איך נקרא השלב האחרון של מיטוזה? מהי מיטוזה ואיזה תהליך מתרחש בפרוזה של מיטוזה? מיטוזה ושלביה

בין כל הנושאים המעניינים והמורכבים למדי בביולוגיה, כדאי להדגיש שני תהליכים של חלוקת תאים בגוף - מיוזה ומיטוזה. בהתחלה אולי נראה שתהליכים אלו זהים, שכן בשני המקרים מתרחשת חלוקת תאים, אך למעשה יש ביניהם הבדל גדול. קודם כל, אתה צריך להבין מיטוזה. מהו התהליך הזה, מהו האינטרפאז של המיטוזה ואיזה תפקיד הם ממלאים בגוף האדם? זה יידון ביתר פירוט במאמר זה.

תהליך ביולוגי מורכב המלווה בחלוקת תאים ופיזור הכרומוזומים בין תאים אלו – כל זאת ניתן לומר על מיטוזה. הודות לו, כרומוזומים המכילים DNA מפוזרים באופן שווה בין תאי הבת של הגוף.

ישנם 4 שלבים עיקריים בתהליך המיטוזה. כולם קשורים זה בזה, מכיוון שהשלבים עוברים בצורה חלקה מאחד לשני. שכיחות המיטוזה בטבע נובעת מכך שהיא מעורבת בתהליך החלוקה של כל התאים, כולל שריר, עצב וכדומה.

בקצרה על interphase

לפני הכניסה למצב של מיטוזה, תא שמתחלק עובר ל-interphase, כלומר, הוא גדל. משך האינטרפאזה יכול לתפוס יותר מ-90% מהזמן הכולל של פעילות התא במצב רגיל.

אינטרפאזה מחולקת ל-3 תקופות עיקריות:

• שלב G1;
• S-phase;
• שלב G2.

כולם מתרחשים ברצף מסוים. הבה נשקול כל אחד מהשלבים הללו בנפרד.

Interphase - מרכיבים עיקריים (נוסחה)

שלב G1

תקופה זו מאופיינת בהכנת התא לחלוקה. זה גדל בנפח לשלב נוסף של סינתזת DNA.

S-phase

זהו השלב הבא בתהליך הבין-פאזי, במהלכו מתחלקים תאי הגוף. ככלל, הסינתזה של רוב התאים מתרחשת על פני פרק זמן קצר. לאחר החלוקה, התאים אינם גדלים בגודלם, אך מתחיל השלב האחרון.

שלב G2

השלב האחרון של האינטרפאזה, במהלכו ממשיכים התאים לסנתז חלבונים תוך הגדלת גודלם. בתקופה זו, עדיין ישנם נוקלאולים בתא. כמו כן, בחלק האחרון של האינטרפאזה מתרחשת כפילות של כרומוזומים, ומשטח הגרעין בשלב זה מכוסה בקליפה מיוחדת בעלת תפקיד מגן.

פֶּתֶק!בסוף השלב השלישי מתרחשת מיטוזה. הוא כולל גם כמה שלבים, שלאחריהם מתרחשת חלוקת תאים (תהליך זה ברפואה נקרא ציטוקינזיס).

שלבים של מיטוזה

כפי שצוין קודם לכן, מיטוזה מחולקת ל-4 שלבים, אך לפעמים יכולים להיות יותר. להלן העיקריים שבהם.

לוּחַ. תיאור השלבים העיקריים של מיטוזה.

שם השלב, תמונה	תֵאוּר
	במהלך הפרופזה מתרחשת ספירליזציה של כרומוזומים, וכתוצאה מכך הם מקבלים צורה מעוותת (היא יותר קומפקטית). כל התהליכים הסינתטיים בתא הגוף נעצרים, ולכן הריבוזומים אינם מיוצרים יותר.
	מומחים רבים אינם מבחינים בפרומטפאזה כשלב נפרד של מיטוזה. לעתים קרובות כל התהליכים המתרחשים בו מכונים פרופסה. במהלך תקופה זו, הציטופלזמה עוטפת את הכרומוזומים, הנעים בחופשיות בכל התא עד לנקודה מסוימת.
	השלב הבא של מיטוזה, המלווה בהפצה של כרומוזומים מעובה במישור המשווני. במהלך תקופה זו, המיקרוטובולים מתחדשים באופן שוטף. במהלך המטאפאזה, הכרומוזומים מסודרים כך שהקינטוכורים שלהם נמצאים בכיוון אחר, כלומר מכוונים לקטבים מנוגדים.
	שלב זה של מיטוזה מלווה בהפרדה של הכרומטידות של כל כרומוזום זו מזו. הצמיחה של microtubules נעצרת, עכשיו הם מתחילים להתפרק. אנפאזה לא נמשכת זמן רב, אך במהלך פרק זמן זה מצליחים התאים להתפזר קרוב יותר לקטבים שונים במספרים שווים בערך.
	זהו השלב האחרון שבמהלכו מתחיל פירוק הכרומוזומים. תאים אוקריוטיים משלימים את חלוקתם, ומסביב לכל סט של כרומוזומים אנושיים נוצרת מעטפת מיוחדת. כאשר הטבעת המתכווצת מתכווצת, הציטופלזמה נפרדת (ברפואה תהליך זה נקרא ציטוטומיה).

חָשׁוּב!משך תהליך המיטוזה המלא, ככלל, אינו עולה על 1.5-2 שעות. משך הזמן עשוי להשתנות בהתאם לסוג התא המחולק. כמו כן, משך התהליך מושפע מגורמים חיצוניים, כגון תנאי אור, טמפרטורה וכדומה.

איזה תפקיד ביולוגי ממלאת המיטוזה?

כעת ננסה להבין את תכונות המיטוזה ואת חשיבותה במחזור הביולוגי. קוֹדֶם כֹּל, זה מבטיח תהליכים חיוניים רבים של הגוף, כולל התפתחות עוברית.

מיטוזיס אחראית גם על שיקום הרקמות והאיברים הפנימיים בגוף לאחר סוגים שונים של נזקים, וכתוצאה מכך להתחדשות. בתהליך התפקוד, תאים מתים בהדרגה, אך בעזרת מיטוזה נשמרת כל הזמן השלמות המבנית של הרקמות.

מיטוזיס מבטיחה שימור של מספר מסוים של כרומוזומים (היא תואמת את מספר הכרומוזומים בתא האם).

וידאו - תכונות וסוגים של מיטוזה

מהלך זמן של מיטוזה וציטוקינזיס אופייני לתא יונק. המספרים המדויקים משתנים עבור תאים שונים. ציטוקינזיס מתחיל באנפאזה ומסתיים, ככלל,
עד סוף הטלופאזה

השלב של מחזור התא המקביל לחלוקת התא נקרא שלב M. ה-M-phase מחולק באופן קונבנציונלי לשישה שלבים, והופכים זה לזה בהדרגה וברציפות. חמשת הראשונים - פרופאזה, פרומטפאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה - מהווים מיטוזה, ותהליך ההפרדה של הציטופלזמה של התא, או ציטוקינזיס, שמתחיל באנפאזה, נמשך עד להשלמת המחזור המיטוטי, וככלל, הוא נחשב לחלק מהטלופאזה.

משך השלבים הבודדים שונה ומשתנה בהתאם לסוג הרקמה, המצב הפיזיולוגי של הגוף וגורמים חיצוניים. השלבים הארוכים ביותר קשורים לתהליכי סינתזה תוך תאית: פרופאז וטלופאז. השלבים המהירים ביותר של מיטוזה, שבמהלכם מתרחשת תנועת הכרומוזומים: מטאפאזה ואנפאזה. התהליך בפועל של סטיית הכרומוזומים לקטבים בדרך כלל אינו עולה על 10 דקות.

פרופאזה

האירועים העיקריים של הפרופזה כוללים עיבוי כרומוזומים בתוך הגרעין ויצירת ציר חלוקה בציטופלזמה של התא. התפוררות הגרעין בפרופזה היא תכונה אופיינית, אך לא מחייבת, לכל התאים.

באופן קונבנציונלי, תחילתו של הפרופזה נחשבת לרגע הופעת הכרומוזומים הנראים במיקרוסקופ עקב התעבות של כרומטין תוך גרעיני. דחיסה של כרומוזומים מתרחשת עקב סליל DNA מרובה רמות. שינויים אלו מלווים בעלייה בפעילות של פוספורילאזים המשנים היסטונים המעורבים ישירות בהרכב ה-DNA. כתוצאה מכך, פעילות התעתיק של כרומטין פוחתת בחדות, גנים גרעיניים מושבתים, ורוב החלבונים הגרעיניים מתנתקים. כרומטידות אחיות מתעבות בפרופזה מוקדמת נשארות מזווגות לכל אורכן בעזרת חלבוני קוהזין, אך בתחילת הפרומטאפאזה, הקשר בין הכרומטידות נשמר רק באזור הצנטרומר. בפרופאזה מאוחרת נוצרים קינטוכורים בוגרים על כל צנטרומר של כרומטידות אחיות, הנחוצים לכרומוזומים להיצמד למיקרו-צינוריות של הציר בפרומטפאזה.

יחד עם תהליכי העיבוי התוך-גרעיני של כרומוזומים, מתחיל להיווצר בציטופלזמה הציר המיטוטי, אחד המבנים העיקריים של מנגנון חלוקת התא, האחראי על חלוקת הכרומוזומים בין תאי הבת. גופים קוטביים, מיקרוטובולים וקינטוכורים של כרומוזומים לוקחים חלק ביצירת ציר החלוקה בכל התאים האוקריוטיים.

תחילתה של היווצרות ציר מיטוטי בפרופזה קשורה לשינויים דרמטיים במאפיינים הדינמיים של המיקרוטובולים. זמן מחצית החיים של המיקרוטובול הממוצע יורד פי 20 בערך מ-5 דקות ל-15 שניות. עם זאת, קצב הגדילה שלהם גדל בערך פי 2 בהשוואה לאותן מיקרוטובוליות בין-פאזיות. קצוות פולימריזציה פלוס הם "לא יציבים מבחינה דינמית" ומשתנים בפתאומיות מצמיחה אחידה לקיצור מהיר, שבו המיקרוטובולה כולה מתפרקת לעתים קרובות. ראוי לציין כי לתפקוד תקין של הציר המיטוטי, יש צורך באיזון מסוים בין תהליכי ההרכבה והדה-פולימריזציה של מיקרוטובולים, שכן מיקרו-צינוריות ציר מיוצבות או דה-פולימריות אינן מסוגלות להזיז כרומוזומים.

יחד עם השינויים הנצפים בתכונות הדינמיות של המיקרוטובולים המרכיבים את חוטי הציר, נוצרים קטבי חלוקה בפרופזה. צנטרוזומים המשוכפלים בשלב S מתפצלים בכיוונים מנוגדים עקב האינטראקציה של מיקרוטובוליות קוטביות הגדלות זו לזו. עם קצוות המינוס שלהם, המיקרוטובולים שקועים בחומר האמורפי של הצנטרוזומים, ותהליכי פילמור מתרחשים מקצוות הפלוס הפונים למישור המשווה של התא. במקרה זה, המנגנון הסביר של הפרדת קוטב מוסבר באופן הבא: חלבונים דמויי דיניין מכוונים את הקצוות הפולימריים פלוס של מיקרוטובולים קוטביים בכיוון מקביל, וחלבונים דמויי קינזין, בתורם, דוחפים אותם לכיוון קטבי החלוקה.

במקביל לעיבוי הכרומוזומים והיווצרות הציר המיטוטי, במהלך הפרופזה, מתרחש פיצול של הרשת האנדופלזמית, המתפרקת ל-vacuoles קטנים, אשר לאחר מכן מתפצלים לפריפריה של התא. במקביל, הריבוזומים מאבדים קשרים עם ממברנות ה-ER. גם בורות המים של מנגנון הגולגי משנים את הלוקליזציה הפרי-גרעינית שלהם, ומתפרקים לדיקטיוזומים בודדים המופצים בציטופלזמה ללא סדר מסוים.

פרומטפאזה

פרומטפאזה

סוף הפרופזה ותחילת הפרומטאפאזה מסומנים בדרך כלל על ידי התפוררות הממברנה הגרעינית. מספר חלבוני lamina עוברים פוספורילציה, וכתוצאה מכך המעטפת הגרעינית מתפצלת ל-vacuoles קטנים ומתחמי הנקבוביות נעלמים. לאחר הרס הממברנה הגרעינית, הכרומוזומים ממוקמים באזור הגרעיני ללא סדר מסוים. עם זאת, בקרוב כולם מתחילים לזוז.

בפרומטפאזה, נצפית תנועה אינטנסיבית אך אקראית של כרומוזומים. בתחילה, כרומוזומים בודדים נסחפים במהירות אל הקוטב הקרוב ביותר של הציר המיטוטי במהירות שמגיעה ל-25 מיקרומטר/דקה. בסמוך לקטבי החלוקה עולה ההסתברות לאינטראקציה של מיקרו-צינורית ציר שסונתזה לאחרונה בתוספת קינטוכורים של כרומוזומים. כתוצאה מאינטראקציה זו, מיוצבות מיקרו-צינוריות קינטוכור מדה-פולימריזציה ספונטנית, וצמיחתן מבטיחה בחלקה את הסרת הכרומוזום המחובר אליהן בכיוון מהקוטב למישור המשווני של הציר. בצד השני, הכרומוזום נשלט על ידי גדילי מיקרוטובולים המגיעים מהקוטב הנגדי של הציר המיטוטי. על ידי אינטראקציה עם קינטוכורים, הם משתתפים גם בתנועת הכרומוזומים. כתוצאה מכך, כרומטידות אחיות קשורות לקטבים מנוגדים של הציר. הכוח שפותחו על ידי מיקרו-צינוריות מקטבים שונים לא רק מייצב את האינטראקציה של המיקרו-צינוריות הללו עם קינטוכורים, אלא גם מביא בסופו של דבר כל כרומוזום למישור של לוח המטאפאזה.

בתאי יונקים, פרומטפאזה מתרחשת בדרך כלל תוך 10-20 דקות. בנוירובלסטים של חגבים, שלב זה אורך 4 דקות בלבד, ובאנדוספרם של המאנטוס ובפיברובלסטים של ניוט הוא אורך כ-30 דקות.

מטאפאזה

מטאפאזה

בסוף הפרומטאפאזה, הכרומוזומים ממוקמים במישור המשווני של הציר במרחקים שווים בערך משני קטבי החלוקה, ויוצרים לוח מטאפאזה. המורפולוגיה של לוח המטאפאזה בתאי בעלי חיים, נבדלת, ככלל, על ידי סידור מסודר של כרומוזומים: האזורים הצנטרומריים פונים למרכז הציר, והזרועות פונות לפריפריה של התא. בתאי צמחים, הכרומוזומים לרוב שוכבים במישור המשווני של הציר ללא סדר קפדני.

מטאפאזה תופסת חלק ניכר מתקופת המיטוזה, ומאופיין במצב יציב יחסית. כל הזמן הזה, הכרומוזומים מוחזקים במישור המשווני של הציר עקב כוחות המתח המאוזנים של מיקרו-צינוריות קינטוכור, המבצעים תנועות תנודות עם משרעת לא משמעותית במישור לוח המטאפאזה.

במטאפאזה, כמו גם במהלך שלבים אחרים של מיטוזה, חידוש אקטיבי של מיקרוטובוליות בציר ממשיך באמצעות הרכבה אינטנסיבית ודיפולימריזציה של מולקולות טובולין. למרות ייצוב מסוים של צרורות המיקרו-צינוריות הקינטוכוריות, יש הרכבה מתמדת של מיקרו-צינוריות בין-קוטבית, שמספרן מגיע למקסימום במטאפאזה.

בסוף המטאפאזה נצפית הפרדה ברורה של כרומטידות אחיות, שהקשר ביניהן נשמר רק באזורים הצנטרומריים. הזרועות הכרומטיות ממוקמות במקביל זו לזו, והפער המפריד ביניהן נראה בבירור.

אנפאזה

אנפאזה היא השלב הקצר ביותר של מיטוזה, שמתחיל בהפרדה הפתאומית וההפרדה שלאחר מכן של כרומטידות אחיות לעבר קטבים מנוגדים של התא. הכרומטידות מתפצלות במהירות אחידה שמגיעה ל-0.5-2 מיקרומטר/דקה, ולעתים קרובות הן לובשות צורת V. התנועה שלהם מונעת על ידי כוחות משמעותיים, המוערכים ב-10 דינים לכרומוזום, שהם פי 10,000 מהכוח הנדרש כדי פשוט להעביר כרומוזום דרך הציטופלזמה במהירות הנצפית.

בדרך כלל, הפרדת כרומוזומים באנפאזה מורכבת משני תהליכים עצמאיים יחסית הנקראים אנפאזה A ואנפאזה B.

אנפאזה A מאופיין בהפרדה של כרומטידות אחיות לקטבים מנוגדים של חלוקת התא. אותם כוחות שהחזיקו בעבר את הכרומוזומים במישור לוחית המטאפאזה אחראים לתנועתם. תהליך ההפרדה של הכרומטידים מלווה בהפחתת אורך המיקרוטובולים של קינטוכור דפולימריזציה. יתר על כן, הריקבון שלהם נצפה בעיקר באזור הקינטוכורים, מקצוות הפלוס. ככל הנראה, דה-פולימריזציה של מיקרו-צינוריות בקינטוכורים או באזור קטבי החלוקה היא תנאי הכרחי לתנועת כרומטידות אחיות, שכן תנועתן נעצרת בתוספת טקסול או מים כבדים, בעלי השפעה מייצבת על המיקרוטובולים. המנגנון העומד בבסיס הפרדת הכרומוזומים באנפאזה A נותר לא ידוע.

במהלך אנפאזה B, הקטבים של חלוקת התא עצמם מתפצלים, ובניגוד לאנפאזה A, תהליך זה מתרחש עקב הרכבה של מיקרוטובולים קוטביים מקצוות הפלוס. החוטים האנטי-מקבילים הפילמרים של הציר, בעת אינטראקציה, יוצרים חלקית כוח הדוחף את הקטבים זה מזה. גודל התנועה היחסית של הקטבים במקרה זה, כמו גם מידת החפיפה של מיקרוטובולים קוטביים באזור המשווני של התא, משתנה מאוד בין פרטים ממינים שונים. בנוסף לכוחות הדחיפה, קטבי החלוקה מושפעים מכוחות משיכה ממיקרוטובולים אסטרליים, שנוצרים כתוצאה מאינטראקציה עם חלבונים דמויי דיניין על קרום הפלזמה של התא.

הרצף, משך הזמן והתרומה היחסית של כל אחד משני התהליכים המרכיבים את האנפאזה יכולים להיות שונים ביותר. לפיכך, בתאי יונקים, אנפאזה B מתחילה מיד לאחר תחילת ההתרחקות הכרומטידית לקטבים מנוגדים ונמשכת עד שהציר המיטוטי מתארך פי 1.5-2 בהשוואה למטאפאזה הראשונה. בחלק מהתאים האחרים, אנפאזה B מתחילה רק לאחר שהכרומטידות מגיעות לקטבי החלוקה. בחלק מהפרוטוזואה, במהלך אנפאזה B, הציר מתארך פי 15 בהשוואה למטאפאזה הראשונה. אנפאזה B נעדר בתאי הצמח.

טלופאז

טלופאז

Telophase נחשב לשלב הסופי של מיטוזה; ההתחלה שלו נחשבת ברגע שבו הכרומטידות האחיות המופרדות נעצרות בקטבים המנוגדים של חלוקת התא. בטלופאזה מוקדמת, נצפים דקוננסציה של כרומוזומים, וכתוצאה מכך, עלייה בנפחם. ליד הכרומוזומים האישיים המקובצים, מתחיל היתוך שלפוחיות ממברנות, שמתחיל את השחזור של המעטפת הגרעינית. החומר לבניית הממברנות של גרעיני הבת החדשים שנוצרו הם שברים של הממברנה הגרעינית שהתפוררה בתחילה של תא האם, כמו גם אלמנטים של הרשת האנדופלזמית. במקרה זה, שלפוחיות בודדות נקשרות אל פני השטח של הכרומוזומים ומתמזגות יחד. הממברנות הגרעיניות החיצוניות והפנימיות משוחזרות בהדרגה, הלמינה הגרעינית והנקבוביות הגרעיניות משוחזרות. במהלך תהליך שיקום הממברנה הגרעינית, שלפוחיות ממברנות נפרדות מתחברות כנראה לפני השטח של הכרומוזומים מבלי לזהות רצפי נוקלאוטידים ספציפיים, שכן ניסויים הראו ששיקום קרום גרעיני מתרחש סביב מולקולות DNA שנשאלו מכל אורגניזם, אפילו נגיף חיידקי. בתוך גרעיני התא החדשים שנוצרו, הכרומטין מתפזר, סינתזת ה-RNA מתחדשת, והנוקלאולים הופכים גלויים.

במקביל לתהליכי היווצרות גרעיני תאי הבת בטלופאזה, מתחיל ונגמר פירוק המיקרוטובולים בציר. הדה-פולימריזציה ממשיכה בכיוון מקטבי החלוקה למישור המשווני של התא, מקצוות מינוס לקצוות פלוס. במקרה זה, microtubules נמשכים הארוך ביותר בחלק האמצעי של הציר, אשר יוצרים את הגוף הפלמינג שיורי.

סוף הטלופאז חופף בעיקר להפרדה של גוף תא האם על ידי ציטוקינזיס. במקרה זה, נוצרים שני תאי בת או יותר. התהליכים המובילים להפרדה של הציטופלזמה מתחילים באמצע האנפאזה ויכולים להימשך לאחר השלמת הטלופזה. מיטוזיס לא תמיד מלווה בחלוקה של הציטופלזמה, לכן ציטוקינזיס אינו מסווג כשלב נפרד של חלוקה מיטוטית ונחשב בדרך כלל כחלק מטלופאז.

ישנם שני סוגים עיקריים של ציטוקינזיס: חלוקה על ידי כיווץ תאים רוחבי וחלוקה על ידי יצירת לוחית תא. מישור חלוקת התא נקבע לפי מיקום הציר המיטוטי ועובר בזווית ישרה לציר הארוך של הציר.

כאשר תא מתחלק על ידי התכווצות רוחבית, אתר החלוקה הציטופלזמטי מונח באופן ראשוני במהלך אנפאזה, כאשר טבעת מתכווצת של חוטי אקטין ומיוזין מופיעה במישור צלחת המטאפאזה מתחת לממברנת התא. בהמשך, עקב פעילות הטבעת המתכווצת, נוצר תלם מחשוף, אשר מעמיק בהדרגה עד לחלוקה מלאה של התא. בתום הציטוקינזיס, הטבעת המתכווצת מתפוררת לחלוטין, וממברנת הפלזמה מתכווצת סביב גוף פלמינג שיורי, המורכב מהצטברות של שאריות של שתי קבוצות של מיקרו-צינוריות קוטביות, ארוזות יחד עם חומר מטריקס צפוף.

חלוקה לפי היווצרות לוחית התא מתחילה בתנועה של שלפוחיות קטנות תוחמות קרום לעבר המישור המשווני של התא. כאן הם מתמזגים ויוצרים מבנה בצורת דיסק, מוקף קרום, הנקרא לוחית התא הקדומה. השלפוחיות הקטנות מקורן בעיקר במנגנון גולגי ונעות לכיוון המישור המשווני לאורך המיקרוטובולים הקטנים של הציר, ויוצרות מבנה גלילי הנקרא פרגמופלסט. כאשר לוחית התא מתרחבת, המיקרוטובוליות של הפרגמופלסט המוקדם עוברות בו-זמנית לפריפריה של התא, שם, עקב שלפוחיות ממברנות חדשות, צמיחת לוחית התא נמשכת עד לאיחוי הסופי שלה עם הממברנה של תא האם. לאחר ההפרדה הסופית של תאי הבת, מופקדים מיקרו-סיבי תאית בצלחת התא, ומשלימים את היווצרות דופן תא קשיחה.

פרבוסט, ז'אן לואי

אחד התהליכים החשובים ביותר בהתפתחות האישית של אורגניזם חי הוא מיטוזה. במאמר זה ננסה להסביר בקצרה ובבהירות אילו תהליכים מתרחשים במהלך חלוקת התא ונדבר על המשמעות הביולוגית של מיטוזה.

הגדרת המושג

מספרי לימוד לכיתה י' בביולוגיה אנו יודעים שהמיטוזה היא חלוקת תאים, וכתוצאה מכך נוצרים מתא אם אחד שני תאי בת עם אותה מערכת כרומוזומים.

בתרגום מיוונית עתיקה, המונח "מיטוזה" פירושו "חוט". זה כמו קישור בין תאים ישנים לחדשים שבהם הקוד הגנטי נשמר.

תהליך החלוקה בכללותו מתחיל מהגרעין ומסתיים בציטופלזמה. זה מכונה מחזור מיטוטי, המורכב מהשלב של מיטוזה ואינטרפאזה. כתוצאה מחלוקה של תא סומטי דיפלואידי, נוצרים שני תאי בת. הודות לתהליך זה, מספר תאי הרקמה עולה.

שלבים של מיטוזה

בהתבסס על מאפיינים מורפולוגיים, תהליך החלוקה מחולק לשלבים הבאים:

• פרופאזה ;

בשלב זה הגרעין נדחס, הכרומטין מתעבה בתוכו, שמתפתל לספירלה, והכרומוזומים נראים במיקרוסקופ.

4 המאמרים המוביליםשקוראים יחד עם זה

בהשפעת אנזימים, הגרעינים וקליפותיהם מתמוססים בתקופה זו ממוקמים באופן אקראי בציטופלזמה. בהמשך נפרדים הצנטריולים לקטבים ונוצר ציר חלוקת תאים שחוטיו מחוברים לקטבים ולכרומוזומים.

שלב זה מאופיין בהכפלת DNA, אך זוגות כרומוזומים עדיין נצמדים זה לזה.

לפני שלב הפרופזה, לתא צמחי יש שלב הכנה - פרפרופאז. מה כרוכה בהכנת התא למיטוזה ניתן להבין בשלב זה. הוא מאופיין ביצירת טבעת קדם-פרופאזה, פרגמוזומים ויצירת גרעין של מיקרוטובולים סביב הגרעין.

• פרומטפאזה ;

בשלב זה, הכרומוזומים מתחילים לנוע ולנוע לעבר הקוטב הקרוב.

בספרי לימוד רבים, קדם-פרופאזה ופרומתופאז מכונים שלב הפרופזה.

• מטאפאזה ;

בשלב הראשוני ממוקמים הכרומוזומים בחלק המשווני של הציר, כך שלחץ הקטבים פועל עליהם באופן שווה. במהלך שלב זה, מספר המיקרוטובולים בציר גדל ומתחדש כל הזמן.

כרומוזומים מסודרים בזוגות בספירלה לאורך קו המשווה של הציר בסדר קפדני. הכרומטידות מתנתקות בהדרגה, אך עדיין נאחזות בחוטי הציר.

• אנפאזה ;

בשלב זה מתרחשת התארכות של כרומטידות, שמתפצלות בהדרגה לכיוון הקטבים, כאשר חוטי הציר מתכווצים. נוצרים כרומוזומי בת.

זהו השלב הקצר ביותר מבחינת זמן. כרומטידות אחיות נפרדות לפתע ועוברות לקטבים שונים.

• טלופאז ;

זהו השלב האחרון של החלוקה כאשר הכרומוזומים מתארכים ונוצרת מעטפת גרעינית חדשה ליד כל קוטב. החוטים שהרכיבו את הציר נהרסים לחלוטין. בשלב זה, הציטופלזמה מתחלקת.

השלמת השלב האחרון עולה בקנה אחד עם חלוקת תא האם, הנקראת ציטוקינזיס. המעבר של תהליך זה הוא שקובע כמה תאים נוצרים במהלך החלוקה עשויים להיות שניים או יותר מהם.

אוֹרֶז. 1. שלבי מיטוזה

המשמעות של מיטוזיס

אין להכחיש את המשמעות הביולוגית של תהליך חלוקת התא.

• בזכותו ניתן לשמור על מערך קבוע של כרומוזומים.
• רבייה של תא זהה אפשרית רק באמצעות מיטוזה. בדרך זו מחליפים תאי עור, אפיתל מעי ותאי דם אדומים שמחזור החיים שלהם הוא 4 חודשים בלבד.
• העתקה, ולכן שימור מידע גנטי.
• הבטחת התפתחות וצמיחה של תאים, בשל כך נוצר אורגניזם רב תאי מזיגוטה חד-תאית.
• בעזרת חלוקה כזו, התחדשות של חלקי גוף אפשרית בכמה אורגניזמים חיים. לדוגמה, קרני כוכב הים משוחזרות.

אוֹרֶז. 2. התחדשות כוכבי הים

• הבטחת רבייה א-מינית. לדוגמה, ניצני הידרה, כמו גם ריבוי וגטטיבי של צמחים.

אוֹרֶז. 3. הידרה באדינג

מה למדנו?

חלוקת תאים נקראת מיטוזה. הודות לו, המידע הגנטי של התא מועתק ונאגר. התהליך מתרחש במספר שלבים: שלב הכנה, פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה, טלופזה. כתוצאה מכך נוצרים שני תאי בת הדומים לחלוטין לתא האם המקורי. בטבע חשיבותה של מיטוזה רבה, שכן בזכותה מתאפשרים התפתחות וצמיחה של אורגניזמים חד-תאיים ורב-תאיים, התחדשות של חלקים מסוימים בגוף ורבייה א-מינית.

מבחן על הנושא

הערכת הדו"ח

דירוג ממוצע: 4.6. סך הדירוגים שהתקבלו: 359.

עם חומר גנטי זהה.

Interphase

לפני שתא מתחלק נכנס למיטוזה, הוא עובר תקופה של צמיחה הנקראת אינטרפאזה. כ-90% מזמנו של התא ניתן בדרך כלל לבלות ב-interphase, המתרחש בשלושה שלבים עיקריים:

• שלב G1: תקופה לפני סינתזת DNA. בשלב זה, התא גדל במסה, מתכונן להתחלק.
• S-phase:התקופה שבה מתרחשת סינתזת DNA. ברוב התאים שלב זה מתרחש בפרק זמן קצר מאוד.
• שלב G2:התא ממשיך לסנתז חלבונים נוספים וגדל בגודלו.

במהלך החלק האחרון של האינטרפאזה, בתא עדיין יש נוקלאולים. הגרעין תחום על ידי המעטפת הגרעינית והוא משוכפל, אך בצורה של כרומטין. שני זוגות הצנטריולים, שנוצרו משכפול של זוג אחד, ממוקמים מחוץ לגרעין.

לאחר שלב G2, מתרחשת מיטוזה, אשר בתורה מורכבת ממספר שלבים ומסתיימת בציטוקינזיס (חלוקת תאים).

שלבי מיטוזיס:

Preprophase (בתאי צמחים)

Preprophase הוא שלב נוסף במהלך מיטוזה שאינו נמצא באוקריוטים אחרים כגון בעלי חיים או פטריות. הוא מקדים את הנבואה ומאופיין בשני אירועים שונים.

שינויים המתרחשים ב-preprophase:

• היווצרות רצועת קדם-פרופאזה - טבעת מיקרו-צינורית צפופה מתחת.
• תחילתה של גרעין מיקרוטובולי במעטפת הגרעינית.

פרופאזה

בפרופאזה הוא מתעבה לכרומוזומים נפרדים. המעטפת הגרעינית מתפרקת ונוצרים צירים בקטבים מנוגדים של התא. פרופאזה (בהשוואה לאינטרפאזה) היא השלב האמיתי הראשון של התהליך המיטוטי.

שינויים המתרחשים בפרופאזה:

• סיבי כרומטין הופכים לכרומוזומים, שלכל אחד יש שניים, המחוברים ליצירת צנטרומר. סיבי ביקוע, המורכבים ממיקרוטובולים וחלבונים, נוצרים ב.
• בתאי בעלי חיים, סיבי ביקוע מופיעים בתחילה כמבנים הנקראים אסטרים המקיפים כל זוג של צנטריולים.
• שני זוגות של צנטריולים (הנוצרים משכפול של זוג אחד ב-interphase) מתרחקים זה מזה לקטבים מנוגדים של התא עקב התארכותם של מיקרוטובולים שנוצרו ביניהם.

פרומטפאזה

פרומטפאזה היא השלב של מיטוזה לאחר הפרופזה והמטאפזה הקודמת בתאים סומטיים אוקריוטיים. מקורות מסוימים מייחסים את התהליכים המתרחשים בפרומטפאזה לפרופזה המאוחרת ולשלב הראשוני של המטאפאזה.

שינויים המתרחשים בפרומטפאזה:

• המעטפת הגרעינית מתפרקת.
• סיבים קוטביים, שהם מיקרוטובולים המרכיבים את סיבי הציר, נעים מכל קוטב לקו המשווה של התא.
• קינטוכורים, שהם אזורים מיוחדים בצנטרומרים של הכרומוזומים, מחוברים לסוג של מיקרו-צינורית הנקראת חוט קינטוכור.
• חוטי הקינטוכור "מתקשרים" עם הציר.
• כרומוזומים מתחילים לנדוד למרכז התא.

מטאפאזה

במטאפאזה, סיבי הביקוע מפותחים במלואם והכרומוזומים מיושרים על לוח המטאפאזה (המישור המרוחק באותה מידה משני הקטבים).

שינויים המתרחשים במטאפאזה:

• הממברנה הגרעינית נעלמת לחלוטין.
• בתאי בעלי חיים שני הזוגות נעים בכיוונים מנוגדים לכיוון הקטבים של התא.
• סיבים קוטביים (מיקרוטובולים המרכיבים את סיבי הציר) ממשיכים להתפשט מהקטבים למרכז. הכרומוזומים נעים באקראי עד שהם מתחברים (באמצעות הקינטוכורים שלהם) לסיבים הקוטביים משני צדי הצנטרומרים.
• הכרומוזומים מיושרים על לוח המטאפאזה בזווית ישרה לקטבי הציר.
• הכרומוזומים מוחזקים על לוח המטאפאזה על ידי כוחות שווים של סיבים קוטביים, הלוחצים על הצנטרומרים שלהם.

אנפאזה

באנפאזה, כרומוזומים זוגיים () נפרדים ומתחילים לנוע לקצוות מנוגדים (קטבים) של התא. סיבי ציר שאינם מחוברים לכרומטידות מתארכים ומאריכים את התא. בסוף האנפאזה, כל קוטב מכיל קומפילציה מלאה של כרומוזומים.

שינויים המתרחשים במהלך אנפאזה:

• הזווגים בכל כרומוזום בודד מתחילים להתרחק.
• ברגע שכרומטידות אחיות מזווגות מופרדות זו מזו, כל אחת מהן נחשבת לכרומוזום "שלם". אלה נקראים כרומוזומי בת.
• בעזרת ציר החלוקה הם עוברים אל הקטבים בקצוות מנוגדים של התא.
• כרומוזומי הבת נודדים לראשונה אל הצנטרומר, וגדילי הקינטוכור נעשים קצרים יותר מהכרומוזומים ליד הקטבים.
• כהכנה לטלופאזה, שני הקטבים של התא מתרחקים זה מזה במהלך האנפאזה. בסוף האנפאזה, כל קוטב מכיל קומפילציה מלאה של כרומוזומים.
• מתחיל תהליך הציטוקינזיס (הפרדת הציטופלזמה של התא המקורי), המסתיים לאחר הטלופאז.

טלופאז

במהלך הטלופאז, הכרומוזומים מגיעים לגרעין של תאי בת חדשים.

שינויים המתרחשים במהלך הטלופאז:

• הסיבים הקוטביים ממשיכים להתארך.
• גרעינים מתחילים להיווצר בקטבים מנוגדים.
• הממברנות הגרעיניות של גרעינים חדשים נוצרות משאריות של הממברנה הגרעינית של תא האם וחתיכות של מערכת האנדוממברנה.
• נוקלאולי מופיעים.
• סיבי הכרומטין של הכרומוזומים נרגעים.
• לאחר שינויים אלה, הטלופאז והמיטוזה הושלמו במידה רבה, והתוכן הגנטי של תא אחד מחולק לשני חלקים.

ציטוקינזיס

ציטוקינזיס היא חלוקת הציטופלזמה של תא. זה מתחיל לפני סוף המיטוזה באנפאזה ומסתיים זמן קצר לאחר הטלופזה. בתום הציטוקינזיס נוצרים שני תאי בת זהים מבחינה גנטית.

תאי בת

בתום המיטוזה והציטוקינזיס, הכרומוזומים מחולקים באופן שווה בין שני תאי הבת. תאים אלה זהים, כל אחד מכיל סט שלם של כרומוזומים.

תאים המיוצרים באמצעות מיטוזה שונים מתאי המיוצרים באמצעות . מיוזיס מייצרת ארבעה תאי בת. תאים אלו הם תאים המכילים מחצית ממספר הכרומוזומים של התא המקורי. לעבור מיוזה. כאשר תאי נבט מתחלקים במהלך ההפריה, תאים הפלואידים הופכים לתאים דיפלואידים.

מיטוזיס (קריוקינזיס, חלוקה עקיפה) הוא תהליך חלוקת הגרעין של תאי אדם, בעלי חיים וצמחים, ואחריו חלוקה של הציטופלזמה של התא. בתהליך החלוקה של גרעין התא (ראה), מבחינים במספר שלבים. בגרעין, שנמצא בתקופה שבין חלוקת התא (אינטרפאזה), (ראה) מיוצגים בדרך כלל על ידי חוטים דקים וארוכים (איור, א), השזורים זה בזה; הממברנה והגרעין הגרעיני נראים בבירור.

הגרעין בשלבים שונים של מיטוזה: a - גרעין לא מחלק בין פאזי; b - d - שלב הפרופזה; ד - שלב המטאפאזה; e - שלב אנפאזה; g ו-h - שלב טלופזה; וכן - היווצרות שני גרעיני בת.

בשלב הראשון של המיטוזה, מה שנקרא פרופאזה, הכרומוזומים הופכים נראים בבירור (איור, ב-ד), הם מתקצרים ומתעבים, נוצר פער לאורך כל כרומוזום, המחלק אותו לשני חלקים דומים לחלוטין זה לזה, עקב כך כל כרומוזום נראה כפול. בשלב הבא של המיטוזה - מטאפאזה, קרום הגרעין נהרס, הגרעין מתמוסס והכרומוזומים מוצאים את עצמם שוכבים בציטופלזמה של התא (איור, ה). כל הכרומוזומים מסודרים בשורה אחת לאורך קו המשווה, ויוצרים את מה שנקרא לוח המשווה (שלב הכוכבים). גם הצנטרוזום עובר שינויים. הוא מחולק לשני חלקים, המתפצלים לכיוון הקטבים של התא;

מיטוזיס (מיוונית מיטוס - חוט) היא חלוקת תאים עקיפה, המורכבת מהתפלגות אחידה של המספר הכפול של הכרומוזומים בין שני תאי הבת שנוצרו (איור). תהליך המיטוזה כולל שני סוגים של מבנים: כרומוזומים ומנגנון האכרומטין, הכולל מרכזי תאים וציר (ראה תא).

ייצוג סכמטי של גרעין הבין-פאזי ושלבי המיטוזה השונים: 1 - אינטרפאזי; 2 - פרופאזה; 3 - פרומטפאזה; 4 ו-5 - מטאפאזה (4 - מבט מקו המשווה, 5 - מבט מקוטב התא); 6 - אנפאזה; 7 - טלופאז; 8 - טלופאזה מאוחרת, תחילת שחזור גרעיני; 9 - תאי בת בתחילת האינטרפאזה; NW - מעטפת גרעינית; YAK - גרעין; XP - כרומוזומים; C - צנטרול; B - ציר.

השלב הראשון של המיטוזה - פרופאזה - מתחיל בהופעה בגרעין התא של חוטים דקים - כרומוזומים (ראה). כל כרומוזום פרופאזה מורכב משתי כרומטידות, צמודות זו לזו באורכן; אחד מהם הוא הכרומוזום של תא האם, השני נוצר לאחרונה עקב שכפול ה-DNA שלו על ה-DNA של כרומוזום האם ב-interphase (הפסקה בין שתי מיטוזות). עם התקדמות הפרופזה, הכרומוזומים מסתחררים, מה שגורם להם להתקצר ולהתעבות. בסוף הפרופזה, הגרעין נעלם. בפרופאזה מתרחשת גם התפתחות מנגנון האכרומטין. בתאי בעלי חיים, מרכזי תאים (צנטריולים) מתפצלים; סביבם מופיעים בציטופלזמה אזורים השוברים מאוד אור (צנטרוספרות). תצורות אלה מתחילות להתפצל בכיוונים מנוגדים, ויוצרות עד סוף הפרופזה שני קטבים של התא, אשר בשלב זה מקבל לעתים קרובות צורה כדורית. בתאים של צמחים גבוהים יותר אין צנטריולים.

פרומטפאזה מאופיין בהיעלמות הממברנה הגרעינית והיווצרות בתא של מבנה חוטי בצורת ציר (ציר אכרומטין), שחלק מהחוטים שלו מחברים את הקטבים של מנגנון האכרומטין (חוטים בין-זוניים), ואחרים - כל אחד. של שתי הכרומטידות עם קטבים מנוגדים של התא (משיכת חוטים). כרומוזומים, השוכבים באופן אקראי בגרעין הפרופזה, מתחילים לנוע לאזור המרכזי של התא, שם הם ממוקמים במישור המשווני של הציר (מטאקינזיס). שלב זה נקרא מטאפאזה.

במהלך אנפאזה, בני הזוג של כל זוג כרומטידים מתפצלים לקטבים מנוגדים של התא עקב התכווצות חוטי הציר המושך. מזמן זה ואילך, כל כרומטיד מקבל שם של כרומוזום בת. כרומוזומים שהתפצלו אל הקטבים מתאספים לקבוצות קומפקטיות, מה שאופייני לשלב הבא של המיטוזה - טלופאז. במקרה זה, הכרומוזומים מתחילים להתייאש בהדרגה, ומאבדים את המבנה הצפוף שלהם; סביבם מופיעה מעטפת גרעינית - מתחיל תהליך השיקום הגרעיני. נפח הגרעינים החדשים גדל, ונוקלאולים מופיעים בהם (תחילת האינטרפאזה, או השלב של "גרעין המנוחה").

תהליך ההפרדה של החומר הגרעיני של התא - קריוקינזיס - מלווה בהפרדה של הציטופלזמה (ראה) - ציטוקינזיס. בתאי בעלי חיים בטלופאז מופיעה התכווצות באזור המשווה, שככל שהיא מעמיקה, מובילה לחלוקת הציטופלזמה של התא המקורי לשני חלקים. בתאי צמחים, במישור המשווני, נוצרת מחיצת תאים מחוקים קטנים של הרשת האנדופלזמית, המפרידה בין שני גופי תאים חדשים זה מזה.

באופן עקרוני, קרוב למיטוזה הוא אנדומיטוזיס, כלומר תהליך הכפלת מספר הכרומוזומים בתאים, אך ללא הפרדת הגרעינים. בעקבות אנדומיטוזיס יכולה להתרחש חלוקה ישירה של גרעינים ותאים, מה שנקרא אמיטוזיס.

ראה גם קריוטיפ, גרעין התא.