Čo sa deje počas mitózy. Mitóza, bunkový cyklus

Mitóza (karyokinéza, nepriame delenie) je proces delenia jadra ľudských, živočíšnych a rastlinných buniek, po ktorom nasleduje delenie bunkovej cytoplazmy. V procese delenia bunkového jadra (pozri) sa rozlišuje niekoľko štádií. V jadre, ktoré je v období medzi delením buniek (medzifázou), (pozri) sú zvyčajne reprezentované tenkými, dlhými (obr., a), prepletenými vláknami; Jadrová membrána a jadierko sú jasne viditeľné.

Jadro v rôznych fázach mitózy: a - medzifázové nedeliace sa jadro; b - d - profázová fáza; d - štádium metafázy; e - štádium anafázy; g a h - štádium telofázy; a - vytvorenie dvoch dcérskych jadier.

V prvej fáze mitózy, takzvanej profáze, sa chromozómy stávajú jasne viditeľnými (obr., b-d), skracujú sa a zhrubnú, pozdĺž každého chromozómu sa objaví medzera, ktorá ho rozdelí na dve časti úplne podobné, vďaka čomu každý chromozóm sa javí ako dvojitý. V ďalšom štádiu mitózy - metafáze sa jadrová membrána zničí, jadierko sa rozpustí a chromozómy sa ocitnú v cytoplazme bunky (obr. e). Všetky chromozómy sú usporiadané v jednom rade pozdĺž rovníka a tvoria takzvanú rovníkovú dosku (štádium hviezdy). Zmenami prechádza aj centrozóm. Je rozdelená na dve časti, rozbiehajúce sa smerom k pólom bunky, medzi nimi sú vytvorené vlákna, ktoré tvoria dvojkónické achromatínové vreteno (obr. e. f).

Mitóza (z gréckeho mitos – vlákno) je nepriame delenie buniek, spočívajúce v rovnomernom rozdelení dvojnásobného počtu chromozómov medzi dve výsledné dcérske bunky (obr.). Proces mitózy zahŕňa dva typy štruktúr: chromozómy a achromatínový aparát, ktorý zahŕňa bunkové centrá a vreteno (pozri Bunka).

Schematické znázornenie interfázového jadra a rôznych štádií mitózy: 1 - interfáza; 2 - profáza; 3 - prometafáza; 4 a 5 - metafáza (4 - pohľad od rovníka, 5 - pohľad z pólu bunky); 6 - anafáza; 7 - telofáza; 8 - neskorá telofáza, začiatok jadrovej rekonštrukcie; 9 - dcérske bunky na začiatku interfázy; SZ - jadrová obálka; YAK - jadierko; XP - chromozómy; C - centriol; B - vreteno.

Prvá fáza mitózy - profáza - začína objavením sa tenkých filamentov - chromozómov v bunkovom jadre (pozri). Každý profázový chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov, ktoré sú svojou dĺžkou tesne vedľa seba; jeden z nich je chromozóm materskej bunky, druhý sa novotvorí v dôsledku reduplikácie jeho DNA na DNA materského chromozómu v interfáze (pauza medzi dvoma mitózami). Ako profáza postupuje, chromozómy sa špirálovito otáčajú, čo spôsobuje ich skrátenie a zhrubnutie. Na konci profázy nukleolus zmizne. V profáze dochádza aj k rozvoju achromatínového aparátu. V živočíšnych bunkách sa bunkové centrá (centrioly) rozdvojujú; okolo nich sa v cytoplazme objavujú zóny, ktoré silne lámu svetlo (centrosféry). Tieto formácie sa začínajú rozchádzať v opačných smeroch a na konci profázy vytvoria dva póly bunky, ktorá v tomto čase často nadobúda sférický tvar. V bunkách vyšších rastlín nie sú centrioly.

Prometafáza je charakterizovaná zmiznutím jadrovej membrány a vytvorením vretenovej vláknitej štruktúry v bunke (achromatínové vreteno), z ktorej niektoré vlákna spájajú póly achromatínového aparátu (interzonálne vlákna) a iné - každá z nich dve chromatidy s opačnými pólmi bunky (ťahanie nití). Chromozómy, ležiace náhodne v profázovom jadre, sa začínajú presúvať do centrálnej zóny bunky, kde sa nachádzajú v rovníkovej rovine vretienka (metakinéza). Táto fáza sa nazýva metafáza.

Počas anafázy sa partneri každého páru chromatíd rozchádzajú k opačným pólom bunky v dôsledku kontrakcie závitov ťažného vretienka. Od tejto chvíle každá chromatida dostane názov dcérskeho chromozómu. Chromozómy, ktoré sa rozišli k pólom, sa zhromažďujú do kompaktných skupín, čo je charakteristické pre ďalšiu fázu mitózy - telofázu. V tomto prípade sa chromozómy začnú postupne despirovať, pričom strácajú svoju hustú štruktúru; objaví sa okolo nich jadrový obal – začína sa proces jadrovej rekonštrukcie. Objem nových jadier sa zväčšuje a v nich sa objavujú jadierka (začiatok interfázy alebo štádium „kľudového jadra“).

Proces oddelenia jadrovej substancie bunky - karyokinéza - je sprevádzaný oddelením cytoplazmy (pozri) - cytokinéza. V živočíšnych bunkách v telofáze vzniká v rovníkovej zóne zúženie, ktoré pri prehlbovaní vedie k rozdeleniu cytoplazmy pôvodnej bunky na dve časti. V rastlinných bunkách sa v rovníkovej rovine z malých vakuol endoplazmatického retikula vytvorí bunková prepážka, ktorá oddeľuje dve nové bunkové telá od seba.

V zásade blízko k mitóze je endomitóza, teda proces zdvojnásobenia počtu chromozómov v bunkách, ale bez oddelenia jadier. Po endomitóze môže nastať priame delenie jadier a buniek, takzvaná amitóza.

Pozri tiež Karyotyp, Bunkové jadro.

Mitóza- nepriame delenie buniek, ktoré pozostáva z delenia jadra (karyotómia) a cytoplazmy (cytotómia).

Mitóza sa delí na profázu (skoré a neskoré štádiá), prometafázu, metafázu, anafázu a telofázu. Samotné delenie trvá pomerne krátky časový úsek – cca 30 minút.

Mitóza alebo nepriame bunkové delenie je spôsob delenia eukaryotickej bunky, pri ktorom každá z dvoch novovzniknutých buniek dostane genetický materiál identický s pôvodnou bunkou, to znamená, že vedie k vytvoreniu dvoch plnohodnotných buniek s diploidným súbor chromozómov a rovnomerne distribuovaný cytoplazmatický materiál.

Profáza. Prvým štádiom mitózy je profáza. V skorej profáze začína kondenzácia chromozómov (štádium hustej a voľnej gule), jadierko podlieha rozpadu a centrioly sú polarizované.

Na začiatku profázy sa páry centriolov presúvajú k rôznym pólom bunky. Súčasne sa vytvárajú tenké vlákna, ktoré sa radiálne rozchádzajú z každého páru centriolov - mikrotubulov. Mikrotubuly vytvorené z jedného bunkového centra sú ťahané smerom k mikrotubulom polymerizujúcim v inom bunkovom centre. V dôsledku toho sa prepletajú. Jadrový obal sa rozpadá na vezikuly (karyolýza) a obsah jadra sa spája s obsahom cytoplazmatickej matrice. Na membránach vezikúl vytvorených v dôsledku rozpadu karyolemy sú zachované receptorové komplexy a laminy.

V neskorom štádiu profázy pokračuje kondenzácia chromozómov. Zhrubnú a sú jasne viditeľné pod svetelným mikroskopom. Každý chromozóm pozostáva z dvoch sesterských chromatid spojených centromérou. V tomto štádiu sa začína vytvárať mitotické vreteno - bipolárna štruktúra pozostávajúca z mikrotubulov. Je organizovaná centriolami, ktoré sú súčasťou bunkového centra, z ktorého radiálne vychádzajú mikrotubuly.

Centrioly sú spočiatku umiestnené blízko jadrovej membrány a potom sa rozchádzajú, aby vytvorili bipolárne mitotické vreteno. Tento proces zahŕňa pólové mikrotubuly, ktoré sa navzájom ovplyvňujú, keď sa predlžujú. Jadro a nukleolus prestávajú existovať ako samostatné jednotky. Bunka sa stáva viac pretiahnutou. Počas profázy sú chromozómy najprv viditeľné ako dvojité vláknité štruktúry. Neskôr nadobúdajú tyčinkovitý tvar.

Počas profázy mitózy sa ER a Golgiho komplex rozpadajú na vezikuly. Táto dočasná deštrukcia organel hrá významnú úlohu v rovnomernej distribúcii cytoplazmatického materiálu.

Prometafáza. Toto je pokračovanie neskorej profázy. Počas prometafázy sa vytvárajú kinetochory (centroméry), ktoré fungujú ako centrá pre organizáciu kinetochorových mikrotubulov. Odchod kinetochórov z každého chromozómu v oboch smeroch a ich interakcia s pólovými mikrotubulmi mitotického vretienka je dôvodom pohybu chromozómov.

Metafáza. Počas tejto fázy sú chromozómy distribuované v rovníkovej oblasti a tvoria metafázovú platňu. Ak je metafázová platňa zachytená v tangenciálnom reze, potom je viditeľná ako materská hviezda. Stupeň kondenzácie chromozómov dosahuje maximálnu úroveň. Každý chromozóm je držaný na mieste pomocou páru kinetochorov a súvisiacich kinetochorových mikrotubulov, nasmerovaných k opačným pólom mitotického vretienka.

Chromozóm obsahuje molekulu DNA a proteíny viažuce DNA. Chromatín v chromozóme tvorí početné slučky a obsahuje veľa tesne zbalených nukleozómov. Počas profázy a metafázy u cicavcov majú chromozómy tvar x alebo y. V chromozómoch X je takzvaná primárna konstrikcia (centroméra), spájajúca ramená chromozómov. Úseky metafýzového chromozómu od centroméry po oba konce sa nazývajú ramená chromozómov. Ramená sú dvojité štruktúry pozostávajúce zo vzájomne susediacich s-chromozómov. Primárna konstrikcia obsahuje kinetochory.

Ak sú ramená chromozómov rovnaké, potom sa takéto chromozómy nazývajú metacentrické. Chromozómy, ktoré majú krátke a dlhé ramená, sa nazývajú akrocentrické. Ramená, ktoré sú takmer rovnaké alebo nie veľmi rozdielne vo veľkosti, majú submetacentrické chromozómy.

Na jednom z pólov ramena chromozómu môžete niekedy nájsť zúžený úsek - sekundárne zúženie. Distálna oblasť ramena za sekundárnym zúžením sa nazýva satelit. Sekundárne zúženie obsahuje zónu nukleárneho organizátora.

Centroméry všetkých d-chromozómov (s dvojitým súborom DNA) sú umiestnené v rovnakej rovine - to je ekvatoriálna rovina bunky. Prechádza bunkou v pravom uhle k pozdĺžnej osi vretena. Centroméra má kinetochore - malú diskovitú štruktúru ležiacu na oboch stranách centromerickej oblasti d chromozómu. Kinetochory sú také malé, že ich možno vidieť iba elektrónovým mikroskopom. V aktívnom stave sa kinetochory správajú ako centrioly, to znamená, že slúžia ako centrá na organizovanie mikrotubulov (kinetochorových mikrotubulov). Kinetochory prejavujú svoju aktivitu až od momentu deštrukcie jadrového obalu a pri interakcii s tubulínmi.

Medzi vretenovitými mikrotubulami sa rozlišuje niekoľko typov: kinetochore, polárne a astrálne.

Kinetochorové mikrotubuly sú pripevnené jedným pólom ku kinetochoru chromozómu a druhým k jednému z diplozómov a odťahujú chromozómy od seba. Polárne mikrotubuly smerujú z centriolov (diplozómov) do stredu vretienka, kde sa vzájomne prekrývajú s podobnými mikrotubulmi opačného diplozómu.

Astrálne mikrotubuly smerujú z diplozómu na povrch bunky. Posledné dva typy mikrotubulov slúžia na rovnomernú distribúciu cytoplazmatického materiálu a cytokinézu.

Anaphase. Začína sa divergenciou dcérskych chromozómov k pólom vyvíjajúcich sa buniek. K tomu dochádza za priamej účasti mikrotubulov a prebieha rýchlosťou asi 1 μm/min.

V dôsledku divergencie sa z každého d-chromozómu tvoria dva chromozómy s. Výsledkom je, že každá bunka dostane identickú diploidnú sadu s-chromozómov. Keď sa chromozómy pohybujú smerom k pólom, kinetochórové mikrotubuly sa skracujú a vreteno sa predlžuje. Okrem demontáže kinetochorových mikrotubulov je proces divergencie genetického materiálu zabezpečený predlžovaním polárnych mikrotubulov a funkčnou aktivitou translokačných proteínov.

Bežne sa rozlišuje skorá a neskorá anafáza v závislosti od stupňa separácie genetického materiálu k opačným pólom. Vo všeobecnosti ide o najkratšiu fázu mitózy.

Telofáza. Toto je posledná fáza mitózy. Počas telofázy sa chromatidy približujú k pólom a pokračuje rovnomerná distribúcia cytoplazmatického materiálu bunky, vrátane mimojadrovej dedičnosti; Vytvorí sa jadrový obal a opäť sa vytvoria jadierka. Telofáza končí bunkovou cytokinézou s rozdelením jednej materskej bunky na dve dcérske bunky.

Počas skorej telofázy sa kondenzované s-chromozómy nachádzajú na opačných póloch bunky v blízkosti bunkových centier a ešte nemenia svoju orientáciu.

Procesy predlžovania deliacej sa bunky pokračujú. Plazmalema sa stiahne medzi dve dcérske jadrá v rovine kolmej na dlhú os vretienka a začnú sa rysovať dve nové bunky.

V neskorej telofáze začína dekondenzácia chromozómov a splynutím vezikúl z predtým rozpadnutej karyolémy vznikajú jadrové membrány a vznikajú jadierka. Štiepna ryha sa prehlbuje a medzi dcérskymi bunkami zostáva cytoplazmatický mostík, ktorý je následne oddelený bunkovou membránou, čo vedie k autonómii dcérskych buniek.

K tvorbe bunkovej membrány, ktorá oddeľuje dve nové bunky od seba, dochádza kontrakciou mikrofilamentov v oblasti cytoplazmatického mostíka a v dôsledku transportu vezikúl, ktoré sa navzájom spájajú.

Po cytotómii (bunkovej separácii) sa vezikuly v bunkách spoja a vytvoria ER a Golgiho komplex.

Mitóza a mitotický cyklus nie sú automatické javy – sú regulované rôznymi faktormi. Najviac študované sú cyklín-dependentné kinázy (proteínkinázy). Tieto proteíny sa označujú skratkou Cdk. Tieto proteíny sú podobné vo všetkých bunkách živočíšnych organizmov. Tieto proteínkinázy fosforylujú proteíny, ktoré riadia jednotlivé štádiá mitotického cyklu a viažu špeciálne proteíny – cyklíny. Len komplex Cdk s cyklínmi riadi mitotický cyklus.

Každá fáza mitotického cyklu má svoj vlastný cyklín, ktorý spúšťa komplex biologických reakcií bunky. V počiatočnom štádiu presyntetického obdobia interfázy bunka nevstúpi do Go periódy kvôli komplexom Cdk4 a Cdk6 s cyklínom D.

V druhej polovici periódy G 1 sa vedúcim kontrolným komplexom stáva Cdk2 s cyklínom E. V syntetickom období sa cyklín mení, ale proteínkináza zostáva. Na začiatku S-periódy je teda vedúcim komplexom diklin A-Cdk2 a potom cyklín B-Cdk2. V období C 2 sa nemení cyklín, ale proteínkináza. Výsledkom je, že kontrolný komplex je označený ako cyklín B-Cdk1. Tento posledný komplex v skutočnosti uvádza bunku do mitózy a nazýva sa mitózou stimulujúci faktor.

Cyklín B-Cdk1 je schopný fosforylovať histón H1. Tento fosforylovaný histón sa podieľa na skladaní (kondenzácii) reťazca DNA. Ale to nestačí. Počas prometafázy mitózy faktor stimulujúci mitózu fosforyluje aj skupinu proteínov, ktorých komplex sa nazýva kondenzín a fosforyláciou sa presne spúšťa jeho tvorba. Vplyvom histónu H1 a kondenzínu sú chromozómy usporiadané do metafázových štruktúr. Tento proces vyžaduje použitie ATP.

Navyše pod vplyvom mitózy stimulujúceho faktora v profáze dochádza k fosforylácii laminov na vnútornom povrchu jadrovej membrány. Výsledkom je, že A- a C-laminy prechádzajú do rozpusteného stavu. Štrukturálna integrita škrupiny je narušená a rozpadá sa na systém bublín. Podobná vec sa pravdepodobne vyskytuje v ER s Golgiho komplexom.

Vplyvom mitózy stimulujúceho faktora v profáze sa aktivuje polymerizácia mikrotubulov a blokujú sa ľahké reťazce myozínu, čo zabraňuje predčasnej bunkovej cytotómii.

Bunkové delenie regulujú dve skupiny faktorov: mitogénne a antimitogénne, čiže keylony. Mitogénne faktory sú produkované v tkanivách (tkanivové hormóny) a aktivujú delenie buniek, pričom veľkosť bunkovej populácie sa zvyšuje. Medzi mitogénne faktory patria rastové faktory fibroblastov, epidermis, krvných doštičiek, transformujúce rastové faktory atď.

Mitogénne faktory spôsobujú delenie buniek prostredníctvom aktivácie tyrozínkinázy. To stimuluje tvorbu množstva transkripčných faktorov, takzvaných génov skorej a oneskorenej odpovede. Zmeny v ich aktivite stimulujú tvorbu cyklín-dependentných kináz a cyklínov. To zase podporuje delenie buniek.

Koncentrácia rastových faktorov je relatívne nízka a akonáhle sa počet buniek výrazne zvýši, rastové faktory sa stanú nedostatočnými a bunky sa prestanú deliť a začnú sa diferencovať. Niektorí autori sa domnievajú, že mechanizmus ukončenia delenia a začiatku diferenciácie riadia špeciálne biologicky aktívne látky – keylony alebo iné regulátory. Príkladom takéhoto regulátora sú jódované hormóny štítnej žľazy - trijódtyronín a tetrajódtyronín. Tieto hormóny aktivujú procesy bunkovej diferenciácie a blokujú bunkové delenie. V tomto smere je dôležitý vplyv tetrajódtyronínu na diferenciáciu neurónov, a preto pri jeho nedostatku vzniká kretinizmus sprevádzaný mentálnou retardáciou (oligofréniou).

Príkladom antimitogénneho faktora je tumor nekrotizujúci faktor. Blokuje tvorbu mitogén-aktivujúceho proteínkinázového komplexu prostredníctvom množstva intracelulárnych medzičlánkov (sfingozín). V konečnom dôsledku obsah komplexov cyklínu D s Cdk6 a Cdk4 klesá a bunkové delenie sa zastaví.

Variantom mitózy je štiepenie – ide o delenie buniek, keď sa materská bunka počas krátkej medzifázy nezväčšuje. Výsledkom je, že po každom delení sa veľkosť buniek znižuje. Fragmentácia je charakteristická pre vznik mnohobunkového organizmu (blastuly) z jednobunkového embrya (zygota) v počiatočných štádiách embryonálneho vývoja.

Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.

Rast a vývoj živých organizmov nie je možný bez procesov delenia buniek. Jednou z nich je mitóza – proces delenia eukaryotických buniek, v ktorých sa prenáša a ukladá genetická informácia. V tomto článku sa dozviete viac o vlastnostiach mitotického cyklu a zoznámite sa s charakteristikami všetkých fáz mitózy, ktoré budú zahrnuté v tabuľke.

Pojem "mitotický cyklus"

Všetky procesy, ktoré prebiehajú v bunke, počnúc jedným delením do druhého a končiac produkciou dvoch dcérskych buniek, sa nazývajú mitotický cyklus. Životný cyklus bunky je tiež stavom pokoja a obdobím vykonávania jej priamych funkcií.

Hlavné štádiá mitózy zahŕňajú:

• Samoduplikácia alebo zdvojenie genetického kódu, ktorý sa prenáša z materskej bunky do dvoch dcérskych buniek. Proces ovplyvňuje štruktúru a tvorbu chromozómov.
• Bunkový cyklus- pozostáva zo štyroch období: presyntetické, syntetické, postsyntetické a vlastne mitóza.

Prvé tri obdobia (presyntetické, syntetické a postsyntetické) sa týkajú interfázy mitózy.

Niektorí vedci nazývajú syntetické a postsyntetické obdobie predprofázou mitózy. Keďže všetky štádiá prebiehajú nepretržite a plynule sa pohybujú z jedného do druhého, neexistuje medzi nimi jasné rozdelenie.

Proces priameho delenia buniek, mitóza, prebieha v štyroch fázach, ktoré zodpovedajú nasledujúcej sekvencii:

TOP 4 článkyktorí spolu s týmto čítajú

• Prophase;
• Metafáza;
• anafáza;
• Telofáza.

Ryža. 1. Fázy mitózy

Stručný popis každej fázy nájdete v tabuľke „Fázy mitózy“, ktorá je uvedená nižšie.

Tabuľka "Fázy mitózy"

Nie	Fáza	Charakteristický
		V profáze mitózy sa jadrová membrána a jadierko rozpúšťajú, centrioly sa rozchádzajú na rôzne póly, začína sa tvorba mikrotubulov, takzvaných vretenových filamentov a kondenzujú sa chromatidy v chromozómoch.
	Metafáza	V tomto štádiu sa chromatidy v chromozómoch čo najviac zhustia a zoradia sa v rovníkovej časti vretienka, čím sa vytvorí metafázová platňa. Centriolové vlákna sú pripevnené k centromérom chromatíd alebo natiahnuté medzi pólmi.
		Je to najkratšia fáza, počas ktorej dochádza k separácii chromatíd po rozpade centromér chromozómov. Pár ide na rôzne póly a začína nezávislý životný štýl.
	Telofáza	Je to konečná fáza mitózy, počas ktorej novovytvorené chromozómy nadobúdajú svoju normálnu veľkosť. Okolo nich sa vytvorí nový jadrový obal s jadierkom vo vnútri. Vretenové filamenty sa rozpadajú a miznú a začína sa proces delenia cytoplazmy a jej organel (cytotómia).

Proces cytotómie v živočíšnej bunke prebieha pomocou štiepnej brázdy av rastlinnej bunke - pomocou bunkovej platne.

Atypické formy mitózy

V prírode sa niekedy vyskytujú atypické formy mitózy:

• Amitóza - spôsob priameho delenia jadra, pri ktorom je zachovaná štruktúra jadra, jadierko sa nerozpadá, chromozómy nie sú viditeľné. Výsledkom je dvojjadrová bunka.

Ryža. 2. Amitóza

• Polyténia - Bunky DNA sa zväčšia niekoľkonásobne, ale bez zvýšenia obsahu chromozómov.
• Endomitóza - Počas procesu po replikácii DNA nedochádza k separácii chromozómov na dcérske chromatidy. V tomto prípade sa počet chromozómov zvyšuje desaťkrát, objavujú sa polyploidné bunky, čo môže viesť k mutácii.

Ryža. 3. Endomitóza

Čo sme sa naučili?

Proces nepriameho delenia eukaryotických buniek prebieha v niekoľkých fázach, z ktorých každá má svoje vlastné charakteristiky. Mitotický cyklus pozostáva zo štádií interfázy a priameho delenia buniek, ktoré pozostávajú zo štyroch fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Niekedy v prírode existujú atypické metódy delenia, medzi ktoré patrí amitóza, polyténia a endomitóza.

Test na danú tému

Vyhodnotenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.4. Celkový počet získaných hodnotení: 518.

Spomedzi všetkých zaujímavých a pomerne zložitých tém v biológii stojí za to zdôrazniť dva procesy bunkového delenia v tele - meióza a mitóza. Spočiatku sa môže zdať, že tieto procesy sú rovnaké, keďže v oboch prípadoch dochádza k deleniu buniek, no v skutočnosti je medzi nimi veľký rozdiel. Najprv musíte pochopiť mitózu. Čo je to za proces, čo je medzifáza mitózy a akú úlohu zohrávajú v ľudskom tele? Toto bude podrobnejšie diskutované v tomto článku.

Komplexný biologický proces, ktorý je sprevádzaný delením buniek a distribúciou chromozómov medzi týmito bunkami – to všetko možno povedať o mitóze. Vďaka nej sú chromozómy obsahujúce DNA rovnomerne rozdelené medzi dcérske bunky tela.

V procese mitózy existujú 4 hlavné fázy. Všetky sú navzájom prepojené, pretože fázy plynule prechádzajú z jednej do druhej. Prevalencia mitózy v prírode je spôsobená skutočnosťou, že sa podieľa na procese delenia všetkých buniek vrátane svalov, nervov atď.

Stručne o medzifáze

Pred vstupom do stavu mitózy prechádza deliaca bunka do interfázy, to znamená, že rastie. Trvanie interfázy môže v normálnom režime zaberať viac ako 90 % celkového času bunkovej aktivity.

Interfáza je rozdelená do 3 hlavných období:

• fáza G1;
• S-fáza;
• fáza G2.

Všetky prebiehajú v určitom poradí. Pozrime sa na každú z týchto fáz samostatne.

Medzifáza - hlavné zložky (vzorec)

Fáza G1

Toto obdobie je charakterizované prípravou bunky na delenie. Zvyšuje objem pre ďalšiu fázu syntézy DNA.

S-fáza

Toto je ďalšia fáza medzifázového procesu, počas ktorého sa delia bunky tela. K syntéze väčšiny buniek spravidla dochádza v krátkom časovom období. Po rozdelení sa bunky nezväčšujú, ale začína posledná fáza.

Fáza G2

Konečná fáza interfázy, počas ktorej bunky pokračujú v syntéze proteínov, pričom sa zväčšujú. Počas tohto obdobia sú v bunke ešte jadierka. V poslednej časti interfázy tiež dochádza k duplikácii chromozómov a povrch jadra je v tomto čase pokrytý špeciálnou škrupinou, ktorá má ochrannú funkciu.

Na poznámku! Na konci tretej fázy nastáva mitóza. Zahŕňa tiež niekoľko štádií, po ktorých dochádza k deleniu buniek (tento proces sa v medicíne nazýva cytokinéza).

Etapy mitózy

Ako už bolo uvedené, mitóza je rozdelená do 4 štádií, ale niekedy ich môže byť viac. Nižšie sú uvedené hlavné.

Tabuľka. Popis hlavných fáz mitózy.

Názov fázy, fotografia	Popis
	Počas profázy dochádza k špirálovitosti chromozómov, v dôsledku čoho nadobúdajú skrútený tvar (je kompaktnejší). Všetky syntetické procesy v bunke tela sa zastavia, takže ribozómy sa už nevytvárajú.
	Mnohí odborníci nerozlišujú prometafázu ako samostatnú fázu mitózy. Často sa všetky procesy, ktoré sa v ňom vyskytujú, označujú ako profáza. Počas tohto obdobia cytoplazma obaľuje chromozómy, ktoré sa voľne pohybujú po celej bunke až do určitého bodu.
	Ďalšia fáza mitózy, ktorá je sprevádzaná distribúciou kondenzovaných chromozómov v rovníkovej rovine. V tomto období sa mikrotubuly priebežne obnovujú. Počas metafázy sú chromozómy usporiadané tak, že ich kinetochory sú v inom smere, teda smerujú k opačným pólom.
	Táto fáza mitózy je sprevádzaná oddelením chromatidov každého chromozómu od seba. Rast mikrotubulov sa zastaví, teraz sa začnú rozoberať. Anafáza netrvá dlho, ale počas tejto doby sa bunky dokážu rozptýliť bližšie k rôznym pólom v približne rovnakom počte.
	Toto je posledná fáza, počas ktorej začína dekondenzácia chromozómov. Eukaryotické bunky dokončia svoje delenie a okolo každej sady ľudských chromozómov sa vytvorí špeciálna škrupina. Keď sa kontraktilný krúžok stiahne, cytoplazma sa oddelí (v medicíne sa tento proces nazýva cytotómia).

Dôležité! Trvanie úplného procesu mitózy spravidla nie je dlhšie ako 1,5 až 2 hodiny. Trvanie sa môže líšiť v závislosti od typu delenej bunky. Trvanie procesu je tiež ovplyvnené vonkajšími faktormi, ako sú svetelné podmienky, teplota atď.

Akú biologickú úlohu hrá mitóza?

Teraz sa pokúsme pochopiť vlastnosti mitózy a jej význam v biologickom cykle. Po prvé, zabezpečuje mnohé životne dôležité procesy organizmu, vrátane embryonálneho vývoja.

Mitóza je tiež zodpovedná za obnovu tkanív a vnútorných orgánov tela po rôznych typoch poškodení, čo má za následok regeneráciu. V procese fungovania bunky postupne odumierajú, ale pomocou mitózy sa štrukturálna integrita tkanív neustále udržiava.

Mitóza zabezpečuje zachovanie určitého počtu chromozómov (zodpovedá počtu chromozómov v materskej bunke).

Video - Vlastnosti a typy mitózy

Mitóza- hlavná metóda delenia eukaryotických buniek, pri ktorej najskôr dochádza k zdvojeniu a potom je dedičný materiál rovnomerne rozdelený medzi dcérske bunky.

Mitóza je nepretržitý proces so štyrmi fázami: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Pred mitózou sa bunka pripravuje na delenie alebo interfázu. Obdobie prípravy bunky na mitózu a samotná mitóza tvoria spolu mitotický cyklus. Nižšie je uvedený stručný popis fáz cyklu.

Medzifáza pozostáva z troch období: presyntetické alebo postmitotické, - G 1, syntetické - S, postsyntetické alebo premitotické, - G 2.

Predsyntetické obdobie (2n 2c, Kde n- počet chromozómov, s- počet molekúl DNA) - rast buniek, aktivácia procesov biologickej syntézy, príprava na ďalšie obdobie.

Syntetické obdobie (2n 4c) - replikácia DNA.

Postsyntetické obdobie (2n 4c) - príprava bunky na mitózu, syntézu a akumuláciu bielkovín a energie pre nadchádzajúce delenie, zvýšenie počtu organel, zdvojnásobenie centriolov.

Profáza (2n 4c) - demontáž jadrových membrán, divergencia centriolov k rôznym pólom bunky, tvorba vretenových filamentov, „miznutie“ jadier, kondenzácia biromatidových chromozómov.

Metafáza (2n 4c) - zarovnanie maximálne kondenzovaných bichromatidových chromozómov v ekvatoriálnej rovine bunky (metafázová platnička), prichytenie závitov vretienka na jednom konci k centriolom, druhému k centromérom chromozómov.

Anaphase (4n 4c) - rozdelenie dvojchromatidových chromozómov na chromatidy a divergencia týchto sesterských chromatidov k opačným pólom bunky (v tomto prípade sa chromatidy stávajú samostatnými jednochromatidovými chromozómami).

Telofáza (2n 2c v každej dcérskej bunke) - dekondenzácia chromozómov, tvorba jadrových membrán okolo každej skupiny chromozómov, rozpad vretienkových závitov, objavenie sa jadierka, delenie cytoplazmy (cytotómia). Cytotómia v živočíšnych bunkách sa vyskytuje v dôsledku štiepnej brázdy, v rastlinných bunkách - v dôsledku bunkovej dosky.

1 - profáza; 2 - metafáza; 3 - anafáza; 4 - telofáza.

Biologický význam mitózy. Dcérske bunky vytvorené v dôsledku tohto spôsobu delenia sú geneticky totožné s materskými. Mitóza zaisťuje stálosť sady chromozómov počas niekoľkých generácií buniek. Je základom procesov ako rast, regenerácia, nepohlavné rozmnožovanie atď.

je špeciálna metóda delenia eukaryotických buniek, v dôsledku ktorej bunky prechádzajú z diploidného stavu do haploidného stavu. Meióza pozostáva z dvoch po sebe nasledujúcich delení, ktorým predchádza jediná replikácia DNA.

Prvé meiotické delenie (meióza 1) sa nazýva redukcia, pretože práve pri tomto delení sa počet chromozómov zníži na polovicu: z jednej diploidnej bunky (2 n 4c) dva haploidy (1 n 2c).

Medzifáza 1(na začiatku - 2 n 2c, na konci - 2 n 4c) - syntéza a akumulácia látok a energie potrebných pre obe delenia, zväčšenie veľkosti buniek a počtu organel, zdvojnásobenie centriol, replikácia DNA, ktorá končí profázou 1.

Profáza 1 (2n 4c) - demontáž jadrových membrán, divergencia centriolov k rôznym pólom bunky, tvorba vretenových filamentov, „miznutie“ jadierok, kondenzácia bichromatidových chromozómov, konjugácia homológnych chromozómov a kríženie. Konjugácia- proces spájania a prepletania homológnych chromozómov. Dvojica konjugujúcich homológnych chromozómov je tzv bivalentný. Crossing je proces výmeny homológnych oblastí medzi homológnymi chromozómami.

Profáza 1 je rozdelená do etáp: leptotén(dokončenie replikácie DNA), zygotén(konjugácia homológnych chromozómov, tvorba bivalentov), pachytén(prekríženie, rekombinácia génov), diplotén(detekcia chiazmat, 1 blok oogenézy u ľudí), diakinéza(terminalizácia chiazmat).

1 - leptotén; 2 - zygotén; 3 - pachytén; 4 - diplotén; 5 - diakinéza; 6 — metafáza 1; 7 - anafáza 1; 8 — telofáza 1;
9 — profáza 2; 10 — metafáza 2; 11 - anafáza 2; 12 - telofáza 2.

Metafáza 1 (2n 4c) - zoradenie bivalentov v ekvatoriálnej rovine bunky, pripojenie vretenových filamentov na jednom konci k centriolám, druhým k centromérom chromozómov.

Anafáza 1 (2n 4c) - náhodná nezávislá divergencia dvojchromatidových chromozómov na opačné póly bunky (z každého páru homológnych chromozómov ide jeden chromozóm na jeden pól, druhý na druhý), rekombinácia chromozómov.

Telofáza 1 (1n 2c v každej bunke) - tvorba jadrových membrán okolo skupín dichromatidových chromozómov, delenie cytoplazmy. V mnohých rastlinách bunka prechádza z anafázy 1 okamžite do profázy 2.

Druhé meiotické delenie (meióza 2) volal rovnicové.

Medzifáza 2, alebo interkinéza (1n 2c), je krátka prestávka medzi prvým a druhým meiotickým delením, počas ktorej nedochádza k replikácii DNA. Charakteristické pre živočíšne bunky.

Profáza 2 (1n 2c) - demontáž jadrových membrán, divergencia centriolov k rôznym pólom bunky, tvorba vretenových filamentov.

Metafáza 2 (1n 2c) - zarovnanie bichromatidových chromozómov v ekvatoriálnej rovine bunky (metafázová platnička), prichytenie vretenových filamentov jedným koncom k centriolám, druhým k centromérom chromozómov; 2 blok oogenézy u ľudí.

Anafáza 2 (2n 2s) - rozdelenie dvojchromatidových chromozómov na chromatidy a divergencia týchto sesterských chromatidov na opačné póly bunky (v tomto prípade sa chromatidy stávajú samostatnými jednochromatidovými chromozómami), rekombinácia chromozómov.

Telofáza 2 (1n 1c v každej bunke) - dekondenzácia chromozómov, tvorba jadrových membrán okolo každej skupiny chromozómov, rozpad vlákien vretienka, objavenie sa jadierka, delenie cytoplazmy (cytotómia) s výsledným vytvorením štyroch haploidných buniek.

Biologický význam meiózy. Meióza je ústrednou udalosťou gametogenézy u zvierat a sporogenézy u rastlín. Meióza, ktorá je základom kombinovanej variability, poskytuje genetickú diverzitu gamét.

Amitóza

Amitóza- priame rozdelenie medzifázového jadra zovretím bez tvorby chromozómov, mimo mitotického cyklu. Opísané pre starnúce, patologicky zmenené a odsúdené bunky. Po amitóze nie je bunka schopná vrátiť sa do normálneho mitotického cyklu.

Bunkový cyklus

Bunkový cyklus- život bunky od okamihu jej objavenia sa až po rozdelenie alebo smrť. Podstatnou zložkou bunkového cyklu je mitotický cyklus, ktorý zahŕňa obdobie prípravy na delenie a samotnú mitózu. Okrem toho v životnom cykle existujú obdobia odpočinku, počas ktorých bunka vykonáva svoje vlastné funkcie a vyberá si svoj ďalší osud: smrť alebo návrat do mitotického cyklu.

Ísť do prednášky č.12„Fotosyntéza. Chemosyntéza"

Ísť do prednášky č.14"Rozmnožovanie organizmov"