Prvé mitotické delenie. Mitóza - nepriame delenie

Mitotické delenie buniek

Mitóza(z gréc. Mitos – niť), nazývaná aj karyokinéza, alebo nepriame delenie buniek, je univerzálnym mechanizmom delenia buniek. Mitóza nasleduje po období G2 a dokončuje bunkový cyklus.

Trvá 1-3 hodiny a poskytuje Rovnomerné rozdelenie genetický materiál do dcérskych buniek. Mitóza má 4 hlavné fázy: profázu, metafázu, anafázu a telofázu.

Mitóza je jedným zo základných procesov ontogenézy. Mitotické delenie zabezpečuje rast mnohobunkových eukaryot zvýšením populácie tkanivových buniek.

V dôsledku mitotického delenia meristémových buniek sa zvyšuje počet buniek rastlinného tkaniva. K fragmentácii oplodneného vajíčka a rastu väčšiny tkanív u zvierat dochádza aj mitotickými deleniami.

Na základe morfologické znaky Mitóza je podmienene rozdelená do štádií: profáza, prometafáza, metafáza, anafáza, telofáza. Prvé opisy fáz mitózy a stanovenie ich sekvencie sa uskutočnili v 70-80 rokoch XIX. Koncom 70. rokov 19. storočia nemecký histológ Walter Flemming zaviedol termín „mitóza“ na označenie procesu nepriameho delenia buniek.

Priemerná dĺžka trvania mitózy je 1-2 hodiny. Mitóza živočíšnych buniek spravidla trvá 30-60 minút a rastliny - 2-3 hodiny. Za 70 rokov sa v ľudskom tele celkovo uskutoční asi 10 14 bunkových delení.

Prvé neúplné opisy týkajúce sa správania a zmien jadier v deliacich sa bunkách sa nachádzajú v prácach vedcov zo začiatku 70. rokov 19. storočia.

V diele ruského botanika Russova z roku 1872 sú jasne opísané a znázornené metafázové a anafázové platne, pozostávajúce z jednotlivých chromozómov.

O rok neskôr nemecký zoológ G.A. Schneider ešte jasnejšie a dôslednejšie, no samozrejme nie celkom úplne popísané mitotické delenie na príklade drvenia vajíčok rektálnej turbellaria Mesostomum. V jeho práci sú v podstate popísané a znázornené hlavné fázy mitózy v správnom poradí: profáza, metafáza, anafáza (skorá a neskorá). V roku 1874 moskovský botanik I.D. Chistyakov pozoroval jednotlivé fázy bunkového delenia aj vo výtrusoch machovníkov a prasličiek. Napriek prvým úspechom ani Russov, ani Schneider, ani Chistyakov nedokázali poskytnúť jasný a konzistentný opis mitotického delenia.

V roku 1875 vyšli práce obsahujúce viac ako podrobné popisy mitózy. O. Buchli podal opis cytologických vzorcov pri drvení vajec škrkavky a mäkkýše a v spermatogénnych bunkách hmyzu.

E. Strasburger študoval mitotické delenie v bunkách zelenej riasy spirogyra, v materských bunkách cibuľového peľu a v materských spórach machu palice. E. Strasburger s odvolaním sa na prácu O. Buechliho a na základe vlastného výskumu upozornil na jednotu procesov bunkového delenia v rastlinných a živočíšnych bunkách.

Koncom roku 1878 - začiatkom roku 1879 sa objavil detailné práce Schleicher a W. Flemming. Schleicher vo svojej práci v roku 1879 navrhol na označenie termín „karyokinéza“. zložité procesy bunkové delenie, čo znamená pohyb základné časti jadier. Walter Flemming ako prvý zaviedol termín „mitóza“ na označenie nepriameho bunkového delenia, ktorý sa neskôr stal všeobecne akceptovaným. Flemming vlastní aj konečnú formuláciu definície mitózy ako cyklického procesu, ktorý vyvrcholí rozdelením chromozómov medzi dcérske bunky.

V roku 1880 O.V. Baranetsky stanovil špirálovú štruktúru chromozómov. V priebehu ďalšieho výskumu sa rozvinuli myšlienky o spiralizácii a despiralizácii chromozómov počas mitotického cyklu.

Začiatkom 20. storočia boli chromozómy identifikované ako nosiče dedičnej informácie, čo neskôr poskytlo vysvetlenie biologická úloha mitóza, ktorá spočíva vo vytvorení geneticky identických dcérskych buniek.

V 70. rokoch sa začalo dešifrovanie a podrobné štúdium regulátorov mitotického delenia vďaka sérii experimentov o fúzii buniek lokalizovaných na rôzne štádiá bunkový cyklus. V týchto experimentoch, keď bola bunka v M fáze kombinovaná s bunkou v ktoromkoľvek štádiu interfázy (G1, S alebo G2), interfázové bunky prešli do mitotického stavu (začala sa kondenzácia chromozómov a jadrový obal sa rozpadol). .

V dôsledku toho sa dospelo k záveru, že v cytoplazmatickej bunke existuje faktor (alebo faktory), ktorý stimuluje mitózu, alebo inými slovami, M-stimulačný faktor (MSF, z anglického M-phase-promoting factor, MPF) .

Prvýkrát bol objavený „faktor stimulujúci mitózu“ v zrelých neoplodnených vajíčkach žaby pazúrikovanej, ktoré sú v M-fáze bunkového cyklu. Cytoplazma takéhoto vajíčka vstreknutá do oocytu viedla k predčasnému prechodu do M-fázy a k začiatku dozrievania oocytu (pôvodne skratka MPF znamenala Maturation Promoting Factor, čo v preklade znamená „dozrievanie“. podporný faktor“). V priebehu ďalších experimentov sa zistil univerzálny význam a zároveň vysoký stupeň konzervativizmu „faktora stimulujúceho mitózu“: extrakty pripravené z mitotických buniek veľmi rôznorodé organizmy po zavedení do oocytov žaby s pazúrikmi sa preniesli do M-fázy.

Následné štúdie odhalili, že faktorom, ktorý stimuluje mitózu, je heterodimérny komplex pozostávajúci z cyklínového proteínu a cyklín-dependentnej proteínkinázy. Cyklín je regulačný proteín a nachádza sa vo všetkých eukaryotoch. Jeho koncentrácia sa periodicky zvyšuje počas bunkového cyklu, pričom maximum dosahuje v metafáze mitózy. S nástupom anafázy sa pozoruje prudký pokles koncentrácie cyklínu v dôsledku jeho štiepenia pomocou komplexných proteínových proteolytických komplexov - proteozómov. Cyklín-dependentná proteínkináza je enzým (fosforyláza), ktorý modifikuje proteíny prenosom fosfátovej skupiny z ATP na aminokyseliny serín a treonín. Stanovením úlohy a štruktúry hlavného regulátora mitotického delenia sa teda začali štúdie jemných regulačných mechanizmov mitózy, ktoré pokračujú dodnes.

Vývoj jednotnej typológie a klasifikácie mitóz komplikuje celý rad znakov, ktoré v rôznych kombináciách vytvárajú rôznorodosť a heterogenitu vzorcov mitotického delenia. Zároveň sú samostatné možnosti klasifikácie vyvinuté pre niektoré taxóny pre iné neprijateľné, pretože nezohľadňujú špecifiká ich mitóz. Napríklad niektoré varianty klasifikácie mitóz charakteristických pre živočíchy resp rastlinné organizmy, sú pre riasy neprijateľné.

Jednou z kľúčových vlastností, ktoré sú základom rôznych typológií a klasifikácií mitotického delenia, je správanie jadrového obalu. Ak tvorba vretienka a samotné mitotické delenie prebieha vo vnútri jadra bez zničenia jadrovej membrány, potom sa tento typ mitózy nazýva uzavretý. Mitóza s kolapsom jadrového obalu sa nazýva otvorená a mitóza s kolapsom membrány iba na póloch vretena s tvorbou "polárnych okien" - polouzavreté.

ešte jeden punc je typ symetrie mitotického vretienka. Pri pleuromitóze je deliace vreteno bilaterálne symetrické alebo asymetrické a zvyčajne pozostáva z dvoch polovreteníc umiestnených v metafáze-anafáze pod uhlom navzájom. Kategóriu ortomitóz charakterizuje bipolárna symetria štiepneho vretienka a v metafáze je často rozlíšiteľná rovníková platňa.

V rámci naznačených znakov je najpočetnejšia typická otvorená ortomitóza, na príklade ktorej sú nižšie uvedené princípy a štádiá mitotického delenia. Tento typ mitózy je charakteristický pre zvieratá, vyššie rastliny a niektoré prvoky.

Profáza začína kondenzáciou chromozómov, ktoré sa stávajú viditeľnými pod svetelným mikroskopom ako vláknité štruktúry. Každý chromozóm pozostáva z dvoch paralelných sesterských chromatíd spojených centromérou. Jadierko a jadrová membrána zmiznú na konci fázy (posledná sa rozpadne na membránové vezikuly podobné elementom EPS a komplex pórov a lamina sa disociujú na podjednotky). Karyoplazma sa mieša s cytoplazmou.

Centrioly migrujú k opačným pólom bunky a dávajú vznik filamentom mitotického (achromatínového) vretienka. V oblasti centroméry sa vytvárajú špeciálne proteínové komplexy - kinetochory, ku ktorým sú pripojené niektoré vretenovité mikrotubuly (kinetochorové mikrotubuly); ukázalo sa, že kinetochory samotné sú schopné vyvolať zostavenie mikrotubulov, a preto môžu slúžiť ako centrá organizácie mikrotubulov. Zvyšok vretienkových mikrotubulov sa nazýva pólové mikrotubuly, keďže sa rozprestierajú od jedného pólu bunky k druhému; mikrotubuly ležiace mimo vretienka, rozbiehajúce sa radiálne z bunkových centier do plazmalemy, dostali názov astrálne alebo mikrotubuly (vlákna) žiarenia.

Metafáza zodpovedá maximálnej úrovni kondenzácie chromozómov, ktoré sa zoraďujú v rovníkovej oblasti mitotického vretienka a vytvárajú obraz rovníkovej (metafázovej) platne (bočný pohľad) alebo materskej hviezdy (pohľad z pólov). Chromozómy sa pohybujú do rovníkovej roviny a sú v nej držané vďaka vyváženému napätiu kinetochorových mikrotubulov. Na konci tejto fázy sú sesterské chromatidy oddelené medzerou, ale sú zadržané v oblasti centroméry.

Anafáza začína synchrónnym štiepením všetkých chromozómov na sesterské chromatidy (v oblasti centroméry) a pohybom dcérskych chromozómov k opačným pólom bunky, ku ktorému dochádza pozdĺž vretienkových mikrotubulov rýchlosťou 0,2–0,5 µm/min. Signál pre nástup anafázy zahŕňa prudké (rádovo) zvýšenie koncentrácie katiónov vápnika v hyaloplazme, vylučovaných membránovými vezikulami, ktoré tvoria zhluky na póloch vretena. Mechanizmus pohybu chromozómov v anafáze nie je úplne objasnený, zistilo sa však, že okrem aktínu sú v oblasti vretena prítomné aj proteíny ako myozín a dyneín, ako aj množstvo regulačných proteínov. Podľa niektorých pozorovaní je to spôsobené skracovaním (demontážou) mikrotubulov pripojených na kinetochory. Anafáza je charakterizovaná predĺžením mitotického vretienka v dôsledku určitej divergencie bunkových pólov. Končí sa nahromadením dvoch rovnakých sád chromozómov na póloch bunky, ktoré tvoria obrazy hviezd (štádium dcérskych hviezd). Na konci anafázy sa v dôsledku kontrakcie aktínových mikrofilament, koncentrujúcich sa po obvode bunky (kontraktilný prstenec), začne vytvárať bunkové zúženie, ktoré po prehĺbení povedie v ďalšej fáze k cytotómii.

Telofáza je konečná fáza mitózy, počas ktorej sa rekonštruujú jadrá dcérskych buniek a dokončuje sa ich delenie. Okolo kondenzovaných chromozómov dcérskych buniek z membránových vezikúl (podľa iných zdrojov z EPS) sa obnoví karyoléma, s ktorou je spojená vznikajúca lamina, znovu sa objavia jadierka, ktoré sa tvoria z úsekov zodpovedajúcich chromozómov. Bunkové jadrá sa postupne zväčšujú a chromozómy sa postupne despiralizujú a miznú, pričom ich nahrádza chromatínový vzor medzifázového jadra. Súčasne sa prehlbuje bunková konstrikcia a bunky zostávajú nejaký čas spojené zužujúcim sa cytoplazmatickým mostíkom obsahujúcim zväzok mikrotubulov (stredné teliesko). Ďalšia ligácia cytoplazmy končí vytvorením dvoch dcérskych buniek. V telofáze dochádza k distribúcii organel medzi dcérskymi bunkami; Jednotnosť tohto procesu je uľahčená skutočnosťou, že niektoré organely sú pomerne početné (napríklad mitochondrie), zatiaľ čo iné (ako EPS a Golgiho komplex) sa počas mitózy rozpadajú na malé fragmenty a vezikuly.

Atypické mitózy vznikajú pri poškodení mitotického aparátu a vyznačujú sa nerovnomernou distribúciou genetického materiálu medzi bunkami – aneuploidiou (z gréckeho an – nie, eu – správne, ploon – pridať); v mnohých prípadoch cytotómia chýba, čo vedie k tvorbe obrovských buniek. Charakteristické sú atypické mitózy zhubné nádory a ožiarené tkanivá. Čím vyššia je ich frekvencia a väčší stupeň aneuploidiou, tým je nádor zhubnejší. Porušenie normálneho delenia mitotických buniek môže byť spôsobené chromozómovými anomáliami, ktoré sa nazývajú chromozomálne aberácie (z latinského Aberratio – odchýlka). Variantami chromozómových aberácií je adhézia chromozómov, ich rozpad na fragmenty, strata miesta, výmena fragmentov, zdvojenie jednotlivých úsekov chromozómov a pod. pôsobenie mutagénov a ionizujúceho žiarenia na bunky.

karyotypizácia - diagnostická štúdia s cieľom posúdiť karyotyp (súbor chromozómov) sa vykonáva vyšetrením chromozómov v metafázovej platni. Na karyotypizáciu sa získa bunková kultúra, do ktorej sa zavedie kolchicín, látka, ktorá blokuje tvorbu mitotického vretienka. Z takýchto buniek sa extrahujú chromozómy, ktoré sa ďalej farbia a identifikujú. Normálny ľudský karyotyp predstavuje 46 chromozómov – 22 párov autozómov a dva pohlavné chromozómy (XY u mužov a XX u žien). Karyotypizácia môže diagnostikovať množstvo chorôb spojených s chromozomálne abnormality najmä Downov syndróm (trizómia 21. chromozómu), Edwards (trizómia 18. chromozómu), Patau (trizómia 13. chromozómu), ako aj množstvo syndrómov spojených s anomáliami pohlavných chromozómov - Klinefelterov syndróm ( genotyp - XXY) , Turner (genotyp - XO) a iné.

Predpokladá sa, že zložitý mitotický proces vyšších organizmov sa vyvinul postupne z mechanizmov prokaryotického delenia. Tento predpoklad podporuje fakt, že prokaryoty sa objavili asi o miliardu rokov skôr ako prvé eukaryoty. Okrem toho sa podobné proteíny podieľajú na eukaryotickej mitóze a prokaryotickom binárnom štiepení.

Možné medzistupne medzi binárnym štiepením a mitózou možno vysledovať v jednobunkových eukaryotoch, v ktorých sa jadrová membrána počas delenia nezničí. Vo väčšine ostatných eukaryotov, vrátane rastlín a živočíchov, sa štiepne vreteno vytvára mimo jadra a jadrová membrána je zničená počas mitózy. Hoci mitóza v jednobunkových eukaryotoch ešte nie je dobre pochopená, možno predpokladať, že vznikla binárnym štiepením a nakoniec dosiahla úroveň zložitosti, ktorá existuje v r. mnohobunkové organizmy.

V mnohých prvokových eukaryotoch zostala mitóza tiež procesom spojeným s membránou, ale teraz to už nie je plazma, ale jadro.

Hlavnými regulačnými mechanizmami mitózy sú procesy fosforylácie a proteolýzy.

Reverzibilné fosforylačné a defosforylačné reakcie umožňujú reverzibilné mitotické udalosti, ako je zostavenie/dezintegrácia vretena alebo rozpad/oprava jadrového obalu. Proteolýza je základom ireverzibilných udalostí mitózy, ako je separácia sesterských chromatidov v anafáze alebo rozpad mitotických cyklínov na neskoré štádiá mitóza.

Delenie všetkých eukaryotických buniek je spojené s vytvorením špeciálneho aparátu na delenie buniek.

Aktívna úloha pri delení mitotických buniek sa často pripisuje cytoskeletálnym štruktúram. Bipolárne mitotické vreteno, ktoré pozostáva z mikrotubulov a pridružených proteínov, je univerzálne pre živočíšne aj rastlinné bunky. Deliace vreteno zabezpečuje striktne identickú distribúciu chromozómov medzi pólmi delenia, v oblasti ktorých sa v telofáze tvoria jadrá dcérskych buniek.

Proces mitózy zabezpečuje striktne rovnomernú distribúciu chromozómov medzi dve dcérske jadrá, takže v mnohobunkovom organizme majú všetky bunky presne rovnaké (početne aj charakterovo) sady chromozómov.

Chromozómy obsahujú genetickú informáciu zakódovanú v DNA, a preto pravidelný, usporiadaný mitotický proces zabezpečuje aj úplný prenos všetkých informácií do každého z dcérskych jadier; v dôsledku toho má každá bunka všetky genetické informácie potrebné na vývoj všetkých vlastností organizmu. V tomto ohľade je jasné, prečo sa jedna bunka odobratá z plne diferencovanej dospelej rastliny môže za vhodných podmienok vyvinúť na celú rastlinu. Opísali sme mitózu v diploidnej bunke, ale tento proces prebieha podobným spôsobom v haploidných bunkách, napríklad v bunkách rastlín generácie gametofytov.

anémia. Definícia. Klasifikácia. Anémia z nedostatku železa. Etiológia. klinický obraz. Diagnostika. Liečba. Prevencia. Vlastnosti užívania prípravkov železa u detí.

Antiseptiká, definícia, typy moderných antiseptík (mechanické, fyzikálne, chemické, biologické).

Asfyxia novorodenca. Definícia. Etiológia. Klasifikácia. klinický obraz. Primárna a resuscitačná starostlivosť.

Atopická dermatitída. Definícia. Etiológia. Klasifikácia. klinický obraz. Diagnostika. Liečba. Starostlivosť. Diétna terapia. Organizácia života chorého dieťaťa.

Dvojitá metóda pri štúdiu vlastností so spojitou distribúciou

Existujú dva spôsoby delenia: 1) najbežnejšie, úplné delenie - mitóza ( nepriame delenie) a 2) amitóza (priame delenie). Počas mitotického delenia sa cytoplazma reštrukturalizuje, jadrový obal sa zničí a identifikujú sa chromozómy. V živote bunky existuje obdobie samotnej mitózy a interval medzi deleniami, ktorý sa nazýva interfáza. Obdobie medzifázy (nedeliacich sa buniek) však vo svojej podstate môže byť rôzne. V niektorých prípadoch počas medzifázy bunka funguje a súčasne sa pripravuje na ďalšie delenie. V iných prípadoch bunky vstupujú do interfázy, fungujú, ale už sa nepripravujú na delenie. Ako súčasť komplexného mnohobunkového organizmu existujú početné skupiny buniek, ktoré stratili schopnosť deliť sa. Patria sem napríklad nervové bunky. Bunková príprava na mitózu prebieha v interfáze. Aby ste si predstavili hlavné črty tohto procesu, nezabudnite na štruktúru bunkového jadra.

Cibuľové bunky v rôznych fázach bunkového cyklu

Základné konštrukčná jednotka jadrá sú chromozómy tvorené DNA a proteínom. V jadrách živých nedeliacich sa buniek sú spravidla jednotlivé chromozómy nerozoznateľné, ale väčšina chromatínu, ktorý sa nachádza na farbených prípravkoch vo forme tenkých filamentov alebo zŕn rôznych veľkostí, zodpovedá chromozómom. V niektorých bunkách sú jednotlivé chromozómy zreteľne viditeľné aj v medzifázovom jadre, napríklad v rýchlo sa deliacich bunkách vyvíjajúceho sa oplodneného vajíčka a v jadrách niektorých prvokov. IN rôzne obdobia Počas života bunky prechádzajú chromozómy cyklickými zmenami, ktoré možno sledovať od jedného delenia k druhému. Chromozómy počas mitózy sú predĺžené husté telieska, po dĺžke ktorých možno rozlíšiť dve vlákna - chromatidy obsahujúce DNA, ktoré sú výsledkom zdvojenia chromozómov. Každý chromozóm má primárnu konstrikciu alebo centroméru. Táto zúžená časť chromozómu môže byť umiestnená buď v strede alebo bližšie k jednému z koncov, ale pre každý konkrétny chromozóm je jeho miesto prísne konštantné. Počas mitózy sú chromozómy a chromatidy pevne stočené špirálovité vlákna (špiralizovaný alebo kondenzovaný stav). V interfázovom jadre sú chromozómy silne predĺžené, t.j. despiralizované, v dôsledku čoho sa ťažko rozlišujú. Cyklus zmien chromozómov teda spočíva v spiralizácii, keď sa skracujú, zhrubnú a stávajú sa jasne rozlíšiteľné, a v despiralizácii, keď sú silne predĺžené, prepletené a potom nie je možné ich rozlíšiť samostatne. Špiralizácia a despiralizácia sú spojené s aktivitou DNA, pretože funguje iba v despiralizovanom stave. Uvoľňovanie informácií, tvorba RNA na DNA v špirálovitom stave, teda počas mitózy, sa zastaví. To, že sa chromozómy nachádzajú v jadre nedeliacej sa bunky, dokazuje aj stálosť množstva DNA, počtu chromozómov a zachovanie ich individuality od delenia po delenie.

Príprava bunky na mitózu. Počas interfázy prebieha množstvo procesov, ktoré umožňujú mitózu. Vymenujme najdôležitejšie z nich: 1) centrioly sú zdvojené, 2) chromozómy sú zdvojené, t.j. množstvo DNA a chromozomálnych proteínov, 3) syntetizujú sa proteíny, z ktorých je vybudované achromatínové vretienko, 4) energia sa akumuluje vo forme ATP, ktorá sa spotrebováva pri delení, 5) končí sa rast buniek. Prvoradý význam pri príprave bunky na mitózu má syntéza DNA a duplikácia chromozómov. Zdvojenie chromozómov je spojené predovšetkým so syntézou DNA a súčasnou syntézou chromozómových proteínov. Proces zdvojenia trvá 6-10 hodín a trvá stredná časť medzifázy. Duplikácia chromozómov prebieha tak, že každý jeden starý reťazec DNA si vytvorí druhý. Tento proces je prísne usporiadaný a počnúc niekoľkými bodmi sa šíri pozdĺž celého chromozómu.

Mitóza

Mitóza je univerzálna metóda bunkového delenia u rastlín a živočíchov, ktorej hlavnou podstatou je presná distribúcia zdvojených chromozómov medzi obe vytvorené dcérske bunky. Príprava bunky na delenie, ako vidíme, zaberá významnú časť interfázy a mitóza začína až vtedy, keď je príprava v jadre a cytoplazme úplne dokončená. Celý proces je rozdelený do štyroch fáz. Počas prvej z nich - profázy - sa centrioly rozdelia a začnú sa rozchádzať v opačných smeroch. Okolo nich sa z cytoplazmy vytvárajú vlákna achromatínu, ktoré spolu s centriolami tvoria achromatínové vreteno. Keď divergencia centriolov skončí, celá bunka je polárna, oba centrioly sú umiestnené na opačných póloch a strednú rovinu možno nazvať rovníkom. Vlákna achromatínového vretena sa zbiehajú v centriolách a sú široko rozmiestnené na rovníku, pričom svojím tvarom pripomínajú vreteno. Súčasne s tvorbou vretienka v cytoplazme sa jadro začína napučiavať a v ňom sa zreteľne rozlišuje klbko zhrubnutých nití - chromozómov. Počas profázy sa chromozómy špiralizujú, skracujú a zahusťujú. Profáza končí rozpustením jadrového obalu a zistí sa, že chromozómy ležia v cytoplazme. V tomto čase je možné vidieť, že všetky chromozómy sú už dvojité. Potom prichádza druhá fáza – metafáza. Chromozómy, najprv náhodne usporiadané, sa začínajú pohybovať smerom k rovníku. Všetky sú zvyčajne umiestnené v rovnakej rovine v rovnakej vzdialenosti od centriolov. V tomto čase je časť závitov vretienka pripojená k chromozómom, zatiaľ čo ich druhá časť sa stále tiahne nepretržite od jedného centriolu k druhému - to sú nosné vlákna. Ťahavé alebo chromozomálne vlákna sú pripevnené k centromérom (primárnym zúženiam chromozómov), ale treba pamätať na to, že chromozómy aj centroméry sú už dvojité. Vyťahovacie vlákna z pólov sú pripojené k tým chromozómom, ktoré sú k nim bližšie. Nasleduje krátka pauza. Toto centrálna časť mitóza, po ktorej nastupuje tretia fáza – anafáza. Počas anafázy sa ťažné vlákna vretena začnú sťahovať, čím sa chromozómy natiahnu na rôzne póly. V tomto prípade sa chromozómy správajú pasívne, ohýbajúc sa ako vlásenka sa posúvajú dopredu centromérom, za čo sú ťahané vretenovým závitom. Na začiatku anafázy klesá viskozita cytoplazmy, čo prispieva k rýchlemu pohybu chromozómov. Závity vretienka následne zabezpečujú presnú divergenciu chromozómov (zdvojenie aj v interfáze) k rôznym pólom bunky. Mitóza je dokončená posledná etapa- telofáza. Chromozómy, ktoré sa približujú k pólom, sú navzájom úzko prepojené. Zároveň sa začína ich naťahovanie (despiralizácia) a je nemožné rozlíšiť jednotlivé chromozómy. Postupne sa z cytoplazmy vytvorí jadrový obal, jadro napučí, objaví sa jadierko a obnoví sa predchádzajúca štruktúra medzifázového ja.

1. Definujte život a mitotické cykly bunky.
Životný cyklus- časový interval od okamihu, keď sa bunka objaví v dôsledku delenia, až po jej smrť alebo do ďalšieho delenia.
Mitotický cyklus- súbor po sebe idúcich a vzájomne prepojených procesov počas prípravy bunky na delenie, ako aj počas samotnej mitózy.

2. Odpovedzte, ako sa pojem „mitóza“ líši od pojmu „mitotický cyklus“.
Mitotický cyklus zahŕňa samotnú mitózu a štádiá prípravy bunky na delenie, zatiaľ čo mitóza je len delenie bunky.

3. Uveďte obdobia mitotického cyklu.

2. Obdobie syntézy DNA (S)

4. mitóza.

4. Otvorte biologický význam mitóza.

Mitóza (nepriame delenie) je delenie somatických buniek (bunky tela). Biologický význam mitózy je reprodukcia somatických buniek, produkcia kópií buniek (s rovnakou sadou chromozómov, s úplne rovnakou dedičnou informáciou). Všetky somatické bunky tela sa získavajú z jednej rodičovskej bunky (zygoty) mitózou.

1) Profáza

chromatín spiralizuje (skrúca, kondenzuje) do stavu chromozómov
jadierka miznú
jadrový obal sa rozpadne
centrioly sa rozchádzajú smerom k pólom bunky, vzniká deliace vreteno

2) Metafáza Chromozómy sa zoraďujú pozdĺž rovníka bunky a vytvárajú metafázovú platňu

3) Anfáza- dcérske chromozómy sa od seba oddeľujú (chromatidy sa stávajú chromozómami) a rozchádzajú sa smerom k pólom

4) Telofáza

chromozómy sa despiralizujú (odvíjajú, dekondenzujú) do stavu chromatínu
objavujú sa jadrá a jadierka
vretenové vlákna sa rozpadajú
dochádza k cytokinéze – rozdeleniu cytoplazmy materskej bunky na dve dcérske bunky

Trvanie mitózy je 1-2 hodiny.

bunkový cyklus

Toto je obdobie života bunky od okamihu jej vzniku delením materskej bunky až po jej vlastné delenie alebo smrť.

Bunkový cyklus pozostáva z dvoch období:

medzifázou(stav, keď sa bunka NEDELÍ);
delenie (mitóza alebo meióza).

Interfáza pozostáva z niekoľkých fáz:

presyntetické: bunka rastie, dochádza v nej k aktívnej syntéze RNA a proteínov, zvyšuje sa počet organel; navyše je tu prípravok na duplikáciu DNA (akumulácia nukleotidov)
syntetické: dochádza k zdvojeniu (replikácii, reduplikácii) DNA
postsyntetický: bunka sa pripravuje na delenie, syntetizuje látky potrebné na delenie, napríklad štiepne vretenovité bielkoviny.

VIAC INFO: Mitóza, Rozdiely medzi mitózou a meiózou, Bunkový cyklus, Duplikácia DNA (replikácia)
ČASŤ 2 ÚLOHY: Mitóza

Testy a úlohy

Inštalácia správne poradie procesy, ktoré prebiehajú počas mitózy. Zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) zrútenie jadrového obalu
2) zhrubnutie a skrátenie chromozómov
3) usporiadanie chromozómov v centrálnej časti bunky
4) začiatok pohybu chromozómov do stredu
5) divergencia chromatidov k pólom bunky
6) tvorba nových jadrových membrán

Vyberte si tú najviac správna možnosť. Proces reprodukcie buniek rôzne kráľovstvá divoká zver sa nazýva
1) meióza
2) mitóza
3) hnojenie
4) drvenie

Všetky znaky uvedené nižšie, okrem dvoch, môžu byť použité na opis procesov medzifázy bunkového cyklu. Identifikujte dve funkcie, ktoré „vypadnú“. všeobecný zoznam a zapíšte si do tabuľky čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) rast buniek
2) divergencia homológnych chromozómov
3) umiestnenie chromozómov pozdĺž rovníka bunky
4) replikácia DNA
5) syntéza organických látok

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V ktorej fáze života sa chromozómy zvíjajú?
1) medzifáza
2) profáza
3) anafáza
4) metafáza

Vyberte tri možnosti.

Čomu podstupujú bunkové štruktúry najväčšie zmeny počas mitózy?
1) jadro
2) cytoplazma
3) ribozómy
4) lyzozómy
5) bunkové centrum
6) chromozómy

1. Stanovte postupnosť procesov prebiehajúcich v bunke s chromozómami v interfáze a následnej mitóze
1) umiestnenie chromozómov v rovníkovej rovine
2) replikácia DNA a tvorba dvojchromatidových chromozómov
3) spiralizácia chromozómov
4) divergencia sesterských chromozómov k pólom bunky

2. Nastavte postupnosť procesov prebiehajúcich počas interfázy a mitózy. Zapíšte si zodpovedajúcu postupnosť čísel.
1) spiralizácia chromozómov, zánik jadrovej membrány
2) divergencia sesterských chromozómov k pólom bunky
3) vytvorenie dvoch dcérskych buniek
4) duplikácia molekúl DNA
5) umiestnenie chromozómov v rovine bunkového rovníka

3. Nastavte postupnosť procesov prebiehajúcich v interfáze a mitóze. Zapíšte si zodpovedajúcu postupnosť čísel.
1) rozpustenie jadrovej membrány
2) replikácia DNA
3) zničenie štiepneho vretena
4) divergencia k pólom bunky jednochromatidových chromozómov
5) tvorba metafázovej platne

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Pri delení buniek vzniká deliace vreteno
1) profáza
2) telofáza
3) metafáza
4) anafáza

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Mitóza sa počas profázy nevyskytuje
1) rozpustenie jadrového obalu
2) tvorba vretena
3) duplikácia chromozómov
4) rozpustenie jadierok

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V akom štádiu života sa chromatidy stávajú chromozómami?
1) medzifáza
2) profáza
3) metafáza
4) anafáza

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Despiralizácia chromozómov pri delení buniek nastáva v
1) profáza
2) metafáza
3) anafáza
4) telofáza

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V akej fáze mitózy sa páry chromatíd pripájajú svojimi centromérmi k filamentom štiepneho vretienka
1) anafáza
2) telofáza
3) profáza
4) metafáza

Vytvorte súlad medzi procesmi a fázami mitózy: 1) anafáza, 2) telofáza. Napíšte čísla 1 a 2 v správnom poradí.
A) vzniká jadrový obal
B) sesterské chromozómy sa rozchádzajú k pólom bunky
C) deliace vreteno nakoniec zmizne
D) chromozómy despiralizujú
D) sú oddelené centroméry chromozómov

Všetky funkcie uvedené nižšie, okrem dvoch, môžu byť použité na opis procesov vyskytujúcich sa v medzifáze. Identifikujte dva znaky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené v tabuľke.
1) replikácia DNA
2) vytvorenie jadrového obalu
3) spiralizácia chromozómov
4) Syntéza ATP
5) syntéza všetkých typov RNA

Koľko buniek sa vytvorí v dôsledku mitózy jednej bunky? Do odpovede zapíšte iba príslušné číslo.

Všetky znaky uvedené nižšie, okrem dvoch, sa používajú na opis fázy mitózy znázornenej na obrázku. Identifikujte dva znaky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) jadierko zmizne
2) vzniká štiepne vreteno
3) dochádza k zdvojeniu molekúl DNA
4) chromozómy sa aktívne podieľajú na biosyntéze proteínov
5) chromozómy sa špiralizujú

Stanovte postupnosť procesov prebiehajúcich počas mitózy. Zapíšte si zodpovedajúcu postupnosť čísel.
1) spiralizácia chromozómov
2) separácia chromatidov
3) tvorba štiepneho vretena
4) despiralizácia chromozómov
5) delenie cytoplazmy
6) umiestnenie chromozómov na rovníku bunky

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Čo spôsobuje špirálovitosť chromozómov na začiatku mitózy
1) získanie dvojchromatidovej štruktúry
2) aktívna účasť chromozómov v biosyntéze bielkovín
3) zdvojnásobenie molekuly DNA
4) zosilnenie transkripcie

Vytvorte súlad medzi procesmi a obdobiami medzifázy: 1) postsyntetické, 2) predsyntetické, 3) syntetické. Zapíšte si čísla 1, 2, 3 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) rast buniek
B) Syntéza ATP pre proces štiepenia
C) Syntéza ATP na replikáciu DNA
D) syntéza proteínov na stavbu mikrotubulov
D) replikácia DNA
E) zdvojnásobenie centriolov

1. Všetky znaky uvedené nižšie, okrem dvoch, možno použiť na opis procesu mitózy. Identifikujte dva znaky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) základ asexuálna reprodukcia
2) nepriame delenie
3) poskytuje regeneráciu
4) redukčné delenie
5) zvyšuje sa genetická diverzita

2. Všetky vyššie uvedené znaky, okrem dvoch, možno použiť na opis procesov mitózy. Identifikujte dva znaky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) vznik bivalentov
2) konjugácia a kríženie
3) nemennosť počtu chromozómov v bunkách
4) vytvorenie dvoch buniek
5) zachovanie štruktúry chromozómov

Všetky funkcie uvedené nižšie, okrem dvoch, sa používajú na popis procesu znázorneného na obrázku. Identifikujte dva znaky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) dcérske bunky majú rovnakú sadu chromozómov ako rodičovské bunky
2) nerovnomerné rozdelenie genetického materiálu medzi dcérske bunky
3) zabezpečuje rast
4) vytvorenie dvoch dcérskych buniek
5) priame delenie

Všetky procesy uvedené nižšie, okrem dvoch, sa vyskytujú počas nepriameho delenia buniek. Identifikujte dva procesy, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) vytvoria sa dve diploidné bunky
2) vytvoria sa štyri haploidné bunky
3) dochádza k deleniu somatických buniek
4) dochádza ku konjugácii a kríženiu chromozómov
5) bunkovému deleniu predchádza jedna medzifáza

Vytvorte súlad medzi fázami životného cyklu bunky a procesmi. Vyskytujúce sa počas nich: 1) interfáza, 2) mitóza. Zapíšte si čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) je vytvorené vreteno
B) bunka rastie, dochádza v nej k aktívnej syntéze RNA a proteínov
B) uskutoční sa cytokinéza
D) počet molekúl DNA sa zdvojnásobí
D) chromozómy špirálovite

Aké procesy prebiehajú v bunke počas interfázy?
1) syntéza proteínov v cytoplazme
2) spiralizácia chromozómov
3) syntéza mRNA v jadre
4) reduplikácia molekúl DNA
5) rozpustenie jadrového obalu
6) divergencia centriolov centra bunky k pólom bunky

Určite fázu a typ delenia znázornený na obrázku. Zapíšte si dve čísla v poradí uvedenom v úlohe, bez oddeľovačov (medzer, čiarok atď.).
1) anafáza
2) metafáza
3) profáza
4) telofáza
5) mitóza
6) meióza I
7) meióza II

adblock detektor

Mitóza v živočíšnych a rastlinných bunkách

Najdôležitejšou udalosťou, ktorá sa vyskytuje pri mitóze, je rovnomerné rozloženie genetického materiálu. Mitóza u zvierat a rastlinné bunky takmer rovnaké, ale existuje niekoľko rozdielov, ktoré sú uvedené v našej tabuľke (obr.

4). Rastlinné bunky nemajú centrioly, ale zvieracia klietka sú prítomné centrioly, bunková platnička sa tvorí v rastlinnej bunke, v živočíšnej sa netvorí.

Ryža. 4. Porovnanie znakov mitózy v živočíšnych a rastlinných bunkách

V rastlinných bunkách sa pri cytokinéze netvorí zovretie, ale u živočíchov bunka. Mitózy v rastlinných bunkách sa vyskytujú hlavne v meristémoch, zatiaľ čo v živočíšnych bunkách sa mitózy vyskytujú v rôznych tkanivách a častiach tela.

Mitóza je rozdelená do štyroch po sebe nasledujúcich fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza (obr. 5). Interfáza - hlavná fáza životného cyklu bunky (pozri predchádzajúcu lekciu), je prípravou na delenie alebo predchádza bunkovej smrti, preto nie je fázou mitózy.

Ryža. 5. Interfáza a nasledujúce fázy mitózy: profáza, metafáza, anafáza a telofáza

V profáze sa DNA zvíja v jadre a pri pohľade na bunku cez mikroskop je možné vidieť pevne skrútené chromozómy (obr. 6).

Ryža. 6. Profáza mitózy

Zvyčajne je vidieť, že každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov a zjednocujúcich oblastí - centroméry. Jadierka v tomto štádiu zmiznú. v živočíšnych bunkách a nižšie rastliny centrioly sa rozchádzajú smerom k pólom bunky.

Z každého centriolu vychádzajú krátke mikrotubuly vo forme lúčov. Tvoria štruktúru v tvare hviezdy.

Ryža. 7. Profáza mitózy v živočíšnych a rastlinných bunkách

Na konci profázy (obr. 7) sa jadrový obal rozpadne alebo rozpustí a mikrotubuly začnú vytvárať štiepne vreteno (obr. 8).

Ryža. 8. Ukončenie profázy a prechod do metafázy

Ďalšou fázou je metafáza. Chromozómy sú usporiadané tak, že ich centroméry sú v rovine bunkového rovníka (obr. 9).

9. Metafáza: vreteno delenia. Na rovníku je metafázová doska.

Vzniká takzvaná metafázová platnička (obr. 10), ktorá pozostáva z chromozómov. Vretienkové vlákna sú pripojené k centromérom každého chromozómu.

Ryža. 10. Metafáza. Maľovaná príprava. Vreteno tvoria centroméry (modré), mikrofibrily (fialové) a chromozómy platničky metafázy – žlté.

Anafáza je veľmi krátka fáza (obr. 11). Každý chromozóm sa pozdĺžne delí na dve identické chromatidy, ktoré sa rozchádzajú k opačným pólom bunky, teraz sa nazývajú dcérske chromozómy (alebo chromatidy).

Ryža. 11. Anafáza mitózy

Vzhľadom na identitu dcérskych chromozómov majú dva póly bunky rovnaký genetický materiál. Ten istý, ktorý bol v bunke pred začiatkom mitózy. Je potrebné poznamenať, že súčasne je v blízkosti každého pólu nosičov informácií - molekúl DNA kompaktne zabalených do chromozómov - dvakrát menej ako v pôvodnej bunke.

Telofáza je poslednou fázou, dcérske chromozómy sú na póloch bunky despiralizované a stávajú sa dostupnými pre transkripciu, začína sa syntéza bielkovín, vytvárajú sa jadrové membrány a jadierka (obr. 12).

Ryža. 12. Telofáza mitózy v živočíšnych a rastlinných bunkách

Vlákna štiepneho vretena sa rozpadajú. Tu sa končí karyokinéza a začína cytokinéza (obr. 13), pričom v živočíšnych bunkách v rovníkovej rovine dochádza ku konstrikcii. Prehlbuje sa, až kým nedôjde k oddeleniu dvoch dcérskych buniek.

Ryža. 13. Cytokinéza

Pri tvorbe zúženia dôležitá úloha herné štruktúry cytoskeletu. Cytokinéza v rastlinných bunkách prebieha odlišne, pretože rastliny majú pevnú bunkovú stenu a nedelia sa za vzniku zúženia, ale tvoria intracelulárnu priehradku.

Mitóza v prvom rade dáva genetickú stabilitu. V dôsledku mitózy sa vytvoria dve jadrá, ktoré obsahujú toľko chromozómov, koľko ich bolo v materských alebo rodičovských bunkách.

Tieto chromozómy vznikajú presnou replikáciou molekuly DNA rodičovských chromozómov, v dôsledku čoho ich gény obsahujú úplne rovnakú dedičnú informáciu.

Dcérske bunky sú teda geneticky identické s rodičovskou bunkou, pretože mitóza nemôže zaviesť žiadne zmeny v dedičnej informácii. Bunkové populácie získané mitózou z rodičovských buniek sú geneticky stabilné.

Mitóza je nevyhnutná pre normálny rast a vývoj mnohobunkových organizmov, pretože v dôsledku mitózy sa zvyšuje počet buniek.

Mitóza je jedným z hlavných rastových mechanizmov mnohobunkových eukaryotov.

Mitóza je základom nepohlavného rozmnožovania mnohých zvierat a rastlín, zabezpečuje regeneráciu stratených častí (napríklad končatín kôrovcov), ako aj náhradu buniek, ktorá sa vyskytuje v mnohobunkovom organizme.

Súvisiace informácie:

Vyhľadávanie na stránke:

§ 28. Bunkové delenie - Mamontova, Sonina 9. stupeň (odpovede)

1. Definujte život a mitotické cykly bunky.

Životný cyklus - časový úsek od okamihu, keď sa bunka objaví ako výsledok delenia, až po jej smrť alebo do ďalšieho delenia.

Mitotický cyklus je súbor sekvenčných a vzájomne súvisiacich procesov počas obdobia prípravy bunky na delenie, ako aj počas samotnej mitózy.

2. Odpovedzte, ako sa pojem „mitóza“ líši od pojmu „mitotický cyklus“.

Mitotický cyklus zahŕňa samotnú mitózu a štádiá prípravy bunky na delenie, zatiaľ čo mitóza je len delenie bunky.

Uveďte obdobia mitotického cyklu.

1. obdobie prípravy na syntézu DNA (G1)

2. Obdobie syntézy DNA (S)

3. obdobie prípravy na delenie buniek (G2)

4. Rozšírte biologický význam mitózy.

Počas mitózy dostávajú dcérske bunky diploidnú sadu chromozómov identických s materskou bunkou. Stálosť štruktúry a správne fungovanie orgánov by nebolo možné bez zachovania rovnakého súboru genetického materiálu v bunkových generáciách. Mitóza poskytuje embryonálny vývoj rast, oprava tkaniva po poškodení, udržiavanie štrukturálnej integrity tkanív s neustálym úbytkom buniek v priebehu ich fungovania.

5. Označte fázy mitózy a urobte schematické nákresy, ktoré odrážajú udalosti vyskytujúce sa v bunke v určitej fáze mitózy. Vyplňte tabuľku.

Bunkové delenie je ústredným momentom reprodukcie.

V procese delenia vznikajú z jednej bunky dve bunky. Bunka, založená na asimilácii organických a anorganických látok, vytvára svoj vlastný druh s charakteristickou štruktúrou a funkciami.

Pri delení buniek možno pozorovať dva hlavné body: delenie jadra – mitózu a delenie cytoplazmy – cytokinézu, čiže cytotómiu. Hlavná pozornosť genetikov sa stále upriamuje na mitózu, keďže z hľadiska chromozómovej teórie sa jadro považuje za „orgán“ dedičnosti.

Počas mitózy dochádza k nasledovnému:

zdvojnásobenie substancie chromozómov;
zmeniť fyzická kondícia a chemická organizácia chromozómov;
divergencia dcérskych, alebo skôr sesterských chromozómov k pólom bunky;
následné delenie cytoplazmy a úplné zotavenie dve nové jadrá v sesterských bunkách.

Pri mitóze teda celá životný cyklus jadrové gény: zdvojenie, distribúcia a fungovanie; v dôsledku dokončenia mitotického cyklu končia sesterské bunky s rovnakým „dedičstvom“.

Pri delení bunkové jadro prechádza piatimi postupnými štádiami: interfázou, profázou, metafázou, anafázou a telofázou; niektorí cytológovia rozlišujú ďalšie šieste štádium - prometafázu.

Schéma fáz mitózy v živočíšnej bunke

Medzi dvoma po sebe nasledujúcimi bunkovými deleniami je jadro v medzifázovom štádiu. V tomto období má jadro pri fixácii a farbení sieťovitú štruktúru vytvorenú farbením tenkých nití, ktoré sa v ďalšej fáze formujú do chromozómov. Aj keď sa interfáza inak nazýva fáza pokojového jadra, na tele samotnom prebiehajú v tomto období metabolické procesy v jadre s najväčšou aktivitou.

Profáza je prvou fázou prípravy jadra na delenie. V profáze sa sieťová štruktúra jadra postupne mení na chromozómové vlákna. Od najranejšej profázy, ešte v r svetelný mikroskop možno pozorovať duálnu povahu chromozómov. To naznačuje, že v jadre je to v skorej alebo neskorej interfáze najviac dôležitý proces mitóza – zdvojenie, čiže reduplikácia, chromozómov, pri ktorej si každý z materských chromozómov buduje svoju podobnú – dcéru. Výsledkom je, že každý chromozóm vyzerá pozdĺžne zdvojený. Tieto polovice chromozómov, ktoré sa nazývajú sesterské chromatidy, sa však v profáze nerozchádzajú, keďže ich drží pohromade jedno spoločné miesto – centroméra; centromerická oblasť je rozdelená neskôr. V profáze prechádzajú chromozómy procesom krútenia pozdĺž svojej osi, čo vedie k ich skráteniu a zhrubnutiu. Je potrebné zdôrazniť, že v profáze je každý chromozóm v karyolymfe umiestnený náhodne.

V živočíšnych bunkách, dokonca aj v neskorej telofáze alebo veľmi skorej interfáze, dochádza k zdvojeniu centrioly, po ktorej sa v profáze začnú dcérske centrioly zbiehať k pólom a vzniká astrosféra a vreteno, nazývané nový aparát. Súčasne sa rozpúšťajú jadierka. Podstatným znakom konca profázy je rozpustenie jadrovej membrány, v dôsledku čoho sú chromozómy v celkovej hmote cytoplazmy a karyoplazmy, ktoré teraz tvoria myxoplazmu. Tým sa profáza končí; bunka vstupuje do metafázy.

IN V poslednej dobe medzi profázou a metafázou začali výskumníci rozlišovať medzistupeň tzv prometafázy. Prometafáza je charakterizovaná rozpustením a vymiznutím jadrovej membrány a pohybom chromozómov smerom k ekvatoriálnej rovine bunky. Do tejto doby však tvorba achromatínového vretena ešte nebola dokončená.

Metafáza nazývaná koncová fáza usporiadania chromozómov na rovníku vretienka. Charakteristické usporiadanie chromozómov v rovníkovej rovine sa nazýva ekvatoriálna alebo metafázová platňa. Vzájomné usporiadanie chromozómov je náhodné. V metafáze je počet a tvar chromozómov dobre odhalený, najmä ak sa uvažuje o rovníkovej doske z pólov bunkového delenia. Vreteno achromatínu je úplne vytvorené: vlákna vretienka nadobúdajú hustejšiu konzistenciu ako zvyšok cytoplazmy a sú pripojené k centromerickej oblasti chromozómu. Cytoplazma bunky počas tohto obdobia má najnižšiu viskozitu.

Anaphase nazývaná ďalšia fáza mitózy, v ktorej sa delia chromatidy, ktoré sa teraz môžu nazývať sesterské alebo dcérske chromozómy, rozchádzajú sa smerom k pólom. V tomto prípade sa najprv centromerické oblasti navzájom odpudzujú a potom sa samotné chromozómy rozchádzajú smerom k pólom. Treba povedať, že divergencia chromozómov v anafáze začína súčasne – „ako na povel“ – a končí veľmi rýchlo.

V telofáze sa dcérske chromozómy despiralizujú a strácajú svoju viditeľnú individualitu. Vytvorí sa obal jadra a jadro samotné. Jadro je zrekonštruované opačné poradie v porovnaní so zmenami, ktorými prešla v profáze. Nakoniec sa obnovia aj jadierka (alebo jadierka) a v množstve, v akom boli prítomné v materských jadrách. Počet jadierok je charakteristický pre každý typ bunky.

Zároveň sa začína symetrické delenie bunkového tela.

Jadrá dcérskych buniek vstupujú do stavu interfázy.

Schéma cytokinézy živočíšnych a rastlinných buniek

Na obrázku vyššie je znázornený diagram cytokinézy živočíšnych a rastlinných buniek. V živočíšnej bunke dochádza k deleniu ligáciou cytoplazmy materskej bunky. V rastlinnej bunke dochádza k tvorbe bunkového septa s oblasťami vretenovitých plakov, ktoré tvoria septum v rovine rovníka, nazývané fragmoplast. Tým sa mitotický cyklus končí. Zdá sa, že jeho trvanie závisí od typu tkaniva, fyziologický stav tela, vonkajších faktorov (teplota, svetelný režim) a trvá od 30 minút do 3 hod.. Rýchlosť prechodu jednotlivých fáz je podľa rôznych autorov premenlivá.

Ako vnútorné, tak aj vonkajšie faktory prostredia, ktoré ovplyvňujú rast organizmu a jeho funkčný stav ovplyvňujú trvanie bunkového delenia a jeho jednotlivých fáz. Keďže jadro hrá obrovskú úlohu v metabolických procesoch bunky, je prirodzené veriť, že trvanie fáz mitózy sa môže meniť v súlade s funkčným stavom orgánového tkaniva. Napríklad sa zistilo, že mitotická aktivita rôznych tkanív počas odpočinku a spánku u zvierat je výrazne vyššia ako počas bdelosti. U mnohých zvierat sa frekvencia delenia buniek na svetle znižuje a zvyšuje v tme. Tiež sa predpokladá, že hormóny ovplyvňujú mitotickú aktivitu bunky.

Dôvody, ktoré určujú pripravenosť bunky na delenie, sú stále nejasné. Existuje niekoľko dôvodov predpokladať niekoľko takýchto dôvodov:

zdvojnásobenie hmotnosti bunkovej protoplazmy, chromozómov a iných organel, v dôsledku čoho sú narušené vzťahy medzi jadrom a plazmou; na delenie musí bunka dosiahnuť určitú hmotnosť a objem charakteristickú pre bunky daného tkaniva;
duplikácia chromozómov;
sekrécia chromozómov a iných bunkových organel špeciálnych látok, ktoré stimulujú delenie buniek.

Mechanizmus divergencie chromozómov k pólom v anafáze mitózy tiež zostáva nejasný. Aktívnu úlohu v tomto procese zrejme zohrávajú vretienkové filamenty, čo sú proteínové filamenty organizované a orientované centriolami a centromérami.

Povaha mitózy, ako sme už povedali, sa líši v závislosti od typu a funkčný stav tkaniny. Bunky rôznych tkanív sa vyznačujú rôznymi typmi mitózy.Pri opísanom type mitózy dochádza k deleniu buniek rovnako a symetricky. V dôsledku symetrickej mitózy sú sesterské bunky dedične ekvivalentné, pokiaľ ide o jadrové gény a cytoplazmu. Okrem symetrickej však existujú aj iné typy mitózy, a to: asymetrická mitóza, mitóza s oneskorenou cytokinézou, delenie viacjadrových buniek (delenie syncýtia), amitóza, endomitóza, endoreprodukcia a polyténia.

V prípade asymetrickej mitózy sú sesterské bunky nerovnaké vo veľkosti, množstve cytoplazmy a tiež vo vzťahu k ich budúcemu osudu. Príkladom toho sú nerovnako veľké sesterské (dcérske) bunky neuroblastu kobylky, zvieracie vajíčka počas dozrievania a počas špirálovej fragmentácie; pri delení jadier v peľových zrnách sa jedna z dcérskych buniek môže ďalej deliť, druhá nie atď.

Mitóza s oneskorením cytokinézy sa vyznačuje tým, že bunkové jadro sa mnohonásobne delí a až potom dochádza k deleniu bunkového tela. V dôsledku tohto delenia sa vytvárajú viacjadrové bunky ako syncytium. Príkladom toho je tvorba endospermových buniek a tvorba spór.

Amitóza nazývané priame štiepenie jadra bez vzniku štiepnych útvarov. V tomto prípade dochádza k rozdeleniu jadra jeho "šnurovaním" na dve časti; niekedy sa z jedného jadra vytvorí niekoľko jadier naraz (fragmentácia). Amitóza sa neustále nachádza v bunkách mnohých špecializovaných a patologických tkanív, napríklad v rakovinové nádory. Dá sa pozorovať pod vplyvom rôznych škodlivých činidiel (ionizujúce žiarenie a vysoká teplota).

Endomitóza nazývaný takýto proces, keď dôjde k zdvojnásobeniu jadrového štiepenia. V tomto prípade sa chromozómy ako obvykle reprodukujú v interfáze, ale k ich následnej divergencii dochádza vo vnútri jadra so zachovaním jadrového obalu a bez vytvorenia achromatínového vretienka. V niektorých prípadoch sa síce obal jadra rozpustí, ale nedochádza k divergencii chromozómov k pólom, v dôsledku čoho sa počet chromozómov v bunke znásobí aj niekoľko desiatokkrát. Endomitóza sa vyskytuje v bunkách rôznych tkanív rastlín aj živočíchov. Napríklad A. A. Prokofieva-Belgovskaya ukázala, že endomitózou v bunkách špecializovaných tkanív: v kyklopovom podkoží, tukovom tele, peritoneálnom epiteli a iných tkanivách klisničky (Stenobothrus) - súbor chromozómov sa môže zvýšiť 10-krát. Toto zvýšenie počtu chromozómov je spojené s funkčné vlastnosti diferencované tkanivo.

Pri polyténii sa počet chromozómových vlákien znásobuje: po zdvojení po celej dĺžke sa nerozchádzajú a zostávajú vedľa seba. V tomto prípade sa počet chromozómových vlákien v rámci jedného chromozómu znásobí, v dôsledku čoho sa priemer chromozómov výrazne zväčší. Počet takýchto tenkých vlákien v polyténovom chromozóme môže dosiahnuť 1000-2000. V tomto prípade sa tvoria takzvané obrovské chromozómy. Pri polyténii vypadnú všetky fázy mitotického cyklu, s výnimkou hlavnej - reprodukcie primárnych reťazcov chromozómu. Fenomén polyténie sa pozoruje v bunkách mnohých diferencovaných tkanív, napríklad v tkanive slinných žliaz Diptera, v bunkách niektorých rastlín a prvokov.

Niekedy dochádza k zdvojeniu jedného alebo viacerých chromozómov bez akejkoľvek transformácie jadra – tento jav sa nazýva endoreprodukcia.

Všetky fázy bunkovej mitózy, ktoré tvoria mitotický cyklus, sú teda povinné len pre typický proces.

v niektorých prípadoch, hlavne v diferencovaných tkanivách, prechádza mitotický cyklus zmenami. Bunky takýchto tkanív stratili schopnosť reprodukcie celého organizmu a metabolická aktivita ich jadra je prispôsobená funkcii socializovaného tkaniva.

Embryonálne a meristémové bunky, ktoré nestratili funkciu reprodukcie celého organizmu a súvisiace s nediferencovanými tkanivami, si zachovávajú plný cyklus mitóza, na ktorej je založené nepohlavné a vegetatívne rozmnožovanie.

Ak nájdete chybu, vyberte časť textu a stlačte Ctrl+Enter.

V kontakte s

Spolužiaci

Téma lekcie. Bunkové delenie. Mitóza

Účel lekcie: charakterizovať hlavnú metódu delenia eukaryotických buniek - mitózu, odhaliť črty priebehu každej fázy mitózy, vytvoriť predstavu o amitóze.

Úlohy:

formovať poznatky o význame delenia pre rast, vývoj, rozmnožovanie bunky a organizmu ako celku; zvážiť mechanizmus mitózy;
charakterizovať hlavné štádiá bunkového a mitotického cyklu;
zlepšiť zručnosti práce s mikroskopom;
odhaliť biologický význam mitózy.

zdroje: počítač, mikroskopy, mikrosklíčka „Mitóza v bunkách koreňov cibule“, interaktívna tabuľa, multimediálna prezentácia „Delenie buniek. Mitóza“, disk – „laboratórny workshop Biológia ročníky 6-11“, video „Štádiá mitózy“, dynamická príručka „Mitóza“.

Etapy lekcií

1. Organizačný moment.

Stanovenie cieľa hodiny, definovanie problému a témy hodiny.

V čase narodenia dieťa váži v priemere 3-3,5 kg a je vysoké asi 50 cm, medvedík hnedý, ktorého rodičia dosahujú hmotnosť 200 kg a viac, váži najviac 500 g a drobná klokanka váži menej ako 1 gram. Zo sivého nevýrazného mláďaťa vyrastá krásna labuť, zo svižného pulca usadená ropucha a zo žaluďa zasadeného pri dome vyrastá obrovský dub, ktorý o sto rokov neskôr teší svojou krásou nové generácie ľudí.

Problémová otázka. Prostredníctvom akých procesov sú všetky tieto zmeny možné? (Snímka 1)

Všetky tieto zmeny sú možné vďaka schopnosti organizmov rásť a rozvíjať sa. Strom sa nezmení na semienko, ryba sa nevráti do vajíčok - procesy rastu a vývoja sú nezvratné. Tieto dve vlastnosti živej hmoty sú navzájom neoddeliteľne spojené a sú založené na schopnosti bunky deliť sa a špecializovať sa. . Aká je téma lekcie? (Snímka 2)

Témou hodiny je „Delenie buniek. Mitóza“ (Snímka 3)

Aby sme mohli začať študovať novú tému, musíme si pripomenúť predtým preštudovaný materiál (Snímky 4, 5, 6)

2. Učenie sa nového materiálu.

TYPY DELENIA BUNIEK (Snímka 7)

Jedno z ustanovení bunkovej teórie vychádza zo záveru nemeckého vedca Rudolfa Virchowa „Každá bunka z bunky“. To bol začiatok štúdia procesov bunkového delenia, ktorých hlavné zákonitosti boli odhalené koncom 19. storočia.

Rozmnožovanie je jednou z najdôležitejších vlastností živých organizmov. Všetky živé organizmy bez výnimky sú schopné reprodukcie, od baktérií po cicavce. Metódy reprodukcie rôzne organizmy sa môžu navzájom veľmi líšiť, ale delenie buniek je základom každého druhu reprodukcie. Životnosť mnohobunkového organizmu presahuje životnosť väčšiny jeho základných buniek. Nervové bunky sa teda prestávajú deliť aj počas prenatálny vývoj. Po vzniku sa bunky už nedelia a vytvárajú pruhované svalové tkanivá u zvierat a zásobných tkanív v rastlinách. Mnohobunkové organizmy rastú, vyvíjajú sa, prechádzajú obnovou buniek a tkanív, dokonca aj častí tela (Nezabudnite na regeneráciu) Je známe, že bunky starnú a odumierajú. Napríklad pečeňové bunky žijú 18 mesiacov, erytrocyty - 4 mesiace, črevný epitel 1-2 dni (asi 70 miliárd ľudí zomiera každý deň).

črevné epitelové bunky a 2 miliardy erytrocytov). To znamená, že bunky sa v tele neustále obnovujú. Je tiež známe, že bunky sa aktualizujú v priemere raz za 7 rokov. Preto sa takmer všetky bunky mnohobunkových organizmov musia rozdeliť, aby nahradili umierajúce bunky. Všetky nové bunky vznikajú delením z existujúcej bunky.

AMITÓZA. Priame delenie medzifázového jadra zovretím bez vzniku štiepneho vretienka (chromozómy sú vo svetelnom mikroskope vo všeobecnosti nerozoznateľné). K takémuto deleniu dochádza v jednobunkových organizmoch (napríklad polyploidné veľké ciliátové jadrá sa delia amitózou), ako aj v niektorých vysoko špecializovaných bunkách rastlín a živočíchov s oslabenou fyziologickou aktivitou, degenerujúcich, odsúdených na smrť alebo s rôznymi patologické procesy ako je malígny rast, zápal atď. Po amitóze bunka nie je schopná vstúpiť do mitotického delenia.

MITÓZA (z gréc. Mitos-vlákno) nepriame delenie, je hlavným spôsobom delenia eukaryotických buniek. Mitóza je proces bunkového delenia, v dôsledku ktorého dcérske bunky dostávajú genetický materiál identický s materiálom obsiahnutým v materskej bunke.

MEIOZA (nepriame delenie) je zvláštnym spôsobom bunkové delenie, čo má za následok zníženie (zníženie) počtu chromozómov na polovicu. Počas meiózy dochádza k dvom bunkovým deleniam a jednému diploidná bunka(2n2c) sa vytvoria štyri haploidné (nc) pohlavné bunky. V priebehu ďalšieho procesu oplodnenia (fúzie gamét) dostane organizmus novej generácie opäť diploidnú sadu chromozómov, t.j. karyotyp organizmov daného druhu zostáva v niekoľkých generáciách konštantný.

Záver: Existujú tri typy bunkového delenia, vďaka ktorým organizmy rastú, vyvíjajú sa, množia sa (amitóza, mitóza, meióza).

Mitóza je hlavným spôsobom delenia buniek.

Mitóza (z gréckeho mitos – niť) – nepriame delenie buniek. Zabezpečuje rovnomerný prenos dedičnej informácie materskej bunky do dvoch dcérskych buniek.

Práve vďaka tomuto typu bunkového delenia vznikajú takmer všetky bunky mnohobunkového organizmu.

Mitotický (bunkový) cyklus pozostáva z prípravného štádia (interfázy) a vlastného delenia – mitózy (profáza, metafáza, anafáza a telofáza).

charakteristiky mitózy.

Pri štúdiu témy budeme pracovať vo dvojiciach.

CVIČENIE 1.

1. Preštudujte si znaky prvej fázy mitózy – profázy.

2. Po prediskutovaní odpovede si zapíšte vlastnosti profázy do poznámkového bloku. (Snímka 9)

ÚLOHA 2.

1. Preštudujte si znaky druhej fázy mitózy – metafázy.

2. Po prediskutovaní odpovede si zapíšte vlastnosti metafázy do svojho poznámkového bloku. (Snímka 10)

ÚLOHA 3.

1. Preštudujte si znaky tretej fázy mitózy – anafázy.

2. Po prediskutovaní odpovede si zapíšte vlastnosti anafázy do zošita. (Snímka 11)

ÚLOHA 4.

1. Študujte znaky štvrtej fázy mitózy – telofázy.

2. Po prediskutovaní odpovede si zapíšte vlastnosti telofázy do zošita. (Snímka 12)

Chlapci! Teraz bude vaša pozornosť venovaná videu „MITOSIS“. Musíte si to dôkladne preštudovať a potom dokončiť úlohu. (Snímka 12)

CVIČENIE. Určte a zapíšte názvy fázy zodpovedajúce jej popisu. (Snímka 13)

3. Konsolidácia študovaného materiálu.

LABORATÓRNE PRÁCE №5.(Snímka 14.15)

Téma: „Mitóza v koreňových bunkách cibule“.

Cieľ:študovať proces mitózy v bunkách koreňov cibule.

Vybavenie: svetelné mikroskopy, mikropreparáty "Mitóza v bunkách koreňov cibule".

Pokrok

1. Zvážte hotovú mikropreparáciu, ak je to možné, nájdite bunky vo všetkých štádiách mitózy.

2. Porovnajte obrázok pod mikroskopom s mikrofotografiou v prezentácii na vyučovacej hodine (diapozitív).
3. Určite sadu chromozómov v každej fáze mitózy.
4. Opíšte znaky každého pozorovaného štádia mitózy.
5. Urobte záver o úlohe mitózy.
Otázky na konsolidáciu.(Snímka 16, 17, 18)

1. Celková hmotnosť všetkých molekúl DNA v 46 chromozómoch jednej ľudskej somatickej bunky je 6-10 "9 mg. Aká bude hmotnosť molekúl DNA v: a) metafáze mitózy; b) telofáze mitózy?

2. Zvážte, či môžu podmienky životné prostredie ovplyvňujú proces mitózy. Aké následky to môže mať pre telo?

3. Prečo vznikajú dcérske bunky počas mitózy so sadou chromozómov rovnajúcou sa sade chromozómov v materskej bunke? Aký význam to má v živote organizmov?

4. Zvážte, či podmienky prostredia môžu ovplyvniť proces mitózy. Aké následky to môže mať pre telo?

5. Prečo vznikajú dcérske bunky počas mitózy so sadou chromozómov rovnajúcou sa sade chromozómov v materskej bunke? Aký význam to má v živote organizmov?

Na konci hodiny sú výsledky zhrnuté.

Mitóza je veľmi zmysluplný proces, vedci vynaložili veľa času a úsilia na pochopenie všetkých vlastností tohto procesu. Napríklad sa zistilo, že mitóza v rastlinných a živočíšnych bunkách prebieha s určitými rozdielmi, že existujú faktory, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú jej priebeh.

Okrem toho v literatúre môžete vidieť inú formu delenia - priamu alebo amitózu. Práca s doplnkovou literatúrou.

Skupina 1: úloha "Amitóza"

Z textu vyberte „referenčné“ body, t.j. v 4-5 polohách označujú hlavné príznaky amitózy. „Mitóza je najbežnejší, ale nie jediný typ bunkového delenia. Takmer všetky eukaryoty majú takzvané priame jadrové štiepenie alebo amitózu. Počas amitózy nedochádza ku kondenzácii chromozómov a netvorí sa vreteno a jadro je rozdelené zúžením alebo fragmentáciou, pričom zostáva v medzifázovom stave. Cytokinéza vždy nasleduje po delení jadra, čo vedie k vytvoreniu viacjadrovej bunky. Amitotické delenie je typické pre bunky, ktoré dokončujú vývoj: odumierajúce epiteliálne, folikulárne bunky vaječníkov... K amitóze dochádza aj pri patologických procesoch: zápal, malígny novotvar… potom bunky nie sú schopné mitotického delenia.“

Skupina 2: úloha "porušenie mitózy"

Vytvorte logické dvojice: typ nárazu - dôsledky.

„Správny priebeh mitózy môžu narušiť rôzne vonkajšie faktory: vysoké dávkyžiarenie, niektoré chemikálie. Napríklad pod vplyvom röntgenových lúčov DNA chromozómu sa môže zlomiť a chromozómy sa tiež zlomia. Takéto chromozómy nie sú schopné pohybu napríklad v anafáze. Niektorí chemických látok, necharakteristické pre živé organizmy (alkoholy, fenoly) porušujú konzistenciu mitotických procesov. Niektoré chromozómy sa pohybujú rýchlejšie, iné pomalšie. Niektoré z nich nemusia byť súčasťou detských jadier vôbec. Existujú látky, ktoré zabraňujú tvorbe filamentov štiepneho vretienka. Nazývajú sa cytostatiká, napríklad kolchicín a kolcemid. Pôsobením na bunku možno delenie zastaviť v štádiu prometafázy. V dôsledku takéhoto nárazu sa v jadre objaví dvojitá sada chromozómov.

Závery. (Snímka 19)

Dnes bola lekcia venovaná najdôležitejšiemu procesu - mitóze. Samotnému procesu, jeho vlastnostiam a problémom sme venovali dostatok času. Najdôležitejšie je, že tento proces zabezpečuje genetickú stabilitu druhu, ako aj procesy regenerácie, rastu a nepohlavného (vegetatívneho) rozmnožovania. Proces je zložitý, viacstupňový a veľmi citlivý na faktory prostredia.

Domáca úloha.

1. Preštudujte si § 29

2. Vyplňte tabuľku „Mitotický bunkový cyklus“

Vysvetlite, čo určuje počet chromozómov v DNA v rôznych štádiách mitózy.

mitotický bunkový cyklus

Je to nepretržitý proces, ktorého každá etapa po ňom nenápadne prechádza do ďalšej. Existujú štyri štádiá mitózy: profáza, metafáza, anafáza a telofáza (obr. 1). Štúdium mitózy sa zameriava na správanie chromozómov.

Profáza . Na začiatku prvej fázy mitózy - profázy - si bunky zachovávajú rovnaký vzhľad ako v interfáze, iba jadro sa výrazne zväčšuje a objavujú sa v ňom chromozómy. V tejto fáze je vidieť, že každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov, špirálovito stočených voči sebe. Chromatidy sa skracujú a hrubnú v dôsledku procesu vnútornej špirály. Začína sa odhaľovať slabo sfarbená a menej zhustená oblasť chromozómu – centroméra, ktorá spája dve chromatidy a nachádza sa na presne definovanom mieste v každom chromozóme.

Počas profázy sa jadierka postupne rozpadajú: jadrová membrána je tiež zničená a chromozómy sú v cytoplazme. V neskorej profáze (prometafáze) sa intenzívne tvorí mitotický aparát bunky. V tomto čase sa centrioly delia a dcérske centrioly sa rozchádzajú na opačné konce bunky. Z každého centriolu odchádzajú tenké vlákna vo forme lúčov; medzi centrioly vznikajú vretenové vlákna. Existujú dva typy vlákien: ťažné vlákna vretena, pripojené k centromérom chromozómov, a podporné vlákna, ktoré spájajú póly bunky.

Keď redukcia chromozómov dosiahne svoj maximálny stupeň, zmenia sa na krátke tyčinkovité telieska a smerujú k rovníkovej rovine bunky.

metafáza . V metafáze sú chromozómy úplne umiestnené v rovníkovej rovine bunky a tvoria takzvanú metafázu alebo rovníkovú platňu. Centroméra každého chromozómu, ktorá drží obe chromatidy pohromade, sa nachádza striktne v oblasti rovníka bunky a ramená chromozómov sú predĺžené viac-menej rovnobežne so závitmi vretienka.

V metafáze je dobre odhalený tvar a štruktúra každého chromozómu, je dokončená tvorba mitotického aparátu a ťažné nite sú pripojené k centromérom. Na konci metafázy dochádza k súčasnému deleniu všetkých chromozómov danej bunky (a chromatidy sa menia na dva úplne samostatné dcérske chromozómy).

Anaphase. Ihneď po rozdelení centroméry sa chromatidy navzájom odpudzujú a rozchádzajú sa k opačným pólom bunky. Všetky chromatidy sa začnú pohybovať smerom k pólom súčasne. Centroméry hrajú dôležitú úlohu v orientovanom pohybe chromatidov. V anafáze sa chromatidy nazývajú sesterské chromozómy.

Pohyb sesterských chromozómov v anafáze nastáva v dôsledku interakcie dvoch procesov: kontrakcie ťahania a predlžovania podporných závitov mitotického vretienka.

Telofáza. Na začiatku telofázy sa pohyb sesterských chromozómov končí a sú sústredené na póloch bunky vo forme kompaktných útvarov a zrazenín. Chromozómy sa despiralizujú a strácajú svoju viditeľnú individualitu. Okolo každého dcérskeho jadra sa vytvorí jadrový obal; jadierka sa obnovia v rovnakom množstve, ako boli v materskej bunke. Tým sa dokončí rozdelenie jadra (karyokinéza), bunková stena. Súčasne s tvorbou dcérskych jadier v telofáze dochádza k separácii celého obsahu pôvodnej materskej bunky, čiže k cytokinéze.

Keď sa bunka delí, na jej povrchu v blízkosti rovníka sa objaví zúženie alebo drážka. Postupne sa prehlbuje a rozdeľuje cytoplazmu na

dve dcérske bunky, každá s jadrom.

V procese mitózy vznikajú z jednej materskej bunky dve dcérske bunky, ktoré obsahujú rovnakú sadu chromozómov ako pôvodná bunka.

Obrázok 1. Schéma mitózy

Biologický význam mitózy . Hlavným biologickým významom mitózy je presná distribúcia chromozómov medzi dve dcérske bunky. Pravidelný a usporiadaný mitotický proces zabezpečuje prenos genetickej informácie do každého z dcérskych jadier. Výsledkom je, že každá dcérska bunka obsahuje genetickú informáciu o všetkých charakteristikách organizmu.

Meióza je špeciálne delenie jadra, ktoré končí vytvorením tetrády, t.j. štyri bunky s haploidnou sadou chromozómov. Pohlavné bunky sa delia meiózou.

Meióza pozostáva z dvoch bunkových delení, pri ktorých sa počet chromozómov zníži na polovicu, takže gaméty dostanú polovicu chromozómov ako zvyšok buniek v tele. Keď sa dve gaméty spoja pri oplodnení, obnoví sa normálny počet chromozómov. K poklesu počtu chromozómov počas meiózy nedochádza náhodne, ale celkom prirodzene: členovia každého páru chromozómov sa rozchádzajú do rôznych dcérskych buniek. Výsledkom je, že každá gaméta obsahuje jeden chromozóm z každého páru. Toto sa uskutočňuje párovým spojením podobných alebo homológnych chromozómov (sú identické vo veľkosti a tvare a obsahujú podobné gény) a následnou divergenciou členov páru, z ktorých každý smeruje k jednému z pólov. Pri konvergencii homológnych chromozómov môže dôjsť k prekríženiu, t.j. vzájomná výmena génov medzi homológnymi chromozómami, čím sa zvyšuje úroveň kombinovanej variability.

Pri meióze dochádza k niekoľkým procesom, ktoré sú dôležité pri dedení znakov: 1) redukcia – zníženie počtu chromozómov v bunkách na polovicu; 2) konjugácia homológnych chromozómov; 3) prechod; 4) náhodná segregácia chromozómov do buniek.

Meióza pozostáva z dvoch po sebe nasledujúcich delení: prvé, ktorého výsledkom je vytvorenie jadra s haploidnou sadou chromozómov, sa nazýva redukcia; druhé delenie sa nazýva rovnicové a prebieha podľa typu mitózy. V každom z nich sa rozlišuje profáza, metafáza, anafáza a telofáza (obr. 2). Fázy prvého delenia sa zvyčajne označujú číslom Ι, druhé - P. Medzi deleniami Ι a P je bunka v stave interkinézy (lat. inter - medzi + gr. kinesis - pohyb). Na rozdiel od interfázy sa DNA nereplikuje v interkinéze a chromozómový materiál sa neduplikuje.

Obrázok 2. Schéma meiózy

Redukčné delenie

Profáza Ι

Fáza meiózy, počas ktorej dochádza k zložitým štrukturálnym transformáciám chromozomálneho materiálu. Je dlhší a pozostáva z niekoľkých po sebe nasledujúcich etáp, z ktorých každá má svoje charakteristické vlastnosti:

- leptotena - štádium leptonómu (spájanie závitov). Jednotlivé vlákna – chromozómy – sa nazývajú monovalentné. Chromozómy v meióze sú dlhšie a tenšie ako chromozómy v najskoršom štádiu mitózy;

- zygotén - štádium zygonému (spojenie závitov). Nastáva konjugácia alebo synapsia (spojenie v pároch) homológnych chromozómov a tento proces sa neuskutočňuje len medzi homológnymi chromozómami, ale medzi presne zodpovedajúcimi jednotlivými bodmi homológov. V dôsledku konjugácie vznikajú bivalenty (komplexy párovo homológnych chromozómov spojených do párov), ktorých počet zodpovedá haploidnej sade chromozómov.

Synapsia sa uskutočňuje z koncov chromozómov, preto sa miesta lokalizácie homológnych génov v jednom alebo inom chromozóme zhodujú. Keďže chromozómy sú zdvojené, v bivalente sú štyri chromatidy, z ktorých každá sa nakoniec ukáže ako chromozóm.

- pachytén - štádium pachinému (hrubé vlákna). Veľkosť jadra a jadierka sa zväčšuje, bivalenty sa skracujú a zahusťujú. Spojenie homológov sa stáva tak blízko, že je už ťažké rozlíšiť dva samostatné chromozómy. V tomto štádiu nastáva prekríženie alebo kríženie chromozómov;

- diplotén - štádium diplonémy (dvojvláknové), alebo štádium štyroch chromatidov. Každý z homológnych chromozómov dvojmocného sa rozdelí na dve chromatidy, takže dvojmocný obsahuje štyri chromatidy. Hoci sa tetrády chromatíd niekde od seba vzďaľujú, inde sú v tesnom kontakte. V tomto prípade tvoria chromatidy rôznych chromozómov obrazce v tvare X, nazývané chiazmy. Prítomnosť chiazmy drží monovalenty pohromade.

Súčasne s pokračujúcim skracovaním a tým aj zahusťovaním bivalentných chromozómov dochádza k ich vzájomnému odpudzovaniu - divergencii. Spojenie je zachované len v rovine priesečníka – v chiazmách. Výmena homológnych oblastí chromatidov je dokončená;

- diakinéza je charakterizovaná maximálnym skrátením diplotenových chromozómov. Bivalenty homológnych chromozómov idú na perifériu jadra, takže sa dajú ľahko spočítať. Jadrový obal je fragmentovaný, jadierka miznú. Týmto sa dokončí profáza 1.

Metafáza Ι

- začína zmiznutím jadrového obalu. Tvorba mitotického vretienka je dokončená, bivalenty sa nachádzajú v cytoplazme v rovníkovej rovine. Centroméry chromozómov sa pripájajú k ťažným vláknam mitotického vretienka, ale nedelia sa.

Anafáza Ι

- vyznačuje sa úplným ukončením vzťahu homológnych chromozómov, ich vzájomným odpudzovaním a divergenciou k rôznym pólom.

Všimnite si, že počas mitózy sa jednochromatidové chromozómy divergovali k pólom, z ktorých každý pozostáva z dvoch chromatidov.

V anafáze teda dochádza k redukcii – zachovaniu počtu chromozómov.

Telofáza Ι

- je veľmi krátkodobá a slabo izolovaná od predchádzajúcej fázy. Telofáza 1 produkuje dve dcérske jadrá.

Interkinéza

Toto je krátky pokojový stav medzi 1 a 2 deleniami. Chromozómy sú slabo despiralizované, replikácia DNA nenastáva, keďže každý chromozóm už pozostáva z dvoch chromatidov. Po interkinéze začína druhé delenie.

Druhé delenie prebieha v oboch dcérskych bunkách rovnakým spôsobom ako pri mitóze.

Profáza P

V jadrách buniek sa zreteľne prejavujú chromozómy, z ktorých každý pozostáva z dvoch chromatíd spojených centromérou. Vyzerajú ako pomerne tenké vlákna umiestnené pozdĺž periférie jadra. Na konci profázy P sa jadrový obal fragmentuje.

Metafáza P

V každej bunke je dokončená tvorba deliaceho vretena. Chromozómy sa nachádzajú pozdĺž rovníka. Vretenové vlákna sú pripojené k centromérom chromozómov.

Anaphase P

Centroméry sa delia a chromatidy sa zvyčajne rýchlo pohybujú k opačným pólom bunky.

Telofáza P

Sesterské chromozómy sa koncentrujú na póloch bunky a despiralizujú sa. Vytvára sa jadro a bunková membrána. Meióza končí vytvorením štyroch buniek s haploidnou sadou chromozómov.

Biologický význam meiózy

Podobne ako mitóza, aj meióza zabezpečuje presnú distribúciu genetického materiálu do dcérskych buniek. Ale na rozdiel od mitózy je meióza prostriedkom na zvýšenie úrovne kombinovanej variability, čo sa vysvetľuje dvoma dôvodmi: 1) existuje voľná, náhodne, kombinácia chromozómov v bunkách; 2) kríženie, čo vedie k vzniku nových kombinácií génov v chromozómoch.

V každej ďalšej generácii deliacich sa buniek v dôsledku pôsobenia týchto príčin vznikajú nové kombinácie génov v gamétach a pri rozmnožovaní živočíchov nové kombinácie rodičovských génov u ich potomkov. To zakaždým otvára nové možnosti pre pôsobenie selekcie a vytváranie geneticky odlišných foriem, čo umožňuje existenciu skupiny zvierat v premenlivých podmienkach prostredia.

Meióza sa teda ukazuje ako prostriedok genetickej adaptácie, ktorý zvyšuje spoľahlivosť existencie jedincov v generáciách.

Bunkové delenie je ústredným momentom reprodukcie.

V procese delenia vznikajú z jednej bunky dve bunky. Bunka, založená na asimilácii organických a anorganických látok, vytvára svoj vlastný druh s charakteristickou štruktúrou a funkciami.

Počas mitózy dochádza k nasledovnému:

zdvojnásobenie substancie chromozómov;
zmeny fyzikálneho stavu a chemickej organizácie chromozómov;
divergencia dcérskych, alebo skôr sesterských chromozómov k pólom bunky;
následné rozdelenie cytoplazmy a úplné obnovenie dvoch nových jadier v sesterských bunkách.

Celý životný cyklus jadrových génov je teda stanovený v mitóze: duplikácia, distribúcia a fungovanie; v dôsledku dokončenia mitotického cyklu končia sesterské bunky s rovnakým „dedičstvom“.

Medzi dvoma po sebe nasledujúcimi bunkovými deleniami je jadro v medzifázovom štádiu. V tomto období má jadro pri fixácii a farbení sieťovitú štruktúru vytvorenú farbením tenkých nití, ktoré sa v ďalšej fáze formujú do chromozómov. Aj keď sa medzifáza nazýva inak pokojová fáza jadra, na samotnom tele sa metabolické procesy v jadre počas tohto obdobia vykonávajú s najväčšou aktivitou.

Profáza je prvou fázou prípravy jadra na delenie. V profáze sa sieťová štruktúra jadra postupne mení na chromozómové vlákna. Od najranejšej profázy, dokonca aj vo svetelnom mikroskope, možno pozorovať duálnu povahu chromozómov. To naznačuje, že v jadre sa práve v skorej alebo neskorej interfáze odohráva najdôležitejší proces mitózy – zdvojenie, čiže reduplikácia, chromozómov, v ktorej si každý z materských chromozómov vytvorí podobný – dcérsky. Výsledkom je, že každý chromozóm vyzerá pozdĺžne zdvojený. Avšak tieto polovice chromozómov, ktoré sú tzv sesterské chromatidy, nerozchádzajú sa v profáze, keďže ich drží pohromade jedna spoločná oblasť – centroméra; centromerická oblasť je rozdelená neskôr. V profáze prechádzajú chromozómy procesom krútenia pozdĺž svojej osi, čo vedie k ich skráteniu a zhrubnutiu. Je potrebné zdôrazniť, že v profáze je každý chromozóm v karyolymfe umiestnený náhodne.

Nedávno medzi profázou a metafázou začali výskumníci rozlišovať medzistupeň tzv prometafázy. Prometafáza je charakterizovaná rozpustením a vymiznutím jadrovej membrány a pohybom chromozómov smerom k ekvatoriálnej rovine bunky. Do tejto doby však tvorba achromatínového vretena ešte nebola dokončená.

V telofáze sa dcérske chromozómy despiralizujú a strácajú svoju viditeľnú individualitu. Vytvorí sa obal jadra a jadro samotné. Jadro sa rekonštruuje v opačnom poradí v porovnaní so zmenami, ktoré prešlo profázou. Nakoniec sa obnovia aj jadierka (alebo jadierka) a v množstve, v akom boli prítomné v materských jadrách. Počet jadierok je charakteristický pre každý typ bunky.

Zároveň sa začína symetrické delenie bunkového tela. Jadrá dcérskych buniek vstupujú do stavu interfázy.

Na obrázku vyššie je znázornený diagram cytokinézy živočíšnych a rastlinných buniek. V živočíšnej bunke dochádza k deleniu ligáciou cytoplazmy materskej bunky. V rastlinnej bunke dochádza k tvorbe bunkového septa s oblasťami vretenovitých plakov, ktoré tvoria septum v rovine rovníka, nazývané fragmoplast. Tým sa mitotický cyklus končí. Jeho trvanie zrejme závisí od typu tkaniva, fyziologického stavu organizmu, vonkajších faktorov (teplota, svetelný režim) a trvá od 30 minút do 3 hod.. Rýchlosť prechodu jednotlivých fáz je podľa rôznych autorov premenlivá.

Vnútorné aj vonkajšie faktory prostredia ovplyvňujúce rast organizmu a jeho funkčný stav ovplyvňujú trvanie bunkového delenia a jeho jednotlivých fáz. Keďže jadro hrá obrovskú úlohu v metabolických procesoch bunky, je prirodzené veriť, že trvanie fáz mitózy sa môže meniť v súlade s funkčným stavom orgánového tkaniva. Napríklad sa zistilo, že mitotická aktivita rôznych tkanív počas odpočinku a spánku u zvierat je výrazne vyššia ako počas bdelosti. U mnohých zvierat sa frekvencia delenia buniek na svetle znižuje a zvyšuje v tme. Tiež sa predpokladá, že hormóny ovplyvňujú mitotickú aktivitu bunky.

Dôvody, ktoré určujú pripravenosť bunky na delenie, sú stále nejasné. Existuje niekoľko dôvodov predpokladať niekoľko takýchto dôvodov:

zdvojnásobenie hmotnosti bunkovej protoplazmy, chromozómov a iných organel, v dôsledku čoho sú narušené vzťahy medzi jadrom a plazmou; na delenie musí bunka dosiahnuť určitú hmotnosť a objem charakteristickú pre bunky daného tkaniva;
duplikácia chromozómov;
sekrécia chromozómov a iných bunkových organel špeciálnych látok, ktoré stimulujú delenie buniek.

Povaha mitózy, ako sme už povedali, sa líši v závislosti od typu a funkčného stavu tkaniva. Bunky rôznych tkanív sa vyznačujú rôznymi typmi mitózy.Pri opísanom type mitózy dochádza k deleniu buniek rovnako a symetricky. V dôsledku symetrickej mitózy sú sesterské bunky dedične ekvivalentné, pokiaľ ide o jadrové gény a cytoplazmu. Okrem symetrickej však existujú aj iné typy mitózy, a to: asymetrická mitóza, mitóza s oneskorenou cytokinézou, delenie viacjadrových buniek (delenie syncýtia), amitóza, endomitóza, endoreprodukcia a polyténia.

Amitóza nazývané priame štiepenie jadra bez vzniku štiepnych útvarov. V tomto prípade dochádza k rozdeleniu jadra jeho "šnurovaním" na dve časti; niekedy sa z jedného jadra vytvorí niekoľko jadier naraz (fragmentácia). Amitóza sa neustále nachádza v bunkách mnohých špecializovaných a patologických tkanív, napríklad v rakovinových nádoroch. Dá sa pozorovať pod vplyvom rôznych škodlivých činidiel (ionizujúce žiarenie a vysoká teplota).

Endomitóza nazývaný takýto proces, keď dôjde k zdvojnásobeniu jadrového štiepenia. V tomto prípade sa chromozómy ako obvykle reprodukujú v interfáze, ale k ich následnej divergencii dochádza vo vnútri jadra so zachovaním jadrového obalu a bez vytvorenia achromatínového vretienka. V niektorých prípadoch sa síce obal jadra rozpustí, ale nedochádza k divergencii chromozómov k pólom, v dôsledku čoho sa počet chromozómov v bunke znásobí aj niekoľko desiatokkrát. Endomitóza sa vyskytuje v bunkách rôznych tkanív rastlín aj živočíchov. Napríklad A. A. Prokofieva-Belgovskaya ukázala, že endomitózou v bunkách špecializovaných tkanív: v kyklopovom podkoží, tukovom tele, peritoneálnom epiteli a iných tkanivách klisničky (Stenobothrus) - súbor chromozómov sa môže zvýšiť 10-krát. Toto znásobenie počtu chromozómov je spojené s funkčnými znakmi diferencovaného tkaniva.

Niekedy dochádza k duplikácii jedného alebo viacerých chromozómov bez akejkoľvek premeny jadra – tento jav sa nazýva tzv. endoreprodukcia.

Takže všetky fázy bunkovej mitózy, ktoré tvoria, sú povinné len pre typický proces.

Embryonálne a meristematické bunky, ktoré nestratili funkciu reprodukcie celého organizmu a patriace k nediferencovaným tkanivám, si zachovávajú celý cyklus mitózy, na ktorom je založená nepohlavná a vegetatívna reprodukcia.

KATEGÓRIE

POPULÁRNE ČLÁNKY

	Negácia nie so slovesami (v osobnom tvare, v infinitíve, v tvare gerundia) sa píše samostatne: nebrať, nebol, nevedieť, pomaly
	Prezentácia, správa o hlavných črtách filozofie renesancie
	Štýl beletrie
	Deti zeme Prezentácia Sme deti zeme pre záhradu
	Prezentácia na tému bariéry v komunikácii, prácu vykonali žiaci Bez komunikácie sa zomkneme do seba.

2023 "kingad.ru" - ultrazvukové vyšetrenie ľudských orgánov