Obsah genetického materiálu v rôznych fázach delenia. mitóza - fázy mitózy. Zmeny, ktoré sa vyskytujú počas telofázy

Spomedzi všetkých zaujímavých a pomerne zložitých tém v biológii stojí za to zdôrazniť dva procesy bunkového delenia v tele - meióza a mitóza. Spočiatku sa môže zdať, že tieto procesy sú rovnaké, keďže v oboch prípadoch dochádza k deleniu buniek, no v skutočnosti je medzi nimi veľký rozdiel. Najprv musíte pochopiť mitózu. Čo je to za proces, čo je medzifáza mitózy a akú úlohu zohrávajú v ľudskom tele? Toto bude podrobnejšie diskutované v tomto článku.

Komplexný biologický proces, ktorý je sprevádzaný delením buniek a distribúciou chromozómov medzi týmito bunkami – to všetko možno povedať o mitóze. Vďaka nej sú chromozómy obsahujúce DNA rovnomerne rozdelené medzi dcérske bunky tela.

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

Stručne o medzifáze

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

Interfáza je rozdelená do 3 hlavných období:

fáza G1;
S-fáza;
fáza G2.

Všetky prebiehajú v určitom poradí. Pozrime sa na každú z týchto fáz samostatne.

Medzifáza - hlavné zložky (vzorec)

Fáza G1

Toto obdobie je charakterizované prípravou bunky na delenie. Zvyšuje objem pre ďalšiu fázu syntézy DNA.

S-fáza

Toto je ďalšia fáza medzifázového procesu, počas ktorého sa delia bunky tela. K syntéze väčšiny buniek spravidla dochádza v krátkom časovom období. Po rozdelení sa bunky nezväčšujú, ale začína posledná fáza.

Fáza G2

Konečná fáza interfázy, počas ktorej bunky pokračujú v syntéze proteínov, pričom sa zväčšujú. Počas tohto obdobia sú v bunke ešte jadierka. V poslednej časti interfázy tiež dochádza k duplikácii chromozómov a povrch jadra je v tomto čase pokrytý špeciálnou škrupinou, ktorá má ochrannú funkciu.

Na poznámku! Na konci tretej fázy nastáva mitóza. Zahŕňa tiež niekoľko štádií, po ktorých dochádza k deleniu buniek (tento proces sa v medicíne nazýva cytokinéza).

Etapy mitózy

Ako už bolo uvedené, mitóza je rozdelená do 4 štádií, ale niekedy ich môže byť viac. Nižšie sú uvedené hlavné.

Tabuľka. Popis hlavných fáz mitózy.

Názov fázy, fotografia	Popis
	Počas profázy dochádza k špirálovitosti chromozómov, v dôsledku čoho nadobúdajú skrútený tvar (je kompaktnejší). Všetky syntetické procesy v bunke tela sa zastavia, takže ribozómy sa už nevytvárajú.
	Mnohí odborníci nerozlišujú prometafázu ako samostatnú fázu mitózy. Často sa všetky procesy, ktoré sa v ňom vyskytujú, označujú ako profáza. Počas tohto obdobia cytoplazma obaľuje chromozómy, ktoré sa voľne pohybujú po celej bunke až do určitého bodu.
	Ďalšia fáza mitózy, ktorá je sprevádzaná distribúciou kondenzovaných chromozómov v rovníkovej rovine. V tomto období sa mikrotubuly priebežne obnovujú. Počas metafázy sú chromozómy usporiadané tak, že ich kinetochory sú v inom smere, teda smerujú k opačným pólom.
	Táto fáza mitózy je sprevádzaná oddelením chromatidov každého chromozómu od seba. Rast mikrotubulov sa zastaví, teraz sa začnú rozoberať. Anafáza netrvá dlho, ale počas tejto doby sa bunky dokážu rozptýliť bližšie k rôznym pólom v približne rovnakom počte.
	Toto je posledná fáza, počas ktorej začína dekondenzácia chromozómov. Eukaryotické bunky dokončia svoje delenie a okolo každej sady ľudských chromozómov sa vytvorí špeciálna škrupina. Keď sa kontraktilný krúžok stiahne, cytoplazma sa oddelí (v medicíne sa tento proces nazýva cytotómia).

Dôležité! Trvanie úplného procesu mitózy spravidla nie je dlhšie ako 1,5 až 2 hodiny. Trvanie sa môže líšiť v závislosti od typu delenej bunky. Trvanie procesu je tiež ovplyvnené vonkajšími faktormi, ako sú svetelné podmienky, teplota atď.

Akú biologickú úlohu hrá mitóza?

Teraz sa pokúsme pochopiť vlastnosti mitózy a jej význam v biologickom cykle. Po prvé, zabezpečuje mnohé životne dôležité procesy organizmu, vrátane embryonálneho vývoja.

Mitóza je tiež zodpovedná za obnovu tkanív a vnútorných orgánov tela po rôznych typoch poškodení, čo má za následok regeneráciu. V procese fungovania bunky postupne odumierajú, ale pomocou mitózy sa štrukturálna integrita tkanív neustále udržiava.

Mitóza zabezpečuje zachovanie určitého počtu chromozómov (zodpovedá počtu chromozómov v materskej bunke).

Video - Vlastnosti a typy mitózy

Prednáška č.10

Počet hodín: 2

MITÓZA

1. Životný cyklus bunky

2. Mitóza. Etapy mitózy, ich trvanie a charakteristika

3. Amitóza. Endoreproduction

1. Životný cyklus bunky

Bunky mnohobunkového organizmu sú mimoriadne rozmanité vo funkciách, ktoré vykonávajú. Bunky majú rôznu životnosť v závislosti od ich špecializácie. Takže po dokončení embryogenézy sa nervové bunky prestanú deliť a fungujú počas celého života organizmu. Bunky iných tkanív (kostná dreň, epidermis, epitel tenkého čreva) v procese vykonávania svojej funkcie rýchlo odumierajú a sú nahradené novými v dôsledku delenia buniek.Bunkové delenie je základom vývoja, rastu a rozmnožovania organizmov. Bunkové delenie tiež zabezpečuje samoobnovu tkanív počas celého života organizmu a obnovu ich celistvosti po poškodení. Existujú dva spôsoby delenia somatických buniek: amitóza A mitóza. Nepriame delenie buniek (mitóza) je prevažne bežné. Reprodukcia mitózou sa nazýva asexuálna reprodukcia, vegetatívna reprodukcia alebo klonovanie.

Životný cyklus bunky (bunkový cyklus) je existencia bunky od delenia až po ďalšie delenie alebo smrť. Trvanie bunkového cyklu v množiacich sa bunkách je 10-50 hodín a závisí od typu buniek, ich veku, hormonálnej rovnováhy organizmu, teploty a ďalších faktorov. Podrobnosti bunkového cyklu sa medzi rôznymi organizmami líšia. V jednobunkových organizmoch sa životný cyklus zhoduje so životom jednotlivca. V kontinuálne sa reprodukujúcich tkanivových bunkách sa bunkový cyklus zhoduje s mitotickým cyklom.

Mitotický cyklus - súbor sekvenčných a vzájomne prepojených procesov počas obdobia prípravy bunky na delenie a obdobia delenia (obrázok 1). V súlade s vyššie uvedenou definíciou sa mitotický cyklus delí na medzifázou A mitóza (grécky „mitos“ - vlákno).

Medzifáza- obdobie medzi dvoma deleniami buniek - delí sa na fázy G 1, S a G2 (ich trvanie je uvedené nižšie, typické pre rastlinné a živočíšne bunky.). Pokiaľ ide o trvanie, interfáza tvorí väčšinu mitotického cyklu bunky. Najviac premenlivé v čase G1 a G2 periódy.

G 1 (z angl.rásť, pestovať- rásť, zvyšovať sa). Trvanie fázy je 4–8 hodín, táto fáza začína bezprostredne po vytvorení bunky. Počas tejto fázy sa v bunke intenzívne syntetizuje RNA a proteíny a zvyšuje sa aktivita enzýmov zapojených do syntézy DNA. Ak sa bunka ďalej nedelí, vstúpi do fázy G 0 – obdobie odpočinku. Ak vezmeme do úvahy obdobie odpočinku, bunkový cyklus môže trvať týždne alebo dokonca mesiace (pečeňové bunky).

S (z angličtiny)syntéza- syntéza).Trvanie fázy je 6–9 hodín, bunková hmota sa neustále zväčšuje a chromozomálna DNA sa zdvojnásobuje. Dve helixy starej molekuly DNA sa oddelia a každá sa stane šablónou pre syntézu nových reťazcov DNA. Výsledkom je, že každá z dvoch dcérskych molekúl nevyhnutne obsahuje jednu starú špirálu a jednu novú. Chromozómy však zostávajú v štruktúre jednoduché, aj keď majú zdvojnásobenú hmotnosť, pretože dve kópie každého chromozómu (chromatidy) sú stále navzájom spojené po celej svojej dĺžke. Po dokončení fázy S Počas mitotického cyklu sa bunka nezačne okamžite deliť.

G2.V tejto fáze bunka dokončí proces prípravy na mitózu: ATP sa akumuluje, syntetizujú sa proteíny achromatínového vretienka a zdvojnásobia sa centrioly. Bunková hmota sa stále zväčšuje, až kým nedosiahne približne dvojnásobok pôvodnej hmotnosti, a potom nastáva mitóza.

Ryža. Mitotický cyklus: M- mitóza, P - profáza, Mf - metafáza, A - anafáza, T- telofáza, G 1 - predsyntetické obdobie, S - syntetické obdobie, G 2 - postsyntetické

2. Mitóza. Etapy mitózy, ich trvanie a charakteristika. Mitóza je podmienená rozdelené do štyroch fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza.

Profáza.Dva centrioly sa začínajú rozchádzať smerom k opačným pólom jadra. Jadrová membrána je zničená; zároveň sa spájajú špeciálne bielkoviny a vytvárajú mikrotubuly vo forme nití. Centrioly, ktoré sa teraz nachádzajú na opačných póloch bunky, majú organizačný účinok na mikrotubuly, ktoré sa v dôsledku toho radiálne zoradia a vytvárajú štruktúru pripomínajúcu vzhľad kvetu astry („hviezdy“). Ďalšie vlákna mikrotubulov siahajú od jedného centriolu k druhému a tvoria vreteno. V tomto čase sa chromozómy špirálovito rozvinú a v dôsledku toho sa zahustia. Sú dobre viditeľné vo svetelnom mikroskope, najmä po farbení. Čítanie genetickej informácie z molekúl DNA sa stáva nemožné: syntéza RNA sa zastaví a jadierko zmizne. V profáze sa chromozómy rozdelia, ale chromatidy stále zostávajú pripojené v pároch na centromére. Centroméry majú tiež organizačný účinok na vlákna vretena, ktoré sa teraz tiahnu od centriolu k centromére a od nej k ďalšej centriole.

Metafáza.V metafáze dosiahne chromozómová špirála svoje maximum a skrátené chromozómy sa ponáhľajú k rovníku bunky, ktorý sa nachádza v rovnakej vzdialenosti od pólov. Sformovaný rovníková alebo metafázová platňa. V tomto štádiu mitózy je štruktúra chromozómov jasne viditeľná, dajú sa ľahko spočítať a študovať ich individuálne vlastnosti. Každý chromozóm má oblasť primárnej konstrikcie - centroméru, ku ktorej sa počas mitózy pripája vretenová niť a ramená. V štádiu metafázy sa chromozóm skladá z dvoch chromatidov, ktoré sú navzájom spojené iba centromérou.

Ryža. 1. Mitóza rastlinnej bunky. A - medzifáza;
B, C, D, D- profáza; E, F-metafáza; 3, I - anafáza; K, L, M-telofáza

IN anafázy viskozita cytoplazmy klesá, centroméry sa oddeľujú a od tohto momentu sa chromatidy stávajú samostatnými chromozómami. Vretenovité závity pripojené k centroméram ťahajú chromozómy k pólom bunky, zatiaľ čo ramená chromozómov pasívne nasledujú centroméru. V anafáze sa teda chromatidy chromozómov zdvojené v interfáze presne rozchádzajú k pólom bunky. V tomto momente bunka obsahuje dve diploidné sady chromozómov (4n4c).

Tabuľka 1. Mitotický cyklus a mitóza

Fázy		Proces prebiehajúci v bunke
Medzifáza	Predsyntetické obdobie (G1)	Syntézy bielkovín. RNA sa syntetizuje na despiralizovaných molekulách DNA
	Syntetický obdobie (S)	Syntéza DNA je samo-duplikácia molekuly DNA. Konštrukcia druhej chromatidy, do ktorej prechádza novovytvorená molekula DNA: získajú sa bichromatidové chromozómy
	Postsyntetické obdobie (G2)	Syntéza bielkovín, skladovanie energie, príprava na delenie
Fázy mitóza	Profáza	Dvojchromatidové chromozómy sa špirálovito rozpúšťajú, jadierka sa rozpúšťajú, centrioly sa oddeľujú, jadrový obal sa rozpúšťa, vytvárajú sa vlákna vretienka
	Metafáza	Vretienkové vlákna sú pripojené k centromérom chromozómov; bichromatidové chromozómy sú sústredené na rovníku bunky
	Anaphase	Centroméry sa delia, jednochromatidové chromozómy sú natiahnuté vretenovitými vláknami k bunkovým pólom
	Telofáza	Jednochromatidové chromozómy despirujú, tvorí sa jadierko, obnovuje sa jadrová membrána, na rovníku sa začína vytvárať priečka medzi bunkami a rozpúšťajú sa vlákna vretienka

IN telofáza chromozómy sa odvíjajú a despirujú. Jadrový obal sa tvorí z membránových štruktúr cytoplazmy. V tomto čase sa jadierko obnoví. Tým sa dokončí jadrové delenie (karyokinéza), potom nastáva delenie bunkového tela (alebo cytokinéza). Pri delení živočíšnych buniek vzniká na ich povrchu v rovníkovej rovine ryha, ktorá sa postupne prehlbuje a delí bunku na dve polovice – dcérske bunky, z ktorých každá má jadro. V rastlinách dochádza k deleniu vytvorením takzvanej bunkovej platne, ktorá oddeľuje cytoplazmu: vzniká v rovníkovej oblasti vretena a potom rastie vo všetkých smeroch až k bunkovej stene (t.j. rastie zvnútra von) . Bunková platnička je vytvorená z materiálu dodávaného endoplazmatickým retikulom. Každá z dcérskych buniek potom vytvorí na svojej strane bunkovú membránu a nakoniec sa vytvoria celulózové bunkové steny na oboch stranách platničky. Charakteristiky priebehu mitózy u zvierat a rastlín sú uvedené v tabuľke 2.

Tabuľka 2. Vlastnosti mitózy u rastlín a živočíchov

rastlinná bunka

živočíšna bunka

Neexistujú žiadne centrioly

Netvoria sa žiadne hviezdy

Vytvorí sa bunková doska

Počas cytokinézy sa netvorí žiadna brázda

Prevažujú mitózy

vyskytujú v meristémoch

Sú prítomné centrioly

Tvoria sa hviezdy

Nevytvára sa žiadna bunková doska

Počas cytokinézy sa vytvorí brázda

Vyskytujú sa mitózy

v rôznych tkanivách tela

Z jednej bunky tak vznikajú dve dcérske bunky, v ktorých dedičná informácia presne kopíruje informáciu obsiahnutú v materskej bunke. Počnúc prvým mitotickým delením oplodneného vajíčka (zygota), všetky dcérske bunky, ktoré sú výsledkom mitózy, obsahujú rovnakú sadu chromozómov a rovnaké gény. Preto je mitóza metódou bunkového delenia, ktorá zahŕňa presnú distribúciu genetického materiálu medzi dcérske bunky. V dôsledku mitózy dostávajú obe dcérske bunky diploidnú sadu chromozómov.

Celý proces mitózy trvá vo väčšine prípadov 1 až 2 hodiny. Frekvencia mitózy sa líši medzi tkanivami a druhmi. Napríklad v ľudskej červenej kostnej dreni, kde sa každú sekundu vytvorí 10 miliónov červených krviniek, by sa každú sekundu malo vyskytnúť 10 miliónov mitóz. A v nervovom tkanive sú mitózy extrémne zriedkavé: napríklad v centrálnom nervovom systéme sa bunky vo všeobecnosti prestávajú deliť v prvých mesiacoch po narodení; a v červenej kostnej dreni, v epiteliálnej výstelke tráviaceho traktu a v epiteli obličkových tubulov sa delia až do konca života.

Regulácia mitózy, otázka spúšťacieho mechanizmu mitózy.

Faktory, ktoré spôsobujú, že bunka podstúpi mitózu, nie sú presne známe. Predpokladá sa však, že hlavnú úlohu zohráva faktor pomeru objemov jadra a cytoplazmy (pomer jadro-plazma). Podľa niektorých údajov umierajúce bunky produkujú látky, ktoré môžu stimulovať delenie buniek. Proteínové faktory zodpovedné za prechod do M fázy boli pôvodne identifikované na základe experimentov s bunkovou fúziou. Fúzia bunky v ktoromkoľvek štádiu bunkového cyklu s bunkou v M fáze vedie k vstupu jadra prvej bunky do M fázy. To znamená, že v bunke v M fáze je cytoplazmatický faktor schopný aktivovať M fázu. Neskôr bol tento faktor sekundárne objavený pri pokusoch o prenose cytoplazmy medzi žabími oocytmi v rôznych štádiách vývoja a bol nazvaný „faktor podporujúci zrenie“ MPF (faktor podporujúci zrenie). Ďalšia štúdia MPF ukázala, že tento proteínový komplex určuje všetky udalosti M-fázy. Obrázok ukazuje, že rozpad jadrovej membrány, kondenzácia chromozómov, zostavenie vretienka a cytokinéza sú regulované MPF.

Mitózu brzdí vysoká teplota, vysoké dávky ionizujúceho žiarenia a pôsobenie rastlinných jedov. Jeden taký jed sa nazýva kolchicín. S jeho pomocou môžete zastaviť mitózu v štádiu metafázovej platne, čo vám umožní spočítať počet chromozómov a dať každému z nich individuálnu charakteristiku, t.j. vykonať karyotypizáciu.

4. Amitóza. Endoreproduction

Amitóza (z gréčtiny a - negatívna častica a mitóza) -priame delenie medzifázového jadra ligáciou bez transformácie chromozómov. Počas amitózy nedochádza k rovnomernej divergencii chromatidov k pólom. A toto delenie nezabezpečuje tvorbu geneticky ekvivalentných jadier a buniek. V porovnaní s mitózou je amitóza kratší a ekonomickejší proces. Amitotické delenie môže prebiehať niekoľkými spôsobmi. Najbežnejším typom amitózy je šnurovanie jadra na dve časti. Tento proces začína rozdelením jadierka. Zovretie sa prehĺbi a jadro sa rozdelí na dve časti. Potom začne separácia cytoplazmy, ale nie vždy sa to stane. Ak je amitóza obmedzená iba na jadrové delenie, vedie to k tvorbe dvojjadrových a viacjadrových buniek. Počas amitózy môže dôjsť aj k pučania a fragmentácii jadier.

Bunka, ktorá prešla amitózou, nie je následne schopná vstúpiť do normálneho mitotického cyklu.

Amitóza sa vyskytuje v bunkách rôznych tkanív rastlín a živočíchov. V rastlinách sa amitotické delenie vyskytuje pomerne často v endosperme, v špecializovaných koreňových bunkách a v bunkách zásobného tkaniva. Amitóza sa pozoruje aj vo vysoko špecializovaných bunkách s oslabenou životaschopnosťou alebo degenerujúcich, počas rôznych patologických procesov, ako je malígny rast, zápal atď.

Hlavným procesom prípravy bunky na mitózu je replikácia DNA a duplikácia chromozómov. Ale syntéza DNA a mitóza spolu priamo nesúvisia, pretože konečná syntéza DNA nie je priamou príčinou vstupu bunky do mitózy. Preto sa v niektorých prípadoch bunky po zdvojnásobení chromozómov nedelia, jadro a všetky bunky zväčšia svoj objem a stanú sa polyploidnými. Tento jav - reduplikácia chromozómov, bez delenia, sa vyvinula v procese evolúcie ako metóda na zabezpečenie rastu orgánov bez zvyšovania počtu buniek. Všetky prípady, kedy dôjde k reduplikácii chromozómov alebo replikácii DNA, ale nedôjde k mitóze, sa nazývajú endoreprodukcie. Bunky sa stávajú polyploidnými. Ako konštantný proces sa pozoruje endoreprodukcia v bunkách pečene a epitelu močového traktu cicavcov. Kedy endomitóza chromozómy sa po reduplikácii stanú viditeľnými, ale jadrová membrána sa nezničí.

Ak sa deliace bunky na chvíľu ochladia respliečiť ich akoukoľvek látkou, ktorá ničí mikrotubulyvretená (napríklad kolchicín), potom sa bunkové delenie zastavíXia. V tomto prípade vreteno zmizne a chromozómy bez divergenciepóly budú pokračovať v cykle svojich premien: začnúnapučiavať, pokryť jadrovou membránou. Toto vzniká v dôsledkuzväzky všetkých nedivergovaných sád chromozómov veľkénové jadrá. Na začiatku budú prirodzene obsahovať číslo 4nchromatid a podľa toho 4c množstvo DNA. A-priory,už to nie je diploidná, ale tetraploidná bunka. Takéto polyplo idnyebunky môžu odísť z fázy gi ísť do S-obdobia a ak odstrániť kolchicín, opäť mitoticky rozdeliť, dávaťpotomkovia so 4 n počtom chromozómov. V dôsledku toho môžete získaťpolyploidné bunkové línie s rôznymi hodnotami ploidie.Táto technika sa často používa na výrobu polyploidných rastlín.

Ako sa ukázalo, v mnohých orgánoch a tkanivách normálneho diploidné organizmy živočíchov a rastlín obsahujú bunkys veľkými jadrami, ktorých množstvo DNA je mnohonásobne väčšie2 s. Keď sa takéto bunky delia, je zrejmé, že počet chromozómovmajú aj niekoľkonásobný nárast v porovnaní s obyčajnými diplomiide bunky. Tieto bunky sú výsledkom somatickýchskoy polyploidia. Tento jav sa často nazýva endoreprodukt cie- - výskyt buniek so zvýšeným obsahom DNA.Vzhľad takýchto buniek nastáva v dôsledku nedostatkuvo všeobecnosti alebo neúplnosť jednotlivých štádií mitózy. ExistujúceV procese mitózy je niekoľko bodov, ktorých blokádapovedie k jeho zastaveniu a vzniku polyploidných buniek.Počas prechodu z obdobia C 2 do riadneho môže dôjsť k blokuale mitóza, zástava môže nastať v profáze a metafáze, vV druhom prípade často dochádza k porušeniu integrityštiepna retena. Nakoniec môžu byť aj abnormality cytotómiezastaviť štiepenie, čo povedie k vzniku dvojjadrových a polyploidné bunky.

S prirodzenou blokádou mitózy na jej samom začiatku, s prechod G2 - profáza, bunky začínajú ďalší cyklusreplikácie, čo povedie k progresívnemu zvýšeniu vmnožstvo DNA v jadre. V tomto prípade žiadne morfologickélogické vlastnosti takýchto jadier, okrem ich veľkých rozmerov.Keď sú jadrá zväčšené, mitoti chromozómy v nich nie sú detekované chetický typ. Často tento typ endoreprodukcie bez mitotickej kondenzáciesaácia chromozómov sa vyskytuje u bezstavovcov, čo odhaľuje Nachádza sa aj u stavovcov a rastlín.U bezstavovcov v dôsledku bloku mitózy stupeň polyploidia môže dosiahnuť obrovské hodnoty. Takže v obrovineuróny tritónie mäkkýšov, ktorých jadrá dosahujú veľkosť do 1 mm (!), obsahuje viac ako 2-105 haploidných sád DNA.Ďalším príkladom obrovskej polyploidnej bunky jevyplývajúce z reduplikácie DNA bez vstupu buniekprúdu do mitózy, môže slúžiť ako bunka hodvábnej žľazypriadka morušová. Jeho jadro má bizarné vetvenietvaru a môže obsahovať obrovské množstvo DNA. ObrovskýBunky žliaz pažeráka Ascaris môžu obsahovať až 100 000 c DNA.

Špeciálnym prípadom endoreprodukcie je zvýšeniezníženie ploidie o polyténia. Keď sa naleje do S -obdobie počas replikácie DIC new točierne chromozómy naďalej zostávajú despiralizovanéstave, ale sú umiestnené blízko seba, nerozchádzajú sa anepodliehajú mitotickej kondenzácii. V takejV skutočne medzifázovej forme chromozómy opäť vstupujú do ďalšieho replikačného cyklu, opäť sa zdvojnásobia a nerozchádzajú sa. Autor:postupne ako výsledok replikácie a nondisjunkcie chromozómovvláknami vzniká multifilamentózna, polyténová chromozómová štruktúramáme medzifázové jadro. Posledná okolnosť je nevyhnutná podnakreslite čiaru, pretože také obrovské polyténové chromozómy nie sú ani jednýmkeď sa nezúčastňujú mitózy, je to navyše skutočne medzifázachromozómy zapojené do syntézy DNA a RNA.Veľkosťou sa výrazne líšia od mitotických chromozómov.rámy: niekoľkonásobne hrubšie ako mitotické chromozómy v dôsledkuže pozostávajú zo zväzku viacnásobných neoddelených chromatid - 1000-násobok objemu polyténových chromozómov Drosophila „viac mitotický. Sú 70-250-krát dlhšie ako mitotické v dôsledku skutočnosti, že v medzifázovom stave sú chromozómy menej kondenzované zhustené (zvinuté) ako mitotické chromozómy.Navyše, v Diptera je ich celkový počet v bunkách rovný haploidná vďaka tomu, že pri polytenizácii dochádza k objem tvorba, konjugácia homológnych chromozómov. Takže v DrosophileV diploidnej somatickej bunke a v obrovskej bunke je 8 chromozómovbunka slinnej žľazy - 4. Existujú obrovské polyploidné jadrá s polyténom chromozómy v niektorých larvách dvojkrídlového hmyzu v bunkeslinné žľazy, črevá, malpighické cievy, tuk telá atď. Sú opísané polyténové chromozómy v makronucleus infuso ria stilonychia. Tento typ endoreprodukcie bol najlepšie študovaný u hmyzu.Bolo vypočítané, že v Drosophila, v bunkách slinných žliazmôže nastať až 6-8 cyklov reduplikácie, čo vedie kcelková ploidia buniek rovná 1024. U niektorých chironomidov(ich larva sa volá krvavec) ploidie v týchto bunkách je až aždosahuje 8000-32000. V bunkách začínajú polyténové chromozómybyť viditeľné po dosiahnutí polyténie pri 64-128 p, predtýmtakéto jadrá sa v ničom okrem veľkosti nelíšia od okolitýchdiploidné jadrá.

Polyténové chromozómy sa líšia aj svojou štruktúrou: oni štrukturálne heterogénne po dĺžke, pozostávajú z diskov, medzikovy plochy a pufy. Výkres miestadiskov je striktne charakteristické pre každý chromozóm a líši saaj u blízko príbuzných živočíšnych druhov. Disky sú oblasti z kondenzovaného chrómu matina. Disky sa môžu líšiť v hrúbke. Ich celkový počet v polyténových chromozómoch chironomidov dosahuje 1,5-2,5 tisíc.Drosophila má asi 5 tisíc diskov.Disky sú oddelené medzidiskovými priestormi, ktoré rovnako ako disky pozostávajú z chromatínových fibríl, len voľnejšie zabalené. Na polyténových chromozómoch dvojkrídlovcov sú často viditeľné opuchy,pufy. Ukázalo sa, že na miestach niektorých diskov v dôsledku ich dekondenzácie a uvoľnenia. Prezrádza v pufochJe tam prítomná a syntetizovaná RNA.Vzor usporiadania a striedania diskov na polyténových chromozómoch je konštantný a nezávisí ani od orgánu, ani od veku zviera. Toto je dobrá ilustrácia rovnakosti kvalitu genetickej informácie v každej bunke tela.Puffy sú dočasné útvary na chromozómoch a počas vývoja organizmu existuje určitá postupnosť ich objavenia a miznutia na géne.ticky odlišné časti chromozómu. Toto po pôrodeÚčinnosť sa líši pre rôzne tkaniny. Teraz sa to dokázalovýrazom je tvorba chuchvalcov na polyténových chromozómochaktivita génu: RNA potrebná pre na uskutočňovanie syntézy proteínov v rôznych štádiách vývoja hmyzu. V prírodných podmienkach sú Diptera obzvlášť aktívnevo vzťahu k syntéze RNA, dva najväčšie obláčiky, tzvprané prstene od Balbianiho, ktorý ich opísal pred 100 rokmi.

V iných prípadoch endoreprodukcie sú to polyploidné bunkyzmizne v dôsledku porušení deliaceho aparátu - vretena:V tomto prípade dochádza k mitotickej kondenzácii chromozómov. Toto jav sa nazýva endomitóza, kvôli chromo kondenzáciimozóm a ich zmeny sa vyskytujú vo vnútri jadra, bez toho, aby zaniklinukleárny plášť.Prvýkrát bol fenomén endomitózy dobre študovaný v bunkách:rôzne tkanivá vodnej ploštice - Guerria. Na začiatku endomiVýsledkom je, že chromozómy kondenzujú, čo spôsobuje, že sa stávajú homogénnymijasne viditeľné vo vnútri jadra, potom sa chromatidy oddelia, natiahnuť sa. Tieto štádiá si podľa stavu chromozómov môžu zodpovedať na podporu profázy a metafázy normálnej mitózy. Potom chromozómyv takýchto jadrách miznú a jadro nadobúda podobu obyčajného interfázového jadra, ale jeho veľkosť sa zväčšuje v súlade s nárastomurčenie ploidie. Po ďalšej replikácii DNA sa tento cyklus endomitózy opakuje. V dôsledku toho môže byťpolyploidné (32 p) a dokonca aj obrie jadrá.Podobný typ endomitózy bol opísaný počas vývoja makronukleovsovy u niektorých nálevníkov a mnohých rastlín.

Výsledok endoreprodukcie: polyploidia a zväčšenie veľkosti buniek.

Hodnota endoreproduction: aktivita buniek nie je prerušená. Tak napríklad vzničenie nervových buniek by viedlo k ich dočasnému odstaveniufunkcie; endoreprodukcia umožňuje bez prerušenia funkcies cieľom zväčšiť bunkovú hmotu a tým zväčšiť objemToto je množstvo práce vykonanej jednou bunkou.

zvýšenie produktivity buniek.

Rast a vývoj živých organizmov nie je možný bez procesov delenia buniek. Jednou z nich je mitóza – proces delenia eukaryotických buniek, v ktorých sa prenáša a ukladá genetická informácia. V tomto článku sa dozviete viac o vlastnostiach mitotického cyklu a zoznámite sa s charakteristikami všetkých fáz mitózy, ktoré budú zahrnuté v tabuľke.

Pojem "mitotický cyklus"

Všetky procesy, ktoré prebiehajú v bunke, počnúc jedným delením do druhého a končiac produkciou dvoch dcérskych buniek, sa nazývajú mitotický cyklus. Životný cyklus bunky je tiež stavom pokoja a obdobím vykonávania jej priamych funkcií.

Hlavné štádiá mitózy zahŕňajú:

Samoduplikácia alebo zdvojenie genetického kódu, ktorý sa prenáša z materskej bunky do dvoch dcérskych buniek. Proces ovplyvňuje štruktúru a tvorbu chromozómov.
Bunkový cyklus- pozostáva zo štyroch období: presyntetické, syntetické, postsyntetické a vlastne mitóza.

Prvé tri obdobia (presyntetické, syntetické a postsyntetické) sa týkajú interfázy mitózy.

Niektorí vedci nazývajú syntetické a postsyntetické obdobie predprofázou mitózy. Keďže všetky štádiá prebiehajú nepretržite a plynule sa pohybujú z jedného do druhého, neexistuje medzi nimi jasné rozdelenie.

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

TOP 4 článkyktorí spolu s týmto čítajú

Prophase;
Metafáza;
anafáza;
Telofáza.

Ryža. 1. Fázy mitózy

Stručný popis každej fázy nájdete v tabuľke „Fázy mitózy“, ktorá je uvedená nižšie.

Tabuľka "Fázy mitózy"

*Nie*	*Fáza*	*Charakteristický*
		V profáze mitózy sa jadrová membrána a jadierko rozpúšťajú, centrioly sa rozchádzajú na rôzne póly, začína sa tvorba mikrotubulov, takzvaných vretenových filamentov a kondenzujú sa chromatidy v chromozómoch.
	Metafáza	V tomto štádiu sa chromatidy v chromozómoch čo najviac zhustia a zoradia sa v rovníkovej časti vretienka, čím sa vytvorí metafázová platňa. Centriolové vlákna sú pripevnené k centromérom chromatíd alebo natiahnuté medzi pólmi.
		Je to najkratšia fáza, počas ktorej dochádza k separácii chromatíd po rozpade centromér chromozómov. Pár ide na rôzne póly a začína nezávislý životný štýl.
	Telofáza	Je to konečná fáza mitózy, počas ktorej novovytvorené chromozómy nadobúdajú svoju normálnu veľkosť. Okolo nich sa vytvorí nový jadrový obal s jadierkom vo vnútri. Vretenové filamenty sa rozpadajú a miznú a začína sa proces delenia cytoplazmy a jej organel (cytotómia).

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

Atypické formy mitózy

V prírode sa niekedy vyskytujú atypické formy mitózy:

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

Ryža. 2. Amitóza

Polyténia - Bunky DNA sa zväčšia niekoľkonásobne, ale bez zvýšenia obsahu chromozómov.
Endomitóza - Počas procesu po replikácii DNA nedochádza k separácii chromozómov na dcérske chromatidy. V tomto prípade sa počet chromozómov zvyšuje desaťkrát, objavujú sa polyploidné bunky, čo môže viesť k mutácii.

Priemerné hodnotenie: 4.4. Celkový počet získaných hodnotení: 419.

Stručne o medzifáze

Interfáza je rozdelená do 3 hlavných období:

fáza G1;
S-fáza;
fáza G2.

Všetky prebiehajú v určitom poradí. Pozrime sa na každú z týchto fáz samostatne.

Medzifáza - hlavné zložky (vzorec)

Fáza G1

Toto obdobie je charakterizované prípravou bunky na delenie. Zvyšuje objem pre ďalšiu fázu syntézy DNA.

S-fáza

Fáza G2

Na poznámku! Na konci tretej fázy nastáva mitóza. Zahŕňa tiež niekoľko štádií, po ktorých dochádza k deleniu buniek (tento proces sa v medicíne nazýva cytokinéza).

Etapy mitózy

Ako už bolo uvedené, mitóza je rozdelená do 4 štádií, ale niekedy ich môže byť viac. Nižšie sú uvedené hlavné.

Tabuľka. Popis hlavných fáz mitózy.

Názov fázy, fotografia	Popis
	Počas profázy dochádza k špirálovitosti chromozómov, v dôsledku čoho nadobúdajú skrútený tvar (je kompaktnejší). Všetky syntetické procesy v bunke tela sa zastavia, takže ribozómy sa už nevytvárajú.
	Mnohí odborníci nerozlišujú prometafázu ako samostatnú fázu mitózy. Často sa všetky procesy, ktoré sa v ňom vyskytujú, označujú ako profáza. Počas tohto obdobia cytoplazma obaľuje chromozómy, ktoré sa voľne pohybujú po celej bunke až do určitého bodu.
	Ďalšia fáza mitózy, ktorá je sprevádzaná distribúciou kondenzovaných chromozómov v rovníkovej rovine. V tomto období sa mikrotubuly priebežne obnovujú. Počas metafázy sú chromozómy usporiadané tak, že ich kinetochory sú v inom smere, teda smerujú k opačným pólom.
	Táto fáza mitózy je sprevádzaná oddelením chromatidov každého chromozómu od seba. Rast mikrotubulov sa zastaví, teraz sa začnú rozoberať. Anafáza netrvá dlho, ale počas tejto doby sa bunky dokážu rozptýliť bližšie k rôznym pólom v približne rovnakom počte.
	Toto je posledná fáza, počas ktorej začína dekondenzácia chromozómov. Eukaryotické bunky dokončia svoje delenie a okolo každej sady ľudských chromozómov sa vytvorí špeciálna škrupina. Keď sa kontraktilný krúžok stiahne, cytoplazma sa oddelí (v medicíne sa tento proces nazýva cytotómia).

Dôležité! Trvanie úplného procesu mitózy spravidla nie je dlhšie ako 1,5 až 2 hodiny. Trvanie sa môže líšiť v závislosti od typu delenej bunky. Trvanie procesu je tiež ovplyvnené vonkajšími faktormi, ako sú svetelné podmienky, teplota atď.

Akú biologickú úlohu hrá mitóza?

Teraz sa pokúsme pochopiť vlastnosti mitózy a jej význam v biologickom cykle. Po prvé, zabezpečuje mnohé životne dôležité procesy organizmu, vrátane embryonálneho vývoja.

Mitóza zabezpečuje zachovanie určitého počtu chromozómov (zodpovedá počtu chromozómov v materskej bunke).

Video - Vlastnosti a typy mitózy

Sprevádzané znížením počtu chromozómov na polovicu. Pozostáva z dvoch po sebe idúcich delení, ktoré majú rovnaké fázy ako mitóza. Avšak, ako je uvedené v tabuľka „Porovnanie mitózy a meiózy“, trvanie jednotlivých fáz a procesy v nich prebiehajúce sa výrazne líšia od procesov prebiehajúcich počas mitózy.

Tieto rozdiely sú hlavne nasledovné.

V meióze profáza I dlhšie trvajúci. Čo sa v ňom deje konjugácia(spojenie homológnych chromozómov) a výmena genetických informácií. V anafáze I centroméry drží chromatidy pohromade, nezdieľať a jedna z homologmeióz mitózy a vajcových chromozómov smeruje k pólom. Medzifáza pred druhou divíziou veľmi krátky, v ňom DNA nie je syntetizovaná. bunky ( hality), vytvorené ako výsledok dvoch meiotických delení, obsahujú haploidnú (jedinú) sadu chromozómov. Diploidia sa obnovuje splynutím dvoch buniek – materskej a otcovskej. Oplodnené vajíčko je tzv zygota.

Mitóza a jej fázy

Mitóza, príp nepriame delenie, v prírode najrozšírenejšie. Mitóza je základom delenia všetkých nereprodukčných buniek (epiteliálne, svalové, nervové, kostné atď.). Mitóza pozostáva zo štyroch po sebe nasledujúcich fáz (pozri tabuľku nižšie). Vďaka mitóze je zabezpečená rovnomerná distribúcia genetickej informácie rodičovskej bunky medzi dcérskymi bunkami. Obdobie života bunky medzi dvoma mitózami sa nazýva medzifázou. Je desaťkrát dlhší ako mitóza. Pred bunkovým delením v ňom prebieha množstvo veľmi dôležitých procesov: syntetizujú sa molekuly ATP a proteínov, každý chromozóm sa zdvojnásobí a vytvoria dva sesterské chromatidy, ktoré drží pohromade spoločný centroméra, zvyšuje sa počet hlavných organel cytoplazmy.

V profázešpirála a ako výsledok chromozómy zhrubnú pozostávajúce z dvoch sesterských chromatidov držaných pohromade centromérou. Do konca profázy jadrová membrána a jadierka miznú a chromozómy sú rozptýlené po celej bunke, centrioly sa presúvajú k pólom a vytvárajú vreteno. V metafáze nastáva ďalšia špirála chromozómov. Počas tejto fázy sú najjasnejšie viditeľné. Ich centroméry sú umiestnené pozdĺž rovníka. K nim sú pripevnené závity vretena.

V anafáze Centroméry sa delia, sesterské chromatidy sa od seba oddeľujú a v dôsledku kontrakcie vretenových filamentov sa presúvajú k opačným pólom bunky.

V telofáze Cytoplazma sa delí, chromozómy sa odvíjajú a opäť vznikajú jadierka a jadrové membrány. V živočíšnych bunkách cytoplazma je šnurovaná, v rastline- v strede materskej bunky sa vytvorí priehradka. Takže z jednej pôvodnej bunky (matky) sa vytvoria dve nové dcérske bunky.

Tabuľka - Porovnanie mitózy a meiózy

Fáza	Mitóza	meióza
Fáza	Mitóza	1 divízia	2 divízia
Medzifáza	Sada chromozómov 2n. Dochádza k intenzívnej syntéze bielkovín, ATP a iných organických látok. Chromozómy sa zdvojujú, každý pozostáva z dvoch sesterských chromatidov držaných pohromade spoločnou centromérou.	Sada chromozómov 2n Pozorujeme rovnaké procesy ako pri mitóze, ale dlhšie, najmä pri tvorbe vajíčok.	Sada chromozómov je haploidná (n). Nedochádza k syntéze organických látok.
Profáza	Je krátkodobý, dochádza k špirálovitosti chromozómov, zaniká jadrová membrána a jadierko a vzniká štiepne vreteno.	Dlhšie trvajúci. Na začiatku fázy prebiehajú rovnaké procesy ako pri mitóze. Okrem toho dochádza ku konjugácii chromozómov, pri ktorej sa homologické chromozómy spájajú po celej dĺžke a krútia sa. V tomto prípade môže dôjsť k výmene genetickej informácie (skríženie chromozómov) – prekríženie. Potom sa chromozómy oddelia.	Krátky; rovnaké procesy ako pri mitóze, ale s n chromozómami.
Metafáza	Nastáva ďalšia špirála chromozómov, ich centroméry sú umiestnené pozdĺž rovníka.	Vyskytujú sa procesy podobné tým v mitóze.
Anaphase	Centroméry, ktoré držia spolu sesterské chromatidy, sa delia, každá z nich sa stáva novým chromozómom a presúva sa k opačným pólom.	Centroméry sa nedelia. Jeden z homológnych chromozómov, pozostávajúci z dvoch chromatidov držaných pohromade spoločnou centromérou, odchádza k opačným pólom.	Deje sa to isté ako pri mitóze, ale s n chromozómami.
Telofáza	Cytoplazma sa delí, vznikajú dve dcérske bunky, každá s diploidnou sadou chromozómov. Vreteno zmizne a vytvoria sa jadierka.	Netrvá dlho Homologické chromozómy končia v rôznych bunkách s haploidnou sadou chromozómov. Cytoplazma sa nie vždy delí.	Cytoplazma sa delí. Po dvoch meiotických deleniach sa vytvoria 4 bunky s haploidnou sadou chromozómov.

Porovnávacia tabuľka medzi mitózou a meiózou.

Páčil sa vám článok? Zdieľaj to

Vytlačte si tento článok