Spremlja ga zmanjšanje števila kromosomov za polovico. Sestavljen je iz dveh zaporednih delitev, ki imata enake faze kot mitoza. Vendar, kot je prikazano v tabela "Primerjava mitoze in mejoze", se trajanje posameznih faz in procesi, ki se v njih odvijajo, bistveno razlikujejo od procesov, ki se pojavljajo med mitozo.
Te razlike so predvsem naslednje.
v mejozi profaza I dlje. V njem se zgodi konjugacija(povezava homolognih kromosomov) in izmenjava genetskih informacij. V anafazi I centromere ki držijo kromatide skupaj ne delite, in eden od homologmejoz mitoze in drugih kromosomov odide do polov. Interfaza pred drugo ligo zelo kratko, v DNK se ne sintetizira. Celice ( haliti), ki nastanejo kot posledica dveh mejotskih delitev, vsebujejo haploidni (enoten) niz kromosomov. Diploidija se obnovi, ko se dve celici združita - materina in očetova. Oplojeno jajčece se imenuje zigota.
Mitoza in njene faze
Mitoza oz posredna delitev , je najbolj razširjena v naravi. Mitoza je osnova delitve vseh nespolnih celic (epitelijskih, mišičnih, živčnih, kostnih itd.). Mitoza je sestavljen iz štirih zaporednih faz (glej spodnjo tabelo). Zahvaljujoč mitozi zagotovljena je enakomerna porazdelitev genetskih informacij matične celice med hčerinskimi celicami. Obdobje življenja celice med dvema mitozama se imenuje interfaza. Je desetkrat daljša od mitoze. V njem potekajo številni zelo pomembni procesi, ki so pred delitvijo celice: sintetizirajo se molekule ATP in beljakovin, vsak kromosom se podvoji in tvorita dva sestrske kromatide, ki jih skupaj drži skupna centromera, se poveča število glavnih organelov citoplazme.
v profazi spirala in posledično kromosomi se zgostijo, sestavljen iz dveh sestrskih kromatid, ki jih skupaj drži centromera. Do konca profaze jedrska membrana in nukleoli izginejo in kromosomi se razpršijo po celici, centriole se premaknejo na polove in tvorijo cepitveno vreteno. V metafazi pride do nadaljnje spiralizacije kromosomov. V tej fazi so najbolj jasno vidni. Njihovi centromeri se nahajajo vzdolž ekvatorja. Na njih so pritrjena vlakna vretena.
v anafazi centromere se razdelijo, sestrske kromatide se med seboj ločijo in se zaradi krčenja vretenskih filamentov premaknejo na nasprotna pola celice.
v telofazi citoplazma se razdeli, kromosomi se odvijejo, jedra in jedrske membrane se ponovno oblikujejo. v živalskih celicah citoplazma je vezana v zelenjavi- v središču matične celice se oblikuje pregrada. Tako iz ene prvotne celice (materine) nastaneta dve novi hčerinski celici.
Tabela - Primerjava mitoze in mejoze
| Faza | Mitoza | Mejoza | |
| 1 divizija | 2 divizija | ||
| Interfaza |
Nabor kromosomov 2n. Obstaja intenzivna sinteza beljakovin, ATP in drugih organskih snovi. Kromosomi so dvojni, vsak je sestavljen iz dveh sestrskih kromatid, ki jih drži skupna centromera. |
Kromosomski niz 2n Opažamo enake procese kot pri mitozi, vendar dlje, zlasti med nastajanjem jajčec. | Nabor kromosomov je haploiden (n). Ni sinteze organskih snovi. |
| Profaza | Je kratkotrajna, kromosomi se spiralizirajo, jedrska ovojnica in nukleol izgineta in nastane delitveno vreteno. | Bolj dolgotrajna. Na začetku faze potekajo enaki procesi kot pri mitozi. Poleg tega pride do kromosomske konjugacije, pri kateri se homologni kromosomi približajo drug drugemu po celotni dolžini in se zvijajo. V tem primeru lahko pride do izmenjave genetskih informacij (križanja kromosomov) – križanja. Kromosomi se nato ločijo. | kratek; enaki procesi kot pri mitozi, vendar z n kromosomi. |
| metafaza | Pojavi se nadaljnja spiralizacija kromosomov, njihove centromere se nahajajo vzdolž ekvatorja. | Obstajajo procesi, podobni tistim pri mitozi. | |
| Anafaza | Centromere, ki držijo sestrske kromatide skupaj, se razdelijo, vsaka od njih postane nov kromosom in se premakne na nasprotna pola. | Centromere se ne delijo. Eden od homolognih kromosomov, sestavljen iz dveh kromatid, ki ju drži skupna centromera, odide na nasprotna pola. | Enako se dogaja kot pri mitozi, vendar z n kromosomi. |
| Telofaza | Citoplazma se razdeli v dva hčerinske celice, vsak z diploidnim nizom kromosomov. Vreteno delitve izgine, nastanejo jedrca. | Ne traja dolgo. Homologni kromosomi vstopijo v različne celice s haploidnim nizom kromosomov. Citoplazma se vedno ne deli. | Citoplazma je razdeljena. Po dveh mejotskih delitvah nastanejo 4 celice s haploidnim nizom kromosomov. |
Tabela za primerjavo mitoze in mejoze.
Mejoza je delitev v coni zorenja spola celice ki ga spremlja prepolovljenje števila kromosomov. Sestavljen je iz dveh zaporednih delitev, ki imata enake faze kot mitoza. Vendar, kot je prikazano v tabeli "Primerjava mitoze in mejoze", se trajanje posameznih faz in procesi, ki se v njih pojavljajo, bistveno razlikujejo od procesov, ki se pojavljajo med mitozo.
Te razlike so predvsem naslednje.
Pri mejozi je profaza I daljša. V njem poteka konjugacija (povezava homolognih kromosomov) in izmenjava genetskih informacij. V anafazi I se centromere, ki držijo kromatide skupaj, ne delijo in ena od homologmejoz Mitoza in njene faze mitoze ter drugi kromosomi se premaknejo na polove. Interfaza pred drugo delitvijo je zelo kratka, v njej se DNK ne sintetizira. Celice (haliti), ki nastanejo kot posledica dveh mejotskih delitev, vsebujejo haploidni (enoten) niz kromosomov. Diploidija se obnovi, ko se dve celici združita - materina in očetova. Oplojeno jajčece se imenuje zigota.
Mitoza ali posredna delitev je v naravi najbolj razširjena. Mitoza je osnova delitve vseh aseksualnih celice(epitelna, mišična, živčna, kostna itd.). Mitoza je sestavljena iz štirih zaporednih faz (glej spodnjo tabelo). Zahvaljujoč mitozi je zagotovljena enotna porazdelitev genetskih informacij matične celice med hčerinskimi celicami. Obdobje celičnega življenja med dvema mitozama se imenuje interfaza. Je desetkrat daljša od mitoze. V njej potekajo številni zelo pomembni procesi, ki so pred delitvijo celic: sintetizirajo se molekule ATP in beljakovine, se vsak kromosom podvoji in tvorita dve sestrski kromatidi, ki ju drži skupna centromera, se poveča število glavnih organelov citoplazme.
V profazi se kromosomi, sestavljeni iz dveh sestrskih kromatid, ki jih drži centromera, zavijejo in se posledično zgostijo. Do konca profaze jedrska membrana in nukleoli izginejo in kromosomi se razpršijo po celici, centriole se premaknejo na polove in tvorijo delitveno vreteno. V metafazi pride do nadaljnje spiralizacije kromosomov. V tej fazi so najbolj jasno vidni. Njihovi centromeri se nahajajo vzdolž ekvatorja. Na njih so pritrjena vlakna vretena.
V anafazi se centromere razdelijo, sestrske kromatide se med seboj ločijo in se zaradi krčenja vretenskih filamentov premaknejo na nasprotna pola celice.
V telofazi se citoplazma razdeli, kromosomi se odvijejo, jedra in jedrske membrane pa se ponovno oblikujejo. V živalskih celicah je citoplazma prepletena, v rastlinskih celicah se v središču matične celice oblikuje septum. Tako iz ene prvotne celice (materine) nastaneta dve novi hčerinski celici.
mejoza in mitoza
Tabela - Primerjava mitoze in mejoze
|
1 divizija |
2 divizija |
||
|
Interfaza |
Kromosomski niz 2n Obstaja intenzivna sinteza beljakovin, ATP in drugih organskih snovi Kromosomi so dvojni, vsak je sestavljen iz dveh sestrskih kromatid, ki jih drži skupna centromera. |
Kromosomski niz 2n Opažamo enake procese kot pri mitozi, vendar dlje, zlasti med nastajanjem jajčec. |
Nabor kromosomov je haploiden (n). Ni sinteze organskih snovi. |
|
Kratkotrajno, kromosomi se spiralizirajo, jedrska membrana in jedro izgineta, nastane cepivo |
Bolj dolgotrajna. Na začetku faze potekajo enaki procesi kot pri mitozi. Poleg tega pride do kromosomske konjugacije, pri kateri se homologni kromosomi približajo drug drugemu po celotni dolžini in se zvijajo. V tem primeru lahko pride do izmenjave genetskih informacij (prečkanje kromosomov) - prečkati. Kromosomi se nato ločijo. |
kratek; enaki procesi kot pri mitozi, vendar z n kromosomi. |
|
|
metafaza |
Pojavi se nadaljnja spiralizacija kromosomov, njihove centromere se nahajajo vzdolž ekvatorja. |
Obstajajo procesi, podobni tistim pri mitozi. | |
|
Centromere, ki držijo sestrske kromatide skupaj, se razdelijo, vsaka od njih postane nov kromosom in se premakne na nasprotna pola. |
Centromere se ne delijo. Eden od homolognih kromosomov, sestavljen iz dveh kromatid, ki ju drži skupna centromera, odide na nasprotna pola. |
Enako se dogaja kot pri mitozi, vendar z n kromosomi. |
|
|
Telofaza |
Citoplazma se razdeli, nastaneta dve hčerinski celici, vsaka z diploidnim nizom kromosomov. Vreteno delitve izgine, nastanejo jedrca. |
Ne traja dolgo. Homologni kromosomi vstopijo v različne celice s haploidnim nizom kromosomov. Citoplazma se vedno ne deli. |
Citoplazma je razdeljena. Po dveh mejotskih delitvah nastanejo 4 celice s haploidnim nizom kromosomov. |
celični cikel- to je obdobje obstoja celice od trenutka nastanka z delitvijo matične celice do lastne delitve.
trajanje celičnega cikla evkariont
Dolžina celičnega cikla se razlikuje od celice do celice. Hitro proliferirajoče odrasle celice, kot so hematopoetske ali bazalne celice povrhnjice in Tanko črevo, lahko vstopi v celični cikel vsakih 12-36 ur. Kratke celične cikle (približno 30 minut) opazimo, ko se jajca hitro drobijo iglokožci, dvoživke in druge živali. V eksperimentalnih pogojih imajo številne linije celične kulture kratek celični cikel (približno 20 ur). V najbolj aktivno delitvenih celicah je dolžina obdobja med mitoze je približno 10-24 ur.
Faze celičnega cikla evkariont
celični cikelevkariont sestavljen iz dveh obdobij:
Obdobje rasti celic, imenovano " interfaza«, med katerim poteka sinteza DNK in beljakovine in priprava na delitev celic.
Obdobje delitve celic, imenovano "faza M" (iz besede mitoza - mitoza).
Interfaza je sestavljena iz več obdobij:
G1- faze(od angleščina vrzel- interval) ali faze začetna rast med katerim poteka sinteza mRNA, beljakovine, druge celične komponente;
S- faze(od angleščina sinteza- sinteza) med katerimReplikacija DNK celično jedro , obstaja tudi podvojitev centriole(če obstajajo, seveda).
G2- faza, v kateri potekajo pripravemitoza .
Diferenciranim celicam, ki se ne delijo več, morda primanjkuje faze G1 v celičnem ciklu. Takšne celice najdemo v faza mirovanja G 0 .
Obdobjedelitev celic (faza M) vključuje dve stopnji:
-mitoza(delitev celičnega jedra);
-citokineza(delitev citoplazme).
Po drugi strani pa mitoza je razdeljen na pet stopenj.
Opis delitve celic temelji na podatkih svetlobne mikroskopije v kombinaciji z mikrofilmiranjem in na rezultatih svetloba in elektronski mikroskopija fiksne in obarvane celice.
Regulacija celičnega cikla
Redno zaporedje spreminjanja obdobij celičnega cikla se izvaja z interakcijo takšnih beljakovine, kako ciklin odvisne kinaze in ciklini. celice, ki so v fazi G 0, lahko vstopijo v celični cikel, ko so izpostavljeni rastni dejavniki. Različni dejavniki rasti kot npr trombocitov, epidermalni, živčni rastni faktor, komuniciranje z njihovimi receptorji, sprožijo znotrajcelično signalno kaskado, ki sčasoma privede do transkripcije geni ciklini in ciklin odvisne kinaze. Kinaze, odvisne od cikla postane aktiven samo ob interakciji z ustreznim ciklini. Vsebina različnih ciklini v kletka spremembe skozi celični cikel. ciklin je regulatorna komponenta ciklin-ciklin odvisnega kinaznega kompleksa. kinaza je katalitična komponenta tega kompleksa. kinaze ni aktiven brez ciklini. Na različne faze celični cikel sintetizirano drugačen ciklini. Ja, vsebina ciklin B v jajčne celice žabe trenutno doseže svoj maksimum mitoza ko se začne celotna kaskada reakcij fosforilacija katalizira kompleks ciklin-B/ciklin odvisne kinaze. Do konca mitoze proteinaze hitro razgradijo ciklin.
Kontrolne točke celičnega cikla
Za določitev zaključka vsake faze celičnega cikla je treba v njej imeti kontrolne točke. Če celica "preskoči" kontrolno točko, se še naprej "giblje" skozi celični cikel. Če nekatere okoliščine, kot je poškodba DNK, preprečijo, da bi celica prešla skozi kontrolno točko, ki jo lahko primerjamo z nekakšno kontrolno točko, se celica ustavi in po tem ne pride do druge faze celičnega cikla. vsaj dokler se ne odstranijo ovire, ki so kletki onemogočale prehod skozi kontrolno točko. Obstajajo vsaj štiri kontrolne točke celičnega cikla: kontrolna točka v G1, kjer se preverja celovitost DNK pred vstopom v S-fazo, kontrolna točka v S-fazi, kjer se preverja pravilnost replikacije DNK, kontrolna točka v G2, kjer se pri prehodu preveri zamujene poškodbe. prejšnje kontrolne točke ali pridobljene v naslednjih fazah celičnega cikla. V fazi G2 se zazna popolnost replikacije DNK in celice, v katerih je DNK premalo replicirana, ne vstopijo v mitozo. Na kontrolni točki sestavljanja vretena se preveri, ali so vsi kinetohori pritrjeni na mikrotubule.
Motnje celičnega cikla in nastanek tumorjev
Povečanje sinteze proteina p53 vodi do indukcije sinteze proteina p21, zaviralca celičnega cikla.
Kršitev normalne regulacije celičnega cikla je vzrok za večino solidnih tumorjev. V celičnem ciklu, kot je bilo že omenjeno, je prehod kontrolnih točk možen le, če so prejšnje stopnje normalno zaključene in ni okvar. Za tumorske celice so značilne spremembe v komponentah kontrolnih točk celičnega cikla. Ko so kontrolne točke celičnega cikla inaktivirane, opazimo disfunkcijo nekaterih tumorskih supresorjev in protoonkogenov, zlasti p53, pRb, moj C in Ras. Protein p53 je eden od transkripcijskih faktorjev, ki sproži sintezo beljakovin p21, ki je zaviralec kompleksa CDK-ciklin, kar vodi do zaustavitve celičnega cikla v obdobjih G1 in G2. Tako celica, katere DNK je poškodovana, ne preide v S fazo. Ko mutacije vodijo do izgube genov proteina p53 ali ko se ti spremenijo, ne pride do blokade celičnega cikla, celice vstopijo v mitozo, kar vodi v nastanek mutantnih celic, ki večinoma niso sposobne preživetja, druge pa povzročajo maligne celice. .
delitev celic
Vse celice nastanejo z delitvijo starševskih celic. Za večino celic je značilen celični cikel, sestavljen iz dveh glavnih stopenj: interfaze in mitoze.
Interfaza je sestavljen iz treh stopenj. V 4-8 urah po rojstvu celica poveča svojo maso. Nekatere celice (na primer živčne celice možganov) ostanejo v tej fazi za vedno, medtem ko se pri drugih kromosomska DNK podvoji v 6–9 urah. Ko se celična masa podvoji, mitoza.
V fazi anafaza kromosomi se premaknejo na polove celice. Ko kromosomi dosežejo pole, telofaza. Celica se v ekvatorialni ravnini razdeli na dva dela, uničijo se niti vretena, okrog kromosomov nastanejo jedrske membrane. Vsaka hčerinska celica prejme svoj nabor kromosomov in se vrne v medfazno stopnjo. Celoten postopek traja približno eno uro.
Proces mitoze se lahko razlikuje glede na vrsto celice. V rastlinski celici ni centriolov, čeprav se oblikuje vreteno. V glivičnih celicah se mitoza pojavi znotraj jedra, jedrska membrana ne razpade.
Prisotnost kromosomov ni nujen pogoj za delitev celic. Po drugi strani se lahko ena ali več mitoz ustavi v fazi telofaze, kar povzroči večjedrne celice (na primer pri nekaterih algah).
Razmnoževanje z mitozo se imenuje aseksualno ali vegetativno. kloniranje. Pri mitozi je genetski material matične in hčerinske celice enak.
Mejoza, je za razliko od mitoze pomemben element spolno razmnoževanje. Med mejozo nastanejo celice, ki vsebujejo samo en niz kromosomov, kar omogoča kasnejšo fuzijo zarodnih celic (gamet) dveh staršev. V bistvu je mejoza vrsta mitoze. Vključuje dve zaporedni celični delitvi, vendar se kromosomi podvojijo le v prvi od teh delitev. Biološko bistvo mejoze je zmanjšanje števila kromosomov za polovico in tvorba haploidnih gamet (to je gamete, ki imajo po en niz kromosomov).
Kot rezultat mejotske delitve pri živalih, štiri gamete. Če so moške spolne celice približno enake velikosti, se med tvorbo jajčec porazdelitev citoplazme zgodi zelo neenakomerno: ena celica ostane velika, druge tri pa so tako majhne, da jih skoraj v celoti zasede jedro. Te majhne celice služijo samo za shranjevanje presežnega genskega materiala.
Moške in ženske gamete se zlijejo in nastanejo zigota. V tem procesu se združujejo kromosomski nizi (ta proces se imenuje singamija), zaradi česar se v zigoti obnovi dvojni niz kromosomov - po en od vsakega od staršev. Naključna segregacija kromosomov in izmenjava genskega materiala med homolognimi kromosomi vodita do nastanka novih kombinacij genov, kar povečuje genetsko raznolikost. Nastala zigota se razvije v neodvisen organizem.
V zadnjem času se izvajajo poskusi umetnega zlitja celic enega oz različni tipi. Zunanje površine celic so bile zlepljene skupaj, membrana med njimi pa je bila uničena. Tako je bilo mogoče dobiti hibridne celice miši in piščanca, človeka in miši. Vendar pa so med nadaljnjimi delitvami celice izgubile večino kromosomov ene od vrst.
V drugih poskusih so celico razdelili na komponente, kot so jedro, citoplazma in membrana. Po tem so se komponente različnih celic ponovno sestavili in nastala je živa celica, sestavljena iz komponent različnih vrst celic. Načeloma so lahko poskusi sestavljanja umetnih celic prvi korak k ustvarjanju novih življenjskih oblik.
Življenski krog- to je čas obstoja celice od trenutka nastanka z delitvijo matične celice do lastne delitve ali naravne smrti. V celicah kompleksnega organizma (na primer človeka) je življenjski cikel celice lahko drugačen. visoko specializirane celice (eritrociti, živčne celice, progaste mišične celice) se ne množijo. Njihov življenjski cikel je sestavljen iz rojstva, opravljanja predvidenih funkcij, smrti (heterokalitična interfaza).
Najpomembnejša komponenta celičnega cikla je mitotični (proliferativni) cikel. Je kompleks medsebojno povezanih in usklajenih pojavov med delitvijo celic, pa tudi pred in po njej. Mitotični cikel- to je niz procesov, ki se odvijajo v celici od ene delitve do druge in se končajo s tvorbo dveh celic naslednje generacije. Poleg tega koncept življenjskega cikla vključuje tudi obdobje, ko celica opravlja svoje funkcije in obdobja počitka. V tem času je nadaljnja usoda celice negotova: celica se lahko začne deliti (vstopi v mitozo) ali se začne pripravljati na izvajanje določenih funkcij.
Mitoza je glavna vrsta delitve somatskih evkariontskih celic. Postopek delitve vključuje več zaporedne faze in je cikel. Njegovo trajanje je različno in se pri večini celic giblje od 10 do 50 ur, hkrati pa v celicah človeškega telesa traja sama mitoza 1–1,5 ure, obdobje G2 interfaze 2–3 ure in S obdobje medfaze je 6–10 ur.
Mitoza.
Mitotični cikel je sestavljen iz štirih zaporednih obdobij: predsintetičnega (ali postmitotskega) G1, sintetičnega S, postsintetičnega (ali premitotičnega) G2, ki sestavljajo interfaza (pripravljalno obdobje), in sama mitoza (slika 1).
Medfazne stopnje:
1) predsintetični (G1). Pojavi se takoj po delitvi celice. Sinteza DNK še ni bila izvedena. Celica aktivno raste v velikosti, shranjuje snovi, potrebne za delitev: beljakovine (hitoni, strukturni proteini, encimi), RNA, molekule ATP. Obstaja delitev mitohondrijev in kloroplastov (tj. struktur, ki so sposobne avtoreprodukcije). Značilnosti organizacije medfazne celice se obnovijo po prejšnji delitvi;
2) sintetični (S). Genetski material se podvoji z replikacijo DNK. Pojavi se na polkonzervativen način, ko se dvojna vijačnica molekule DNK razide v dve verigi in na vsaki od njih se sintetizira komplementarna veriga.
Posledično nastaneta dve enaki dvojni vijačnici DNK, od katerih je vsaka sestavljena iz ene nove in ene stare verige DNK. Količina dednega materiala se podvoji. Poleg tega se nadaljuje sinteza RNA in beljakovin. Majhen del mitohondrijske DNK je prav tako podvržen replikaciji (njegov glavni del se replicira v obdobju G2);
3) postsintetični (G2). DNK se ne sintetizira več, se pa popravijo pomanjkljivosti, ki so nastale pri njeni sintezi v obdobju S (popravilo). Prav tako kopičijo energijo in hranila, se nadaljuje sinteza RNA in beljakovin (predvsem jedrskih).
Sledi sama mitoza, ki je sestavljena iz štirih faz.
faze mitoze.
Mitoza je sestavljena iz štirih zaporednih faz - profaze, metafaze, anafaze in telofaze.
Faze mitoze:
1) profaza. Centrioli celičnega središča se delijo in razhajajo proti nasprotnim polom celice. Iz mikrotubul nastane delilno vreteno, ki povezuje središča različnih polov. Na začetku profaze sta v celici še vidna jedro in jedrca, do konca te faze se jedrna membrana razdeli na ločene fragmente (jedrska membrana se razstavi), jedrca razpadejo. Začne se kondenzacija kromosomov: zvijajo se, zgostijo, postanejo vidni v svetlobnem mikroskopu. V citoplazmi se število struktur grobega EPS zmanjša, število polisomov se močno zmanjša;
2) metafaza. Oblikovanje cepitvenega vretena je končano.
Zgoščeni kromosomi se vrstijo vzdolž ekvatorja celice in tvorijo metafazno ploščo. Mikrotubule vretena so pritrjene na centromere ali kinetohore (primarne zožitve) vsakega kromosoma. Po tem se vsak kromosom vzdolžno razcepi na dve kromatidi (hčerinski kromosomi), ki sta povezani le v centromernem območju;
3) anafaza. Povezava med hčerinskimi kromosomi je prekinjena in ti se začnejo premikati proti nasprotnim polom celice s hitrostjo 0,2–5 µm/min. Na koncu anafaze vsak pol vsebuje diploidni niz kromosomov. Kromosomi se začnejo dekondenzirati in odvijati, postajajo tanjši in daljši;
4) telofaza. Kromosomi so popolnoma despiralizirani, obnovljena je struktura jeder in interfaznega jedra, jedrska membrana pa je "montirana". Delitveno vreteno je uničeno. Pojavi se citokineza (delitev citoplazme). V živalskih celicah se ta proces začne z tvorbo zožitve v ekvatorialni ravnini, ki postaja vse globlja in na koncu popolnoma razdeli matično celico na dve hčerinski celici.
Trajanje vsake faze je odvisno od vrste tkiva, fiziološko stanje telo, udarec zunanji dejavniki(svetloba, temperatura, kemične snovi) itd.
riž. eno. celični cikel(mitoza).
Mejoza.
Med nastajanjem gamet, t.j. zarodne celice – semenčica in jajčeca – pride do delitve celic, ki se imenuje mejoza (slika 2). Prvotna celica ima diploidni niz kromosomov, ki se nato podvojijo. Toda, če se med mitozo v vsakem kromosomu kromatide preprosto razhajajo, se med mejozo kromosom (sestavljen iz dveh kromatid) tesno preplete s svojimi deli z drugim homolognim kromosomom (ki ga sestavljata tudi dve kromatidi) in se pojavi prečkati - izmenjava homolognih regij kromosomov. Nato se novi kromosomi z mešanimi "maminimi" in "očetovimi" geni razhajajo in nastanejo celice z diploidnim nizom kromosomov, vendar se sestava teh kromosomov že razlikuje od prvotne; rekombinacija . Prva delitev mejoze je končana, druga delitev mejoze pa poteka brez sinteze DNK, zato se med to delitvijo količina DNK prepolovi. Iz prvotnih celic z diploidnim nizom kromosomov nastanejo gamete s haploidnim nizom. Od enega diploidna celica nastanejo štiri haploidne celice. Faze celične delitve, ki sledijo interfazi, imenujemo profaza, metafaza, anafaza, telofaza in po delitvi spet interfaza.
Med mejozo se imenuje tudi faza, vendar je označeno, v kateri del mejoze spada. Crossing over – izmenjava delov med homolognimi kromosomi – se zgodi v profazi prve delitve mejoze (profaza I), ki vključuje naslednje korake: leptoten, zigoten, pahiten, diploten, diakineza (slika 3). Procesi, ki se v tem primeru dogajajo v celici, so podrobno opisani v učbeniku, ur. VN Yarygin, in jih je treba poznati.
riž. 2. Glavne faze mitotične in mejotske delitve.
riž. 3. Faze profaze I mejoze.
mizo
Vrste delitve celic
Testi:
1. Pri človeku je zrela plazemska celica izgubila sposobnost razmnoževanja in je začela izločati protitelesa – imunoglobuline. V kateri fazi življenjskega cikla je?
B. S-obdobje.
D. Diferenciacija.
D. Prometafaza.
2. Znanstvenik je med preučevanjem ženskih jajčnih celic pod mikroskopom v njih videl, da so konjugirani kromosomi prepleteni in med njimi pride do križanja – križanja. Določite profazno stopnjo prve mejotske delitve.
A. Pachinema
B. Zigonema
V. Leptonema
G. Diplonema
D. Diakineza
3. V velika družinaštirje sinovi in tri hčere, ki se v mnogih pogledih fenotipsko razlikujejo drug od drugega. To je razloženo z dejstvom, da so starši v procesu gametogeneze zašli v vsako od gamet različne kombinacije kromosomov. Navedite stopnjo mejoze, v kateri se je to zgodilo:
A. Anafaza II mejoze
B. Anafaza mejoze I
B. Metafaza mejoze II
D. Profaza II mejoze
E. Profaza mejoze I
4. V postsintetskem obdobju mitotičnega cikla je bila motena sinteza beljakovin – tubulinov. Do kakšnih posledic lahko to vodi
A. Kršitev tvorbe ločilnega vretena
B. Kršitev citokineze
B. Kršitev spiralizacije kromosomov
D. Kršitev popravila DNK
E. Skrajšanje trajanja mitoze
5. Na eni od stopenj celičnega cikla enaki kromosomi dosežejo polove celice, se despiralizirajo, okoli njih pa nastane jedrska membrana in nukleol. V kateri fazi mitoze je celica?
A. Telofaza
B. Profaza
B. Prometafaza
D. Metafaza
D. Anafaza
6. Znano je, da celični cikel vključuje več zaporednih transformacij v celici. Na eni od stopenj potekajo procesi, ki pripravljajo sintezo DNK. V katerem obdobju življenja celice se to zgodi?
A. Presintetično
B. Sintetični
B. Prava mitoza
D. Premitotic
D. Postsintetično
7. V celici so nastali maksimalno spiralizirani kromosomi. Nahajajo se vzdolž ekvatorja somatske celice. Kateri fazi mitoze to ustreza:
A. Metafaza
B. Telofaza
V. Profaza
G. Anafaza
D. prometafaza
8. V življenski krog celice in v procesu mitoze pride do rednega spreminjanja količine dednega materiala. V kateri fazi se količina DNK podvoji?
A. Interfaza
B. Profaza
B. Metafaza
G. Anafaza
D. Telofaza
9. V predsintetičnem obdobju mitotičnega cikla ne pride do sinteze DNK, zato je toliko molekul DNK, kolikor je kromosomov. Koliko molekul DNK ima človeška somatska celica v predsintetičnem obdobju
A. 46 molekul DNK
B. 92 molekul DNK
B. 23 molekul DNK
D. 69 molekul DNK
D. 48 molekul DNK
10. V anafazi mitoze se enokromatidni kromosomi razhajajo proti polom. Koliko kromosomov ima človeška celica v anafazi mitoze
A. 92 kromosomov
B. 46 kromosomov
B. 23 kromosomov
D. 69 kromosomov
D. 96 kromosomov
Naloge za kontrolo znanja:
1. naloga. Pri študiji proliferativne aktivnosti z uporabo 3 H-timidina se je izkazalo, da je čez dan 80 celic vstopilo v fazo sinteze DNK, vendar skupno število mitoz na dan je bilo le 21. Kako je mogoče razložiti te razlike?
2. naloga. Ob znatnih celičnih izgubah se konstantnost sestave tkiva vzdržuje s počivajočimi celicami. V katerih fazah vstopijo v mitotični cikel?
3. naloga. Alkaloid kolhicin blokira sintezo tubulinskega proteina. Kateri celične strukture ali lahko to zdravilo deluje? Kako bo to vplivalo na potek mitotične delitve?
4. naloga. V nekaterih primerih je rast tumorja povezana s prehodom določene celične populacije na razmnoževanje z amitozo. V čem se bodo celice takšne populacije razlikovale od normalne, v kateri pride do tipične mitoze?
5. naloga. Pri ljudeh, med prehodom, dejanje mutageni faktor je privedla do pojava kemične vezi med homolognimi X kromosomi, kar je preprečilo njihovo kasnejšo divergenco. Kakšen kromosomski niz bodo prejele nastale celice (gamete)?
6. naloga. Znano je, da je mehanizem druge delitve mejoze podoben tistemu pri mitozi. Kakšne bodo razlike v morfološki sliki metafaze druge mejotske delitve in metafaze mitoze v celicah istega organizma?
6. Gradivo za analizo z učiteljem in nadzor njegove asimilacije:
6.1. Analiza z učiteljem ključnih vprašanj za obvladovanje teme učne ure.
6.2. Demonstracija učitelja metodologije praktično triki na temo.
6.3. Material za nadzor obvladovanje gradiva:
Vprašanja za pogovor z učiteljem:
1. Organizacija celice v času. Spremembe celic in njihovih struktur med mitotičnim ciklom (interfaza in mitoza).
2. Celični cikel, peridizacija in možne smeri.
3. Načini delitve celic: amitoza, mitoza, mejoza. Amitoza in njeni mehanizmi.
4. Endomitoza, politenija.
5. Mitotični cikel, njegova periodizacija. Mitoza, značilnosti faze. Mitotična aktivnost tkiv. Motnje mitoze.
6. Mejoza, fazne značilnosti. biološki pomen.
7. Molekularni mehanizmi celične proliferacije.
8. Celična smrt
9. Življenje celic zunaj telesa. Kloniranje celic.
Praktični del
1. Preučite vrste celične delitve. V protokol zapišite tabelo "Vrste delitve celic".
2. Preglejte kariokinezo v celicah korenine čebule na mikropreparatih in narišite.
3. S pomočjo vadbene tabele preučite shemo delitve mejotičnih celic. Skica v albumu.
4. Rešite situacijske probleme.
DELO V LABORATORIJU
8. Literatura:
Glavni:
1. Biologija: V 2 knjigah. Knjiga 1: Proc. za posebne medicinske univerze / ur. V. N. Yarygin. 6. izd. -M.: Višja šola, 2004.- S.55-61
2. Biologija / A. A. Slyusarev, S. V. Žukova. - K.: Šola Vishcha. Glavna založba, 1992.- P.41-45
3. Biologija. Vodnik po praktičnih vajah za študente stomatoloških fakultet, ur. akad. RANS prof. V.V. Markina. Ed. M. "GEOTAR-Media" 2010
Dodatno:
10. Medicinska biologija: asistent / urednik V.P. Pishak, Yu.I.
11. Alberts G., Grey D., Lewis J. in drugi Molekularna biologija celice. M.: Mir, 1986. – V 3 zvezkih, 2. izd. T.1.- S. 176-177
12. Graf logične strukture.
13. Zapisi predavanj.
NAMEN (splošen): pozornost je treba posvetiti splošna vprašanja citologija in molekularna biologija.
Lekcija poteka z namenom utrjevanja predhodno preučenega gradiva.
Do kolokvija se dovolijo študenti, ki nimajo izostanka predavanj, praktične vaje in da mora učitelj sestaviti in podpisati protokole.
Končni rezultat je sestavljen iz:
1. 40 testne predmete(0 - 1 točka) – največ 40 točk.
2. 2 težavi (0-5-15 točk za vsako težavo) - največ 30 točk.
3. Teoretično vprašanje (0-5-10 točk) - max 10 točk.
__________________________________največ 80 točk.
MERILA OCENJEVANJA:
TOČKA - ODLIČNO
BALLA - DOBRO
Podobne informacije.
z enakim genskim materialom.
Interfaza
Preden celica, ki se deli, vstopi v mitozo, prestane obdobje rasti, imenovano interfaza. Približno 90 % časa celice v normalnih pogojih lahko preživi v interfazi, ki se pojavlja v treh glavnih fazah:
- Faza G1: obdobje pred sintezo DNK. V tej fazi se celica poveča v masi in se pripravi na delitev.
- S-faza: obdobje, v katerem poteka sinteza DNK. V večini celic se ta faza pojavi v zelo kratkem času.
- Faza G2: celica še naprej sintetizira dodatne beljakovine, da se poveča.
V zadnjem delu interfaze ima celica še jedrca. Jedro je omejeno z jedrno membrano in je podvojeno, vendar je v obliki kromatina. Dva para centriolov, ki nastaneta iz replikacije enega para, se nahajata zunaj jedra.
Po fazi G2 pride do mitoze, ki je sestavljena iz več stopenj in se konča s citokinezo (delitev celic).
Faze mitoze:
Predprofaza (v rastlinskih celicah)
Predprofaza je dodatna faza med mitozo, ki se ne pojavi pri drugih evkariontih, kot so živali ali glive. Je pred profazo in je značilna dva različna dogodka.
Spremembe, ki se pojavijo v predprofazi:
- Nastanek predprofaznega pasu - gost mikrotubularni obroč pod.
- Začetek nukleacije mikrotubulov v jedrni ovojnici.
Profaza
V profazi se kondenzira v diskretne kromosome. Jedrska membrana se zlomi in vreteno delitve nastane na nasprotnih polih celice. Profaza (v primerjavi z interfazo) je prvi pravi korak mitotičnega procesa.
Spremembe, ki se pojavijo med profazo:
- Kromatinska vlakna se spremenijo v kromosome, ki imajo po dva povezana, da tvorita centromero. V njem se tvorijo fisijska vlakna, sestavljena iz mikrotubul in beljakovin.
- V živalskih celicah se fisijska vlakna sprva pojavijo kot strukture, imenovane astre, ki obdajajo vsak par centriolov.
- Dva para centriol (nastala iz podvajanja enega para v interfazi) se zaradi raztezanja mikrotubul, ki nastanejo med njima, odmakneta drug od drugega proti nasprotnim polim celice.
prometafaza
Prometafaza - faza mitoze po profazi in pred metafazo pri evkariontskih somatske celice. Nekateri viri nanašajo procese, ki se pojavljajo v prometafazi, na pozno profazo in začetna faza metafaza.
Spremembe, ki se pojavijo v prometafazi:
- Jedrska ovojnica razpade.
- Polarna vlakna, ki so mikrotubule, ki sestavljajo vretenasta vlakna, potujejo od vsakega pola do ekvatorja celice.
- Kinetohore, ki so specializirane regije v centromerih kromosomov, se pritrdijo na vrsto mikrotubul, imenovane kinetohorni filamenti.
- Filamenti kinetohora "vzajemno delujejo" s fisijskim vretenom.
- Kromosomi se začnejo seliti proti središču celice.
metafaza
V metafazi se fisijska vlakna v celoti razvijejo in kromosomi se poravnajo na metafazni (ekvatorialni) plošči (ravnini, ki je enako oddaljena od obeh polov).
Spremembe, ki se pojavijo v metafazi:
- Jedrska membrana popolnoma izgine.
- V živalskih celicah se oba para razhajata v nasprotnih smereh proti polom celice.
- Polarna vlakna (mikrotubule, ki sestavljajo vlakna vretena) se še naprej širijo od polov do središča. Kromosomi se premikajo naključno, dokler se ne pritrdijo (preko svojih kinetohorov) na polarna vlakna na obeh straneh centromer.
- Kromosomi se poravnajo na metafazni plošči pravokotno na polove vretena.
- Kromosome držijo na metafazni plošči enake sile polarnih vlaken, ki pritiskajo na njihove centromere.
Anafaza
V anafazi se parni kromosomi () ločijo in se začnejo premikati proti nasprotnim koncem (polom) celice. Vlakna vretena, ki niso povezana s kromatidami, raztezajo in podaljšajo celico. Na koncu anafaze vsak pol vsebuje popolno zbirko kromosomov.
Spremembe, ki se pojavijo v anafazi:
- Seznanjeni v vsakem posameznem kromosomu se začnejo odmikati.
- Ko se parne sestrske kromatide ločijo ena od druge, se vsaka šteje za "popoln" kromosom. Imenujejo se hčerinski kromosomi.
- S pomočjo delitvenega vretena se premikajo do polov na nasprotnih koncih celice.
- Hčerinski kromosomi najprej migrirajo v centromero, kinetohorni filamenti pa postanejo krajši od kromosomov blizu polov.
- Pri pripravi na telofazo se med anafazo tudi dva pola celice odmakneta drug od drugega. Na koncu anafaze vsak pol vsebuje popolno zbirko kromosomov.
- Začne se proces citokineze (ločitev citoplazme prvotne celice), ki se konča po telofazi.
Telofaza
V telofazi kromosomi dosežejo jedra novih hčerinskih celic.
Spremembe, ki se pojavijo v telofazi:
- Polarna vlakna se še naprej daljšajo.
- Na nasprotnih polih se začnejo tvoriti jedra.
- Iz ostankov nastanejo jedrske membrane novih jeder jedrski ovoj matična celica in deli endomembranskega sistema.
- Pojavi se nukleol.
- Kromatinska vlakna kromosomov so odvita.
- Po teh spremembah se telofaza in mitoza v osnovi zaključita, genetska vsebina ene celice pa je razdeljena na dva dela.
citokineza
Citokineza je delitev citoplazme celice. Začne se pred koncem mitoze v anafazi in konča kmalu po telofazi. Na koncu citokineze nastaneta dve genetsko enaki hčerinski celici.
hčerinske celice
Na koncu mitoze in citokineze se kromosomi enakomerno porazdelijo med obe hčerinski celici. Te celice so identične, pri čemer vsaka vsebuje celoten nabor kromosomov.
Celice, proizvedene z mitozo, se razlikujejo od celic, proizvedenih preko . Mejoza proizvaja štiri hčerinske celice. Te celice vsebujejo polovico števila kromosomov iz prvotne celice. se podvrže mejozi. Ko se zarodne celice med oploditvijo delijo, postanejo haploidne celice diploidne celice.
Vse celične strukture živih organizmov gredo običajno skozi več glavnih stopenj razvoja. V času svojega obstoja vsaka celica običajno preide skozi stopnjo razmnoževanja ali delitve. Lahko je neposredna, posredna ali redukcijska. Divizija je normalna faza vitalne funkcije strukturnih enot različni organizmi, ki zagotavlja normalen obstoj, rast in razmnoževanje vseh živih bitij na planetu. Zahvaljujoč razmnoževanju celic v človeškem telesu je mogoče obnoviti tkiva, obnoviti celovitost poškodovanega epitelija ali dermisa, podedovati genetske podatke, spočetje, embriogenezo in številne druge pomembne procese.
Obstajata dve glavni vrsti reprodukcije strukturnih enot v telesu večceličnih bitij: mitoza in mejoza. Vsaka od teh metod razmnoževanja ima značilne lastnosti.
Pozor! Delitev celice odlikuje tudi preprosta delitev na dva - amitoza. V človeškem telesu se ta proces pojavlja v nenormalno spremenjenih strukturah, kot so tumorji.
Mitoza je vegetativna delitev celic z jedrom, najpogostejši proces razmnoževanja. Ta metoda se imenuje tudi posredna reprodukcija ali kloniranje, saj se par otroških struktur, ki nastane med njo, izkaže, da je popolnoma enak staršu. S pomočjo kloniranja se množijo somatske strukturne enote Človeško telo.
Pozor! Vegetativna delitev je namenjena tvorbi popolnoma enakih celic iz generacije v generacijo. Vse celice človeškega telesa, razen reproduktivnih, se razmnožujejo na podoben način.
Kloniranje je osnova ontogeneze, torej razvoja organizma od spočetja do trenutka smrti. Mitotična delitev je bistvena za normalno delovanje različna telesa in sistemov ter oblikovanje in ohranjanje določenih lastnosti človeka od rojstva do smrti na morfološki in biokemični ravni. Trajanje te metode razmnoževanja celic je v povprečju približno 1-2 uri.
Potek mitoze je razdeljen na štiri glavne faze:
Zaradi kloniranja iz matične celice nastaneta dve hčerinski celici, ki imata popolnoma podoben nabor kromosomov in ohranita vse kvalitativne in kvantitativne značilnosti prvotne celice. V človeškem telesu zaradi mitoze pride do stalne obnove tkiv.
Pozor! Normalen potek mitotičnih procesov zagotavlja nevrohumoralna regulacija, to je skupno delovanje živčnega in endokrinega sistema.
Značilnosti poteka redukcijske delitve
Mejotska delitev je proces, pri katerem nastanejo reproduktivne strukturne enote - gamete. S tem načinom razmnoževanja nastanejo štiri hčerinske celice, od katerih ima vsaka 23 kromosomov. Ker imajo gamete, ki nastanejo kot posledica te metode, nepopoln kromosomski niz, se imenuje redukcija. Pri ljudeh je med gametogenezo možna tvorba dveh vrst strukturnih enot:
- spermatozoidi iz spermatogonije;
- jajčeca v foliklih.
Značilnosti
Ker ima vsaka nastala gameta en sam niz kromosomov, ko se zlije z drugo reproduktivno celico, pride do izmenjave genetskega materiala in nastanka zarodka, ki prejme celoten kromosomski niz. Zaradi mejoze je zagotovljena kombinatorna variabilnost - to je proces, zaradi katerega se oblikuje ogromen seznam različnih genotipov, plod pa podeduje različne lastnosti matere in očeta.
V procesu nastajanja haploidnih struktur je treba razlikovati tudi štiri zgoraj naštete faze, ki so značilne za mitozo. Glavna razlika redukcijske delitve je, da se ti koraki ponovijo dvakrat.
Pozor! Prva telofaza se konča s tvorbo dveh celic s popolnim genetskim nizom 46 kromosomov. Nato se začne druga delitev, zaradi katere nastanejo štiri reproduktivne celice, od katerih ima vsaka 23 kromosomov.
Pri mejotski delitvi je prva stopnja velika količinačas. V tej fazi poteka fuzija kromosomov in proces izmenjave genetskih podatkov. Metafaza poteka na enak način kot med mitozo, vendar z enim samim nizom dednih podatkov. Med anafazo ne pride do delitve centromere in haploidni kromosomi se razhajajo proti polom.
Obdobje med dvema delitvama, to je interfaza, je zelo kratko, v tem času se ne proizvaja deoksiribonukleinska kislina. Zato celice, pridobljene po drugi telofazi, vsebujejo haploid, to je en sam niz kromosomov. Diploidni niz se obnovi, ko se med singamijo združita dve reproduktivni celici. To je proces združevanja moških in ženskih spolnih celic, ki nastanejo kot posledica mejoze. Kot rezultat redukcijske delitve nastane zigota s 46 kromosomi in popolnim kompletom dedne informacije prejela od obeh staršev.
Med zlitjem gamet pride do nastanka različne možnosti kakršni koli znaki. Z mejozo otroci podedujejo na primer barvo oči enega od staršev. Zaradi recesivne nosilnosti katerega koli gena je možen prenos lastnosti skozi eno ali več generacij.
Pozor! Prevladujejo prevladujoče lastnosti, ki se običajno kažejo v prvi generaciji potomcev. Recesivni - skriti ali postopoma izginjajo pri posameznikih naslednjih generacij.
Vloga mitotične delitve:
- Ohranjanje konstantnega števila kromosomov. Če bi nastale celice imele celoten nabor kromosomov, bi se pri plodu po spočetju njihovo število podvojilo.
- Zaradi mejotske delitve se tvorijo reproduktivne celice z različnimi nizi dednih informacij.
- Rekombinacija dednih informacij.
- Zagotavljanje variabilnosti organizmov.
Primerjalne značilnosti
| Metoda razmnoževanja | Kloniranje | Gametogeneza |
|---|---|---|
| Vrste celic | Somatski | reproduktivni |
| Število oddelkov | ena | dva |
| Koliko otroških strukturnih enot nastane kot rezultat | 2 | 4 |
| Vsebina dednih informacij v hčerinskih celicah | se ne spremeni | Spremembe |
| Konjugacija | Ni tipično | |
| Ni tipično | Označeno med prvo ligo |
Razlike med kloniranjem in redukcijsko delitvijo
Kloniranje in razmnoževanje redukcijskih celic sta precej podobna procesa. Mejotska delitev vključuje enake stopnje kot mitotična delitev, vendar se njihovo trajanje in procesi, ki se pojavljajo na različnih stopnjah, bistveno razlikujejo.
Video - Mitoza in mejoza
Razlike v poteku spolne in aseksualne delitve
Celice, ki so posledica mitotične delitve in gametogeneze, imajo različno funkcionalno obremenitev. Zato se med mejozo opazijo nekatere značilnosti tečaja:
- Na prvi stopnji redukcijske delitve opazimo konjugacijo in križanje. Ti procesi so potrebni za medsebojno izmenjavo genetskih informacij.
- Med anafazo opazimo segregacijo podobnih kromosomov.
- V obdobju med dvema cikloma delitev ni reduplikacije molekul deoksiribonukleinske kisline.
Pozor! Konjugacija je stanje postopne konvergence med seboj homolognih, torej podobnih kromosomov in po tem nastajanje parov. Crossing over - prehod določenih odsekov iz enega kromosoma v drugega.
Druga faza gametogeneze poteka na popolnoma enak način kot mitoza.
Značilne razlike glede na rezultate postopka delitve:
- Rezultat kloniranja je nastanek dveh strukturnih enot, rezultat redukcijske delitve pa štiri.
- S pomočjo kloniranja se razdelijo somatske strukturne enote, ki sestavljajo različna telesna tkiva. Kot posledica mejoze nastanejo samo reproduktivne celice: jajčeca in sperma.
- Kloniranje vodi do tvorbe popolnoma enakih strukturnih enot, med mejotsko delitvijo pa pride do prerazporeditve genetskih podatkov.
- Zaradi redukcijske delitve se količina dednih informacij v reproduktivnih celicah zmanjša za 50%. To zagotavlja možnost naknadnega zlivanja genetskih podatkov materinih in očetovih celic med oploditvijo.
Kloniranje in redukcijska delitev sta najpomembnejša procesa, ki zagotavljata normalno delovanje telesa. Hčerinske celice, nastale kot posledica kloniranja, so v vsem enake izvirniku, tudi na ravni deoksiribonukleinske kisline. To vam omogoča prenos kromosomskega niza nespremenjen iz ene generacije celic v drugo. Mitoza je osnova normalna rast tkanine. Biološki pomen redukcijske delitve je ohranitev določenega števila kromosomov v organizmih, katerih razmnoževanje poteka spolno. Hkrati mejotska delitev omogoča izražanje najpomembnejše kakovosti različnih večceličnih organizmov - kombinirane variabilnosti. Zahvaljujoč temu je možen prenos na potomce različni znaki tako oče kot mati.