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 cytoplazmy bunky. V priebehu delenia jadra bunky (pozri) rozlišujte niekoľko štádií. V jadre, ktoré je v období medzi delením buniek (medzifázou), (pozri) sú zvyčajne reprezentované tenkými, dlhými (obr., a), prepletenými vláknami; škrupina jadra a jadierka sú dobre viditeľné.

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

V prvej fáze mitózy, takzvanej profáze, sa chromozómy stanú jasne viditeľnými (obr., b-d), skracujú sa a zhrubnú, pozdĺž každého chromozómu sa objaví medzera, ktorá ho rozdelí na dve časti, ktoré sú si navzájom úplne podobné, vďaka čomu je každý chromozóm dvojitý . V ďalšom štádiu mitózy - metafáze sa jadrový obal zničí, jadierko sa rozpustí a zistí sa, že chromozómy ležia v cytoplazme bunky (obr. e). Všetky chromozómy sú usporiadané v jednom rade pozdĺž rovníka a tvoria takzvanú rovníkovú platňu (štádium hviezdy). Zmenami prechádza aj centrozóm. Je rozdelená na dve časti, rozbiehajúce sa smerom k pólom bunky, medzi nimi sa tvoria vlákna tvoriace dvojkónické achromatické vreteno (obr., napr. f).

Mitóza (z gréckeho mitos – vlákno) je nepriame delenie buniek, ktoré spočíva v rovnomernom rozdelení zdvojnásobeného počtu chromozómov medzi dve výsledné dcérske bunky (obr.). Na procese mitózy sa podieľajú dva typy štruktúr: chromozómy a achromatický aparát, ktorý zahŕňa bunkové centrá a vretienko (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 rekonštrukcie jadier; 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 vlákien - chromozómov v bunkovom jadre (pozri). Každý profázny chromozóm pozostáva z dvoch chromatíd, ktoré k sebe svojou dĺžkou tesne priliehajú; 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). Postupom profázy sa chromozómy špirálovito rozbiehajú, v dôsledku čoho sa skracujú a hrubnú. Jadierko mizne ku koncu profázy. V profáze dochádza aj k rozvoju achromatínového aparátu. V živočíšnych bunkách sa bunkové centrá (centrioly) rozdvojujú; okolo nich v cytoplazme sú 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. Centrioly chýbajú v bunkách vyšších rastlín.

Prometafáza je charakterizovaná zmiznutím jadrového obalu a vytvorením vretenovito tvarovanej vláknitej štruktúry (achromatínové vreteno) v bunke, z ktorej niektoré vlákna spájajú póly achromatického aparátu (interzonálne vlákna) a iné - každá dvoch chromatidov s opačnými pólmi bunky (ťahanie nití). Chromozómy ležiace náhodne v profáznom jadre sa začnú presúvať do centrálnej zóny bunky, kde sa nachádzajú v ekvatoriálnej rovine vretienka (metakinéza). Táto fáza sa nazýva metafáza.

Počas anafázy sa partneri každého páru chromatíd oddelia k opačným pólom bunky v dôsledku kontrakcie ťažných nití vretena. Od tej doby je každá chromatida pomenovaná ako dcérsky chromozóm. Chromozómy, ktoré sa rozišli k pólom, sú zostavené do kompaktných skupín, čo je typické pre ďalšie štádium mitózy – telofázu. V tomto prípade sa chromozómy začnú postupne despiralizovať, pričom strácajú svoju hustú štruktúru; okolo nich sa objaví jadrový obal - začína sa proces rekonštrukcie jadier. Zväčšuje sa objem nových jadier, objavujú sa v nich jadierka (začiatok interfázy, resp. štádium „kľudového jadra“).

Proces oddeľovania jadrovej substancie bunky – karyokinéza – je sprevádzaný delením cytoplazmy (pozri) – cytokinézou. Živočíšne bunky v telofáze v oblasti rovníkovej zóny vytvárajú zúženie, ktoré prehĺbením vedie k rozdeleniu cytoplazmy pôvodnej bunky na dve časti. V rastlinných bunkách v rovníkovej rovine sa z malých vakuol endoplazmatického retikula vytvorí bunková priehradka, ktorá od seba oddeľuje dve nové bunkové telá.

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, 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 spleti), jadierko podlieha rozpadu a centrioly sú polarizované.

Na začiatku profázy sa páry centriolov presúvajú k rôznym pólom bunky. Súčasne sa vytvárajú tenké filamenty, ktoré sa radiálne rozchádzajú z každého páru centriol - mikrotubulov. Mikrotubuly vytvorené z jedného bunkového centra sa tiahnu smerom k mikrotubulom, ktoré polymerizujú v inom bunkovom centre. V dôsledku toho sú vzájomne prepojené. Jadrová membrána 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.

Po prvé, centrioly sa nachádzajú v blízkosti jadrovej membrány a potom sa rozchádzajú a vytvárajú bipolárne mitotické vreteno. Tento proces zahŕňa polárne mikrotubuly, ktoré navzájom interagujú, keď sa predlžujú. Jadro a nukleolus prestávajú existovať ako samostatné jednotky. Bunka sa stáva viac pretiahnutou. Počas profázy sú chromozómy najprv vnímané ako dvojité vláknité štruktúry. V budúcnosti získajú tyčovitý tvar.

V profáze mitózy sa EPS a Golgiho komplex rozpadnú na vezikuly. Takáto dočasná deštrukcia organel hrá zásadnú úlohu v rovnomernej distribúcii cytoplazmatického materiálu.

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

metafáza. V tejto fáze sú chromozómy rozmiestnené okolo rovníka a tvoria metafázovú platňu. Ak metafázová doska padá v tangenciálnom reze, potom je viditeľná ako materská hviezda. Stupeň kondenzácie chromozómov dosahuje maximálnu úroveň. Každý chromozóm je držaný párom kinetochorov a pridružených kinetochorových mikrotubulov nasmerovaných na opačné póly mitotického vretienka.

Chromozóm obsahuje molekulu DNA a proteíny viažuce DNA. Chromatín v chromozóme tvorí početné slučky, obsahuje veľa husto zbalených nukleozómov. V profáze a metafáze majú cicavčie chromozómy tvar x alebo y. Chromozómy x majú takzvanú primárnu konstrikciu (centroméru), ktorá spája ramená chromozómov. Úseky metafýzového chromozómu od centroméry po oba konce sa nazývajú ramená chromozómu. Ramená sú dvojité štruktúry pozostávajúce zo susedných 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.

V jednom z pólov ramena chromozómu môžete niekedy nájsť zúženú oblasť - 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 kinetochor, malú diskovitú štruktúru, ktorá leží 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 pre organizáciu mikrotubulov (kinetochorové mikrotubuly). Kinetochory prejavujú svoju aktivitu až od momentu deštrukcie jadrového obalu a pri interakcii s tubulínmi.

Medzi mikrotubuly štiepneho vretienka sa rozlišuje niekoľko typov: kinetochore, polárne a astrálne.

Kinetochorové mikrotubuly pripájajú jeden pól na kinetochor chromozómu a druhý na jeden z diplozómov a oddeľujú chromozómy. Polárne mikrotubuly smerujú z centriol (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 vznikajúcich buniek. K tomu dochádza za priamej účasti mikrotubulov a prebieha rýchlosťou približne 1 µm/min.

V dôsledku divergencie od každého d-chromozómu sa vytvoria dva s-chromozómy. Výsledkom je, že každá bunka dostane identickú diploidnú sadu chromozómov s. Keď sa chromozómy rozchádzajú smerom k pólom, kinetochórové mikrotubuly sa skracujú a deliace 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 v čase.

Telofáza. Toto je posledná fáza mitózy. V telofáze sa chromatidy približujú k pólom, pokračuje rovnomerná distribúcia cytoplazmatického materiálu bunky vrátane mimojadrovej dedičnosti; vzniká jadrová membrána, opäť vznikajú jadierka. Telofáza je ukončená bunkovou cytokinézou s rozdelením jednej materskej bunky na dve dcérske bunky.

V skorej telofáze sú kondenzované s-chromozómy umiestnené v 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 štiepneho vretena a dve nové bunky sa začnú kontúrovať.

V neskorej telofáze začína dekondenzácia chromozómov a fúziou vezikúl z predtým rozpadnutej karyolémy vznikajú jadrové obaly a vznikajú jadierka. Štiepna ryha sa prehlbuje a medzi dcérskymi bunkami zostáva cytoplazmatický mostík, ktorý je ďalej 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 (bunkovom delení) sa vezikuly spoja v bunkách a vytvoria EPS 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, viažu špeciálne proteíny - cyklíny. Iba 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 nevstupuje do Go periódy kvôli komplexom Cdk4 a Cdk6 s cyklínom D.

V druhej polovici periódy G 1 sa vedúcim riadiacim komplexom stáva Cdk2 s cyklínom E. V syntetickom období sa cyklín mení, ale proteínkináza zostáva. Takže na začiatku S-periódy je vedúcim komplexom diclín A-Cdk2 a potom - cyklín B-Cdk2. V období C 2 sa nemení cyklín, ale proteínkináza. Výsledkom je, že kontrolný komplex sa označuje 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. V prometafáze mitózy faktor stimulujúci mitózu fosforyluje aj skupinu proteínov, ktorých komplex sa nazýva kondenzín a fosforyláciou sa práve spúšťa jeho tvorba. Pôsobením histónu H1 a kondenzínu zapadajú chromozómy do metafázových štruktúr. Tento proces vyžaduje použitie ATP.

Pod vplyvom mitózy stimulujúceho faktora navyše dochádza k fosforylácii laminov vnútorného 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. To sa môže vyskytnúť aj v EPS s Golgiho komplexom.

Vplyvom mitózy stimulujúceho faktora dochádza v profáze k polymerizácii mikrotubulov a blokáde ľahkých reťazcov myozínu, čo zabraňuje predčasnej bunkovej cytotómii.

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

Mitogénne faktory indukujú bunkové delenie prostredníctvom aktivácie tyrozínkinázy. To stimuluje tvorbu množstva transkripčných faktorov, takzvaných génov skorej a oneskorenej odpovede. Zmena ich aktivity stimuluje tvorbu cyklín-dependentných kináz a cyklínov. To zase vedie k deleniu 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 je riadený špeciálnymi biologicky aktívnymi látkami – kalónmi alebo inými regulátormi. Príkladom takéhoto regulátora sú jódované hormóny štítnej žľazy - trijódtyronín a tetrajódtyronín. Tieto hormóny aktivujú procesy bunkovej diferenciácie a blokujú 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 faktor nekrózy nádorov. Blokuje tvorbu komplexu mitogén aktivujúcich proteínkináz prostredníctvom množstva intracelulárnych mediátorov (sfingozín). V konečnom dôsledku obsah komplexov cyklínu D s Cdk6 a Cdk4 klesá a bunkové delenie sa zastaví.

Variantom mitózy je fragmentácia – ide o bunkové delenie, kedy počas krátkej interfázy nenastáva nárast materskej bunky. Výsledkom je, že po každom delení sa veľkosť buniek zmenšuje. Štiepenie je charakteristické pre vznik mnohobunkového organizmu (blastuly) z jednobunkového embrya (zygoty) v skorých 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 ktorom sa prenáša a ukladá genetická informácia. V tomto článku sa dozviete viac o vlastnostiach mitotického cyklu, zoznámite sa s charakteristikami všetkých fáz mitózy, ktoré budú zahrnuté v tabuľke.

Pojem "mitotický cyklus"

Všetky procesy, ktoré prebiehajú v bunke, od jedného delenia k druhému a končiac produkciou dvoch dcérskych buniek, sa nazývajú mitotický cyklus. Životný cyklus bunky je tiež stavom pokoja a obdobím výkonu jej priamych funkcií.

Hlavné štádiá mitózy sú:

• 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, hladko prechádzajú z jedného do druhého, nie je medzi nimi jasné oddelenie.

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

TOP 4 článkyktorí čítajú spolu s týmto

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

Ryža. 1. Fázy mitózy

So stručným popisom každej fázy sa môžete zoznámiť v tabuľke „Fázy mitózy“, ktorá je uvedená nižšie.

Tabuľka "Fázy mitózy"

č. p / p	Fáza	Charakteristický
		V profáze mitózy sa jadrová membrána a jadierko rozpúšťajú, centrioly sa rozchádzajú na rôzne póly, začína sa tvorba mikrotubulov, takzvaných vretenovitých závitov a chromatidy sa kondenzujú v chromozómoch.
	metafáza	V tomto štádiu chromatidy v chromozómoch maximálne kondenzujú a zoraďujú sa v ekvatoriálnej časti vretienka a vytvárajú metafázovú platňu. Centriolové vlákna sa pripájajú k centromérom chromatíd alebo sa naťahujú medzi pólmi.
		Je to najkratšia fáza, počas ktorej dochádza k separácii chromatíd po kolapse centromér chromozómov. Pár sa rozchádza na rôzne póly a začína nezávislý životný štýl.
	Telofáza	Je to konečná fáza mitózy, v ktorej novovytvorené chromozómy nadobúdajú svoju normálnu veľkosť. Okolo nich sa vytvorí nový jadrový obal s jadierkom vo vnútri. Závity vretienka sa rozpadajú a miznú, začína sa proces delenia cytoplazmy a jej organel (cytotómia).

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

Atypické formy mitózy

V prírode sa niekedy vyskytujú atypické formy mitózy:

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

Ryža. 2. Amitóza

• Politenia - DNA bunky sa množia, ale bez zvýšenia obsahu chromozómov.
• Endomitóza - počas procesu po replikácii DNA nedochádza k deleniu chromozómov na dcérske chromatidy. V tomto prípade sa počet chromozómov zvyšuje desaťnásobne, objavujú sa polyploidné bunky, čo môže viesť k mutáciám.

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 bunkového delenia, ktoré pozostáva zo štyroch fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Niekedy v prírode existujú atypické metódy delenia, medzi ktoré patrí amitóza, polyténia a endomitóza.

Tématický kvíz

Hodnotenie 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. V prvom rade sa musíte vysporiadať s mitózou. Čo je to za proces, aká je medzifáza mitózy a akú úlohu zohrávajú v ľudskom tele? Viac o tom a bude 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 nemu sú chromozómy obsahujúce DNA rovnomerne rozdelené medzi dcérske bunky tela.

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

Stručne o medzifáze

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

Interfáza je rozdelená do 3 hlavných období:

• fáza G1;
• S-fáza;
• fáza G2.

Všetky prechádzajú v určitom poradí. Zvážme 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 v procese interfázy, v ktorej sa delia bunky tela. Syntéza väčšiny buniek sa spravidla vyskytuje na krátky čas. Po delení buniek 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 má bunka stále jadierka. Aj v poslednej časti interfázy 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 sa chromozómy špiralizujú, v dôsledku čoho nadobúdajú skrútený tvar (je kompaktnejší). Všetky syntetické procesy v bunke tela sú zastavené, 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 bunke až do určitého bodu.
	Ďalšia fáza mitózy, ktorá je sprevádzaná distribúciou kondenzovaných chromozómov v rovníkovej rovine. V tomto období sa mikrotubuly priebežne obnovujú. V metafáze sú chromozómy usporiadané tak, že ich kinetochory sú v inom smere, to znamená, že sú nasmerované k opačným pólom.
	Táto fáza mitózy je sprevádzaná oddelením chromatidov každého z chromozómov od seba. Rast mikrotubulov sa zastaví, teraz sa začínajú rozoberať. Anafáza netrvá dlho, ale počas tejto doby majú bunky čas rozptýliť sa 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, poskytuje mnoho životne dôležitých procesov organizmu, medzi ktoré patrí - embryonálny vývoj.

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- hlavný spôsob delenia eukaryotických buniek, pri ktorom najskôr dochádza k zdvojeniu a potom k rovnomernému rozdeleniu dedičného materiálu medzi dcérske bunky.

Mitóza je nepretržitý proces, v ktorom existujú štyri fázy: 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) je 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 vlákien štiepneho vretienka, "miznutie" jadier, kondenzácia dvojchromatidových chromozómov.

metafáza (2n 4c) - zarovnanie najviac kondenzovaných dvojchromatidových chromozómov v ekvatoriálnej rovine bunky (metafázová doska), pripojenie vretenových vlákien jedným koncom k centriolom, druhým 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 vlákien štiepneho vretienka, 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 zabezpečuje stálosť chromozómovej sady v niekoľkých generáciách buniek. Je základom procesov ako rast, regenerácia, nepohlavné rozmnožovanie atď.

- Ide o špeciálny spôsob delenia eukaryotických buniek, v dôsledku čoho dochádza k prechodu buniek z diploidného stavu do haploidného. Meióza pozostáva z dvoch po sebe nasledujúcich delení, ktorým predchádza jediná replikácia DNA.

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

Medzifáza 1(na začiatku - 2 n 2c, na konci - 2 n 4c) - syntéza a akumulácia látok a energie potrebných na realizáciu oboch delení, 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 filamentov štiepneho vretienka, "miznutie" jadierok, kondenzácia dvojchromatidových chromozómov, konjugácia homológnych chromozómov a kríženie. Konjugácia- proces konvergencie a prekladania 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 ľudskej oogenézy), diakinéza(terminalizácia chiazmy).

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) - zarovnanie bivalentov v ekvatoriálnej rovine bunky, pripojenie závitov štiepneho vretienka na jednom konci k centriolom, na druhom - k centromérom chromozómov.

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

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

Metafáza 2 (1n 2c) - zarovnanie dvojchromatidových chromozómov v rovníkovej rovine bunky (metafázová doska), pripojenie vretenových vlákien jedným koncom k centriolom, 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, vznik jadrových membrán okolo každej skupiny chromozómov, rozpad vlákien štiepneho vretienka, objavenie sa jadierka, delenie cytoplazmy (cytotómia) so vznikom štyroch haploidných buniek ako výsledok.

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

Amitóza

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

bunkový cyklus

bunkový cyklus- život bunky od okamihu jej objavenia sa až po rozdelenie alebo smrť. Povinnou súčasťou bunkového cyklu je mitotický cyklus, ktorý zahŕňa obdobie prípravy na delenie a vlastnú 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 №12„Fotosyntéza. Chemosyntéza"

Ísť do prednášky №14"Rozmnožovanie organizmov"