Životni ciklus stanice. Mitoza

Svi organizmi sastoje se od stanica sposobnih za rast, razvoj i reprodukciju. Mejoza i mitoza su metode diobe stanica. Uz njihovu pomoć dolazi do reprodukcije stanica. Mejoza i mitoza na mnogo su načina slične. Oba procesa sastoje se od identičnih faza, prije kojih se uočava spiralizacija kromosoma i udvostručenje njihovog broja. Somatske stanice razmnožavaju se mitozom, a reproduktivne stanice mejozom.

Mitoza

Mitoza je univerzalna metoda neizravne diobe eukariotskih stanica. Uz njegovu pomoć dijele se stanice životinja, biljaka i gljiva.

Mejoza

Mejoza je također proces stanične diobe, ali rezultira stvaranjem gameta.

Sličnosti između mitoze i mejoze

Mejoza i mitoza sadrže iste faze, koje se nazivaju profaza, metafaza, anafaza i telofaza. U interfazi oba procesa broj kromosoma se udvostručuje. Mejoza i mitoza su procesi koji osiguravaju staničnu reprodukciju.

Usporedba procesa mitoze i mejoze

Kako se mitoza razlikuje od mejoze?

Biološki značaj

Mitoza osigurava strogo identičnu podjelu nositelja nasljednih informacija između stanica kćeri.

Mejoza održava konstantan broj kromosoma i potiče pojavu novih nasljednih svojstava putem konjugacije.

Vrsta lekcije: lekcija generalizacije.

Oblik nastave: praktična nastava.

• nastaviti formirati svjetonazor učenika o kontinuitetu života;
• upoznati kemijsku i biološku razliku između procesa koji se odvijaju u stanici tijekom mitoze i mejoze;
• razvijati sposobnost dosljednog organiziranja procesa mitoze i mejoze;
• razviti vještine komparativne analize procesa stanične diobe;

1. obrazovni:

a) obnoviti znanja učenika o različitim vrstama diobe stanica (mitoza, amitoza, mejoza);

b) formirati ideju o glavnim sličnostima i razlikama između procesa mitoze i mejoze, njihovoj biološkoj suštini;

2. odgojni: razvijati spoznajni interes za informacije iz različitih područja znanosti;

3. razvijanje:

a) razvijati vještine rada s različitim vrstama informacija i načinima njihova prezentiranja;

b) nastaviti raditi na razvijanju vještina analize i usporedbe procesa stanične diobe;

Nastavna oprema: računalo s multimedijskim projektorom, aplikativni model “Dijeljenje stanica. Mitoza i mejoza” (pribori za demonstraciju i distribuciju); tablica “Mitoza. Mejoza".

Struktura sata (nastava je osmišljena u trajanju od jednog školskog sata, izvodi se u učionici biologije s multimedijskim projektorom, namijenjena kemijsko-biološkom profilu 10. razreda). Kratak plan lekcije:

1. organizacijski trenutak (2 min);

2. obnavljanje znanja, osnovnih pojmova i pojmova vezanih uz procese stanične diobe (8 min);

3. generalizacija znanja o procesima mitoze i mejoze (13 min);

4. praktični rad „Sličnosti i razlike između mitoze i mejoze (15 min);

Učvršćivanje znanja o proučavanoj temi (5 min);

Domaća zadaća (2 min).

Detaljne bilješke o lekciji:

1. organizacijski moment. Objašnjenje svrhe lekcije, njezino mjesto u temi koja se proučava, značajke njezine provedbe.

2. obnavljanje znanja, osnovni pojmovi i pojmovi vezani uz procese stanične diobe: - stanična dioba;

3. generalizacija znanja o procesima stanične diobe:

3.1. Mitoza:

Demonstracija interaktivnog modela “Mitoza”;

Praktičan rad s aplikativnim modelom „Mitoza” (handout za svakog učenika, uvježbavanje sposobnosti učenika da pokaže slijed procesa mitoze);

Rad s aplikativnim modelom “Mitoza” (demonstracijski pribor, provjera rezultata praktičnog rada)

Razgovor o fazama mitoze:

faza mitoze,set kromosoma(n-kromosomi, c - DNA)	Crtanje	Karakteristike faze, raspored kromosoma
Profaza		Rastavljanje nuklearnih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje vretenastih filamenata, "nestanak" jezgrica, kondenzacija bikromatidnih kromosoma.
Metafaza		Raspored maksimalno kondenziranih bikromatidnih kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini stanice (metafazna ploča), pričvršćenje vretenastih niti jednim krajem na centriole, drugim na centromere kromosoma.
Anafaza		Podjela dvokromatidnih kromosoma u kromatide i divergencija tih sestrinskih kromatida na suprotne polove stanice (u ovom slučaju kromatide postaju neovisni jednokromatidni kromosomi).
Telofaza		Dekondenzacija kromosoma, stvaranje nuklearnih membrana oko svake skupine kromosoma, raspadanje niti vretena, pojava jezgrice, dioba citoplazme (citotomija). Citotomija u životinjskim stanicama nastaje zbog brazde za cijepanje, u biljnim stanicama - zbog stanične ploče.

3.2. Mejoza.

Demonstracija interaktivnog modela “Mejoza”

Praktičan rad s aplikativnim modelom „Mejoza“ (handout za svakog učenika, uvježbavanje sposobnosti učenika da pokaže slijed procesa mejoze);

Rad s aplikativnim modelom “Meiosis” (demonstracijski set, provjera rezultata praktičnog rada)

Razgovor o fazama mejoze:

faza mejoze,set kromosoma(n - kromosomi, c - DNK)	Crtanje	Karakteristike faze, raspored kromosoma
Profaza 1 2n4c		Rastavljanje jezgrinih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje vretenastih filamenata, "nestajanje" jezgrica, kondenzacija bikromatidnih kromosoma, konjugacija homolognih kromosoma i crossing over.
Metafaza 1 2n4c		Raspored bivalenata u ekvatorijalnoj ravnini stanice, pričvršćenje vretenastih niti jednim krajem na centriole, drugim na centromere kromosoma.
Anafaza 1 2n4c		Slučajna neovisna divergencija bikromatidnih kromosoma na suprotne polove stanice (od svakog para homolognih kromosoma jedan kromosom ide na jedan pol, drugi na drugi), rekombinacija kromosoma.
Telofaza 1 u obje ćelije 1n2c		Stvaranje jezgrinih membrana oko skupina bikromatidnih kromosoma, dioba citoplazme.
Profaza 2 1n2c		Demontaža nuklearnih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje vretenastih filamenata.
Metafaza 2 1n2c		Raspored bikromatidnih kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini stanice (metafazna ploča), pričvršćenje niti vretena jednim krajem na centriole, drugim na centromere kromosoma.
Anafaza 2 2n2c		Podjela dvokromatidnih kromosoma u kromatide i divergencija tih sestrinskih kromatida na suprotne polove stanice (u ovom slučaju kromatide postaju neovisni jednokromatidni kromosomi), rekombinacija kromosoma.
Telofaza 2 u obje ćelije 1n1c Ukupno 4 do 1n1c		Dekondenzacija kromosoma, stvaranje jezgrinih membrana oko svake skupine kromosoma, raspadanje niti vretena, pojava jezgrice, dioba citoplazme (citotomija) uz nastanak dviju, a u konačnici i obje mejotičke diobe – četiri haploidne stanice.

Razgovor o promjeni formule stanične jezgre

Rasprava o rezultatima mejoze:

jedna haploidna matična stanica proizvodi četiri haploidne stanice kćeri

Razgovor o značenju mejoze: A)održava konstantan broj kromosoma vrste iz generacije u generaciju (diploidni set kromosoma obnavlja se svaki put tijekom oplodnje kao rezultat spajanja dviju haploidnih gameta;

b) mejoza je jedan od mehanizama za nastanak nasljedne varijabilnosti (kombinativna varijabilnost);

4. Praktični rad “Usporedba mitoze i mejoze” korištenjem prezentacije “Mitoza i mejoza. Komparativna analiza” (vidi Dodatak 1)

Učenici imaju tablice za domaće zadaće:

Utvrđivanje sličnosti između mitoze i mejoze:

Utvrđivanje općih razlika između mitoze i mejoze (uz manja pojašnjenja o fazama diobe):

5. Učvršćivanje materijala.

Ispunjavanje zadatka dijela B ispitnih materijala Jedinstvenog državnog ispita.

Povežite razlikovna obilježja i vrste stanične diobe:

Posebnosti Vrste stanične diobe

6. Domaća zadaća:

U bilježnicu ispunite tablicu “Usporedba mitoze i mejoze”.

Ponoviti gradivo o mitozi i mejozi (detalji o stadijima)

29,30 (V.V. Pasechnik); 19,22 str. 130-134 (G.M.

Pripremite tablicu "Usporedne karakteristike tijeka mitoze i mejoze"

Usporedne karakteristike mitoze i mejoze

Bibliografija:

1. I.N. Pimenov, A.V. Pimenov - Predavanja o općoj biologiji - Saratov, Izdavačka kuća Lyceum, 2003.

2. Opća biologija: udžbenik za razrede 10-11 s produbljenim proučavanjem biologije u školi / Ed. V.K. Shumny, G.M. Ruvinsky. – M., “Prosvjetljenje”, 2004.

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Biologija: u 3 sveska. T.3.: trans. s engleskog/Ed. R. Soper. – M., “Mir”, 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Biologija: priručnik za učenike srednjih škola i kandidate za sveučilišta - M., "AST-PRESS SCHOOL", 2004.

5. D.I. Mamontov – Otvorena biologija: cjelovit interaktivni tečaj biologije (na CD-u) – “Physicon”, 2005.

Tijekom spolnog razmnožavanja, organizam kćer nastaje kao rezultat spajanja dviju spolnih stanica ( gamete) i naknadni razvoj iz oplođenog jajašca - zigote.

Reproduktivne stanice roditelja imaju haploidni skup ( n) kromosoma, au zigoti, kada se spoje dva takva skupa, broj kromosoma postaje diploidan (2 n): svaki par homolognih kromosoma sadrži jedan očev i jedan majčin kromosom.

Haploidne stanice nastaju iz diploidnih kao rezultat posebne stanične diobe – mejoze.

mejoza - vrsta mitoze, uslijed koje iz diploidnih (2p) somatskih stanica istinastaju haploidne gamete (1n). Tijekom oplodnje dolazi do stapanja jezgri gameta i obnavljanja diploidnog skupa kromosoma. Dakle, mejoza osigurava da skup kromosoma i količina DNA ostanu konstantni za svaku vrstu.

Mejoza je kontinuirani proces koji se sastoji od dvije uzastopne diobe koje se nazivaju mejoza I i mejoza II. U svakoj se podjeli razlikuju profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Kao rezultat mejoze I, broj kromosoma je prepolovljen ( redukcijska podjela): Tijekom mejoze II, stanična haploidija je očuvana (jednačka podjela). Stanice koje ulaze u mejozu sadrže genetsku informaciju 2n2xp (slika 1).

U profazi mejoze I dolazi do postupne spiralizacije kromatina kako bi se formirali kromosomi. Homologni kromosomi se spajaju i tvore zajedničku strukturu koja se sastoji od dva kromosoma (bivalentni) i četiri kromatide (tetrad). Dodir dvaju homolognih kromosoma cijelom duljinom naziva se konjugacija. Zatim se pojavljuju sile odbijanja između homolognih kromosoma, a kromosomi se najprije odvajaju na centromerama, ostaju spojeni na krakovima i tvore križanja (chiasmata). Divergencija kromatida postupno se povećava, a križići se pomiču prema njihovim krajevima. Tijekom procesa konjugacije može doći do izmjene dijelova između nekih kromatida homolognih kromosoma - crossing over, što dovodi do rekombinacije genetskog materijala. Do kraja profaze, jezgrina ovojnica i jezgrice se otapaju i formira se akromatsko vreteno. Sadržaj genetskog materijala ostaje isti (2n2hr).

U metafazi U mejozi I dvovalenti kromosoma nalaze se u ekvatorijalnoj ravnini stanice. U ovom trenutku njihova spiralizacija doseže svoj maksimum. Sadržaj genetskog materijala se ne mijenja (2n2xr).

U anafazi Homologni kromosomi mejoze I, koji se sastoje od dvije kromatide, konačno se udaljavaju jedan od drugoga i divergiraju prema polovima stanice. Posljedično, iz svakog para homolognih kromosoma samo jedan ulazi u stanicu kćer - broj kromosoma se prepolovi (dolazi do redukcije). Sadržaj genetskog materijala postaje 1n2xp na svakom polu.

U telofazi Stvaraju se jezgre i dijeli se citoplazma – nastaju dvije stanice kćeri. Stanice kćeri sadrže haploidni set kromosoma, svaki kromosom sadrži dvije kromatide (1n2hr).

Interkineza- kratki interval između prve i druge mejotičke diobe. U to vrijeme ne dolazi do replikacije DNA, a dvije stanice kćeri brzo ulaze u mejozu II, koja se odvija kao mitoza.

Riža. 1. Dijagram mejoze (prikazan je jedan par homolognih kromosoma). Mejoza I: 1, 2, 3. 4. 5 - profaza; 6 - metafaza; 7 - anafaza; 8 - telofaza; 9 - interkineza. Mejoza II; 10 - metafaza; II - anafaza; 12 - stanice kćeri.

U profazi U mejozi II odvijaju se isti procesi kao u profazi mitoze. U metafazi se kromosomi nalaze u ekvatorijalnoj ravnini. Nema promjena u sadržaju genetskog materijala (1n2hr). U anafazi mejoze II, kromatide svakog kromosoma pomiču se na suprotne polove stanice, a sadržaj genetskog materijala na svakom polu postaje lnlxp. U telofazi nastaju 4 haploidne stanice (lnlxp).

Dakle, kao rezultat mejoze, iz jedne diploidne matične stanice nastaju 4 stanice s haploidnim skupom kromosoma. Osim toga, u profazi mejoze I dolazi do rekombinacije genetskog materijala (crossing over), au anafazi I i II kromosomi i kromatide nasumično se pomiču prema jednom ili drugom polu. Ti su procesi uzrok kombinacijske varijabilnosti.

Biološki značaj mejoze:

1) je glavna faza gametogeneze;

2) osigurava prijenos genetske informacije s organizma na organizam tijekom spolnog razmnožavanja;

3) stanice kćeri nisu genetski identične majci i jedna drugoj.

Također, biološki značaj mejoze leži u činjenici da je smanjenje broja kromosoma potrebno tijekom stvaranja zametnih stanica, budući da se tijekom oplodnje jezgre spolnih stanica spajaju. Da se to smanjenje nije dogodilo, tada bi u zigoti (a time iu svim stanicama organizma kćeri) bilo dvostruko više kromosoma. Međutim, to je u suprotnosti s pravilom stalnog broja kromosoma. Zahvaljujući mejozi spolne stanice su haploidne, a oplodnjom se u zigoti obnavlja diploidna garnitura kromosoma (sl. 2 i 3).

Riža. 2. Shema gametogeneze: ? - spermatogeneza; ? - ovogeneza

Riža. 3.Dijagram koji prikazuje mehanizam održavanja diploidnog skupa kromosoma tijekom spolnog razmnožavanja

Odavno su poznate dvije vrste stanične diobe: mitotička i redukcijska dioba. Prvi se naziva i mitoza, a drugi mejoza. Prva metoda, mitoza, dijeli sve stanice, druga - samo spolne stanice.

Prvo, o mitozi. Prethodi mu udvostručenje molekula koje nose nasljednu informaciju.

Molekule DNA, koje sadrže genetski kod, nalaze se u jezgri stanice, u posebnim dugim nitima – kromosomima. Svaka vrsta životinja i biljaka ima strogo određen broj kromosoma. Obično ih ima nekoliko desetaka. Kod ljudi, na primjer, 46 ( Do 1956. godine smatralo se da ih u ljudskim stanicama ima 48, no 1956. godine genetičari Tzhio i Levan točno su utvrdili da ljudi imaju 46, a ne 48 kromosoma.). A jedan od crva ima samo dva. Neki rakovi imaju 200 kromosoma. Ali rekord su srušili mikroskopski radiolarijani: jedan od njih ima 1600 kromosoma!

Kada se molekule DNK udvostruče, udvostruče se i kromosomi. Svaki gradi dvojnika na svoju sliku. To znači da neko vrijeme u našim stanicama ima dvostruko više kromosoma nego inače.

Između dvije diobe, u tzv. interfazi, kromosomi nisu vidljivi pod običnim mikroskopom. Kao da ih uopće nema. U elektroničkom se vidi da su još tu, nisu nigdje nestale, ali su toliko tanke da se ne vide bez jakog povećanja. Kažu da u ovoj fazi svoje aktivnosti kromosomi imaju izgled "četke za svjetiljke". Doista, pomalo su poput četki koje su se nekada koristile za čišćenje stakla petrolejskih lampi.

U deset do dvadeset sati relativnog odmora između dvije diobe, kromosomi moraju imati vremena sintetizirati svoje dvojnike s potpunom kopijom svih gena koje sadrže, svih molekula DNA.

Čim su blizanci spremni, dugačke kromosomske niti (izvornici i njihove kopije) počinju se savijati u čvrste spirale. I uvijaju se u spirale drugog reda. Značenje ovog obrata sasvim je jasno. Do sada su kromosomi ležali u zamršenoj kugli i vjerojatno ih ne bi bilo lako rastegnuti na različite polove stanice. Sada je svaki kromosom spirala upletena u spiralu - vrlo kompaktna "prtljaga" koju je lako transportirati.

Sva DNK ljudske stanice, rastegnuta u jednu nit, duga je otprilike oko metar, a ta nit, presavijena u dvostruku spiralu, stane u 46 kromosoma od kojih je svaki dugačak samo nekoliko mikrona.

Dakle, prije dijeljenja, kromosomi se pakiraju u kompaktne "pakete". U tom trenutku, koji se u staničnoj diobi naziva profaza, jezgrina ovojnica se otapa, a nama već poznati centrioli, odn. Centrosomi divergiraju na suprotne polove stanice. Niti takozvanog mitotičkog aparata ili vretena povezuju svaki kromosom s jednim od polova.

Kromosomi se zatim poredaju u parove (original jedan pored drugog sa svojom kopijom) duž ekvatora stanice, poput plesača na balu. Ova faza diobe naziva se metafaza.

Zatim svaki od uparenih kromosoma juri na svoj pol. Partneri se rastaju zauvijek, jer će uskoro pregrada staru ćeliju duž ekvatora podijeliti na dvije nove. Dojam je kao da centrioli vuku kromosome prema sebi uzicama, kao lutke.

I doista, kromosomi imaju izgled kakav ima svako savitljivo tijelo kad se pomoću niti provlači kroz tekućinu.

Mjesto za koje se povlači uvijek je isto za svaki kromosom. Naziva se kinetohor ili centromera. Gdje se kinetohor nalazi na kromosomu često određuje njegov oblik. Ako je kinetohor u sredini, tada se kromosom, kada ga tijekom mitoze povuče nit, savija na pola i postaje sličan latinskom broju "pet" (V). Ako je kinetohor na samom kraju kromosoma, tada se savija na način latiničnog slova “jot” (J).

Nekada se smatralo da su niti mitotičkog aparata svojevrsne tračnice po kojima se kromosomi kotrljaju prema polovima. Tada su zaključili da su oni više poput tankih elastičnih vrpci, minijaturnih mišića koji kontrahirajući povlače svoj kromosomski teret prema polovima. No tada bi se niti skupljajući postajale deblje i "smršavjele", produžujući se. Međutim, to se ne događa. Skraćujući se i produžujući, ne postaju ni deblji ni tanji.

Očigledno, mehanika staničnog vretena je drugačija. Možda su, misle neki znanstvenici, niti skraćene jer su neke od molekula koje ih čine izvan igre: odnosno iz niti. A dodavanje molekula u jednom linearnom smjeru dovodi do produljenja niti.

Na ovaj ili onaj način, kromosomi se povlače iz središta stanice prema njezinim polovima brzinom od oko jednog mikrona u minuti. Od ove točke mitoza ulazi u fazu koja se naziva anafaza.

Nakon anafaze slijedi telofaza. Kromosomske spirale se odmotavaju. Ponovno na scenu dolaze "kistovi za svjetiljke". Spletovi filamentoznih kromosoma obrasli su nuklearnim membranama: stanica sada ima dvije jezgre blizance. Prstenasto suženje uskoro će ga podijeliti na pola. Svaka polovica će dobiti svoju jezgru.

Dioba stanica završava udvostručenjem centriola. Bilo ih je četvero - po dvoje na svakom stupu. Stanica se podijelila, au svakoj polovici bila su samo dva centriola.

Na ekranu elektronskog mikroskopa centrioli izgledaju kao šuplji cilindri napravljeni od cijevi. Centriole uvijek leže pod pravim kutom jedna prema drugoj. Stoga jednoga od njih uvijek vidimo u poprečnom, a drugoga u uzdužnom presjeku.

U telofazi iz svake centriole pupa mali centriol - gusto cilindrično tijelo. Brzo raste, a sada u stanici postoje četiri centriola.

Kroz mitozu, jedna stanica proizvodi dvije stanice, potpuno identične nasljeđe skrivene u njihovim kromosomima (ako nijedna nije podvrgnuta mutaciji).

Mitoza obično traje sat ili dva sata. U živčanim tkivima mitoze se javljaju vrlo rijetko. Ali u koštanoj srži, gdje se svake sekunde rađa 10 milijuna crvenih krvnih stanica, svake sekunde dogodi se 10 milijuna mitoza!

Sada, prije nego što govorimo o drugoj vrsti stanične diobe - mejozi, moramo uvesti nekoliko novih pojmova.

Skup kromosoma koji se nalazi u jezgri normalne somatske (drugim riječima, ne spolne, već obične) stanice tijela genetičari nazivaju dvostruki diploid. Kod čovjeka je diploidni set kromosoma 46. Svih tih 46 kromosoma, izgledom i veličinom, lako se dijele u parove koji su identične konfiguracije (samo partneri jednog para - spolni kromosomi "x" i "y" - nisu slični jedni drugima, ali više o tome kasnije).

Skup kromosoma u kojem je prisutan samo jedan partner iz svakog para naziva se haploidni ili obični. Sve spolne stanice ili gamete sadrže haploidni set kromosoma. (To znači da postoje samo dvadeset i tri kromosoma u ljudskoj spermi i jajnim stanicama.) U suprotnom, tijekom oplodnje jajašca, kada se spoje majčine i očinske gamete, rezultat bi bila zigota s dvostruko većim normalnim brojem kromosoma.

Mejoza, koja prethodi formiranju spermija i jajašca, osmišljena je tako da spolne stanice dobiju polovinu haploidnog broja kromosoma. A kada se gamete spoje, zigota će već imati normalan diploidan broj kromosoma. Pola od majke, pola od oca.

Je li sada jasno zašto su svi kromosomi u zigoti upareni?

Uostalom, svaki majčin kromosom odgovara kromosomu oca koji je potpuno isti po obliku, veličini i prirodi nasljednih informacija. Upareni kromosomi nazivaju se homologni.

Mejoza počinje činjenicom da se kromosomi iste vrste u konfiguraciji kombiniraju u parove i konjugiraju. Tada svaki od kromosoma svakog para stvara svog dvojnika od tvari otopljenih u protoplazmi. Kao u mitozi.

Sada više ne postoje dva, već četiri kromosoma iste vrste. U četiri, ili tetrade, čvrsto stisnute jedna uz drugu, poredane su duž ekvatora ćelije. Niti vretena ponovno razdvajaju četvorke u parove, povlačeći ih na različite polove.

Stanica se dijeli na pola, a zatim se ponovno dijeli, ali sada u drugoj ravnini, okomito na prvu. Ovaj put kromosomi nisu duplicirani. Parovi poredani duž ekvatora razilaze se jedan po jedan na različite krajeve kaveza.

Na svakom polu sada ih je upola manje nego tijekom mitoze ili u prvoj fazi mejoze. Stoga, kada se stanica rastrgne napola, dvije nove gamete rođene iz nje dobivaju haploidan broj kromosoma. Budući da se u prvoj fazi mejoze iz jedne stanice rađaju dvije diploidne stanice, na kraju druge faze imamo četiri gamete. I svaki, ponavljam, ima haploidan broj kromosoma. Ako su to ljudske spolne stanice, tada će imati dvadeset i tri kromosoma. A kada se tijekom oplodnje spoje u jednu zigotu, u njoj će biti četrdeset i šest kromosoma.

Iz zigote nastaje ljudski embrij, sve stanice u kojima će imati 46 kromosoma.

Mehanika stanične diobe u mejozi - divergenciji uparenih kromosoma u različite spolne stanice, od kojih svaka potječe od oca ili majke - objašnjava mnoge zakone nasljeđivanja i varijabilnosti koje su otkrili Gregor Mendel i drugi genetičari.

Poljski znanstvenici nedavno su snimili izvrstan film o mitozi koristeći time-lapse fotografiju. Sve faze mitoze na ekranu su ubrzane nekoliko stotina puta. U stvarnosti, kretanja kromosoma tijekom diobe odvijaju se mnogo sporije. Gledao sam ovaj film i pogodio me više nego najbolji od najboljih igranih filmova.

Ima neobične aktere – kromosome. Oni se okupljaju, razilaze, redaju i raspršuju u različitim smjerovima, poput plesača na balu koji izvode složene korake u drevnom plesu. Američki biolog Möller, utemeljitelj radijacijske genetike, nazvao je plesom kromosoma njihove čudne pokrete tijekom diobe stanica.

Svake sekunde u našem tijelu dogode se milijuni mitoza! I stotine milijuna neživih, ali vrlo discipliniranih malih balerina izvode najstariji ples na svijetu. Ples života. U takvim plesovima stanice tijela popunjavaju svoje redove. A mi rastemo i postojimo.

Svi fenomeni nasljeđa i života temelje se na koordiniranoj divergenciji kromosoma na različite polove stanice. Uostalom, svaki je kromosom složena kombinacija divovskih nukleinskih kiselina i proteina. A nukleinske kiseline nose veliku raznolikost nasljednih jedinica – gena, odnosno suštinu svega što postoji na Zemlji.

http://nplit.ru "NPLit.ru: Knjižnica mladog istraživača"

Mitoza- glavna metoda diobe eukariotskih stanica, u kojoj se prvo događa udvostručenje, a zatim se nasljedni materijal ravnomjerno raspoređuje između stanica kćeri.

Mitoza je kontinuirani proces koji se sastoji od četiri faze: profaze, metafaze, anafaze i telofaze. Prije mitoze stanica se priprema za diobu ili interfazu. Razdoblje pripreme stanice za mitozu i sama mitoza zajedno čine mitotski ciklus. U nastavku je kratak opis faza ciklusa.

Interfaza sastoji se od tri razdoblja: presintetičko, ili postmitotično, - G 1, sintetsko - S, postsintetsko, ili premitotično, - G 2.

Presintetsko razdoblje (2n 2c, Gdje n- broj kromosoma, S- broj molekula DNA) - rast stanica, aktivacija procesa biološke sinteze, priprema za sljedeće razdoblje.

Sintetičko razdoblje (2n 4c) - replikacija DNA.

Postsintetsko razdoblje (2n 4c) - priprema stanice za mitozu, sintezu i nakupljanje proteina i energije za nadolazeću diobu, povećanje broja organela, udvostručenje centriola.

Profaza (2n 4c) - rastavljanje nuklearnih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje vretenastih filamenata, "nestanak" jezgrica, kondenzacija biromatidnih kromosoma.

Metafaza (2n 4c) - poravnanje maksimalno kondenziranih bikromatidnih kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini stanice (metafazna ploča), pričvršćivanje niti vretena jednim krajem na centriole, drugim na centromere kromosoma.

Anafaza (4n 4c) - podjela dvokromatidnih kromosoma u kromatide i divergencija tih sestrinskih kromatida na suprotne polove stanice (u ovom slučaju kromatide postaju neovisni jednokromatidni kromosomi).

Telofaza (2n 2c u svakoj stanici kćeri) - dekondenzacija kromosoma, stvaranje jezgrinih membrana oko svake skupine kromosoma, raspadanje niti vretena, pojava jezgrice, dioba citoplazme (citotomija). Citotomija u životinjskim stanicama nastaje zbog brazde za cijepanje, u biljnim stanicama - zbog stanične ploče.

1 - profaza; 2 - metafaza; 3 - anafaza; 4 - telofaza.

Biološki značaj mitoze. Stanice kćeri nastale kao rezultat ove metode diobe genetski su identične majčinim. Mitoza osigurava postojanost kromosomske garniture tijekom brojnih generacija stanica. U pozadini je procesa kao što su rast, regeneracija, aseksualna reprodukcija itd.

je posebna metoda diobe eukariotskih stanica, uslijed koje stanice prelaze iz diploidnog u haploidno stanje. Mejoza se sastoji od dvije uzastopne diobe kojima prethodi jedna replikacija DNA.

Prva mejotička dioba (mejoza 1) naziva se redukcija, budući da se tijekom te diobe broj kromosoma prepolovi: od jedne diploidne stanice (2 n 4c) dva haploidna (1 n 2c).

Interfaza 1(na početku - 2 n 2c, na kraju - 2 n 4c) - sinteza i nakupljanje tvari i energije potrebnih za obje diobe, povećanje veličine stanice i broja organela, udvostručenje centriola, replikacija DNA, koja završava u profazi 1.

Profaza 1 (2n 4c) - rastavljanje nuklearnih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje vretenastih filamenata, "nestanak" jezgrica, kondenzacija bikromatidnih kromosoma, konjugacija homolognih kromosoma i crossing over. Konjugacija- proces zbližavanja i ispreplitanja homolognih kromosoma. Par konjugiranih homolognih kromosoma naziva se dvovalentan. Crossing over je proces izmjene homolognih regija između homolognih kromosoma.

Profaza 1 je podijeljena u faze: leptoten(završetak replikacije DNK), zigoten(konjugacija homolognih kromosoma, stvaranje bivalenata), pahiten(crossing over, rekombinacija gena), diploten(otkrivanje chiasmata, 1 blok oogeneze kod ljudi), dijakineza(terminalizacija chiasmata).

1 - leptoten; 2 - zigoten; 3 - pahiten; 4 - diploten; 5 - dijakineza; 6 — metafaza 1; 7 - anafaza 1; 8 — telofaza 1;
9 — profaza 2; 10 — metafaza 2; 11 - anafaza 2; 12 - telofaza 2.

Metafaza 1 (2n 4c) - poravnanje bivalenata u ekvatorijalnoj ravnini stanice, pričvršćivanje vretenastih niti jednim krajem na centriole, drugim na centromere kromosoma.

Anafaza 1 (2n 4c) - slučajna neovisna divergencija dvokromatidnih kromosoma na suprotne polove stanice (od svakog para homolognih kromosoma jedan kromosom ide na jedan pol, drugi na drugi), rekombinacija kromosoma.

Telofaza 1 (1n 2c u svakoj stanici) – stvaranje jezgrinih membrana oko skupina dikromatidnih kromosoma, dioba citoplazme. U mnogim biljkama stanica iz anafaze 1 odmah prelazi u profazu 2.

Druga mejotička dioba (mejoza 2) nazvao jednadžbeni.

Interfaza 2, ili interkineza (1n 2c), kratki je prekid između prve i druge mejotičke diobe tijekom kojeg ne dolazi do replikacije DNA. Karakteristično za životinjske stanice.

Profaza 2 (1n 2c) - rastavljanje nuklearnih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje vretenastih filamenata.

Metafaza 2 (1n 2c) - poravnanje bikromatidnih kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini stanice (metafazna ploča), pričvršćivanje vretenastih filamenata jednim krajem na centriole, drugim na centromere kromosoma; 2 blok oogeneze kod ljudi.

Anafaza 2 (2n 2S) - podjela dvokromatidnih kromosoma u kromatide i divergencija tih sestrinskih kromatida na suprotne polove stanice (u ovom slučaju kromatide postaju neovisni jednokromatidni kromosomi), rekombinacija kromosoma.

Telofaza 2 (1n 1c u svakoj stanici) - dekondenzacija kromosoma, stvaranje nuklearnih membrana oko svake skupine kromosoma, raspadanje niti vretena, pojava jezgrice, dioba citoplazme (citotomija) s posljedičnim stvaranjem četiri haploidne stanice.

Biološki značaj mejoze. Mejoza je središnji događaj gametogeneze kod životinja i sporogeneze kod biljaka. Kao osnova kombinacijske varijabilnosti, mejoza osigurava genetsku raznolikost gameta.

Amitoza

Amitoza- izravna dioba interfazne jezgre stezanjem bez stvaranja kromosoma, izvan mitotskog ciklusa. Opisano za starenje, patološki promijenjene i propale stanice. Nakon amitoze, stanica se ne može vratiti u normalni mitotski ciklus.

Stanični ciklus

Stanični ciklus- život stanice od trenutka nastanka do diobe ili smrti. Bitna komponenta staničnog ciklusa je mitotski ciklus koji uključuje razdoblje pripreme za diobu i samu mitozu. Osim toga, u životnom ciklusu postoje razdoblja odmora, tijekom kojih stanica obavlja svoje inherentne funkcije i bira svoju daljnju sudbinu: smrt ili povratak u mitotski ciklus.

Ići predavanja br.12"Fotosinteza. kemosinteza"

Ići predavanja br.14"Razmnožavanje organizama"