Mitotik bölünme nedir? Ne öğrendik? Bu kısa değerlendirmeden, genel olarak mitozun ana özelliğinin, çeşitli yapıların yapılarıyla bağlantılı olarak oluşan fisyon iğsi yapılarının ortaya çıkması olduğu görülebilir.
Mitozökaryotik hücreleri bölmenin en yaygın yöntemidir. Mitoz sırasında, ortaya çıkan iki hücrenin her birinin genomları birbiriyle aynıdır ve orijinal hücrenin genomu ile çakışır.
Mitoz, zamanın son ve genellikle en kısa aşamasıdır. Hücre döngüsü. bitişi ile yaşam döngüsü hücreler biter ve yeni oluşan iki hücrenin döngüsü başlar.
Diyagram, hücre döngüsünün aşamalarının süresini göstermektedir. M harfi mitoz anlamına gelir. En yüksek hız mitoz germ hücrelerinde gözlenir, en küçüğü - hücreleri hiç bölünürse, yüksek derecede farklılaşmaya sahip dokularda.
Mitoz, G 1 , S ve G 2 dönemlerinden oluşan interfazdan bağımsız olarak düşünülse de, bunun için hazırlık tam olarak içinde gerçekleşir. en çok önemli nokta sentetik (S) dönemde meydana gelen DNA replikasyonudur. Replikasyondan sonra, her kromozom iki özdeş kromatitten oluşur. Tüm uzunlukları boyunca birbirine yakındırlar ve kromozomun sentromer bölgesinde bağlanırlar.
Ara fazda, kromozomlar çekirdekte bulunur ve yalnızca elektron mikroskobu altında görülebilen ince, çok uzun kromatin filamentlerinden oluşan bir arapsaçıdır.
Mitozda, aşamalar veya dönemler olarak da adlandırılabilecek bir dizi ardışık aşama ayırt edilir. Değerlendirmenin klasik basitleştirilmiş versiyonunda, dört aşama ayırt edilir. Bu profaz, metafaz, anafaz ve telofaz. Daha fazla aşama genellikle ayırt edilir: prometafaz(profaz ve metafaz arasında) ön hazırlık(bitki hücrelerinin özelliği, profazdan önce gelir).
Mitozla ilgili diğer bir süreç ise sitokinez, esas olarak telofaz döneminde meydana gelir. Sitokinezin olduğu gibi olduğu söylenebilir, ayrılmaz parça telofaz veya her iki işlem de paralel olarak çalışır. Sitokinez, ana hücrenin sitoplazmasının (ancak çekirdeğinin değil!) bölünmesi olarak anlaşılır. Nükleer fisyon denir karyokinesis ve sitokinezden önce gelir. Bununla birlikte, mitoz sırasında, nükleer bölünme gerçekleşmez, çünkü önce biri parçalanır - ebeveyn olan, sonra iki yeni oluşur - kızı olanlar.
Karyokinezinin meydana geldiği ancak sitokinezin olmadığı durumlar vardır. Bu gibi durumlarda çok çekirdekli hücreler oluşur.
Mitozun süresi ve evreleri bireyseldir ve hücre tipine bağlıdır. Genellikle profaz ve metafaz en uzun dönemlerdir.
Ortalama mitoz süresi yaklaşık iki saattir. Hayvan hücreleri genellikle bitki hücrelerinden daha hızlı bölünür.
Ökaryotik hücrelerin bölünmesi sırasında, mutlaka mikrotübüllerden ve bunlarla ilişkili proteinlerden oluşan iki kutuplu bir fisyon mili oluşur. Onun sayesinde, eşit dağılım yavru hücreler arasındaki kalıtsal materyal.
Aşağıda, mitozun farklı evrelerinde hücrede meydana gelen süreçlerin bir açıklaması verilecektir. Her bir sonraki aşamaya geçiş, hücrede her şeyin "kontrol edildiği" özel biyokimyasal kontrol noktaları tarafından kontrol edilir. gerekli süreçler doğru bir şekilde tamamlandı. Hatalar varsa, bölünme durabilir veya durmayabilir. İkinci durumda, anormal hücreler ortaya çıkar.
Mitozun Evreleri
Profazda, aşağıdaki süreçler meydana gelir (çoğunlukla paralel olarak):
kromozomlar yoğunlaşır
çekirdekçik kaybolur
Nükleer zarf parçalanıyor
Milin iki kutbu oluşur
Mitoz kromozomların kısalması ile başlar. Onları oluşturan kromatit çiftleri spiralleşir, bunun sonucunda kromozomlar büyük ölçüde kısalır ve kalınlaşır. Profazın sonunda ışık mikroskobu altında görülebilirler.
Nükleoller kaybolur, çünkü kromozomların onları oluşturan kısımları (nükleolar düzenleyiciler) zaten spiral formdadır, bu nedenle aktif değildirler ve birbirleriyle etkileşime girmezler. Ek olarak, nükleolar proteinler degrade edilir.
hayvan hücrelerinde ve alt bitkiler hücre merkezinin merkezcilleri hücrenin kutupları boyunca birbirinden uzaklaşır ve çıkıntı yapar mikrotübül düzenleme merkezleri. Rağmen yüksek bitkiler merkezcil yoktur, mikrotübüller de oluşur.
Kısa (astral) mikrotübüller her organizasyon merkezinden ayrılmaya başlar. Yıldıza benzer bir yapı oluşur. Bitkiler onu üretmez. Fisyon kutupları daha geniştir, mikrotübüller küçük değil, nispeten geniş bir alandan çıkar.
Nükleer zarfın küçük vakuollere parçalanması, profazın sonunu işaret eder.
Fotomikrografta sağda yeşil mikrotübüller vurgulanır, mavi - kromozomlar, kırmızı - kromozomların sentromerleri.
Mitozun profazı sırasında EPS'nin parçalanmasının meydana geldiği, küçük vakuollere ayrıldığı da belirtilmelidir; Golgi aygıtı bireysel dictyozomlara ayrılır.
Prometafazın temel süreçleri çoğunlukla sıralıdır:
Sitoplazmada kaotik düzenleme ve kromozomların hareketi.
Onları mikrotübüllere bağlamak.
Hücrenin ekvatoral düzleminde kromozomların hareketi.
Kromozomlar sitoplazmadadır, rastgele hareket ederler. Kutuplara ulaştıklarında, mikrotübülün artı ucuna bağlanma olasılıkları daha yüksektir. Son olarak, iplik kinetokora bağlanır.
Böyle bir kinetokor mikrotübül, kromozomu kutuptan uzaklaştıran büyümeye başlar. Bir noktada, diğer bölünme kutbundan büyüyen kardeş kromatidin kinetokoruna başka bir mikrotübül bağlanır. Ayrıca kromozomu ters yönde itmeye başlar. Sonuç olarak, kromozom ekvatorda olur.
Kinetokorlar, kromozomların sentromerlerindeki protein yapılarıdır. Her kardeş kromatidin, profazda olgunlaşan kendi kinetokoru vardır.
Astral ve kinetokor mikrotübüllere ek olarak, hücreyi ekvatora dik bir yönde patlatırcasına bir kutuptan diğerine gidenler de vardır.
Metafazın başlangıcının bir işareti, kromozomların ekvator boyunca konumudur., sözde metafaz veya ekvatoral plaka. Metafazda kromozomların sayısı, farklılıkları ve sentromerde birbirine bağlı iki kardeş kromatitten oluştuğu açıkça görülür.
Kromozomlar, farklı kutuplardaki mikrotübüllerin dengeli gerilim kuvvetleri tarafından bir arada tutulur.
Kardeş kromatitler birbirinden ayrılır ve her biri kendi kutbuna doğru hareket eder.
Kutuplar birbirinden uzaklaşır.
Anafaz mitozun en kısa evresidir. Kromozomların sentromerlerinin iki kısma ayrılmasıyla başlar. Sonuç olarak, her kromatid bağımsız bir kromozom haline gelir ve bir kutuplu bir mikrotübüle bağlanır. İplikler, kromatitleri zıt kutuplara "çeker". Aslında, mikrotübüller demonte edilir (depolimerize edilir), yani kısaltılır.
Hayvan hücrelerinin anafazında, sadece yavru kromozomlar değil, aynı zamanda kutupların kendileri de hareket eder. Diğer mikrotübüller nedeniyle birbirinden ayrılırlar, astral mikrotübüller zarlara bağlanır ve ayrıca "çekilir".
Kromozomlar hareket etmeyi durdurur
kromozomlar yoğunlaşır
çekirdekçik görünür
Nükleer zarf geri yüklendi
Mikrotübüllerin çoğu kaybolur
Telofaz, kromozomlar hareket etmeyi bırakıp kutuplarda durduğunda başlar. Nefeslerini kaybederler, uzun ve ipliksi hale gelirler.
Fisyon milinin mikrotübülleri kutuplardan ekvatora, yani eksi uçlarından yok edilir.
Anne çekirdeği ve EPS'nin profazda parçalandığı membran veziküllerinin füzyonu ile kromozomların etrafında bir nükleer zarf oluşur. Her kutbun kendi kızı çekirdeği vardır.
Kromozomlar despiralize olurken, nükleolar düzenleyiciler aktif hale gelir ve nükleoller ortaya çıkar.
RNA sentezi devam eder.
Merkezciller henüz kutuplarda eşlenmemişse, her birinin yanında bir çift tamamlanır. Böylece her kutupta yavru hücreye gidecek olan kendi hücre merkezi yeniden oluşturulur.
Tipik olarak, telofaz sitoplazmanın bölünmesiyle, yani sitokinez ile sona erer.
Sitokinez anafaz kadar erken başlayabilir. Sitokinezin başlangıcında, hücre organelleri kutuplar boyunca nispeten eşit bir şekilde dağılır.
Bitki ve hayvan hücrelerinin sitoplazmasının bölünmesi farklı şekillerde gerçekleşir.
Hayvan hücrelerinde, hücrenin ekvator kısmındaki sitoplazmik zar, elastikiyet nedeniyle içe doğru çıkıntı yapmaya başlar. Sonunda kapanan bir karık oluşur. Yani ana hücre ligasyon ile bölünür.
İÇİNDE bitki hücreleri telofazda, iğ filamentleri ekvatorda kaybolmaz. daha yakın hareket ederler Sitoplazmik membran, sayıları artar ve oluşurlar fragmoplast. Kısa mikrotübüllerden, mikrofilamentlerden, EPS'nin parçalarından oluşur. Ribozomlar, mitokondri, Golgi kompleksi burada hareket eder. Golgi kesecikleri ve ekvatordaki içerikleri, yavru hücrelerin medyan hücre plakasını, hücre duvarlarını ve zarını oluşturur.
Mitozun anlamı ve görevleri
Mitoz sayesinde genetik stabilite sağlanır: genetik materyalin birkaç nesilde tam olarak yeniden üretilmesi. Yeni hücrelerin çekirdekleri, ana hücrenin içerdiği kadar çok kromozom içerir ve bu kromozomlar, tam kopyalar ebeveyn (elbette mutasyonlar meydana gelmedikçe). Başka bir deyişle, yavru hücreler genetik olarak ebeveyn ile aynıdır.
Bununla birlikte, mitoz ayrıca bir dizi başka önemli işlevi de yerine getirir:
yükseklik çok hücreli organizma,
çok hücreli organizmalarda çeşitli dokuların hücrelerinin yer değiştirmesi,
bazı türlerde vücut parçalarının yenilenmesi meydana gelebilir.
Bu, her aşaması fark edilmeden bir sonraki aşamaya geçen sürekli bir süreçtir. Mitozun dört aşaması vardır: profaz, metafaz, anafaz ve telofaz (Şekil 1). Mitoz çalışması, kromozomların davranışına odaklanır.
profaz . Mitozun ilk aşamasının başlangıcında - profaz - hücreler, interfazdaki ile aynı görünümü korur, yalnızca çekirdeğin boyutu gözle görülür şekilde artar ve içinde kromozomlar görünür. Bu aşamada, her bir kromozomun birbirine göre spiral olarak bükülmüş iki kromatitten oluştuğu görülür. Kromatitler, iç spiralleşme sürecinin bir sonucu olarak kısalır ve kalınlaşır. Kromozomun zayıf renkli ve daha az yoğun bir bölgesi ortaya çıkmaya başlar - iki kromatidi birbirine bağlayan ve her kromozomda kesin olarak tanımlanmış bir yerde bulunan sentromer.
Faz sırasında, nükleoller yavaş yavaş parçalanır: nükleer zar da yok edilir ve kromozomlar sitoplazmadadır. Geç profazda (prometafaz), hücrenin mitotik aparatı yoğun bir şekilde oluşur. Bu sırada, merkezcil bölünür ve yavru merkezciller hücrenin zıt uçlarına ayrılır. Işın şeklindeki ince lifler her bir merkezcilden ayrılır; Merkezciller arasında iğ lifleri oluşur. İki tür filament vardır: kromozomların sentromerlerine bağlı iğ iplikleri ve hücrenin kutuplarını birleştiren destekleyici iplikler.
Kromozomlardaki azalma maksimum dereceye ulaştığında, kısa çubuk şeklindeki gövdelere dönüşürler ve hücrenin ekvator düzlemine giderler.
metafaz . Metafazda, kromozomlar tamamen hücrenin ekvator düzleminde bulunur ve sözde metafaz veya ekvator plakasını oluşturur. Her bir kromozomun, her iki kromatidi bir arada tutan sentromeri, kesinlikle hücrenin ekvator bölgesinde yer alır ve kromozomların kolları, iğ ipliklerine aşağı yukarı paralel olarak uzanır.
Metafazda her kromozomun şekli ve yapısı iyice ortaya çıkar, mitotik aparatın oluşumu tamamlanır ve çeken iplikler sentromerlere bağlanır. Metafazın sonunda, belirli bir hücrenin tüm kromozomlarının aynı anda bölünmesi gerçekleşir (ve kromatitler tamamen ayrı iki yavru kromozoma dönüşür).
Anafaz. Sentromerin bölünmesinden hemen sonra, kromatitler birbirini iter ve hücrenin zıt kutuplarına doğru uzaklaşır. Tüm kromatitler aynı anda kutuplara doğru hareket etmeye başlar. Centromeres, kromatitlerin yönlendirilmiş hareketinde önemli bir rol oynar. Anafazda, kromatitler kardeş kromozomlar olarak adlandırılır.
Anafazdaki kardeş kromozomların hareketi, iki işlemin etkileşimi nedeniyle oluşur: mitotik iğin destekleyici ipliklerinin çekilmesi ve uzatılması.
Telofaz. Telofazın başlangıcında kardeş kromozomların hareketi sona erer ve hücrenin kutuplarında kompakt oluşumlar ve pıhtılar şeklinde yoğunlaşırlar. Kromozomlar despiralize olur ve görünür bireyselliklerini kaybederler. Her bir yavru çekirdeğin etrafında bir nükleer zarf oluşur; nükleoller, ana hücrede olduğu gibi aynı miktarda yenilenir. Bu, çekirdeğin bölünmesini (karyokinesis) tamamlar, hücre çeperi. Telofazda yavru çekirdeklerin oluşumuyla eş zamanlı olarak, orijinal ana hücrenin tüm içeriği ayrılır veya sitokinez.
Bir hücre bölündüğünde, ekvatora yakın yüzeyinde bir daralma veya oluk belirir. Yavaş yavaş derinleşir ve sitoplazmayı ikiye böler.
her biri bir çekirdeğe sahip iki yavru hücre.
Mitoz sürecinde, orijinal hücre ile aynı kromozom setini içeren bir ana hücreden iki yavru hücre ortaya çıkar.
Şekil 1. Mitoz şeması
Mitozun biyolojik önemi . Ana biyolojik önemi Mitoz, kromozomların iki yavru hücre arasında tam dağılımından oluşur. Düzenli ve düzenli bir mitotik süreç, genetik bilginin yavru çekirdeklerin her birine aktarılmasını sağlar. Sonuç olarak, her yavru hücre, organizmanın tüm özellikleri hakkında genetik bilgi içerir.
Meiosis, çekirdeğin bir tetrad oluşumuyla sona eren özel bir bölümüdür, yani. haploid kromozom setine sahip dört hücre. Eşey hücreleri mayoz bölünme ile bölünür.
Mayoz, kromozom sayısının yarıya düştüğü iki hücre bölünmesinden oluşur, böylece gametler vücuttaki diğer hücrelerin yarısı kadar kromozom alır. Döllenme sırasında iki gamet birleştiğinde, normal kromozom sayısı geri yüklenir. Mayoz sırasında kromozom sayısındaki azalma rastgele değil, oldukça doğal bir şekilde meydana gelir: her bir kromozom çiftinin üyeleri farklı yavru hücrelere ayrılır. Sonuç olarak, her gamet, her çiftten bir kromozom içerir. Bu, benzer veya homolog kromozomların (boyut ve şekil olarak aynıdır ve benzer genler içerirler) çiftler halinde bağlanması ve ardından her biri kutuplardan birine giden çiftin üyelerinin ayrılmasıyla gerçekleştirilir. Homolog kromozomların yakınsaması sırasında, geçiş meydana gelebilir, yani homolog kromozomlar arasında karşılıklı gen değişimi, bu da birleştirici değişkenlik seviyesini artırır.
Mayozda, özelliklerin kalıtımında önemli olan bir dizi süreç meydana gelir: 1) azalma - hücrelerdeki kromozom sayısının yarıya inmesi; 2) homolog kromozomların konjugasyonu; 3) karşıya geçmek; 4) kromozomların hücrelere rastgele ayrılması.
Mayoz iki ardışık bölünmeden oluşur: birincisi, bir haploid kromozom seti ile bir çekirdeğin oluşumuyla sonuçlanır, buna redüksiyon denir; ikinci bölünmeye eşitlik denir ve mitoz tipine göre ilerler. Her birinde profaz, metafaz, anafaz ve telofaz ayırt edilir (Şekil 2). Birinci bölümün aşamaları genellikle Ι, ikincisi - P ile gösterilir. Ι ve P bölümleri arasında, hücre bir interkinesis durumundadır (lat. inter - + gr. kinesis - hareket arasında). Ara fazın aksine, interkinesiste DNA yeniden (du) kopyalanmaz ve kromozom materyali kopyalanmaz.
Şekil 2. Mayoz şeması
İndirgeme bölümü
faz ı
Kromozomal materyalin karmaşık yapısal dönüşümlerinin meydana geldiği mayoz evresi. Daha uzundur ve her biri kendine özgü özelliklere sahip olan birkaç ardışık aşamadan oluşur:
- leptotena - leptonema aşaması (ipliklerin bağlantısı). Bireysel iplikler - kromozomlar - tek değerlikliler olarak adlandırılır. Mayozdaki kromozomlar, mitozun en erken evresindeki kromozomlardan daha uzun ve daha incedir;
- zigoten - zigonema aşaması (ipliklerin bağlantısı). Homolog kromozomların bir konjugasyonu veya sinapsi (çiftler halinde bağlantı) vardır ve bu işlem sadece homolog kromozomlar arasında değil, aynı zamanda homologların tam olarak karşılık gelen bireysel noktaları arasında da gerçekleştirilir. Konjugasyonun bir sonucu olarak, sayıları haploid kromozom setine karşılık gelen iki değerlikliler (çiftler halinde bağlanmış çiftli homolog kromozom kompleksleri) oluşur.
Sinaps, kromozomların uçlarından gerçekleştirilir, bu nedenle, bir veya başka bir kromozomdaki homolog genlerin lokalizasyon bölgeleri çakışır. Kromozomlar ikiye katlandığından, iki değerliklide her biri sonunda bir kromozom olduğu ortaya çıkan dört kromatit vardır.
- pachytene - pachinema aşaması (kalın filamentler). Çekirdeğin ve nükleolusun boyutu artar, bivalentler kısalır ve kalınlaşır. Homologların bağlantısı o kadar yakın hale gelir ki, iki ayrı kromozom arasında ayrım yapmak zaten zordur. Bu aşamada, geçiş meydana gelir veya kromozomlar çaprazlanır;
- diploten - diplonema aşaması (çift sarmal) veya dört kromatit aşaması. Bivalentin homolog kromozomlarının her biri iki kromatide bölünür, böylece bivalent dört kromatit içerir. Kromatitlerin tetratları bazı yerlerde birbirlerinden uzaklaşsa da bazı yerlerde yakın temas halindedirler. Bu durumda, farklı kromozomların kromatitleri kiazma adı verilen X-şekilli şekiller oluşturur. Chiasma'nın varlığı monovalentleri bir arada tutar.
Devam eden kısalma ve buna bağlı olarak iki değerlikli kromozomların kalınlaşması ile eş zamanlı olarak, karşılıklı itilmeleri meydana gelir - sapma. Bağlantı, yalnızca kesişme düzleminde - kiazmalarda korunur. Kromatitlerin homolog bölgelerinin değişimi tamamlandı;
- diyakinezi, diploten kromozomlarının maksimum kısalması ile karakterize edilir. Homolog kromozomların bivalanları çekirdeğin çevresine gider, dolayısıyla sayılmaları kolaydır. Nükleer zarf parçalanır, nükleol kaybolur. Bu, profaz 1'i tamamlar.
metafaz ben
- nükleer zarfın kaybolmasıyla başlar. Mitotik iğ oluşumu tamamlanır, bivalentler ekvator düzleminde sitoplazmada bulunur. Kromozom sentromerleri, mitotik iğin çekici iplikçiklerine bağlanır ancak bölünmez.
anafaz ı
- homolog kromozomların ilişkisinin tamamen sona ermesi, birbirlerinden itilmeleri ve farklı kutuplara sapmaları ile ayırt edilir.
Mitoz sırasında, her biri iki kromatitten oluşan tek kromatid kromozomların kutuplara ayrıldığına dikkat edin.
Böylece, indirgemenin meydana geldiği anafazdır - kromozom sayısının korunması.
telofaz ı
- çok kısa vadelidir ve önceki aşamadan zayıf bir şekilde izole edilmiştir. Telofaz 1, iki yavru çekirdek üretir.
İnterkinesis
Bu, 1 ve 2 bölüm arasında kısa bir dinlenme durumudur. Kromozomlar zayıf bir şekilde despiralize edilir, her kromozom zaten iki kromatitten oluştuğu için DNA replikasyonu gerçekleşmez. İnterkineziden sonra ikinci bölüm başlar.
İkinci bölünme, her iki yavru hücrede de mitozda olduğu gibi gerçekleşir.
Profaz P
Hücre çekirdeğinde, her biri bir sentromer ile birbirine bağlanmış iki kromatitten oluşan kromozomlar açıkça görülür. Çekirdeğin çevresi boyunca yer alan oldukça ince liflere benziyorlar. Profaz P'nin sonunda, nükleer zarf parçaları.
Metafaz P
Her hücrede, bir bölme milinin oluşumu tamamlanır. Kromozomlar ekvator boyunca bulunur. İğ filamentleri, kromozomların sentromerlerine bağlanır.
Anafaz P
Sentromerler bölünür ve kromatitler genellikle hücrenin zıt kutuplarına hızla hareket eder.
Telofaz P
Kardeş kromozomlar hücrenin kutuplarında toplanır ve despiralize olur. Çekirdek ve hücre zarı oluşur. Mayoz, haploid bir kromozom seti ile dört hücre oluşumu ile sona erer.
Mayozun biyolojik önemi
Mitoz gibi, mayoz da genetik materyalin yeni hücrelere tam olarak dağılmasını sağlar. Ancak, mitozdan farklı olarak mayoz, birleştirici değişkenlik düzeyini artırmanın bir yoludur, bu iki nedenden kaynaklanmaktadır: 1) hücrelerde kromozomların şansa dayalı serbest bir kombinasyonu vardır; 2) çaprazlama, kromozomlar içinde yeni gen kombinasyonlarının ortaya çıkmasına yol açar.
Bölünen hücrelerin her yeni neslinde, bu nedenlerin etkisinin bir sonucu olarak, gametlerde yeni gen kombinasyonları oluşur ve hayvanların üremesi sırasında, yavrularında yeni ebeveyn gen kombinasyonları oluşur. Bu, her seferinde, bir grup hayvanın değişken çevre koşullarında var olmasına izin veren, seçilim eylemi ve genetik olarak farklı biçimlerin yaratılması için yeni olasılıklar açar.
Böylece mayoz, nesiller boyunca bireylerin varlığının güvenilirliğini artıran bir genetik adaptasyon aracı olarak ortaya çıkmaktadır.
Birinden diğerine zaman. Ardışık iki aşamada gerçekleşir - fazlar arası ve bölünmenin kendisi. Bu işlemin süresi farklıdır ve hücre tipine bağlıdır.
Ara faz, iki hücre bölünmesi arasındaki dönemdir, son bölünmeden hücre ölümüne veya bölünme yeteneğinin kaybına kadar geçen süredir.
Bu dönemde hücre büyür ve DNA'sının yanı sıra mitokondri ve plastidleri ikiye katlar. Ara fazda, diğer organik bileşikler. Sentez işlemi, interfazın sentez döneminde en yoğundur. Şu anda, nükleer kromatitler ikiye katlanır, bölünme sırasında kullanılacak olan enerji biriktirilir. Hücre organellerinin ve merkezcillerin sayısı da artar.
Ara faz, hücre döngüsünün neredeyse %90'ını kaplar. Ondan sonra, ökaryotik hücreleri (hücreleri oluşturulmuş bir çekirdek içeren organizmalar) bölmenin ana yolu olan mitoz gerçekleşir.
Mitoz sırasında kromozomlar sıkıştırılır ve ayrıca sorumlu olan özel bir aparat oluşur. üniforma dağıtımı Bu işlem sonucunda oluşan hücreler arasındaki kalıtsal bilgiler.
Birkaç aşamadan geçer. Mitozun evreleri karakterize edilir bireysel özellikler ve belirli bir süre.
Mitozun Evreleri
Mitotik hücre bölünmesi sırasında, mitozun karşılık gelen aşamaları geçer: profaz, metafazdan sonra, anafaz, sonuncusu telofazdır.
Mitozun evreleri aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir:
Mitoz sürecinin biyolojik önemi nedir?
Mitozun evreleri, bölünme sayısına bakılmaksızın kalıtsal bilginin yavru hücrelere doğru bir şekilde iletilmesine katkıda bulunur. Aynı zamanda, her biri, bölünme sonucu oluşan tüm hücrelerde kromozom sayısının sabitliğini korumaya yardımcı olan 1 kromatit alır. Kararlı bir genetik materyal setinin transferini sağlayan mitozdur.
1. Hücrenin yaşamını ve mitotik döngülerini tanımlar.
Yaşam döngüsü- bir hücrenin bölünme sonucu ortaya çıktığı andan ölümüne veya bir sonraki bölünmeye kadar geçen zaman aralığı.
Mitotik döngü- bir dizi ardışık ve birbiriyle ilişkili süreçler hücrenin bölünmeye hazırlanması sırasında ve ayrıca mitoz sırasında.
2. "Mitoz" kavramının "mitotik döngü" kavramından nasıl farklı olduğunu cevaplayın.
Mitotik döngü, mitozun kendisini ve hücreyi bölünmeye hazırlama aşamalarını içerirken, mitoz yalnızca hücre bölünmesidir.
3. Mitotik döngünün dönemlerini listeler.
1. DNA sentezi için hazırlık dönemi (G1)
2. DNA sentezi dönemi (S)
3. hücre bölünmesi için hazırlık dönemi (G2)
4. Mitozun biyolojik önemini genişletin.
Mitoz sırasında, yavru hücreler, ana hücreye özdeş bir diploid kromozom seti alır. Hücre nesillerinde aynı genetik materyal seti korunmadan, yapının sabitliği ve organların doğru işleyişi imkansız olurdu. Mitoz sağlar embriyonik gelişme, büyüme, hasar sonrası doku onarımı, işlevleri sırasında sürekli hücre kaybı ile dokuların yapısal bütünlüğünün korunması.
5. Mitozun evrelerini gösterir ve mitozun belli bir evresinde hücrede meydana gelen olayları şematik olarak çizer. Tabloyu doldurun.
Mitoz evresinin adı Şematik çizim 1. Profaz 2. Metafaz 3. Anafaz 4. Telofaz Bir bitki hücresinde
İki bölünme yolu vardır: 1) en yaygın, tam bölünme - mitoz (değil doğrudan bölme) ve 2) amitoz (doğrudan bölünme). Mitotik bölünme sırasında sitoplazma yeniden yapılandırılır, nükleer zarf yok edilir ve kromozomlar tanımlanır. Bir hücrenin yaşamında, bir mitoz dönemi ve interfaz adı verilen bölünmeler arasında bir aralık vardır. Bununla birlikte, interfazın (bölünmeyen hücreler) süresi özünde farklı olabilir. Bazı durumlarda, interfaz sırasında hücre çalışır ve aynı anda bir sonraki bölünmeye hazırlanır. Diğer durumlarda, hücreler interfaza girer, işlev görür, ancak artık bölünmeye hazırlanmazlar. Karmaşık çok hücreli bir organizmanın parçası olarak, bölünme yeteneğini kaybetmiş çok sayıda hücre grubu vardır. Bunlar, örneğin, sinir hücreleri. Mitoz için hücre hazırlığı interfazda gerçekleşir. Bu sürecin ana özelliklerini hayal etmek için hücre çekirdeğinin yapısını hatırlayın.
Hücre döngüsünün farklı evrelerinde soğan hücreleri
Temel yapısal birimçekirdekler, DNA ve proteinden oluşan kromozomlardır. Canlı bölünmeyen hücrelerin çekirdeklerinde, kural olarak, bireysel kromozomlar ayırt edilemez, ancak lekeli müstahzarlarda ince filamentler veya çeşitli boyutlarda taneler şeklinde bulunan kromatinin çoğu, kromozomlara karşılık gelir. Bazı hücrelerde, tek tek kromozomlar ayrıca interfaz çekirdeğinde, örneğin gelişmekte olan döllenmiş bir yumurtanın hızla bölünen hücrelerinde ve bazı protozoaların çekirdeklerinde açıkça görülebilir. İÇİNDE farklı dönemler Bir hücrenin yaşamı boyunca, kromozomlar bir bölünmeden diğerine izlenebilen döngüsel değişikliklere uğrarlar. Mitoz sırasındaki kromozomlar, uzunluğu boyunca iki şeridin ayırt edilebildiği uzun yoğun gövdelerdir - kromozomun ikiye katlanmasının sonucu olan DNA içeren kromatitler. Her kromozomun bir birincil daralması veya sentromeri vardır. Kromozomun bu daraltılmış kısmı, uçlardan birinin ortasına veya yakınına yerleştirilebilir, ancak her bir kromozom için yeri kesinlikle sabittir. Mitoz sırasında, kromozomlar ve kromatitler sıkıca sarılmış sarmal filamentlerdir (spiralize veya yoğunlaştırılmış bir durum). Fazlar arası çekirdekte, kromozomlar güçlü bir şekilde uzar, yani ayırt edilmeleri zorlaştığı için despiralize edilir. Sonuç olarak, kromozom değişim döngüsü, kısaldıklarında, kalınlaştıklarında ve açıkça ayırt edildiklerinde spiralleşmeden ve güçlü bir şekilde uzadıklarında, iç içe geçtiklerinde ve sonra her birini ayrı ayrı ayırt etmek imkansız hale geldiklerinde despiralizasyondan oluşur. Spiralizasyon ve despiralizasyon, yalnızca despiralize edilmiş bir durumda işlev gördüğü için DNA'nın aktivitesi ile ilişkilidir. Bilginin salınması, DNA üzerinde sarmal halde yani mitoz sırasında RNA oluşumu durur. Bölünmeyen bir hücrenin çekirdeğinde kromozomların mevcut olduğu gerçeği, DNA miktarının, kromozom sayısının sabitliği ve bölünmeden bölünmeye bireyselliklerinin korunmasıyla da kanıtlanmıştır.
Bir hücrenin mitoz için hazırlanması. Ara faz sırasında, mitozu mümkün kılan bir dizi işlem meydana gelir. Bunlardan en önemlilerini sayalım: 1) merkezciller iki katına çıkar, 2) kromozomlar iki katına çıkar, yani. DNA ve kromozomal proteinlerin miktarı, 3) akromatin milinin yapıldığı proteinler sentezlenir, 4) bölünme sırasında tüketilen ATP şeklinde enerji biriktirilir, 5) hücre büyümesi sona erer. Bir hücrenin mitoz için hazırlanmasında en büyük önem, DNA sentezi ve kromozomların kopyalanmasıdır. Kromozomların ikiye katlanması, öncelikle DNA sentezi ve kromozom proteinlerinin eş zamanlı sentezi ile ilişkilidir. Katlama işlemi 6-10 saat sürer ve orta kısım interfazlar. Kromozom duplikasyonu öyle bir şekilde ilerler ki, DNA'nın her bir eski tek sarmalı kendisi için ikinci bir tane oluşturur. Bu süreç kesinlikle sıralanmıştır ve birkaç noktadan başlayarak tüm kromozom boyunca yayılır.
Mitoz
Mitoz, bitkilerde ve hayvanlarda evrensel bir hücre bölünmesi yöntemidir; bunun ana özü, her iki oluşturulmuş yavru hücre arasında kopyalanmış kromozomların tam dağılımıdır. Gördüğümüz gibi, bir hücrenin bölünmeye hazırlanması, interfazın önemli bir bölümünü kaplar ve mitoz, ancak çekirdek ve sitoplazmadaki hazırlık tamamen tamamlandığında başlar. Tüm süreç dört aşamaya ayrılmıştır. Bunlardan ilki sırasında - profaz - merkezciller bölünür ve zıt yönlerde ayrılmaya başlar. Etraflarında, merkezcillerle birlikte bir akromatin iği oluşturan sitoplazmadan akromatin filamentleri oluşur. Merkezcillerin ayrışması sona erdiğinde, tüm hücre kutupsaldır, her iki merkezcil zıt kutuplarda bulunur ve orta düzlem ekvator olarak adlandırılabilir. Akromatin iğinin filamentleri, merkezcillerde birleşir ve ekvatorda geniş bir şekilde dağılır ve şekil olarak bir iği andırır. Sitoplazmada bir iğ oluşumu ile eş zamanlı olarak, çekirdek şişmeye başlar ve içinde kalınlaşmış ipliklerden oluşan bir top - kromozomlar - açıkça ayırt edilir. Profaz sırasında, kromozomlar spiralleşir, kısalır ve kalınlaşır. Profaz, nükleer zarfın çözülmesiyle sona erer ve kromozomların sitoplazmada yattığı bulunur. Şu anda, tüm kromozomların zaten çift olduğu görülebilir. Sonra ikinci aşama gelir - metafaz. İlk başta rastgele dizilen kromozomlar ekvatora doğru hareket etmeye başlar. Hepsi genellikle merkezcillerden eşit uzaklıkta aynı düzlemde bulunur. Bu sırada, iğ ipliklerinin bir kısmı kromozomlara bağlanırken, diğer kısmı hala bir merkezden diğerine sürekli olarak uzanır - bunlar destekleyici ipliklerdir. Çekme veya kromozomal iplikler sentromerlere (kromozomların birincil daralmaları) bağlanır, ancak hem kromozomların hem de sentromerlerin zaten çift olduğu unutulmamalıdır. Kutuplardan çekilen iplikler, kendilerine daha yakın olan kromozomlara bağlanır. Kısa bir duraklama var. Bu Merkezi kısmı mitoz, bundan sonra üçüncü aşama başlar - anafaz. Anafaz sırasında, iş milinin çeken filamentleri, kromozomları farklı kutuplara doğru gererek büzülmeye başlar. Bu durumda, kromozomlar pasif davranırlar, bir saç tokası gibi bükülerek, bir iğ ipliği tarafından çekildikleri santromerler tarafından ileri doğru hareket ederler. Anafaz başlangıcında, kromozomların hızlı hareketine katkıda bulunan sitoplazmanın viskozitesi azalır. Sonuç olarak, iş milinin iplikleri, kromozomların hücrenin farklı kutuplarına tam olarak ayrılmasını (interfazda bile ikiye katlanarak) sağlar. Mitoz tamamlandı son aşama- telofaz. Kutuplara yaklaşan kromozomlar birbirleriyle yakından iç içe geçmiştir. Aynı zamanda, gerilmeleri (despiralizasyon) başlar ve tek tek kromozomları ayırt etmek imkansız hale gelir. Yavaş yavaş, nükleer zarf sitoplazmadan oluşur, çekirdek şişer, çekirdekçik ortaya çıkar ve interfaz benliğinin önceki yapısı geri yüklenir.
