4 fáze mitózy. Stádia (fáze) mitózy

Vývoj a růst živých organismů je nemožný bez procesu buněčného dělení. V přírodě existuje několik typů a způsobů dělení. V tomto článku si stručně a jasně pohovoříme o mitóze a meióze, vysvětlíme hlavní význam těchto procesů a představíme, čím se liší a v čem jsou si podobné.

Mitóza

Proces nepřímého dělení neboli mitózy se nejčastěji vyskytuje v přírodě. Je základem pro rozdělení všech existujících nereprodukčních buněk, a to svalových, nervových, epiteliálních a dalších.

Mitóza se skládá ze čtyř fází: profáze, metafáze, anafáze a telofáze. Hlavní úlohou tohoto procesu je rovnoměrná distribuce genetického kódu z rodičovské buňky do dvou dceřiných buněk. Buňky nové generace jsou přitom jedna k jedné podobné těm mateřským.

Rýže. 1. Schéma mitózy

Doba mezi procesy dělení se nazývá mezifáze . Nejčastěji je interfáze mnohem delší než mitóza. Toto období je charakteristické:

• syntéza proteinů a molekul ATP v buňce;
• duplikace chromozomů a tvorba dvou sesterských chromatid;
• zvýšení počtu organel v cytoplazmě.

Redukční dělení buněk

Dělení zárodečných buněk se nazývá meióza, je doprovázeno snížením počtu chromozomů na polovinu. Zvláštností tohoto procesu je, že probíhá ve dvou fázích, které na sebe plynule navazují.

TOP 4 článkykteří spolu s tím čtou

Interfáze mezi oběma stupni meiotického dělení je tak krátká, že je prakticky nepostřehnutelná.

Rýže. 2. Schéma meiózy

Biologický význam meiózy je tvorba čistých gamet, které obsahují haploidní, jinými slovy jedinou sadu chromozomů. Diploidie je obnovena po oplodnění, to znamená splynutí mateřských a otcovských buněk. V důsledku fúze dvou gamet vzniká zygota s úplnou sadou chromozomů.

Pokles počtu chromozomů během meiózy je velmi důležitý, protože jinak by se počet chromozomů s každým dělením zvyšoval. Díky redukčnímu dělení je zachován konstantní počet chromozomů.

Srovnávací charakteristiky

Rozdíl mezi mitózou a meiózou je v trvání fází a procesů v nich probíhajících. Níže vám nabízíme tabulku „Mitóza a meióza“, která ukazuje hlavní rozdíly mezi oběma metodami dělení. Fáze meiózy jsou stejné jako fáze mitózy. Více o podobnostech a rozdílech mezi těmito dvěma procesy se můžete dozvědět ve srovnávacím popisu.

Rýže. 3. Srovnávací diagram mitózy a meiózy

co jsme se naučili?

V přírodě se buněčné dělení liší v závislosti na jejich účelu. Například nereprodukční buňky se dělí mitózou a pohlavní buňky - meiózou. Tyto procesy mají v některých fázích podobné vzorce dělení. Hlavním rozdílem je přítomnost počtu chromozomů ve vytvořené nové generaci buněk. Takže během mitózy má nově vytvořená generace diploidní sadu a během meiózy haploidní sadu chromozomů. Liší se také načasování štěpných fází. Oba způsoby dělení hrají v životě organismů obrovskou roli. Bez mitózy neprobíhá ani jedna obnova starých buněk, reprodukce tkání a orgánů. Meióza pomáhá udržovat konstantní počet chromozomů v nově vzniklém organismu během reprodukce.

Test na dané téma

Vyhodnocení zprávy

Průměrné hodnocení: 4.3. Celková obdržená hodnocení: 4199.

Mitóza, její fáze, biologický význam

Nejdůležitější složkou buněčného cyklu je mitotický (proliferační) cyklus. Jde o komplex vzájemně souvisejících a koordinovaných jevů během buněčného dělení i před ním a po něm. Mitotický cyklus je soubor procesů probíhajících v buňce od jednoho dělení k dalšímu a končící vytvořením dvou buněk další generace. Kromě toho pojem životní cyklus zahrnuje také období, během kterého buňka plní své funkce, a období klidu. V tomto okamžiku je další osud buňky nejistý: buňka se může začít dělit (vstoupit do mitózy) nebo se začít připravovat na provádění specifických funkcí.

Hlavní stadia mitózy.

1. Reduplikace (samoduplikace) genetické informace mateřské buňky a její rovnoměrná distribuce mezi dceřinými buňkami. To je doprovázeno změnami ve struktuře a morfologii chromozomů, ve kterých je soustředěno více než 90 % informací eukaryotické buňky.

2. Mitotický cyklus se skládá ze čtyř po sobě jdoucích období: presyntetický (nebo postmitotický) G1, syntetický S, postsyntetický (nebo premitotický) G2 a samotná mitóza. Představují autokatalytickou mezifázi (přípravné období).

Fáze buněčného cyklu:

1) presyntetický (G1). Vzniká bezprostředně po buněčném dělení. K syntéze DNA zatím nedošlo. Buňka aktivně roste a ukládá látky nezbytné pro dělení: proteiny (histony, strukturální proteiny, enzymy), RNA, molekuly ATP. Dochází k dělení mitochondrií a chloroplastů (tj. struktur schopných samoreprodukce). Organizační vlastnosti mezifázové buňky jsou obnoveny po předchozím rozdělení;

2) syntetický (S). Genetický materiál je duplikován prostřednictvím replikace DNA. Dochází k němu polokonzervativním způsobem, kdy se dvoušroubovice molekuly DNA rozchází na dva řetězce a na každém z nich je syntetizován komplementární řetězec.

Výsledkem jsou dva identické dvojité šroubovice DNA, z nichž každý se skládá z jednoho nového a jednoho starého řetězce DNA. Množství dědičného materiálu se zdvojnásobí. Kromě toho pokračuje syntéza RNA a proteinů. Také malá část mitochondriální DNA prochází replikací (hlavní část je replikována v období G2);

3) postsyntetické (G2). DNA již není syntetizována, ale defekty vzniklé při její syntéze v S periodě jsou opraveny (opravy). Dochází také k akumulaci energie a živin a pokračuje syntéza RNA a proteinů (hlavně jaderných).

S a G2 přímo souvisejí s mitózou, proto jsou někdy odděleny do samostatného období – preprofáze.

Poté nastává vlastní mitóza, která se skládá ze čtyř fází. Proces dělení zahrnuje několik po sobě jdoucích fází a je cyklem. Její trvání je různé a u většiny buněk se pohybuje od 10 do 50 hodin.V buňkách lidského těla je trvání samotné mitózy 1-1,5 hodiny, perioda G2 interfáze je 2-3 hodiny, perioda S interfáze je 6-10 hodiny .

Stádia mitózy.

Proces mitózy se obvykle dělí do čtyř hlavních fází: profáze, metafáze, anafáze a telofáze (obr. 1–3). Protože je kontinuální, změna fází probíhá hladce - jedna neznatelně přechází do druhé.

V profázi se zvětšuje objem jádra a díky spirálizaci chromatinu vznikají chromozomy. Na konci profáze je jasné, že každý chromozom se skládá ze dvou chromatid. Nukleoly a jaderná membrána se postupně rozpouštějí a chromozomy se objevují náhodně umístěné v cytoplazmě buňky. Centrioly se rozbíhají směrem k pólům buňky. Vznikne achromatinové štěpné vřeteno, jehož některé závity jdou od pólu k pólu a některé jsou připojeny k centromerám chromozomů. Obsah genetického materiálu v buňce zůstává nezměněn (2n2хр).

Charakteristika fází mitózy

Mezi hlavní události profáze patří kondenzace chromozomů uvnitř jádra a tvorba dělicího vřeténka v cytoplazmě buňky. Rozpad jadérka v profázi je charakteristickým, ale nikoli povinným znakem pro všechny buňky.

Za počátek profáze se obvykle považuje okamžik objevení se mikroskopicky viditelných chromozomů v důsledku kondenzace intranukleárního chromatinu. Ke zhutnění chromozomů dochází v důsledku víceúrovňového helixování DNA. Tyto změny jsou doprovázeny zvýšením aktivity fosforyláz, které modifikují histony přímo zapojené do složení DNA. V důsledku toho transkripční aktivita chromatinu prudce klesá, nukleolární geny jsou inaktivovány a většina nukleolárních proteinů disociuje. Kondenzující sesterské chromatidy v časné profázi zůstávají párové po celé délce pomocí kohezinových proteinů, ale na začátku prometafáze je spojení mezi chromatidami zachováno pouze v oblasti centromery. Pozdní profází se na každé centromeře sesterských chromatid tvoří zralé kinetochory, které jsou nezbytné pro připojení chromozomů k mikrotubulům vřeténka v prometafázi.

Spolu s procesy intranukleární kondenzace chromozomů se v cytoplazmě začíná tvořit mitotické vřeténko - jedna z hlavních struktur dělení buněk, zodpovědná za distribuci chromozomů mezi dceřinými buňkami. Polární tělíska, mikrotubuly a chromozomové kinetochory se podílejí na tvorbě dělicího vřeténka ve všech eukaryotických buňkách.

Počátek tvorby mitotického vřeténka v profázi je spojen s dramatickými změnami dynamických vlastností mikrotubulů. Poločas průměrného mikrotubulu se z 5 minut na 15 sekund sníží přibližně 20krát. Rychlost jejich růstu se však ve srovnání se stejnými interfázovými mikrotubuly zvyšuje přibližně 2krát. Polymerizující plusové konce jsou „dynamicky nestabilní“ a náhle se mění z rovnoměrného růstu na rychlé zkracování, při kterém často depolymeruje celý mikrotubul. Je pozoruhodné, že pro správné fungování mitotického vřeténka je nezbytná určitá rovnováha mezi procesy skládání a depolymerace mikrotubulů, protože ani stabilizované, ani depolymerované mikrotubuly vřeténka nejsou schopny pohybovat chromozomy.

Spolu s pozorovanými změnami dynamických vlastností mikrotubulů, které tvoří vřetenová filamenta, se profázně tvoří dělicí póly. Centrosomy replikované v S fázi se rozcházejí v opačných směrech v důsledku interakce pólových mikrotubulů rostoucích směrem k sobě. Mikrotubuly jsou svými mínusovými konci ponořeny do amorfní substance centrosomů a polymerační procesy probíhají od plusových konců směřujících k ekvatoriální rovině buňky. V tomto případě je pravděpodobný mechanismus separace pólů vysvětlen následovně: proteiny podobné dyneinu orientují polymerující plus konce polárních mikrotubulů v paralelním směru a proteiny podobné kinesinu je naopak tlačí k pólům dělení.

Paralelně s kondenzací chromozomů a tvorbou mitotického vřeténka dochází při profázi k fragmentaci endoplazmatického retikula, které se rozpadá na malé vakuoly, které se následně rozcházejí na periferii buňky. Současně ribozomy ztrácejí spojení s membránami ER. Cisterny Golgiho aparátu také mění svou perinukleární lokalizaci a rozpadají se na jednotlivé dictyosomy rozmístěné v cytoplazmě bez určitého pořadí.

Prometafáze

Prometafáze

Konec profáze a nástup prometafáze jsou obvykle poznamenány rozpadem jaderné membrány. Dochází k fosforylaci řady lamina proteinů, v důsledku čehož se jaderný obal fragmentuje na malé vakuoly a pórové komplexy mizí. Po destrukci jaderné membrány jsou chromozomy umístěny v jaderné oblasti bez jakéhokoli zvláštního pořadí. Brzy se však všichni začnou hýbat.

V prometafázi je pozorován intenzivní, ale náhodný pohyb chromozomů. Zpočátku jednotlivé chromozomy rychle driftují k nejbližšímu pólu mitotického vřeténka rychlostí dosahující 25 μm/min. V blízkosti dělicích pólů se zvyšuje pravděpodobnost interakce nově syntetizovaných vřetenových mikrotubulů plus konců s chromozomovými kinetochory. V důsledku této interakce jsou kinetochorové mikrotubuly stabilizovány před spontánní depolymerizací a jejich růst částečně zajišťuje odstranění na ně navázaného chromozomu ve směru od pólu k ekvatoriální rovině vřeténka. Na druhé straně je chromozom předhozen řetězci mikrotubulů přicházejících z opačného pólu mitotického vřeténka. Interakcí s kinetochory se také podílejí na pohybu chromozomů. V důsledku toho se sesterské chromatidy spojí s opačnými póly vřetena. Síla vyvinutá mikrotubuly z různých pólů nejen stabilizuje interakci těchto mikrotubulů s kinetochory, ale také nakonec přivede každý chromozom do roviny metafázové desky.

V savčích buňkách se prometafáze obvykle vyskytuje během 10-20 minut. U neuroblastů kobylky trvá tato fáze pouze 4 minuty au endospermu Haemanthus a fibroblastů čolků asi 30 minut.

Metafáze

Metafáze

Na konci prometafáze jsou chromozomy umístěny v ekvatoriální rovině vřeténka v přibližně stejných vzdálenostech od obou pólů dělení a tvoří metafázovou desku. Morfologie metafázové destičky v živočišných buňkách se zpravidla vyznačuje uspořádaným uspořádáním chromozomů: oblasti centromery směřují ke středu vřeténka a ramena směřují k periferii buňky. V rostlinných buňkách leží chromozomy často v ekvatoriální rovině vřeténka bez striktního řádu.

Metafáze zabírá významnou část období mitózy a vyznačuje se relativně stabilním stavem. Celou tu dobu jsou chromozomy drženy v ekvatoriální rovině vřeténka díky vyváženým napínacím silám kinetochorových mikrotubulů, provádějících oscilační pohyby s nevýznamnou amplitudou v rovině metafázové desky.

V metafázi, stejně jako během dalších fází mitózy, pokračuje aktivní obnova vřetenových mikrotubulů intenzivním sestavováním a depolymerizací tubulinových molekul. I přes určitou stabilizaci svazků kinetochorových mikrotubulů dochází k neustálému opětovnému skládání interpolárních mikrotubulů, jejichž počet dosahuje maxima v metafázi.

Na konci metafáze je pozorováno jasné oddělení sesterských chromatid, mezi nimiž je spojení zachováno pouze v centromerických oblastech. Ramena chromatid jsou vzájemně rovnoběžná a mezera, která je odděluje, je jasně viditelná.

Anafáze je nejkratší fáze mitózy, která začíná náhlým oddělením a následným oddělením sesterských chromatid směrem k opačným pólům buňky. Chromatidy se rozbíhají rovnoměrnou rychlostí dosahující 0,5-2 µm/min a často mají tvar V. Jejich pohyb je poháněn významnými silami, odhadovanými na 10 dynů na chromozom, což je 10 000krát větší síla, než je síla potřebná k pouhému pohybu chromozomu přes cytoplazmu pozorovanou rychlostí.

Typicky se segregace chromozomů v anafázi skládá ze dvou relativně nezávislých procesů nazývaných anafáze A a anafáze B.

Anafáze A je charakterizována oddělením sesterských chromatid k opačným pólům buněčného dělení. Za jejich pohyb jsou zodpovědné stejné síly, které dříve držely chromozomy v rovině metafázové desky. Proces separace chromatid je doprovázen zkrácením délky depolymerizujících kinetochorových mikrotubulů. Navíc je jejich rozpad pozorován hlavně v oblasti kinetochorů, od plusových konců. Nezbytnou podmínkou pro pohyb sesterských chromatid je pravděpodobně depolymerizace mikrotubulů na kinetochorech nebo v oblasti dělicích pólů, protože jejich pohyb se zastaví přidáním taxolu nebo těžké vody, které mají na mikrotubuly stabilizační účinek. Mechanismus, který je základem segregace chromozomů v anafázi A, zůstává neznámý.

Během anafáze B se samotné póly buněčného dělení rozcházejí a na rozdíl od anafáze A k tomuto procesu dochází díky sestavování polárních mikrotubulů z plusových konců. Polymerující antiparalelní vlákna vřetena při vzájemném působení částečně vytvářejí sílu odtlačující póly od sebe. Velikost relativního pohybu pólů v tomto případě, stejně jako míra překrytí polárních mikrotubulů v rovníkové zóně buňky, se mezi jedinci různých druhů velmi liší. Kromě tlačných sil působí na dělicí póly tažné síly z astrálních mikrotubulů, které vznikají v důsledku interakce s proteiny podobnými dyneinu na plazmatické membráně buňky.

Posloupnost, trvání a relativní příspěvek každého ze dvou procesů, které tvoří anafázi, se mohou extrémně lišit. V savčích buňkách tedy anafáze B začíná ihned po začátku divergence chromatid k opačným pólům a pokračuje, dokud se mitotické vřeténo neprodlouží 1,5-2krát ve srovnání s metafází. V některých jiných buňkách začíná anafáze B až poté, co chromatidy dosáhnou pólů dělení. U některých prvoků se během anafáze B vřeténka prodlouží 15krát oproti metafázi. Anafáze B v rostlinných buňkách chybí.

Telofáze

Telofáze

Telofáze je považována za konečnou fázi mitózy; za jeho začátek se považuje okamžik, kdy se oddělené sesterské chromatidy zastaví na opačných pólech buněčného dělení. V časné telofázi je pozorována dekondenzace chromozomů a následně i zvětšení jejich objemu. V blízkosti seskupených jednotlivých chromozomů začíná fúze membránových váčků, která zahajuje rekonstrukci jaderného obalu. Materiálem pro konstrukci membrán nově vzniklých dceřiných jader jsou fragmenty původně rozpadlé jaderné membrány mateřské buňky a také prvky endoplazmatického retikula. V tomto případě se jednotlivé vezikuly vážou na povrch chromozomů a spojují se dohromady. Postupně se obnovují vnější a vnitřní jaderné membrány, obnovuje se jaderná lamina a jaderné póry. Během procesu obnovy jaderné membrány se diskrétní membránové vezikuly pravděpodobně spojí s povrchem chromozomů, aniž by rozeznaly specifické nukleotidové sekvence, protože experimenty ukázaly, že k obnově jaderné membrány dochází kolem molekul DNA vypůjčených z jakéhokoli organismu, dokonce i z bakteriálního viru. Uvnitř nově vytvořených buněčných jader se chromatin rozptýlí, obnoví se syntéza RNA a jadérka se stanou viditelnými.

Paralelně s procesy tvorby jader dceřiných buněk v telofázi začíná a končí demontáž vřetenových mikrotubulů. Depolymerizace probíhá ve směru od dělicích pólů k ekvatoriální rovině buňky, od minusových konců k plusovým koncům. V tomto případě mikrotubuly přetrvávají nejdéle ve střední části vřeténka, které tvoří zbytkové Flemingovo tělísko.

Konec telofáze se převážně shoduje s dělením těla mateřské buňky – cytokinezí. V tomto případě se vytvoří dvě nebo více dceřiných buněk. Procesy vedoucí k oddělení cytoplazmy začínají uprostřed anafáze a mohou pokračovat po dokončení telofáze. Mitóza není vždy doprovázena dělením cytoplazmy, proto cytokineze není klasifikována jako samostatná fáze mitotického dělení a je obvykle považována za součást telofáze.

Existují dva hlavní typy cytokineze: dělení příčnou konstrikcí buněk a dělení tvorbou buněčné desky. Rovina buněčného dělení je určena polohou mitotického vřeténka a probíhá v pravém úhlu k dlouhé ose vřeténka.

Při dělení buňky příčnou konstrikcí je místo cytoplazmatického dělení předběžně položeno během anafáze, kdy se v rovině metafázové ploténky pod buněčnou membránou objeví kontraktilní prstenec aktinových a myosinových filament. Následně se vlivem činnosti kontraktilního prstence vytvoří štěpná rýha, která se postupně prohlubuje až do úplného rozdělení buňky. Na konci cytokineze se kontraktilní prstenec úplně rozpadne a plazmatická membrána se stáhne kolem zbytkového Flemingova tělíska, sestávajícího z nahromadění zbytků dvou skupin polárních mikrotubulů, těsně nahromaděných spolu s hustým matricovým materiálem.

Dělení tvorbou buněčné desky začíná pohybem malých membránou ohraničených váčků směrem k ekvatoriální rovině buňky. Zde se spojují a vytvářejí diskovitý útvar obklopený membránou – ranou buněčnou desku. Malé vezikuly pocházejí primárně z Golgiho aparátu a pohybují se směrem k ekvatoriální rovině podél zbytkových pólových mikrotubulů vřeténka a vytvářejí válcovitou strukturu nazývanou fragmoplast. Při rozpínání buněčné destičky se mikrotubuly časného fragmoplastu současně přesouvají na periferii buňky, kde vlivem nových membránových váčků pokračuje růst buněčné destičky až do jejího konečného splynutí s membránou mateřské buňky. Po konečné separaci dceřiných buněk jsou celulózové mikrofibrily uloženy v buněčné desce, čímž je dokončena tvorba tuhé buněčné stěny.

Mitóza (neboli karyokineze, nepřímé dělení) je hlavní způsob dělení somatických buněk živočichů a rostlin, při kterém dochází k distribuci genetického materiálu mezi dceřinými buňkami tak, že dostávají identickou sadu chromozomů (a genů) od mateřská buňka. To udržuje konstantní diploidní sadu chromozomů v buňkách, charakteristickou pro každý druh živočicha a rostliny. Mitotické dělení jader živočišných buněk bylo poprvé popsáno v roce 1871 A.O. Kovalevsky a jádra rostlinných buněk - v roce 1874 I.D. Chistyakov.

Komplex procesů, kdy se z jednoho rodiče vytvoří dvě nové buňky, se nazývá mitotický cyklus. Tento cyklus se zase skládá ze samotné mitózy a interfáze – období mezi dvěma buněčnými děleními. Délka mitózy je 30-60 minut (v živočišných buňkách) a 2-3 hodiny (v rostlinných buňkách), trvání interfáze u různých typů buněk se může pohybovat od několika hodin až po několik let. Během interfáze probíhá mnoho procesů, které jsou nezbytné pro normální buněčné dělení. Nejdůležitější z nich jsou zdvojení DNA a syntéza speciálních histonových proteinů, což vede ke zdvojení chromozomů a změně poměru hmoty jádra a cytoplazmy, syntéza ATP k zajištění procesu energie dělení a syntéza proteinů nezbytných pro konstrukci achromatinového vřeténka. Tyto procesy jsou dokončeny těsně před začátkem mitózy.

Mitóza se skládá ze 4 fází – profáze , metafáze , anafáze A telofáze .

Začátek profáze lze považovat zvětšení objemu jádra a spirálovitost chromozomů, které se stávají viditelnými pod světelným mikroskopem. Každý chromozom se skládá ze dvou identických polovin (sesterských chromatid), které jsou navzájem spojeny v centromeře. V profázi dochází k polarizaci buňky – centrioly buněčného středu se rozbíhají k opačným koncům buňky a začíná tvorba dělicího vřeténka (vřeténka achromatinu). V krytosemenných buňkách není žádné buněčné centrum, ale i přesto začíná tvorba dělicího vřeténka také na opačných pólech buňky. Na konci profáze jadérko mizí, jaderná membrána se rozpouští a chromozomy se nacházejí v cytoplazmě buňky.

V metafáze Tvorba štěpného vřeténka je dokončena, jeho závity jdou od pólu k pólu a některé z nich se připojují k centromerám chromozomů. Dochází k maximální spiralizaci chromozomů, které se nacházejí v ekvatoriální rovině buňky a tvoří metafázovou desku. V tuto chvíli je jasně vidět, že každý chromozom se skládá ze 2 chromatid, takže studium a počítání chromozomů se provádí právě v této fázi dělení.

V anafáze každý z chromozomů v oblasti centromery je rozštěpen na chromatidy, čímž se vytvoří dva dceřiné chromozomy, které se díky kontrakci vřetenových závitů začnou přesouvat k pólům buňky. Výsledkem je, že diploidní sada jednořetězcových chromozomů je soustředěna na každém pólu buňky.

V telofáze probíhají procesy, které jsou opačné než ty, které probíhaly v profázi: chromozomy se despirují, tvoří se jadérka a vzniká jaderná membrána. V důsledku toho se vytvoří dvě jádra se stejnou sadou chromozomů, jakou mělo jádro mateřské buňky. Po oddělení jader začíná proces dělení cytoplazmy, ke kterému dochází v důsledku konstrikce (u živočišných buněk) nebo vytvoření desky uprostřed rovníkové roviny (u rostlinných buněk).

Biologický význam mitózy tím, že existuje přesná distribuce genetického materiálu mezi dceřinými buňkami, je zajištěna stálost karyotyp buňky (chromozomální sada) a genetická kontinuita mezi buněčnými generacemi. K růstu, vývoji, obnově tkání a orgánů rostlin a živočichů dochází v důsledku mitotického buněčného dělení.

Doprovázeno snížením počtu chromozomů na polovinu. Skládá se ze dvou po sobě jdoucích dělení, které mají stejné fáze jako mitóza. Nicméně, jak je uvedeno v tabulka "Porovnání mitózy a meiózy", trvání jednotlivých fází a procesy v nich probíhající se výrazně liší od procesů probíhajících během mitózy.

Tyto rozdíly jsou především následující.

V meióze profáze I déle trvající. Co se v něm děje časování(spojení homologních chromozomů) a výměna genetických informací. V anafázi I centromery drží chromatidy pohromadě, nesdílejte a jedna z homologmeióz mitózy a vaječných chromozomů jde k pólům. Mezifáze před druhou divizí velmi krátké, v něm DNA není syntetizována. Buňky ( hality), vzniklé v důsledku dvou meiotických dělení, obsahují haploidní (jedinou) sadu chromozomů. Diploidie je obnovena splynutím dvou buněk – mateřské a otcovské. Oplozené vajíčko je tzv zygota.

Mitóza a její fáze

Mitóza, popř nepřímé dělení, v přírodě nejrozšířenější. Mitóza je základem dělení všech nereprodukčních buněk (epitelové, svalové, nervové, kostní atd.). Mitóza sestává ze čtyř po sobě jdoucích fází (viz tabulka níže). Díky mitóze je zajištěna rovnoměrná distribuce genetické informace rodičovské buňky mezi dceřinými buňkami. Období života buňky mezi dvěma mitózami se nazývá mezifáze. Je desetkrát delší než mitóza. Před dělením buněk v něm probíhá řada velmi důležitých procesů: syntetizují se molekuly ATP a proteinů, každý chromozom se zdvojuje a tvoří dva sesterské chromatidy, které drží pohromadě společný centromera se zvyšuje počet hlavních organel cytoplazmy.

V profázi spirála a jako výsledek chromozomy ztloustnou, skládající se ze dvou sesterských chromatid držených pohromadě centromerou. Do konce profáze jaderná membrána a jadérka zmizí a chromozomy se rozptýlí po celé buňce, centrioly se přesunou k pólům a vytvoří se vřeteno. V metafázi dochází k další spiralizaci chromozomů. Během této fáze jsou nejzřetelněji viditelné. Jejich centromery jsou umístěny podél rovníku. K nim jsou připevněny závity vřetena.

V anafázi Centromery se dělí, sesterské chromatidy se od sebe oddělují a díky kontrakci vřetenových vláken se přesouvají k opačným pólům buňky.

V telofázi Cytoplazma se dělí, chromozomy se rozvolňují a znovu se tvoří jadérka a jaderné membrány. V živočišných buňkách cytoplazma je propletená, v rostlině- ve středu mateřské buňky se vytvoří přepážka. Takže z jedné původní buňky (matky) vzniknou dvě nové dceřiné buňky.

Tabulka - Srovnání mitózy a meiózy

Srovnávací tabulka mezi mitózou a meiózou.

Buňka se rozmnožuje dělením. Existují dva způsoby dělení: mitóza a meióza.

Mitóza(z řeckého mitos - nit), neboli nepřímé buněčné dělení, je kontinuální proces, v jehož důsledku dochází nejprve ke zdvojení, a poté k rovnoměrnému rozložení dědičného materiálu obsaženého v chromozomech mezi oběma vzniklými buňkami. To je jeho biologický význam. Jaderné dělení znamená dělení celé buňky. Tento proces se nazývá cytokineze (z řeckého cytos – buňka).

Stav buňky mezi dvěma mitózami se nazývá interfáze neboli interkineze a všechny změny, které v ní nastanou během přípravy na mitózu a v období dělení, se nazývají mitotický neboli buněčný cyklus.

Různé buňky mají různé mitotické cykly. Většinu času je buňka ve stavu interkineze, mitóza trvá relativně krátkou dobu. V obecném mitotickém cyklu trvá samotná mitóza 1/25-1/20 času a ve většině buněk trvá 0,5 až 2 hodiny.

Tloušťka chromozomů je tak malá, že při zkoumání interfázového jádra světelným mikroskopem nejsou vidět, lze pouze rozlišit chromatinová granula v uzlech jejich kroucení. Elektronový mikroskop umožnil detekovat chromozomy v nedělícím se jádře, i když v této době jsou velmi dlouhé a skládají se ze dvou vláken chromatid, z nichž každý má průměr pouze 0,01 mikronu. V důsledku toho chromozomy v jádře nezmizí, ale mají podobu dlouhých a tenkých vláken, která jsou téměř neviditelná.

Během mitózy prochází jádro čtyřmi po sobě jdoucími fázemi: profáze, metafáze, anafáze a telofáze.

Profáze(z řečtiny asi - předtím, fáze - projev). Jedná se o první fázi jaderného dělení, během níž se uvnitř jádra objevují strukturní prvky, které vypadají jako tenké dvojité vlákna, což vedlo k názvu tohoto typu dělení – mitóza. V důsledku spirálovitosti chromonem se chromozomy v profázi zhušťují, zkracují a stávají se jasně viditelnými. Na konci profáze lze jasně pozorovat, že každý chromozom se skládá ze dvou chromatid, které se navzájem těsně dotýkají. Následně se obě chromatidy propojí společnou oblastí – centromerou a začnou se postupně posouvat směrem k buněčnému rovníku.

Uprostřed nebo na konci profáze jaderný obal a jadérka mizí, centrioly se zdvojují a pohybují se směrem k pólům. Z materiálu cytoplazmy a jádra se začíná tvořit štěpné vřeteno. Skládá se ze dvou typů vláken: podpůrné a tažné (chromozomální). Nosné závity tvoří základ vřetena, táhnou se od jednoho pólu článku k druhému. Trakční závity spojují centromery chromatid s póly buňky a následně zajišťují pohyb chromozomů směrem k nim. Mitotický aparát buňky je velmi citlivý na různé vnější vlivy. Při vystavení záření, chemikáliím a vysokým teplotám může dojít k destrukci buněčného vřeténka a k nejrůznějším nepravidelnostem buněčného dělení.

Metafáze(z řeckého meta - po, fáze - projev). V metafázi se chromozomy vysoce zhutňují a získávají specifický tvar charakteristický pro daný druh. Dceřiné chromatidy v každém páru jsou odděleny jasně viditelnou podélnou štěrbinou. Většina chromozomů se stává dvouramennými. V místě inflexe - centromeře - jsou připevněny k závitu vřetena. Všechny chromozomy jsou umístěny v ekvatoriální rovině buňky, jejich volné konce směřují ke středu buňky. Chromozomy se nejlépe pozorují a počítají v tomto okamžiku. Velmi dobře je vidět i buněčné vřeteno.

Anafáze(z řeckého ana - nahoru, fáze - projev). V anafázi, po rozdělení centromer, se chromatidy, které se nyní staly samostatnými chromozomy, začnou oddělovat k opačným pólům. V tomto případě mají chromozomy podobu různých háčků, jejichž konce směřují ke středu buňky. Protože z každého chromozomu vzešly dvě zcela identické chromatidy, bude počet chromozomů v obou výsledných dceřiných buňkách roven diploidnímu počtu původní mateřské buňky.

Proces dělení centromery a pohybu k různým pólům všech nově vytvořených párových chromozomů se vyznačuje výjimečnou synchronií.

Na konci anafáze se chromonemální vlákna začnou odvíjet a chromozomy, které se přesunuly k pólům, již nejsou tak jasně vidět.

Telofáze(z řeckého telos - konec, fáze - projev). V telofázi pokračuje despiralizace chromozomových vláken a chromozomy se postupně ztenčují a prodlužují, až se blíží stavu, ve kterém byly v profázi. Kolem každé skupiny chromozomů se vytvoří jaderný obal a vytvoří se jadérko. Současně je dokončeno cytoplazmatické dělení a vzniká buněčná přepážka. Obě nové dceřiné buňky vstupují do interfáze.

Celý proces mitózy, jak již bylo zmíněno, netrvá déle než 2 hodiny, jeho trvání závisí na typu a stáří buněk a také na vnějších podmínkách, ve kterých se nacházejí (teplota, světlo, vlhkost vzduchu atd. .). Vysoké teploty, záření, různé léky a rostlinné jedy (kolchicin, acenaften atd.) negativně ovlivňují normální průběh buněčného dělení.

Mitotické buněčné dělení se vyznačuje vysokým stupněm přesnosti a dokonalosti. Mechanismus mitózy byl vytvořen a zdokonalován během mnoha milionů let evolučního vývoje organismů. V mitóze se projevuje jedna z nejdůležitějších vlastností buňky jako samosprávného a sebereprodukujícího se živého biologického systému.

Pokud najdete chybu, zvýrazněte část textu a klikněte Ctrl+Enter.