Będąc podstawą zmienności kombinatywnej, mejoza zapewnia różnorodność genetyczną gamet.

Amitoza

Amitoza- bezpośredni podział jądra międzyfazowego przez zwężenie bez tworzenia chromosomów, poza cyklem mitotycznym. Opisane jako starzejące się, zmienione patologicznie i skazane na śmierć komórki. Po amitozie komórka nie jest w stanie powrócić do normalnego cyklu mitotycznego.

cykl komórkowy

cykl komórkowy- życie komórki od momentu jej pojawienia się do podziału lub śmierci. Obowiązkowym składnikiem cyklu komórkowego jest cykl mitotyczny, który obejmuje okres przygotowania do podziału i samą mitozę. Ponadto w cyklu życiowym występują okresy spoczynku, podczas których komórka wykonuje własne funkcje i wybiera swój dalszy los: śmierć lub powrót do cyklu mitotycznego.

Iść do wykłady nr 12"Fotosynteza. chemosynteza"

Iść do wykłady nr 14„Rozmnażanie organizmów”