Fáza, v ktorej končí mitotické delenie. Mitotické delenie buniek

Mitotické delenie buniek

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

Trvá 1-3 hodiny a zabezpečuje rovnomernú distribúciu genetického materiálu do dcérskych buniek. Mitóza zahŕňa 4 hlavné fázy: profázu, metafázu, anafázu a telofázu.

Mitóza je jedným zo základných procesov ontogenézy. Mitotické delenie zabezpečuje rast mnohobunkových eukaryotov 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 konvenčne rozdelená do štádií: profáza, prometafáza, metafáza, anafáza, telofáza. Prvé popisy fáz mitózy a stanovenie ich sekvencie sa uskutočnili v 70-80 rokoch 19. storočia. Koncom sedemdesiatych rokov 19. storočia zaviedol nemecký histológ Walter Flemming 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. V priebehu 70 rokov prebehne v ľudskom tele celkovo 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.

Dielo ruského botanika Russova z roku 1872 jasne popisuje a zobrazuje metafázové a anafázové platničky pozostávajúce z jednotlivých chromozómov.

O rok neskôr nemecký zoológ G.A. Schneider opísal mitotické delenie ešte jasnejšie a dôslednejšie, ale, samozrejme, nie úplne, 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 machov a prasličiek. Napriek prvým úspechom ani Russov, ani Schneider, ani Chistyakov nedokázali podať jasný a konzistentný opis mitotického delenia.

V roku 1875 vyšli práce obsahujúce podrobnejšie popisy mitóz. O. Büchli opísal cytologické vzorce v drviacich vajíčkach škrkaviek a mäkkýšov a v spermatogénnych bunkách hmyzu.

E. Strassburger študoval mitotické delenie v bunkách zelenej riasy Spirogyra, v materských bunkách cibuľového peľu a v materských spórových bunkách machu. E. Strassburger s odvolaním sa na prácu O. Büchliho a na základe vlastného výskumu upozornil na jednotu procesov bunkového delenia v rastlinných a živočíšnych bunkách.

Koncom roku 1878 - začiatkom roku 1879 detailná práca Schleicher a W. Flemming. Schleicher vo svojej práci v roku 1879 navrhol na označenie termín „karyokinéza“. zložité procesy bunkové delenie, čo znamená pohyb jednotlivých častí jadra. Walter Flemming ako prvý zaviedol termín „mitóza“ na označenie nepriameho bunkového delenia, ktorý sa neskôr stal všeobecne akceptovaným. Flemming je tiež zodpovedný za konečnú formuláciu definície mitózy ako cyklického procesu, ktorý končí rozdelením chromozómov medzi dcérske bunky.

V roku 1880 O.V. Baranetsky vytvoril 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 pozostáva z tvorby geneticky identických dcérskych buniek.

V sedemdesiatych rokoch sa začalo dešifrovanie a podrobné štúdium regulátorov mitotického delenia vďaka sérii experimentov na fúzii buniek v rôznych štádiách bunkového cyklu. V tých experimentoch, keď bola bunka v M fáze kombinovaná s bunkou v ktoromkoľvek z medzifázových štádií (G 1, S alebo G 2), interfázové bunky vstúpili do mitotického stavu (začala sa kondenzácia chromozómov a jadrová membrána sa rozpadla).

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

Prvýkrát bol „faktor stimulácie mitózy“ objavený v zrelých neoplodnených vajíčkach žaby s pazúrikmi 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 podporujúce“. faktor“). V priebehu ďalších experimentov sa zistil univerzálny význam a zároveň vysoký stupeň zachovania „faktora stimulácie mitózy“: extrakty pripravené z mitotických buniek veľmi rôznorodé organizmy, keď sa zaviedli do oocytov žaby s pazúrikmi, preniesli ich do M fázy.

Následné štúdie odhalili, že faktor stimulujúci 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 rozpadu pomocou komplexných proteínových proteolytických komplexov - proteazómov. 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 začal výskum jemných regulačných mechanizmov mitózy, ktorý pokračuje dodnes.

Vývoj jednotnej typológie a klasifikácie mitóz komplikuje celý rad znakov, ktoré v rôznych kombináciách vytvárajú rozmanitosť a heterogenitu vzorcov mitotického delenia. Určité možnosti klasifikácie vyvinuté vo vzťahu k niektorým taxónom sú zároveň neprijateľné vo vzťahu k iným, pretože nezohľadňujú špecifiká ich mitóz. Napríklad určité možnosti klasifikácie mitóz charakteristických pre zvieratá resp rastlinné organizmy, sa ukáže ako neprijateľné pre riasy.

Jednou z kľúčových vlastností, ktoré sú základom rôznych typológií a klasifikácií mitotického delenia, je správanie jadrového obalu. Ak sa tvorba vretena a samotné mitotické delenie vyskytuje vo vnútri jadra bez deštrukcie jadrovej membrány, potom sa tento typ mitózy nazýva uzavretý. Mitóza s rozpadom jadrovej membrány sa preto nazýva otvorená a mitóza s rozpadom jadrovej membrány iba na póloch vretena s tvorbou „polárnych okien“ sa nazýva polouzavretá.

Ešte jeden charakteristický znak je typ symetrie mitotického vretienka. Pri pleuromitóze je vreteno bilaterálne symetrické alebo asymetrické a pozostáva spravidla z dvoch polovičných vretien umiestnených v metafáze-anafáze pod uhlom navzájom. Kategória ortomitóz je charakterizovaná bipolárnou symetriou vretena a v metafáze sa často pozoruje rozlíšiteľná rovníková platňa.

V rámci indikovaných symptómov je najpočetnejšia typická otvorená ortomitóza, napríklad princípy a štádiá mitotického delenia sú popísané nižšie. 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 jadrový obal zmiznú na konci fázy (ten sa rozpadne na membránové vezikuly, podobne ako prvky EPS, a komplex pórov a lamina sa disociujú na podjednotky). Karyoplazma je zmiešaná s cytoplazmou.

Centrioly migrujú k opačným pólom bunky a dávajú vznik filamentom mitotického (achromatínového) vretienka. V oblasti centroméry sa vytvárajú špeciálne proteínové komplexy - kinetochory, na ktoré sú naviazané niektoré mikrotubuly vretienka (kinetochorové mikrotubuly); Ukázalo sa, že kinetochory samotné sú schopné vyvolať zostavenie mikrotubulov, a preto môžu slúžiť ako centrá organizujúce mikrotubuly. Zostávajúce mikrotubuly vretienka sa nazývajú pólové mikrotubuly, pretože siahajú od jedného pólu bunky k druhému; Mikrotubuly ležiace mimo vretienka, ktoré sa radiálne rozchádzajú z bunkových centier do plazmalemy, sa nazývajú 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 tam udržiavané vyváženým napätím kinetochorových mikrotubulov. Na konci tejto fázy sú sesterské chromatidy oddelené štrbinou, 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, ale zistilo sa, že v oblasti vretena sa okrem aktínu nachádzajú proteíny ako myozín a dyneín, ako aj množstvo regulačných proteínov. Podľa niektorých pozorovaní je to spôsobené skracovaním (demontážou) mikrotubulov pripevnených na kinetochory. Anafáza je charakterizovaná predĺžením mitotického vretienka v dôsledku určitej divergencie bunkových pólov. Končí sa nahromadením na póloch bunky dvoch rovnakých sád chromozómov, ktoré tvoria obrazy hviezd (štádium dcérskych hviezd). Na konci anafázy sa v dôsledku kontrakcie aktínových mikrofilament sústredených po obvode bunky (kontraktilný prstenec) začne vytvárať bunková konstrikcia, ktorá po prehĺbení povedie v ďalšej fáze k cytotómii.

Telofáza je konečná fáza mitózy, počas ktorej sa rekonštruujú jadrá dcérskych buniek a dokončuje sa ich separácia. Okolo kondenzovaných chromozómov dcérskych buniek z membránových vezikúl (podľa iných zdrojov z EPS) sa obnoví karyolema, s ktorou je spojená formujúca sa lamina a znovu sa objavia jadierka, ktoré sa tvoria z úsekov zodpovedajúcich chromozómov. Bunkové jadrá sa postupne zväčšujú a chromozómy sa postupne despirujú a miznú, pričom ich nahrádza chromatínový vzor medzifázového jadra. Súčasne sa prehlbuje bunková konstrikcia a bunky zostávajú po určitú dobu spojené zužujúcim sa cytoplazmatickým mostíkom obsahujúcim zväzok mikrotubulov (stredné telo). Ďalšia ligácia cytoplazmy končí vytvorením dvoch dcérskych buniek. V telofáze sú organely distribuované medzi dcérske bunky; Jednotnosť tohto procesu je uľahčená skutočnosťou, že niektoré organely sú pomerne početné (napríklad mitochondrie), zatiaľ čo iné (ako ER 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 – správny, ploon – záhyb); v mnohých prípadoch nedochádza k cytotómii, čo vedie k tvorbe obrovských buniek. Atypické mitózy sú charakteristické pre zhubné nádory a ožiarené tkanivá. Čím vyššia je ich frekvencia a väčší stupeň aneuploidiou, čím je nádor malígnejší. Narušenie normálneho delenia mitotických buniek môže byť spôsobené chromozómovými abnormalitami, ktoré sa nazývajú chromozomálne aberácie (z latinského Aberratio – odchýlka). Medzi varianty chromozómových aberácií patrí adhézia chromozómov, ich rozpad na fragmenty, strata úseku, výmena fragmentov, zdvojenie jednotlivých úsekov chromozómov a pod. mutagénov a ionizujúceho žiarenia na bunky.

karyotypizácia - diagnostický test na vyhodnotenie karyotypu (súboru chromozómov) sa vykonáva štúdiom chromozómov v metafázovej platni. Na karyotypizáciu sa získa bunková kultúra, do ktorej sa zavádza kolchicín, látka, ktorá blokuje tvorbu mitotického vretienka. Z takýchto buniek sa extrahujú chromozómy, ktoré sa potom farbia a identifikujú. Normálny ľudský karyotyp predstavuje 46 chromozómov - 22 párov autozómov a dva pohlavné chromozómy (XY u mužov a XX u žien). Karyotypizácia vám umožňuje diagnostikovať množstvo chorôb spojených s chromozomálne abnormality najmä Downov syndróm (trizómia 21. chromozómu), Edwardsov syndróm (trizómia 18. chromozómu), Patauov syndróm (trizómia 13. chromozómu), ako aj množstvo syndrómov spojených s abnormalitami pohlavných chromozómov - Klinefelterov syndróm (genotyp - XXY), Turner (genotyp - XO) a iné.

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

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 vreteno tvorí mimo jadra a jadrový obal je zničený počas mitózy. Hoci mitóza v jednobunkových eukaryotoch ešte nie je dobre pochopená, možno predpokladať, že vznikla z binárneho štiepenia a nakoniec dosiahla úroveň zložitosti, ktorá sa nachádza v mnohobunkových organizmoch.

V mnohých jednoduchých eukaryotoch zostala mitóza tiež procesom spojeným s membránou, ale teraz nie plazmou, ale jadrom.

Hlavnými regulačnými mechanizmami mitózy sú procesy fosforylácie a proteolýzy.

Reverzibilné fosforylačné a defosforylačné reakcie umožňujú reverzibilné udalosti mitózy, ako je zostavenie/dezintegrácia vretienka alebo dezintegrácia/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 bunkového deliaceho aparátu.

Aktívna úloha pri delení mitotických buniek sa často pripisuje cytoskeletálnym štruktúram. Univerzálne pre živočíšne aj rastlinné bunky je bipolárne mitotické vreteno pozostávajúce z mikrotubulov a pridružených proteínov. Vreteno zabezpečuje striktne identickú distribúciu chromozómov medzi deliacimi pólmi, 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 tiež zabezpečuje, že všetky informácie sú kompletne prenesené do každého z dcérskych jadier; v dôsledku toho má každá bunka všetky genetické informácie potrebné na rozvoj 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 diploidná bunka, ale tento proces prebieha podobným spôsobom v haploidných bunkách, napríklad v bunkách gametofytickej generácie rastlín.

Reprodukcia buniek je jedným z najdôležitejších biologických procesov a je nevyhnutnou podmienkou existencie všetkého živého. K reprodukcii dochádza delením pôvodnej bunky.

Bunka je najmenšia morfologická štruktúrna jednotka každého živého organizmu, schopná vlastnej produkcie a sebaregulácie. Čas jeho existencie od rozdelenia po smrť alebo následné rozmnoženie sa nazýva bunkový cyklus.

Tkanivá a orgány sa skladajú z rôzne bunky, ktoré majú svoju dobu existencie. Každý z nich rastie a vyvíja sa, aby zabezpečil životné funkcie tela. Trvanie mitotického obdobia je odlišné: krvné a kožné bunky vstupujú do procesu delenia každých 24 hodín a neuróny sú schopné reprodukcie iba u novorodencov a potom úplne strácajú svoju schopnosť reprodukovať.

Existujú 2 typy delenia – priame a nepriame. Somatické bunky sa reprodukujú nepriamo; gaméty alebo zárodočné bunky podliehajú meióze ( priame delenie).

Mitóza - nepriame delenie

Mitotický cyklus

Mitotický cyklus zahŕňa 2 po sebe nasledujúce štádiá: interfázu a mitotické delenie.

Medzifáza(kľudové štádium) - príprava bunky na ďalšie delenie, kde dochádza k duplikácii pôvodného materiálu s následnou jeho rovnomernou distribúciou medzi novovzniknuté bunky. Zahŕňa 3 obdobia:

• • Presyntetické(G-1) G – z anglického gar, teda medzera, prebieha príprava na následnú syntézu DNA, produkciu enzýmov. Experimentálne sa uskutočnila inhibícia prvej periódy, v dôsledku čoho bunka nevstúpila do ďalšej fázy.
  • Syntetický(S) je základom bunkového cyklu. Dochádza k replikácii chromozómov a centriolov bunkového centra. Až potom môže bunka prejsť do mitózy.
  • Postsyntetické(G-2) alebo premitotické obdobie - dochádza k akumulácii mRNA, ktorá je nevyhnutná pre nástup samotného mitotického štádia. V období G-2 sa syntetizujú proteíny (tubulíny) - hlavná zložka mitotického vretienka.

Po skončení predmitotického obdobia začína mitotické delenie. Proces zahŕňa 4 fázy:

1. Profáza– v tomto období dochádza k deštrukcii jadierka, rozpúšťaniu jadrovej membrány (nukleolému), centrioly sú umiestnené na opačných póloch tvoriacich deliaci aparát. Má dve podfázy:
   • skoro- vidno nitkovité telieska (chromozómy), ešte nie sú od seba zreteľne oddelené;
   • neskoro- dajú sa vysledovať jednotlivé časti chromozómov.
2. Metafáza– začína od okamihu deštrukcie nukleolému, keď chromozómy ležia chaoticky v cytoplazme a práve sa začínajú pohybovať smerom k rovníkovej rovine. Všetky páry chromatidov sú navzájom spojené v centromére.
3. Anaphase- v jednom momente sa všetky chromozómy oddelia a presunú do opačných bodov bunky. Toto je krátka a veľmi dôležitá fáza, pretože práve počas nej dochádza k presnému deleniu genetického materiálu.
4. Telofáza- chromozómy sa zastavia, opäť sa vytvorí jadrová membrána a jadierko. V strede sa vytvorí zúženie, ktoré rozdelí telo materskej bunky na dve dcérske bunky, čím sa dokončí mitotický proces. V novovytvorených bunkách opäť začína obdobie G-2.

Meióza - priame delenie

Meióza - priame delenie

Existuje špeciálny proces reprodukcie, nachádza sa len v zárodočných bunkách (gamétach) je meióza (priame delenie). Výrazná vlastnosť lebo je to absencia medzifázy. Meióza z jednej pôvodnej bunky produkuje štyri, s haploidnou sadou chromozómov. Celý proces priameho delenia zahŕňa dve po sebe nasledujúce etapy, ktoré pozostávajú z profázy, metafázy, anafázy a telofázy.

Pred začiatkom profázy zárodočné bunky zdvojnásobia svoj pôvodný materiál, čím sa stanú tetraploidnými.

Profáza 1:

1. leptotén- chromozómy sú viditeľné vo forme tenkých nití, skracujú sa.
2. zygotén- štádium konjugácie homológnych chromozómov, v dôsledku čoho sa vytvárajú bivalenty. Konjugácia dôležitý bod Meióza, chromozómy sa k sebe priblížia tak blízko, ako je to len možné, aby sa prekrížilo.
3. Pachytena- chromozómy sa zahusťujú, stále viac sa skracujú, dochádza k prekríženiu (výmena genetickej informácie medzi homológnymi chromozómami, to je základ evolúcie a dedičnej variability).
4. Diplotena– štádium zdvojených reťazcov, chromozómy každého bivalentu sa rozchádzajú, pričom sa zachováva spojenie len v oblasti kríža (chiazma).
5. Diakinéza— DNA sa začne kondenzovať, chromozómy sa veľmi skrátia a oddelia.

Profáza končí deštrukciou nukleolému a vytvorením vretienka.

Metafáza 1: bivalenty sa nachádzajú v strede bunky.

Anafáza 1: zdvojené chromozómy sa presúvajú na opačné póly.

Telofáza 1: proces delenia je ukončený, bunky dostanú 23 bivalentov.

Bez následného zdvojenia materiálu vstupuje bunka druhá fáza divízie.

Profáza 2: opäť sa opakujú všetky procesy, ktoré boli v profáze 1, a to kondenzácia chromozómov, ktoré sú chaoticky umiestnené medzi organelami.

Metafáza 2: dve chromatidy spojené v krížení (univalenty) sú umiestnené v rovníkovej rovine a vytvárajú dosku nazývanú metafáza.

Anafáza 2:- univalent sa delí na samostatné chromatidy alebo monády a tie smerujú k rôznym pólom bunky.

Telofáza 2: Proces delenia je dokončený, vytvára sa jadrový obal a každá bunka dostane 23 chromatidov.

meióza – dôležitý mechanizmus v živote všetkých organizmov. V dôsledku tohto delenia získame 4 haploidné bunky, ktoré majú polovicu požadovanú sadu chromatid. Počas oplodnenia tvoria dve gaméty plnohodnotnú diploidnú bunku, ktorá si zachováva svoj vlastný karyotyp.

Je ťažké si predstaviť našu existenciu bez meiotického delenia, inak by všetky organizmy dostali dvojité sady chromozómov s každou ďalšou generáciou.

1. Definujte život a mitotické cykly bunky.
Životný cyklus- časový úsek od okamihu, keď sa bunka objaví v dôsledku delenia, až do jej smrti alebo do ďalšieho delenia.
Mitotický cyklus– súbor sekvenčných 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 buniek.

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 v tele pochádzajú z jednej rodičovskej bunky (zygoty) prostredníctvom mitózy.

1) Profáza

• chromatín špirálovito (skrúca, kondenzuje) do chromozómov
• jadierka miznú
• jadrový obal sa rozpadá
• Centrioly sa rozchádzajú k pólom buniek, vzniká vreteno

2) Metafáza- chromozómy sa zoraďujú pozdĺž rovníka bunky, vzniká metafázová platnička

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

4) Telofáza

• chromozómy sa despirujú (odvíjajú, dekondenzujú) do stavu chromatínu
• objaví sa jadro a jadierka
• vretenové vlákna sú zničené
• 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 cez rozdelenie materskej bunky až po jej vlastné rozdelenie alebo smrť.

Bunkový cyklus pozostáva z dvoch období:

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

Interfáza pozostáva z niekoľkých fáz:

• presyntetické: bunka rastie, dochádza v nej k aktívnej syntéze RNA a proteínov a zvyšuje sa počet organel; okrem toho dochádza k príprave na zdvojenie DNA (akumulácia nukleotidov)
• syntetické: dochádza k zdvojeniu (replikácii, reduplikácii) DNA
• postsyntetický: bunka sa pripravuje na delenie, syntetizuje látky potrebné na delenie, napríklad vretenovité bielkoviny.

ĎALŠIE INFORMÁCIE: Mitóza, rozdiely medzi mitózou a meiózou, bunkový cyklus, duplikácia DNA (replikácia)
ČASŤ 2 ÚLOHY: Mitóza

Testy a úlohy

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

Vyberte si ten, ktorý vám najviac vyhovuje správna možnosť. Proces reprodukcie buniek v organizmoch rôzne kráľovstvá divoká zver sa nazýva
1) meióza
2) mitóza
3) hnojenie
4) drvenie

Všetky nasledujúce znaky, okrem dvoch, možno použiť na opis procesov medzifázy bunkového cyklu. Identifikujte dve funkcie, z ktorých „vypadnú“. všeobecný zoznam a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené v tabuľke.
1) rast buniek
2) divergencia homológnych chromozómov
3) usporiadanie chromozómov pozdĺž rovníka bunky
4) replikácia DNA
5) syntéza organických látok

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V akom štádiu života sa chromozómy špirálovito menia na bunky?
1) medzifáza
2) profáza
3) anafáza
4) metafáza

Vyberte tri možnosti.

Ktoré bunkové štruktúry podliehajú počas mitózy najväčším zmenám?
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) usporiadanie chromozómov v rovníkovej rovine
2) replikácia DNA a tvorba dvojchromatidových chromozómov
3) chromozómová špirála
4) divergencia sesterských chromozómov k bunkovým pólom

2. Stanovte postupnosť procesov prebiehajúcich počas interfázy a mitózy. Zapíšte si zodpovedajúcu postupnosť čísel.
1) spiralizácia chromozómov, zánik jadrového obalu
2) divergencia sesterských chromozómov k bunkovým pólom
3) tvorba dvoch dcérskych buniek
4) zdvojnásobenie molekúl DNA
5) umiestnenie chromozómov v rovine bunkového rovníka

3. Stanovte 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 jednochromatidových chromozómov k bunkovým pólom
5) tvorba metafázovej platne

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Keď sa bunka delí, vytvorí sa v nej vreteno
1) profáza
2) telofáza
3) metafáza
4) anafáza

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Mitóza sa NEVYCHÁDZA v profáze
1) rozpustenie jadrovej membrány
2) tvorba vretena
3) zdvojnásobenie chromozómov
4) rozpustenie jadierok

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

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

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V akej fáze mitózy sú páry chromatíd pripojené svojimi centromérmi k vláknam 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) vreteno nakoniec zmizne
D) chromozómy despiračné
D) oddelia sa centroméry chromozómov

Všetky nasledujúce funkcie, okrem dvoch, možno použiť na opis procesov prebiehajúcich v medzifáze. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené v tabuľke.
1) replikácia DNA
2) tvorba jadrovej membrány
3) chromozómová špirála
4) Syntéza ATP
5) syntéza všetkých typov RNA

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

Všetky charakteristiky uvedené nižšie okrem dvoch sa používajú na opis fázy mitózy znázornenej na obrázku. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) jadierko zmizne
2) vzniká štiepne vreteno
3) Molekuly DNA sa zdvojnásobia
4) chromozómy sa aktívne podieľajú na biosyntéze proteínov
5) chromozómy špirálovito

Stanovte postupnosť procesov prebiehajúcich počas mitózy. Zapíšte si zodpovedajúcu postupnosť čísel.
1) chromozómová špirála
2) chromatidová divergencia
3) vytvorenie štiepneho vretena
4) despiralizácia chromozómov
5) delenie cytoplazmy
6) umiestnenie chromozómov na rovníku bunky

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Čo je sprevádzané špirálovitosťou chromozómov na začiatku mitózy?
1) získanie štruktúry dichromatidu
2) aktívna účasť chromozómov na biosyntéze bielkovín
3) zdvojnásobenie molekuly DNA
4) zvýšená transkripcia

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
B) Syntéza ATP na replikáciu molekúl DNA
D) syntéza proteínov na vytvorenie mikrotubulov
D) replikácia DNA
E) duplikácia centriolov

1. Všetky nasledujúce znaky, okrem dvoch, možno použiť na opis procesu mitózy. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) je základom nepohlavného rozmnožovania
2) nepriame delenie
3) poskytuje regeneráciu
4) redukčné delenie
5) zvyšuje sa genetická diverzita

2. Všetky vyššie uvedené charakteristiky, okrem dvoch, možno použiť na opis procesov mitózy. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) tvorba bivalentov
2) konjugácia a kríženie
3) stálosť počtu chromozómov v bunkách
4) tvorba dvoch buniek
5) zachovanie chromozómovej štruktúry

Všetky znaky uvedené nižšie, okrem dvoch, sa používajú na opis procesu znázorneného na obrázku. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ 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) tvorba dvoch dcérskych buniek
5) priame delenie

Všetky procesy uvedené nižšie okrem dvoch prebiehajú 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) dochádza k cytokinéze
D) počet molekúl DNA sa zdvojnásobí
D) dochádza k spiralizácii chromozómov

Aké procesy prebiehajú v bunke počas interfázy?
1) syntéza proteínov v cytoplazme
2) chromozómová špirála
3) syntéza mRNA v jadre
4) reduplikácia molekúl DNA
5) rozpustenie jadrovej membrány
6) divergencia centriolov centra bunky k pólom bunky

Určite fázu a typ delenia znázornený na obrázku. Napíšte 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

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2018

Adblock detektor

Mitóza v živočíšnych a rastlinných bunkách

Najviac dôležitá udalosť, ktorá sa vyskytuje pri mitóze, je rovnomerná distribúcia genetického materiálu. Mitóza v živočíšnych a rastlinných bunkách je takmer rovnaká, existuje však množstvo rozdielov, ktoré sú uvedené v našej tabuľke (obr.

4). V rastlinnej bunke nie sú centrioly, ale v živočíšna bunka Sú prítomné centrioly, bunková platnička sa tvorí v rastlinnej bunke, ale nie v živočíšnej.

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

V rastlinných bunkách počas cytokinézy sa konstrikcia nevytvorí, ale v živočíšnych bunkách sa vytvorí konstrikcia. Mitózy v rastlinných bunkách sa vyskytujú hlavne v meristémoch, zatiaľ čo v živočíšnych bunkách sa mitózy vyskytujú v rôznych tkanivách a oblastiach tela.

Mitóza je rozdelená do štyroch po sebe nasledujúcich fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza (obr. 5). Interfáza je hlavnou fázou 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 dochádza v jadre k špirále DNA a pri pohľade na bunku pod mikroskopom môžete vidieť pevne skrútené chromozómy (obr. 6).

Ryža. 6. Profáza mitózy

Zvyčajne je vidieť, že každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov a spojovacích oblastí - centromér. V tomto štádiu zmiznú jadierka. V živočíšnych bunkách a nižšie rastliny Centrioly sa pohybujú 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

Ku koncu profázy (obr. 7) sa jadrový obal rozpadá alebo rozpúšťa a mikrotubuly začínajú vytvárať vreteno (obr. 8).

Ryža. 8. Ukončenie profázy a prechod do metafázy

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

9. Metafáza: vreteno. 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. Farebný prípravok. Vreteno tvoria centroméry (modré), mikrofibrily (fialové) a chromozómy platničky metafázy – žlté.

Anafáza je veľmi krátka fáza (obr. 11). Každý chromozóm sa pozdĺžne rozdelí na dve identické chromatidy, ktoré sa rozchádzajú na opačné póly bunky, teraz nazývané 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. Stojí za zmienku, že v blízkosti každého pólu je dvakrát menej nosičov informácií - molekúl DNA kompaktne zabalených do chromozómov - ako v pôvodnej bunke.

Telofáza je poslednou fázou, dcérske chromozómy despirujú na póloch buniek 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

Závity vretena sa rozpadajú. V tomto bode sa karyokinéza končí a začína sa cytokinéza (obr. 13), pričom v zvieracích bunkách v rovníkovej rovine vzniká zúženie. Prehlbuje sa, až kým nedôjde k oddeleniu dvoch dcérskych buniek.

Ryža. 13. Cytokinéza

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

Mitóza poskytuje predovšetkým genetickú stabilitu. V dôsledku mitózy sa vytvoria dve jadrá, ktoré obsahujú rovnaký počet chromozómov, aký bol v materskej alebo rodičovskej bunke.

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

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

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

Mitóza je jedným z hlavných mechanizmov rastu 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:

Hľadať na stránke:

§ 28. Bunkové delenie - Mamontová, Sonina, ročník 9 (odpovede)

1. Definujte život a mitotické cykly bunky.

Životný cyklus - časový úsek od okamihu, keď sa bunka objaví v dôsledku delenia, až do jej smrti alebo do ďalšieho delenia.

Mitotický cyklus je súbor sekvenčných a vzájomne prepojených 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 buniek.

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, obnova tkaniva po poškodení, udržiavanie štrukturálnej integrity tkanív s neustálou stratou buniek v procese ich fungovania.

5. Označte fázy mitózy a urobte schematické nákresy odrážajúce udalosti vyskytujúce sa v bunke počas určitej fázy mitózy. Vyplňte tabuľku.

Bunkové delenie je ústredným bodom reprodukcie.

Pri procese delenia vznikajú z jednej bunky dve bunky. Na základe asimilácie organických a anorganických látok si bunka vytvára vlastnú bunku s charakteristickou štruktúrou a funkciami.

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

Počas procesu mitózy dochádza:

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

Teda v mitóze všetky životný cyklus jadrové gény: duplikácia, distribúcia a fungovanie; V dôsledku dokončenia mitotického cyklu skončia sesterské bunky s rovnakým „dedičstvom“.

Počas delenia bunkové jadro prechádza piatimi postupnými štádiami: interfázou, profázou, metafázou, anafázou a telofázou; niektorí cytológovia identifikujú 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 sieťová štruktúra jadro sa postupne mení na chromozómové vlákna. Od najranejšej profázy, dokonca aj vo svetelnom mikroskope, možno pozorovať duálnu povahu chromozómov. To naznačuje, že v jadre prebieha v skorej alebo neskorej interfáze najdôležitejší proces mitózy – zdvojnásobenie alebo reduplikácia chromozómov, v ktorej každý z materských chromozómov vytvára podobný – dcérsky. Výsledkom je, že každý chromozóm vyzerá pozdĺžne zdvojený. Tieto polovice chromozómov, ktoré sa nazývajú sesterské chromatidy, sa však v profáze neoddeľujú, pretože ich drží pohromade jedna spoločná oblasť – centroméra; centromerická oblasť sa delí 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 duplikácii centrioly, po ktorej sa v profáze začnú dcérske centrioly zbiehať k pólom a formáciám astrosféry a vretienka, ktoré sa nazývajú nový aparát. Súčasne sa rozpúšťajú jadierka. Podstatným znakom konca profázy je rozpustenie jadrovej membrány, v dôsledku čoho sa chromozómy dostanú do celkovej hmoty cytoplazmy a karyoplazmy, ktoré teraz tvoria myxoplazmu. Toto končí profázu; 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. V tejto chvíli však ešte nebola dokončená tvorba achromatínového vretena.

Metafáza nazývané štádium dokončenia usporiadania chromozómov na rovníku vretienka. Charakteristické usporiadanie chromozómov v rovníkovej rovine sa nazýva ekvatoriálna alebo metafázová platňa. Vzájomné usporiadanie chromozómov je náhodné. V metafáze sa počet a tvar chromozómov jasne odhalí, najmä pri skúmaní rovníkovej platne 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, a rozchádzajú sa k pólom. V tomto prípade sa najprv centromerické oblasti navzájom odpudzujú a potom sa samotné chromozómy rozchádzajú k pólom. Treba povedať, že divergencia chromozómov v anafáze začína súčasne – „ako na povel“ – a končí veľmi rýchlo.

Počas telofázy sa dcérske chromozómy despirujú a strácajú svoju zdanlivú individualitu. Vytvorí sa obal jadra a samotné jadro. Jadro sa rekonštruuje na opačné poradie v porovnaní so zmenami, ktorými prešla v profáze. Nakoniec sa obnovia aj jadierka (alebo jadierka), a to v rovnakom 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 medzifázového stavu.

Schéma cytokinézy živočíšnych a rastlinných buniek

Obrázok vyššie ukazuje diagram cytokinézy v živočíšnych a rastlinných bunkách. V živočíšnej bunke dochádza k deleniu previazaním cytoplazmy materskej bunky. V rastlinnej bunke dochádza k tvorbe bunkového septa s oblasťami vretenovitých plakov, ktoré tvoria v rovníkovej rovine priečku nazývanú fragmoplast. Tým sa mitotický cyklus končí. Jeho trvanie zrejme 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.

Vnútorné aj vonkajšie faktory prostredia pôsobiace na rast organizmu a jeho funkčný stav ovplyvňujú trvanie bunkového delenia a jeho jednotlivých fáz. Pretože jadro hrá obrovskú úlohu v metabolických procesoch bunky, je prirodzené veriť, že trvanie mitotických fáz sa môže meniť v súlade s funkčným stavom orgánového tkaniva. Napríklad sa zistilo, že počas odpočinku a spánku zvierat je mitotická aktivita rôznych tkanív oveľa 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, stále zostávajú nejasné. Existuje niekoľko dôvodov na uvedenie dôvodov:

1. zdvojnásobenie hmoty 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;
2. zdvojnásobenie chromozómov;
3. sekrécia špeciálnych látok chromozómami a inými bunkovými organelami, ktoré stimulujú delenie buniek.

Mechanizmus divergencie chromozómov k pólom v anafáze mitózy tiež zostáva nejasný. Zdá sa, že aktívnu úlohu v tomto procese zohrávajú vretenové vlákna, ktoré predstavujú proteínové vlákna 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 mitóz.Pri opísanom type mitózy dochádza k deleniu buniek rovnako a symetricky. V dôsledku symetrickej mitózy sú sesterské bunky dedične ekvivalentné z hľadiska jadrových génov aj cytoplazmy. 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 je nerovnaká veľkosť sesterských (dcérskych) buniek neuroblastu kobylky, zvieracích vajíčok počas dozrievania a počas špirálovej fragmentácie; keď sa jadrá v peľových zrnách delia, jedna z dcérskych buniek sa môže ďalej deliť, druhá nie atď.

Mitóza s oneskorenou cytokinézou je charakteristická tým, že bunkové jadro sa mnohonásobne delí a až potom sa delí bunkové telo. V dôsledku tohto delenia sa vytvárajú viacjadrové bunky ako syncytium. Príkladom toho je tvorba endospermových buniek a produkcia spór.

Amitóza nazývané priame jadrové štiepenie bez vytvárania štiepnych obrazcov. 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 vyskytuje 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 Toto je názov pre proces, pri ktorom sa jadrové štiepenie zdvojnásobuje. 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 jadrová membrána rozpúšťa, ale chromozómy sa nerozchádzajú 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 podkoží kyklopov, tukovom tele, peritoneálnom epiteli a iných tkanivách klisničky (Stenobothrus) - súbor chromozómov sa môže zväčšiť 10-krát. . Toto zvýšenie počtu chromozómov je spojené s funkčnými charakteristikami diferencovaného tkaniva.

Počas polyténie sa počet chromozomálnych reťazcov znásobuje: po zdvojení po celej dĺžke sa nerozchádzajú a zostávajú vedľa seba. V tomto prípade sa počet chromozomálnych 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 slinné žľazy Diptera, v bunkách niektorých rastlín a prvokov.

Niekedy dochádza k duplikácii jedného alebo viacerých chromozómov bez akýchkoľvek jadrových premien – tento jav sa nazýva endoreprodukcia.

Takže všetky fázy bunkovej mitózy, ktoré tvoria mitotický cyklus, sú 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 patria k nediferencovaným tkanivám, si zachovávajú celý cyklus mitózy, na ktorom 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 znaky 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 pri práci s mikroskopom;
• identifikovať 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“.

Kroky lekcie

1. Organizačný moment.

Stanovenie cieľa hodiny, definovanie problému a témy hodiny.

Dieťa v čase narodenia váži v priemere 3 - 3,5 kg a má výšku okolo 50 cm, medvedík hnedý, ktorého rodičia dosahujú hmotnosť 200 kg a viac, váži najviac 500 g a maličký klokan váži menej ako 1 gram. Zo sivého nenápadného mláďaťa vyrastá krásna labuť, mrštný pulec sa premení na usadenú ropuchu a zo žaluďa zasadeného pri dome vyrastie mohutný dub, ktorý o sto rokov neskôr teší svojou krásou nové generácie ľudí.

Problematická otázka. Aké procesy umožňujú všetky tieto zmeny? (Snímka 1)

Všetky tieto zmeny sú možné vďaka schopnosti organizmov rásť a rozvíjať sa. Strom sa nezmení na semienko, ryba sa nevráti do vajíčka - 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)

Téma lekcie: „Delenie buniek. Mitóza“ (Snímka 3)

Začať študovať Nová téma musíme si zapamätať predtým preštudovaný materiál (snímky 4, 5, 6)

2. Štúdium nového materiálu.

TYPY DELENIA BUNIEK (Snímka 7)

Jedno z ustanovení bunkovej teórie je založené na závere nemeckého vedca Rudolfa Virchowa „Každá bunka je z bunky“. To znamenalo začiatok štúdia procesov bunkového delenia, ktorých hlavné princípy boli identifikované koncom 19. storočia.

Reprodukcia je jednou z najdôležitejšie vlastnostiživé organizmy. Všetky živé organizmy bez výnimky sú schopné reprodukcie - od baktérií po cicavce. Metódy reprodukcie v rôznych organizmoch sa môžu navzájom veľmi líšiť, ale základom každého typu reprodukcie je delenie buniek. Dĺžka života mnohobunkový organizmus prekračuje životnosť väčšiny buniek, z ktorých pozostáva. takže, nervové bunky prestať deliť aj počas vnútromaternicový vývoj. Po vytvorení sa bunky, ktoré tvoria priečne pruhované svalové tkanivo u zvierat a zásobné tkanivo u rastlín, už nedelia. Mnohobunkové organizmy rastú, vyvíjajú sa, obnovujú bunky a tkanivá, dokonca aj časti tela (Nezabudnite na regeneráciu) Je známe, že bunky starnú a odumierajú. Napríklad pečeňové bunky žijú 18 mesiacov, červené krvinky - 4 mesiace, črevný epitel 1-2 dni (asi 70 miliárd zomrie každý deň).

črevné epitelové bunky a 2 miliardy červených krviniek). To znamená, že bunky sa v tele neustále obnovujú. Je tiež známe, že v priemere sa bunky obnovujú 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 rozdelenie medzifázového jadra zovretím bez vytvorenia vretienka (chromozómy sú vo svetelnom mikroskope vo všeobecnosti nerozoznateľné). K tomuto deleniu dochádza v jednobunkových organizmoch (napr. amitózou sa delia polyploidné veľké jadrá nálevníkov), ako aj v niektorých vysoko špecializovaných bunkách rastlín a živočíchov s oslabenou fyziologickou aktivitou, degenerujúcich, odsúdených na smrť, či pri rôznych patologických procesoch. ako je malígny rast, zápal a pod. Po amitóze bunka nie je schopná vstúpiť do mitotického delenia.

MITÓZA (z gréckeho Mitos – vlákno) nepriame delenie, je hlavnou metódou delenia eukaryotických buniek. Mitóza je proces bunkového delenia, pri ktorom dcérske bunky dostávajú genetický materiál identický s materiálom obsiahnutým v materskej bunke.

MEIOZA (nepriame štiepenie) je zvláštnym spôsobom bunkové delenie, čo má za následok zníženie (zníženie) počtu chromozómov na polovicu. Počas meiózy dochádza k dvom bunkovým deleniam a z jednej diploidnej bunky (2n2c) vznikajú štyri haploidné (nc) zárodočné bunky. Pri ďalšom procese oplodnenia (fúzie gamét) dostane organizmus novej generácie opäť diploidnú sadu chromozómov, t.j. karyotyp organizmov daného druhu zostáva počas niekoľkých generácií konštantný.

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

Mitóza je hlavnou metódou bunkového delenia.

Mitóza (z gréckeho mitos - vlákno) je nepriame delenie buniek. Zabezpečuje rovnomerný prenos dedičnej informácie z 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 (interfáza) a samotného delenia – mitózy (profáza, metafáza, anafáza a telofáza).

Charakteristika 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 vám bude predstavené video „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 č.5.(Snímka 14, 15)

Téma: "Mitóza v bunkách koreňov cibule."

Cieľ:študovať proces mitózy v bunkách koreňov cibule.

Vybavenie: svetelné mikroskopy, mikroprípravky „Mitóza v bunkách koreňov cibule“.

Pokrok

1. Preskúmajte hotové mikrosklíčko, ak je to možné, nájdite bunky vo všetkých štádiách mitózy.

2. Porovnajte mikroskopický obrázok s mikrofotografiou v prezentácii lekcie (snímka).
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 váha 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 podmienky môžu životné prostredie ovplyvňujú proces mitózy. Aké následky to môže mať pre telo?

3. Prečo sa počas mitózy tvoria dcérske bunky so sadou chromozómov rovnajúcou sa sade chromozómov v materskej bunke? Čo to znamená v živote organizmov?

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

5. Prečo sa počas mitózy tvoria dcérske bunky so sadou chromozómov rovnajúcou sa sade chromozómov v materskej bunke? Čo to znamená v živote organizmov?

Na konci hodiny sú výsledky zhrnuté.

Mitóza je veľmi významný proces, vedci vynaložili veľa úsilia a času na pochopenie všetkých vlastností tohto procesu. Napríklad sa zistilo, že mitóza v rastlinných a živočíšnych bunkách prebieha s určitými rozdielmi a že existujú faktory, ktoré negatívne 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 vo všetkých eukaryotoch sa nachádza takzvané priame jadrové delenie alebo amitóza. 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 charakteristické 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 „porucha mitózy“

Vytvorte logické dvojice: typ dopadu – dôsledky.

„správny priebeh mitózy môžu narušiť rôzne vonkajšie faktory: vysoké dávkyžiarenie, niektoré chemikálie. Napríklad pod vplyvom röntgenového žiarenia sa DNA chromozómu môže zlomiť a chromozómy sa tiež zlomia. Takéto chromozómy nie sú schopné pohybu napríklad v anafáze. Niektoré chemikálie, ktoré nie sú charakteristické pre živé organizmy (alkoholy, fenoly), narúšajú konzistenciu mitotických procesov. Niektoré chromozómy sa pohybujú rýchlejšie, iné pomalšie. Niektoré z nich nemusia byť súčasťou detských jadier vôbec. Existujú látky, ktoré zabraňujú tvorbe vretenových filamentov. Nazývajú sa cytostatiká, napríklad kolchicín a kolcemid. Ovplyvnením bunky možno delenie zastaviť v štádiu prometafázy. V dôsledku tohto účinku 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

Interfáza a rôzne spôsoby delenia buniek. Existujú dva spôsoby delenia: 1) najbežnejšie, úplné delenie je mitóza (nepriame delenie) a 2) amitóza (priame delenie). Počas mitotického delenia sa cytoplazma preusporiada, jadrová membrána sa zničí a odhalia sa chromozómy. V živote bunky existuje obdobie samotnej mitózy a interval medzi deleniami, ktorý sa nazýva interfáza. Obdobie medzifázy (nedeliaca sa bunka) však môže mať rôzny charakter. V niektorých prípadoch počas interfázy bunka funguje a zároveň sa pripravuje na ďalšie delenie. V iných prípadoch bunky vstupujú do interfázy, fungujú, ale už nie sú pripravené na delenie. Ako súčasť komplexného mnohobunkového organizmu existujú početné skupiny buniek, ktoré stratili schopnosť deliť sa. Patria sem napríklad nervové bunky. Príprava bunky na mitózu prebieha v interfáze. Aby ste si predstavili hlavné črty tohto procesu, nezabudnite na štruktúru bunkového jadra.

Základné konštrukčná jednotka jadrá sú chromozómy pozostávajúce z DNA a proteínu. V jadrách živých nedeliacich sa buniek sú spravidla jednotlivé chromozómy na nerozoznanie, ale väčšina chromatínu, ktorý sa nachádza v zafarbených prípravkoch vo forme tenkých vlákien alebo zŕn rôznych veľkostí, zodpovedá chromozómom. V niektorých bunkách sú jednotlivé chromozómy zreteľne viditeľné v medzifázovom jadre, napríklad v rýchlo sa deliacich bunkách vyvíjajúceho sa oplodneného vajíčka a jadrách niektorých prvokov. V rôznych obdobiach 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 zvinuté vlákna (zvinutý alebo kondenzovaný stav). V interfázovom jadre sú chromozómy veľmi predĺžené, t.j. despiralizované, čo sťažuje ich rozlíšenie. Cyklus chromozómových zmien teda pozostáva zo spiralizácie, kedy sa skracujú, zahusťujú a stávajú sa zreteľne rozlíšiteľné, a z despiralizácie, keď sú silne predĺžené, prepletené a potom nie je možné rozlíšiť každý zvlášť. Špiralizácia a despiralizácia sú spojené s aktivitou DNA, pretože funguje iba v despiralizovanom stave. Vydávanie informácie, tvorba RNA na DNA v helikálnom stave, t.j. 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 dvojité, 2) chromozómy dvojité, t.j. množstvo DNA a chromozomálnych proteínov, 3) syntetizujú sa proteíny, z ktorých je vybudované achromatínové vreteno, 4) energia sa akumuluje vo forme ATP, ktorá sa spotrebováva pri delení, 5) končí rast buniek.

Syntéza DNA a duplikácia chromozómov majú primárny význam pri príprave bunky na mitózu.

Duplikácia chromozómov je primárne spojená so syntézou DNA a súčasnou syntézou chromozómových proteínov. Proces zdvojenia trvá 6-10 hodín a zaberá strednú časť medzifázy. Duplikácia chromozómov prebieha tak, že každý starý jeden reťazec DNA vytvára druhý. Tento proces je prísne usporiadaný a počnúc niekoľkými bodmi sa šíri pozdĺž celého chromozómu.

Mitóza. Fázy mitózy

Mitóza je univerzálna metóda bunkového delenia u rastlín a živočíchov, ktorej hlavnou podstatou je presná distribúcia zdvojených chromozómov medzi obe výsledné dcérske bunky. Príprava bunky na delenie zaberá, ako vidíme, 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 achromatické filamenty, ktoré spolu s centriolami tvoria achromatické vreteno. Keď divergencia centriolov skončí, celá bunka sa ukáže ako polárna, oba centrioly sú umiestnené na opačných póloch a strednú rovinu možno nazvať rovníkom. Vlákna achromatínového vretena sa zbiehajú v centriolách a sú široko umiestnené na rovníku, pričom svojím tvarom pripomínajú vreteno. Súčasne s vytvorením vretienka v cytoplazme sa jadro začína napučiavať a je v ňom jasne vidieť klbko zhrubnutých nití - chromozómov. Počas profázy sa chromozómy špirálovito skracujú a hrubnú. Profáza končí rozpustením jadrovej membrány a chromozómy ležia v cytoplazme. V tejto dobe je jasné, že všetky chromozómy sú už dvojité.

Potom prichádza druhá fáza – metafáza. Chromozómy, pôvodne usporiadané náhodne, 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. Trakčné 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 vlákna vretienka začnú sťahovať a ťahajú chromozómy k rôznym pólom. V tomto prípade sa chromozómy správajú pasívne, ohýbajú sa ako vlásenka a pohybujú sa dopredu s centromérom, za ktorý sú ťahané vretenovou niťou. Na začiatku anafázy klesá viskozita cytoplazmy, čo prispieva k rýchlemu pohybu chromozómov.

V dôsledku toho vretenové vlákna zabezpečujú presnú divergenciu chromozómov (zdvojených v interfáze) k rôznym pólom bunky.

Mitóza končí posledná etapa- telofáza. Chromozómy, ktoré sa približujú k pólom, sú navzájom úzko prepojené. Zároveň sa začína ich predlžovanie (despiralizácia) a je nemožné rozlíšiť jednotlivé chromozómy. Postupne sa z cytoplazmy vytvorí jadrová membrána, jadro napučí, objaví sa jadierko a obnoví sa predchádzajúca štruktúra medzifázového jadra.

Na konci anafázy alebo na začiatku telofázy začína delenie cytoplazmy. V živočíšnych bunkách sa na vonkajšej strane objavuje zúženie vo forme krúžku, ktorý hlbšie rozdeľuje bunku na dve menšie. V rastlinách cytoplazmatická membrána vzniká v strede bunky a šíri sa na perifériu a delí bunku na polovicu. Po vytvorení plazmatickej membrány sa v rastlinných bunkách objaví celulózová membrána. Preto pri delení buniek Aktívna účasť prijíma jadro aj cytoplazmu. Jadro obsahuje unikátne bunkové štruktúry – chromozómy a achromatínové vretienko, vytvorené z cytoplazmy, zabezpečuje ich správnu a rovnomernú distribúciu medzi obe dcérske bunky.

Trvanie mitózy a interfázy

Mitóza je relatívne krátke obdobie v živote bunky, medzifáza trvá oveľa dlhšie, ako je možné vidieť z tabuľky.

V rýchlo sa reprodukujúcich bunkách môže mitóza trvať len niekoľko minút. V dôsledku toho sa trvanie mitózy pohybuje od niekoľkých minút do 2-3 hodín, medzifáza trvá od 8-10 hodín do niekoľkých dní.

Rôzna je aj rýchlosť, akou jednotlivé fázy mitózy prebiehajú.

1. Aké spôsoby delenia sú charakteristické pre eukaryotické bunky? Pre prokaryotické bunky?

Mitóza, amitóza, jednoduché binárne štiepenie, meióza.

Eukaryotické bunky sú charakterizované nasledujúcimi metódami delenia: mitóza, amitóza, meióza.

Prokaryotické bunky sa vyznačujú jednoduchým binárnym štiepením.

2. Čo je jednoduché binárne štiepenie?

Jednoduché binárne štiepenie je charakteristické len pre prokaryotické bunky. Bakteriálne bunky obsahujú jeden chromozóm, kruhovú molekulu DNA. Pred delením buniek dochádza k replikácii a vytvoria sa dve identické molekuly DNA, z ktorých každá je pripojená cytoplazmatická membrána. Počas delenia plazmalema rastie medzi dvoma molekulami DNA takým spôsobom, že nakoniec rozdelí bunku na dve časti. Každá výsledná bunka obsahuje jednu identickú molekulu DNA.

3. Čo je mitóza? Opíšte fázy mitózy.

Mitóza je hlavnou metódou delenia eukaryotických buniek, v dôsledku čoho sa z jednej materskej bunky vytvoria dve dcérske bunky s rovnakou sadou chromozómov. Pre pohodlie je mitóza rozdelená do štyroch fáz:

● Profázujte. V bunke sa objem jadra zväčšuje, chromatín sa začína špirálovito otáčať, čo vedie k tvorbe chromozómov. Každý chromozóm pozostáva z dvoch sesterských chromatíd spojených centromérom (v diploidnej bunke - sada 2n4c). Jadierka sa rozpustia a jadrová membrána sa rozpadne. Chromozómy končia v hyaloplazme a sú v nej usporiadané náhodne (chaoticky). Centrioly sa rozchádzajú v pároch k bunkovým pólom, kde iniciujú tvorbu vretenovitých mikrotubulov. Niektoré vlákna vretena idú od pólu k pólu, iné vlákna sú pripevnené k centromérom chromozómov a prispievajú k ich pohybu do rovníkovej roviny bunky. Väčšine rastlinných buniek chýbajú centrioly. V tomto prípade sú centrá pre tvorbu vretenových mikrotubulov špeciálne štruktúry pozostávajúce z malých vakuol.

● Metafáza. Tvorba štiepneho vretena je dokončená. Chromozómy dosahujú maximálnu špirálovitosť a sú usporiadané usporiadaným spôsobom v rovníkovej rovine bunky. Vytvorí sa takzvaná metafázová platňa pozostávajúca z dvojchromatidových chromozómov.

● Anafáza. Vretienkové vlákna sa skrátia, čo spôsobí, že sesterské chromatidy každého chromozómu sa od seba oddelia a natiahnu sa k opačným pólom bunky. Od tohto momentu sa oddelené chromatidy nazývajú dcérske chromozómy. Bunkové póly majú rovnaký genetický materiál (každý pól má 2n2c).

● Telofáza. Dcérske chromozómy sa despirujú (odvíjajú) na póloch buniek a vytvárajú chromatín. Okolo jadrového materiálu každého pólu sa tvoria jadrové škrupiny. V dvoch vytvorených jadrách sa objavujú jadrá. Vlákna vretena sú zničené. V tomto bode sa jadrové delenie končí a bunka sa začína deliť na dve časti. V živočíšnych bunkách sa v rovníkovej rovine objavuje prstencové zúženie, ktoré sa prehlbuje, až kým nedôjde k oddeleniu dvoch dcérskych buniek. Rastlinné bunky sa nemôžu deliť zúžením, pretože majú pevnú bunkovú stenu. V rovníkovej rovine rastlinná bunka z obsahu vezikúl Golgiho komplexu vzniká takzvaná stredná platnička, ktorá oddeľuje dve dcérske bunky.

4. Ako získajú dcérske bunky identickú dedičnú informáciu v dôsledku mitózy? Aký je biologický význam mitózy?

V metafáze sú bichromatidové chromozómy umiestnené v ekvatoriálnej rovine bunky. Molekuly DNA v sesterských chromatidoch sú navzájom identické, pretože vzniká ako výsledok replikácie pôvodnej materskej molekuly DNA (k tomu došlo v S-perióde interfázy predchádzajúcej mitóze).

V anafáze sa pomocou vretenovitých nití oddelia sesterské chromatidy každého chromozómu od seba a natiahnu sa k opačným pólom bunky. Takže dva póly bunky majú rovnaký genetický materiál (2n2c na každom póle), ktorý sa po dokončení mitózy stáva genetickým materiálom dvoch dcérskych buniek.

Biologický význam mitózy spočíva v tom, že zabezpečuje prenos dedičných charakteristík a vlastností počas série bunkových generácií. To je nevyhnutné pre normálny vývoj mnohobunkového organizmu. Vďaka presnej a rovnomernej distribúcii chromozómov počas mitózy sú všetky bunky v tele geneticky identické. Mitóza určuje rast a vývoj organizmov, obnovu poškodených tkanív a orgánov (regeneráciu). Mitotické delenie buniek je základom asexuálnej reprodukcie v mnohých organizmoch.

5. Počet chromozómov - n, chromatíd - c. Aký bude pomer n a c pre ľudské somatické bunky v ďalšie obdobia interfázy a mitózy. Zápas:

1) V perióde G 1 sa každý chromozóm skladá z jednej chromatidy, t.j. somatické bunky obsahujú sadu 2n2c, čo je pre človeka 46 chromozómov, 46 chromatidov.

2) V období G 2 sa každý chromozóm skladá z dvoch chromatíd, t.j. somatické bunky obsahujú sadu 2n4c (46 chromozómov, 92 chromatíd).

3) V profáze mitózy je sada chromozómov a chromatíd 2n4c, (46 chromozómov, 92 chromatíd).

4) V metafáze mitózy je sada chromozómov a chromatíd 2n4c (46 chromozómov, 92 chromatíd).

5) Na konci anafázy mitózy, v dôsledku oddelenia sesterských chromatíd od seba a ich divergencie k opačným pólom bunky, má každý pól sadu 2n2c (46 chromozómov, 46 chromatíd).

6) Na konci telofázy mitózy sa vytvoria dve dcérske bunky, každá obsahuje sadu 2n2c (46 chromozómov, 46 chromatíd).

Odpoveď: 1 - B, 2 - G, 3 - G, 4 - G, 5 - V, 6 - V.

6. Ako sa líši amitóza od mitózy? Prečo si myslíte, že amitóza sa nazýva priame delenie buniek a mitóza sa nazýva nepriama?

Na rozdiel od mitózy, amitóza:

● Jadro sa delí konstrikciou bez spiralizácie chromatínu a tvorby vretienka, chýbajú všetky štyri fázy charakteristické pre mitózu.

● Dedičný materiál je medzi dcérske jadrá distribuovaný nerovnomerne a náhodne.

● Často sa pozoruje len jadrové delenie bez ďalšieho delenia bunky na dve dcérske bunky. V tomto prípade sa objavia dvojjadrové a dokonca aj viacjadrové bunky.

● Spotrebuje sa menej energie.

Mitóza sa nazýva nepriame delenie, pretože. V porovnaní s amitózou je pomerne zložitý a presný proces, pozostávajúce zo štyroch fáz a vyžadujúce predbežnú prípravu (replikácia, zdvojnásobenie centriolov, ukladanie energie, syntéza špeciálnych proteínov atď.). Pri priamom (t.j. jednoduchom, primitívnom) delení - amitóze sa bunkové jadro bez akýchkoľvek špeciálny výcvik zúženie sa rýchlo rozdelí a dedičný materiál sa náhodne rozdelí medzi dcérske jadrá.

7. V jadre nedeliacej sa bunky je dedičný materiál (DNA) vo forme amorfnej dispergovanej látky – chromatínu. Pred rozdelením sa chromatín špirálovito zatočí a vytvorí kompaktné štruktúry – chromozómy a po rozdelení sa vráti do pôvodného stavu. Prečo bunky robia také zložité úpravy svojho dedičného materiálu?

DNA v zložení amorfného a dispergovaného chromatínu počas delenia by nebolo možné presne a rovnomerne rozdeliť medzi dcérske bunky (presne takýto obraz sa pozoruje pri amitóze - dedičný materiál je rozdelený nerovnomerne, náhodne).

Na druhej strane, ak by bunková DNA bola vždy v zhutnenom stave (t. j. ako súčasť špirálovitých chromozómov), nebolo by možné z nej prečítať všetky potrebné informácie.

Preto na začiatku delenia bunka prenesie DNA do najkompaktnejšieho stavu a po dokončení delenia ju vráti do pôvodného stavu vhodného na čítanie.

8*. Zistilo sa, že u denných zvierat sa maximálna mitotická aktivita buniek pozoruje večer a minimálna počas dňa. U zvierat, ktoré sú nočné, sa bunky delia najintenzívnejšie ráno, zatiaľ čo mitotická aktivita je oslabená v noci. Aký je podľa vás dôvod?

Denné zvieratá sú aktívne počas denného svetla. Počas dňa trávia veľa energie pohybom a hľadaním potravy, pričom ich bunky sa rýchlejšie „opotrebujú“ a častejšie zomierajú. Vo večerných hodinách, keď telo strávilo jedlo a absorbovalo živiny a nahromadené dostatočné množstvo energie, aktivujú sa regeneračné procesy a predovšetkým mitóza. V súlade s tým je u nočných zvierat maximálna mitotická aktivita buniek pozorovaná ráno, keď ich telo odpočíva po aktívnom nočnom období.

*Úlohy označené hviezdičkou vyžadujú od študentov, aby predložili rôzne hypotézy. Preto by sa mal učiteľ pri známkovaní sústrediť nielen na tu uvedenú odpoveď, ale brať do úvahy každú hypotézu, posudzovať biologické myslenie žiakov, logiku ich uvažovania, originalitu myšlienok a pod. Po tomto je vhodné oboznámiť študentov s danou odpoveďou.