A mitózis 4 fázisa. A mitózis szakaszai (fázisai).

Az élő szervezetek fejlődése és növekedése lehetetlen a sejtosztódási folyamat nélkül. A természetben az osztódásnak többféle típusa és módja létezik. Ebben a cikkben röviden és világosan beszélünk a mitózisról és a meiózisról, elmagyarázzuk e folyamatok fő jelentőségét, és bemutatjuk, hogy miben különböznek és miben hasonlítanak.

Mitózis

A közvetett osztódás vagy mitózis folyamata leggyakrabban a természetben fordul elő. Ez az alapja az összes létező nem reproduktív sejt osztódásának, nevezetesen izom-, ideg-, hám- és mások.

A mitózis négy fázisból áll: profázisból, metafázisból, anafázisból és telofázisból. Ennek a folyamatnak a fő szerepe a genetikai kód egyenletes eloszlása ​​a szülősejttől a két leánysejtig. Ugyanakkor az új generáció sejtjei egytől egyig hasonlóak az anyaiakéhoz.

Rizs. 1. A mitózis sémája

Az osztási folyamatok közötti időt ún interfázis . Leggyakrabban az interfázis sokkal hosszabb, mint a mitózis. Ezt az időszakot a következők jellemzik:

• fehérje és ATP molekulák szintézise a sejtben;
• kromoszóma duplikáció és két testvérkromatid képződése;
• az organellumok számának növekedése a citoplazmában.

Meiosis

A csírasejtek osztódását meiózisnak nevezzük, ez a kromoszómák számának felére csökkenésével jár. Ennek a folyamatnak az a sajátossága, hogy két szakaszban zajlik, amelyek folyamatosan követik egymást.

TOP 4 cikkakik ezzel együtt olvasnak

A meiotikus osztódás két szakasza közötti interfázis olyan rövid, hogy gyakorlatilag észrevehetetlen.

Rizs. 2. Meiózis séma

A meiózis biológiai jelentősége a tiszta ivarsejtek kialakulása, amelyek haploidot, más szóval egyetlen kromoszómakészletet tartalmaznak. A megtermékenyítés után helyreáll a diplomidia, vagyis az anyai és apai sejtek összeolvadása. Két ivarsejt összeolvadásának eredményeként egy teljes kromoszómakészlettel rendelkező zigóta jön létre.

A meiózis során a kromoszómák számának csökkenése nagyon fontos, mert különben a kromoszómák száma minden osztódással növekedne. A redukciós osztódásnak köszönhetően a kromoszómák állandó száma megmarad.

Összehasonlító jellemzők

A mitózis és a meiózis közötti különbség a fázisok és a bennük zajló folyamatok időtartama. Az alábbiakban egy „Mitózis és meiózis” táblázatot kínálunk, amely bemutatja a két felosztási módszer közötti főbb különbségeket. A meiózis fázisai megegyeznek a mitózis fázisaival. A két folyamat közötti hasonlóságokról és különbségekről az összehasonlító leírásban tudhat meg többet.

Rizs. 3. A mitózis és a meiózis összehasonlító diagramja

Mit tanultunk?

A természetben a sejtosztódás céljuktól függően eltérő. Például a nem reproduktív sejtek mitózissal, a nemi sejtek pedig meiózissal osztódnak. Ezek a folyamatok bizonyos szakaszokban hasonló felosztási mintákat mutatnak. A fő különbség a kromoszómák számának jelenléte a kialakult új generációs sejtekben. Tehát a mitózis során az újonnan kialakult nemzedéknek diploid, a meiózis során pedig haploid kromoszómakészlete van. A hasadási fázisok időzítése is eltérő. Mindkét osztódási mód óriási szerepet játszik az élőlények életében. Mitózis nélkül a régi sejtek egyetlen megújulása, a szövetek és szervek reprodukciója sem megy végbe. A meiózis segít fenntartani a kromoszómák állandó számát az újonnan képződött szervezetben a szaporodás során.

Teszt a témában

A jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.3. Összes értékelés: 4199.

Mitózis, fázisai, biológiai jelentősége

A sejtciklus legfontosabb összetevője a mitotikus (proliferatív) ciklus. A sejtosztódás során, valamint előtte és utána egymással összefüggő és összehangolt jelenségek komplexuma. A mitotikus ciklus egy sejtben az egyik osztódástól a másikig lejátszódó folyamatok összessége, amelyek a következő generáció két sejtjének kialakulásával végződnek. Ezen túlmenően az életciklus fogalmába beletartozik az az időszak is, amely alatt a sejt ellátja funkcióit és a pihenőidőket. Jelenleg a sejt további sorsa bizonytalan: a sejt osztódni kezd (mitózisba lép), vagy elkezdhet felkészülni meghatározott funkciók ellátására.

A mitózis fő szakaszai.

1. Az anyasejt genetikai információinak reduplikációja (önduplikációja) és egyenletes eloszlása ​​a leánysejtek között. Ez a kromoszómák szerkezetében és morfológiájában bekövetkező változásokkal jár együtt, amelyekben az eukarióta sejt információinak több mint 90%-a koncentrálódik.

2. A mitotikus ciklus négy egymást követő periódusból áll: preszintetikus (vagy posztmitotikus) G1, szintetikus S, posztszintetikus (vagy premitotikus) G2 és maga a mitózis. Ezek alkotják az autokatalitikus interfázist (előkészítő időszak).

Sejtciklus fázisai:

1) preszintetikus (G1). Közvetlenül a sejtosztódás után következik be. A DNS-szintézis még nem történt meg. A sejt aktívan növekszik, az osztódáshoz szükséges anyagokat tárolja: fehérjék (hisztonok, szerkezeti fehérjék, enzimek), RNS, ATP molekulák. Megtörténik a mitokondriumok és a kloroplasztiszok (azaz önreprodukcióra képes struktúrák) osztódása. Az interfázisú cella szervezeti jellemzői az előző felosztás után visszaállnak;

2) szintetikus (S). A genetikai anyag a DNS-replikáció révén duplikálódik. Félkonzervatív módon fordul elő, amikor a DNS-molekula kettős hélixe két láncra válik szét, és mindegyiken egy-egy komplementer lánc szintetizálódik.

Az eredmény két azonos DNS kettős hélix, mindegyik egy új és egy régi DNS-szálból áll. Az örökítőanyag mennyisége megduplázódik. Ezenkívül az RNS és a fehérjék szintézise folytatódik. Ezenkívül a mitokondriális DNS egy kis része replikáción megy keresztül (nagy része a G2 periódusban replikálódik);

3) posztszintetikus (G2). A DNS már nem szintetizálódik, de az S periódusban történő szintézise során keletkezett hibákat kijavítják (javítják). Az energia és a tápanyagok is felhalmozódnak, az RNS és a fehérjék (főleg nukleáris) szintézise folytatódik.

S és G2 közvetlenül kapcsolódnak a mitózishoz, ezért néha külön periódusra – preprofázisra – különülnek el.

Ezt követően következik be a tulajdonképpeni mitózis, amely négy fázisból áll. A felosztási folyamat több egymást követő fázisból áll, és egy ciklus. Időtartama a legtöbb sejtben 10 és 50 óra között mozog Az emberi test sejtjeiben maga a mitózis időtartama 1-1,5 óra, az interfázis G2 periódusa 2-3 óra, az interfázis S periódusa 6-10 óra. órák .

A mitózis szakaszai.

A mitózis folyamatát általában négy fő fázisra osztják: profázisra, metafázisra, anafázisra és telofázisra (1-3. ábra). Mivel folyamatos, a fázisváltás zökkenőmentesen megy végbe - az egyik észrevétlenül átmegy a másikba.

Profázisban a mag térfogata megnő, a kromatin spiralizációja miatt kromoszómák képződnek. A profázis végére világossá válik, hogy minden kromoszóma két kromatidból áll. A magmembrán és a sejtmag fokozatosan feloldódik, és a kromoszómák véletlenszerűen helyezkednek el a sejt citoplazmájában. A centriolesok a sejt pólusai felé divergálnak. Kialakul egy akromatin hasadási orsó, melynek szálai egy része pólusról pólusra halad, más része pedig a kromoszómák centromereihez kapcsolódik. A genetikai anyag tartalma a sejtben változatlan marad (2n2хр).

A mitózis fázisainak jellemzői

A profázis fő eseményei közé tartozik a kromoszómák kondenzációja a sejtmagban és az osztódási orsó kialakulása a sejt citoplazmájában. A nucleolus szétesése a profázisban minden sejtre jellemző, de nem kötelező jellemző.

Hagyományosan a profázis kezdete az intranukleáris kromatin kondenzációja miatt a mikroszkopikusan látható kromoszómák megjelenésének pillanata. A kromoszóma-tömörödés a DNS többszintű hélixezése miatt következik be. Ezeket a változásokat a DNS-összetételben közvetlenül részt vevő hisztonokat módosító foszforilázok aktivitásának növekedése kíséri. Ennek következtében a kromatin transzkripciós aktivitása meredeken csökken, a nukleoláris gének inaktiválódnak, és a nukleoláris fehérjék többsége disszociál. A korai profázisban kondenzálódó testvérkromatidák teljes hosszukban párosítva maradnak a kohezin fehérjék segítségével, de a prometafázis kezdetére a kromatidák közötti kapcsolat csak a centromer régióban marad fenn. A késői profázis során a testvérkromatidák minden centromerén érett kinetokorok képződnek, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a kromoszómák prometafázisban kapcsolódjanak az orsó mikrotubulusaihoz.

A kromoszómák intranukleáris kondenzációs folyamataival együtt a citoplazmában mitotikus orsó kezd kialakulni - a sejtosztódási berendezés egyik fő szerkezete, amely felelős a kromoszómák elosztásáért a leánysejtek között. A sarki testek, mikrotubulusok és kromoszóma kinetokorok minden eukarióta sejtben részt vesznek az osztódási orsó kialakításában.

A mitotikus orsó kialakulásának kezdete a profázisban a mikrotubulusok dinamikus tulajdonságainak drámai változásaihoz kapcsolódik. Az átlagos mikrotubulus felezési ideje körülbelül 20-szorosára csökken 5 percről 15 másodpercre. Azonban növekedési sebességük körülbelül 2-szeresére nő az azonos interfázisú mikrotubulusokhoz képest. A polimerizálódó plusz végek „dinamikusan instabilak” és hirtelen átalakulnak az egyenletes növekedésről a gyors rövidülésre, amelyben az egész mikrotubulus gyakran depolimerizálódik. Figyelemre méltó, hogy a mitotikus orsó megfelelő működéséhez bizonyos egyensúlyra van szükség a mikrotubulusok összeállítási és depolimerizációs folyamatai között, mivel sem a stabilizált, sem a depolimerizált orsómikrotubulusok nem képesek kromoszómákat mozgatni.

Az orsószálakat alkotó mikrotubulusok dinamikus tulajdonságainak megfigyelt változásaival együtt a profázisban osztódási pólusok jönnek létre. Az S fázisban replikálódott centroszómák az egymás felé növekvő pólusmikrotubulusok kölcsönhatása miatt ellentétes irányban térnek el. A mikrotubulusok mínusz végükkel a centroszómák amorf anyagába merülnek, és a polimerizációs folyamatok a sejt egyenlítői síkja felé néző plusz végekről mennek végbe. Ebben az esetben a pólusleválás valószínű mechanizmusát a következőképpen magyarázzuk: a dynein-szerű fehérjék a poláris mikrotubulusok polimerizálódó plusz végeit párhuzamos irányban orientálják, a kinezinszerű fehérjék pedig az osztódási pólusok felé tolják azokat.

A kromoszómák kondenzációjával és a mitotikus orsó kialakulásával párhuzamosan a profázis során az endoplazmatikus retikulum feldarabolódása következik be, amely kis vakuolákra bomlik, amelyek aztán a sejt perifériájára térnek ki. Ugyanakkor a riboszómák elveszítik kapcsolatukat az ER membránokkal. A Golgi-apparátus ciszternái is megváltoztatják perinukleáris lokalizációjukat, különálló diktoszómákra bomlanak, amelyek a citoplazmában nem meghatározott sorrendben oszlanak el.

Prometafázis

Prometafázis

A profázis végét és a prometafázis kezdetét általában a magmembrán szétesése jelzi. Számos lamina fehérje foszforilálódik, aminek eredményeként a nukleáris burok kis vakuólumokra töredezett, és a póruskomplexek eltűnnek. A magmembrán megsemmisülése után a kromoszómák minden különösebb sorrend nélkül a nukleáris régióban helyezkednek el. Hamarosan azonban mindannyian mozogni kezdenek.

A prometafázisban a kromoszómák intenzív, de véletlenszerű mozgása figyelhető meg. Kezdetben az egyes kromoszómák gyorsan a mitotikus orsó legközelebbi pólusához sodródnak, 25 μm/perc sebességgel. Az osztódási pólusok közelében megnő az újonnan szintetizált orsó mikrotubulusok és végek kromoszóma kinetokorokkal való kölcsönhatásának valószínűsége. E kölcsönhatás eredményeként a kinetochore mikrotubulusok a spontán depolimerizációtól stabilizálódnak, növekedésük részben biztosítja a hozzájuk kapcsolódó kromoszóma eltávolítását a pólustól az orsó egyenlítői síkja felé. A másik oldalon a kromoszómát a mitotikus orsó ellenkező pólusából érkező mikrotubulusok szálai utolérik. A kinetokorokkal kölcsönhatásba lépve részt vesznek a kromoszóma mozgásában is. Ennek eredményeként a testvérkromatidák az orsó ellentétes pólusaihoz kapcsolódnak. A különböző pólusokból származó mikrotubulusok által kifejlesztett erő nemcsak stabilizálja ezeknek a mikrotubulusoknak a kinetokorokkal való kölcsönhatását, hanem végső soron minden kromoszómát a metafázis lemez síkjába juttat.

Emlőssejtekben a prometafázis általában 10-20 percen belül megtörténik. A szöcske neuroblasztjaiban ez a stádium mindössze 4 percet vesz igénybe, a Haemanthus endospermiumban és a gőte fibroblasztokban pedig körülbelül 30 percet vesz igénybe.

Metafázis

Metafázis

A prometafázis végén a kromoszómák az orsó egyenlítői síkjában helyezkednek el megközelítőleg egyenlő távolságra az osztódás mindkét pólusától, metafázis lemezt alkotva. Az állati sejtekben a metafázis lemez morfológiáját általában a kromoszómák rendezett elrendezése különbözteti meg: a centromer régiók az orsó közepére, a karok pedig a sejt perifériájára néznek. A növényi sejtekben a kromoszómák gyakran az orsó egyenlítői síkjában helyezkednek el, szigorú sorrend nélkül.

A metafázis a mitózis időszakának jelentős részét foglalja el, és viszonylag stabil állapot jellemzi. A kromoszómák mindvégig az orsó egyenlítői síkjában vannak a kinetochore mikrotubulusok kiegyensúlyozott feszítőereje miatt, és jelentéktelen amplitúdójú oszcillációs mozgásokat hajtanak végre a metafázislemez síkjában.

A metafázisban, valamint a mitózis egyéb fázisaiban az orsó mikrotubulusainak aktív megújulása folytatódik a tubulin molekulák intenzív összeállítása és depolimerizációja révén. Annak ellenére, hogy a kinetochore mikrotubulusok kötegei bizonyos mértékben stabilizálódnak, az interpoláris mikrotubulusok állandóan újraösszeállnak, amelyek száma metafázisban éri el a maximumot.

A metafázis végére a testvérkromatidák egyértelmű szétválása figyelhető meg, amelyek közötti kapcsolat csak a centromer régiókban marad fenn. A kromatid karok párhuzamosak egymással, és jól láthatóvá válik az őket elválasztó rés.

Az anafázis a mitózis legrövidebb szakasza, amely a testvérkromatidák hirtelen elválasztásával, majd a sejt ellentétes pólusai felé történő szétválásával kezdődik. A kromatidák egyenletes, 0,5-2 µm/perc sebességgel térnek szét, és gyakran V-alakúak. Mozgásukat jelentős erők hajtják, amelyek becslések szerint kromoszómánként 10 din, ami 10 000-szerese annak az erőnek, amely ahhoz szükséges, hogy a kromoszómát a megfigyelt sebességgel egyszerűen átmozgassák a citoplazmán.

Az anafázisban a kromoszóma szegregáció jellemzően két, viszonylag független folyamatból áll, amelyeket anafázis A-nak és anafázis B-nek neveznek.

Az A anafázisra a testvérkromatidák szétválása a sejtosztódás ellentétes pólusaira jellemző. Mozgásukért ugyanazok az erők felelősek, amelyek korábban a kromoszómákat a metafázislemez síkjában tartották. A kromatid elválasztás folyamata a depolimerizálódó kinetochore mikrotubulusok hosszának csökkenésével jár. Sőt, bomlásuk főleg a kinetokorok tartományában figyelhető meg, a plusz végektől. Valószínűleg a mikrotubulusok depolimerizációja a kinetokorokban vagy az osztódási pólusok tartományában szükséges feltétele a testvérkromatidák mozgásának, mivel mozgásuk taxol vagy nehézvíz hozzáadásával megáll, amelyek stabilizáló hatással vannak a mikrotubulusokra. Az anafázis A kromoszóma szegregációjának hátterében álló mechanizmus továbbra is ismeretlen.

A B anafázis során maguk a sejtosztódás pólusai válnak szét, és ez a folyamat az A anafázistól eltérően a plusz végekből poláris mikrotubulusok összeállítása miatt következik be. Az orsó polimerizálódó antiparallel szálai kölcsönhatásuk során részben a pólusokat szétnyomó erőt hoznak létre. A pólusok relatív mozgásának nagysága ebben az esetben, valamint a poláris mikrotubulusok átfedésének mértéke a sejt egyenlítői zónájában nagymértékben változik a különböző fajok egyedei között. Az osztódási pólusokra a tolóerők mellett az asztrális mikrotubulusokból származó húzóerők is hatással vannak, amelyek a sejt plazmamembránján lévő dyneinszerű fehérjékkel való kölcsönhatás eredményeként jönnek létre.

Az anafázist alkotó két folyamat sorrendje, időtartama és relatív hozzájárulása rendkívül eltérő lehet. Így az emlőssejtekben az anafázis B közvetlenül a kromatidák ellentétes pólusai felé történő eltérésének kezdete után kezdődik, és addig tart, amíg a mitotikus orsó 1,5-2-szeresére meg nem hosszabbodik a metafázishoz képest. Néhány más sejtben az anafázis B csak azután kezdődik, hogy a kromatidák elérik az osztódási pólusokat. Egyes protozoonokban a B anafázis alatt az orsó 15-ször megnyúlik a metafázishoz képest. Az anafázis B hiányzik a növényi sejtekben.

Telofázis

Telofázis

A telofázist a mitózis utolsó szakaszának tekintik; kezdetét abban a pillanatban vesszük, amikor az elkülönült testvérkromatidák megállnak a sejtosztódás ellentétes pólusainál. A korai telofázisban a kromoszómák dekondenzációja és ennek következtében térfogatuk növekedése figyelhető meg. A csoportosított egyedi kromoszómák közelében megindul a membrán hólyagok fúziója, amely megkezdi a magburok rekonstrukcióját. Az újonnan képződött leánymagok membránjainak felépítésének anyaga az anyasejt kezdetben szétesett magmembránjának töredékei, valamint az endoplazmatikus retikulum elemei. Ebben az esetben az egyes vezikulák a kromoszómák felületéhez kötődnek és összeolvadnak. Fokozatosan helyreáll a külső és belső magmembrán, helyreáll a nukleáris lamina és a magpórusok. A nukleáris membrán helyreállítási folyamata során valószínűleg különálló membránvezikulák kapcsolódnak a kromoszómák felületéhez anélkül, hogy felismernének bizonyos nukleotidszekvenciákat, mivel a kísérletek kimutatták, hogy a magmembrán helyreállítása bármely szervezettől kölcsönzött DNS-molekulák körül történik, még a bakteriális vírusoktól is. Az újonnan képződött sejtmagok belsejében a kromatin szétoszlik, az RNS szintézis újraindul, és láthatóvá válnak a sejtmagok.

A telofázisban a leánysejtek magjainak képződési folyamataival párhuzamosan megkezdődik és véget ér az orsó mikrotubulusainak szétszerelése. A depolimerizáció az osztódási pólusoktól a sejt egyenlítői síkja felé haladva, a mínusz végektől a plusz végek felé halad. Ebben az esetben a mikrotubulusok legtovább az orsó középső részében maradnak fenn, amelyek a maradék Fleming testet alkotják.

A telofázis vége túlnyomórészt egybeesik az anyasejt testének osztódásával - a citokinézissel. Ebben az esetben két vagy több leánysejt képződik. A citoplazma szétválásához vezető folyamatok az anafázis közepén kezdődnek, és a telofázis befejeződése után is folytatódhatnak. A mitózist nem mindig kíséri a citoplazma osztódása, ezért a citokinézist nem sorolják a mitotikus osztódás külön fázisába, és általában a telofázis részének tekintik.

A citokinézisnek két fő típusa van: osztódás keresztirányú sejtszűkülettel és osztódás sejtlemez kialakításával. A sejtosztódás síkját a mitotikus orsó helyzete határozza meg, és az orsó hossztengelyére merőlegesen fut.

Amikor egy sejt keresztirányú szűkülettel osztódik, a citoplazmatikus osztódás helye előzetesen az anafázis során kerül meghatározásra, amikor a sejtmembrán alatti metafázislemez síkjában aktin és miozin filamentumok összehúzódó gyűrűje jelenik meg. Ezt követően a kontraktilis gyűrű aktivitása következtében hasítási barázda képződik, amely fokozatosan mélyül, amíg a sejt teljesen fel nem osztódik. A citokinézis végén a kontraktilis gyűrű teljesen felbomlik, és a plazmamembrán összehúzódik egy maradék Fleming-test körül, amely két poláris mikrotubulus-csoport maradványainak felhalmozódásából áll, szorosan egymáshoz tömve sűrű mátrixanyaggal.

A sejtlemez képződésével történő osztódás a kis membránhoz kötött vezikulák mozgásával kezdődik a sejt egyenlítői síkja felé. Itt egyesülnek, és egy membránnal körülvett korong alakú szerkezetet alkotnak - a korai sejtlemezzel. A kis vezikulák elsősorban a Golgi-apparátusból származnak, és az egyenlítői sík felé haladnak az orsó maradék pólusmikrotubulusai mentén, és egy hengeres szerkezetet alkotnak, amelyet phragmoplasztnak neveznek. A sejtlemez tágulásával a korai phragmoplaszt mikrotubulusai egyidejűleg a sejt perifériájára költöznek, ahol az új membránvezikulák hatására a sejtlemez növekedése az anyasejt membránjával való végső összeolvadásáig folytatódik. A leánysejtek végső szétválása után cellulóz mikrofibrillumok rakódnak le a sejtlemezben, ezzel teljessé válik a merev sejtfal kialakulása.

Mitózis (vagy kariokinézis, közvetett osztódás) az állatok és növények szomatikus sejtjeinek osztódásának fő módszere, amelyben a genetikai anyag eloszlása ​​a leánysejtek között úgy történik, hogy azok azonos kromoszómakészletet (és gént) kapnak a anyasejt. Ez fenntartja a sejtekben a kromoszómák állandó diploid készletét, amely minden állat- és növényfajra jellemző. Az állati sejtmagok mitotikus osztódását először 1871-ben írta le A.O. Kovalevszkij és a növényi sejtmagok - 1874-ben I.D. Csisztjakov.

A folyamatok komplexumát, amikor az egyik szülőből két új sejt keletkezik, mitotikus ciklusnak nevezzük. Ez a ciklus viszont magából a mitózisból és az interfázisból – a két sejtosztódás közötti időszakból – áll. A mitózis időtartama 30-60 perc (állati sejtekben) és 2-3 óra (növényi sejtekben) az interfázis időtartama különböző típusú sejtekben több órától több évig terjedhet. Az interfázis során számos olyan folyamat játszódik le, amelyek a normális sejtosztódáshoz szükségesek. Ezek közül a legfontosabbak a DNS megkettőződése és a speciális hisztonfehérjék szintézise, ​​amely a kromoszómák megkettőződéséhez, valamint a sejtmag és a citoplazma tömegarányának megváltozásához, az ATP szintéziséhez vezet az energiafolyamat biztosításához. osztódás, és az akromatin orsó felépítéséhez szükséges fehérjék szintézise. Ezek a folyamatok közvetlenül a mitózis kezdete előtt fejeződnek be.

A mitózis 4 fázisból áll: próféta , metafázisok , anafázis És telofázisok .

A kezdet próféta a sejtmag térfogatának növekedése és a kromoszómák spiralizációja tekinthető, amelyek fénymikroszkóp alatt láthatóvá válnak. Mindegyik kromoszóma két egyforma félből (testvérkromatidákból) áll, amelyek a centromerán kapcsolódnak egymáshoz. Profázisban a sejtpolarizáció megtörténik - a sejtközpont centrioljai eltérnek a sejt ellentétes végeihez, és megkezdődik az osztódási orsó (akromatin orsó) kialakulása. A zárvatermő sejtekben nincs sejtközpont, de ennek ellenére az osztódási orsó kialakulása is a sejt ellentétes pólusain kezdődik. A profázis végén a sejtmag eltűnik, a magmembrán feloldódik, és a kromoszómák a sejt citoplazmájában helyezkednek el.

BAN BEN metafázis A hasadási orsó kialakulása befejeződött, szálai pólusról pólusra haladnak, és egy részük csatlakozik a kromoszómák centromereihez. A kromoszómák maximális spiralizációja következik be, amelyek a sejt egyenlítői síkjában helyezkednek el, és metafázis lemezt alkotnak. Ebben az időben jól látható, hogy minden kromoszóma 2 kromatidából áll, így a kromoszómák tanulmányozása és számlálása pontosan ebben az osztódási fázisban történik.

BAN BEN anafázis a centromer régió kromoszómái mindegyike kromatidákra hasad, két leánykromoszómát képezve, amelyek az orsószálak összehúzódása miatt a sejt pólusaira kezdenek mozogni. Ennek eredményeként a sejt minden pólusán egyszálú kromoszómák diploid halmaza koncentrálódik.

BAN BEN telofázis olyan folyamatok mennek végbe, amelyek ellentétesek a profázisban lezajlókkal: a kromoszómák despirálnak, nukleolusok képződnek, és kialakul a magmembrán. Ennek eredményeként két mag képződik ugyanazzal a kromoszómakészlettel, mint az anyasejt magjában. A magok szétválása után megindul a citoplazma osztódási folyamata, amely szűkület (állati sejtekben) vagy az egyenlítői sík közepén (növényi sejtekben) lemezképződés miatt következik be.

A mitózis biológiai jelentősége abban, hogy a leánysejtek között a genetikai anyag pontos eloszlása ​​van, ez biztosítja az állandóságot kariotípus sejtek (kromoszómakészlet) és a sejtgenerációk közötti genetikai folytonosság. A növények és állatok szöveteinek és szerveinek növekedése, fejlődése, helyreállítása a mitotikus sejtosztódás miatt következik be.

A kromoszómák számának felére csökkenése kíséri. Két egymást követő felosztásból áll, amelyeknek ugyanazok a fázisai, mint a mitózisnak. Amint azonban az ábrán látható táblázat „A mitózis és a meiózis összehasonlítása”, az egyes fázisok időtartama és a bennük lezajló folyamatok jelentősen eltérnek a mitózis során lezajló folyamatoktól.

Ezek a különbségek főként a következők.

Meiózisban Prófázis I továbbtartó. Mi történik benne konjugáció(homológ kromoszómák kapcsolódása) és genetikai információcsere. Anafázisban I centromerek, összetartja a kromatidákat, ne oszd meg, és a mitózis és a tojás kromoszómáinak egyik homologmeiózisa a pólusokra kerül. Interfázis a másodosztály előtt nagyon rövid, benne A DNS nem szintetizálódik. Cellák ( haliták), amelyek két meiotikus osztódás eredményeként képződnek, haploid (egyetlen) kromoszómakészletet tartalmaznak. A diplomidia két sejt – anyai és apai – fúziójával áll helyre. A megtermékenyített tojást ún zigóta.

Mitózis és fázisai

Mitózis, ill közvetett felosztás, a természetben a legszélesebb körben elterjedt. A mitózis az összes nem reproduktív sejt (hám-, izom-, ideg-, csont- stb.) osztódásának hátterében áll. Mitózis négy egymást követő fázisból áll (lásd az alábbi táblázatot). A mitózisnak köszönhetően biztosított a szülősejt genetikai információinak egyenletes eloszlása ​​a leánysejtek között. A sejtélet két mitózis közötti időszakát ún interfázis. Tízszer hosszabb, mint a mitózis. A sejtosztódás előtt számos nagyon fontos folyamat játszódik le benne: ATP- és fehérjemolekulák szintetizálódnak, minden kromoszóma megduplázódik, kettőt alkotva. testvérkromatidák, amit egy közös tart össze centromer, növekszik a citoplazma fő organellumainak száma.

Prófázisban spirál és ennek eredményeként a kromoszómák megvastagodnak, amely két testvérkromatidból áll, amelyeket egy centromer tart össze. A profázis végére a nukleáris membrán és a magmembrán eltűnik, a kromoszómák szétszóródnak a sejtben, a centriolok a pólusok felé mozognak és kialakulnak orsó. A metafázisban a kromoszómák további spiralizációja következik be. Ebben a fázisban láthatók a legtisztábban. Centromereik az egyenlítő mentén helyezkednek el. Az orsómenetek hozzájuk vannak rögzítve.

Anafázisban A Centromerek osztódnak, a testvérkromatidák elválnak egymástól, és az orsószálak összehúzódása miatt a sejt ellentétes pólusaira költöznek.

Telofázisban A citoplazma osztódik, a kromoszómák letekerednek, és újra nukleolusok és magmembránok képződnek. Állati sejtekben a citoplazma csipkés, üzemben- az anyasejt közepén septum képződik. Tehát egy eredeti sejtből (anya) két új leánysejt képződik.

táblázat - A mitózis és a meiózis összehasonlítása

Összehasonlító táblázat a mitózis és a meiózis között.

A sejt osztódással szaporodik. Az osztódásnak két módja van: mitózis és meiózis.

Mitózis(a görög mitosz - fonal szóból), vagy közvetett sejtosztódás, egy folyamatos folyamat, melynek eredményeként először megkétszereződik, majd egyenletesen oszlik el a kromoszómákban lévő örökítőanyag a két létrejövő sejt között. Ez a biológiai jelentősége. A nukleáris osztódás az egész sejt osztódását jelenti. Ezt a folyamatot citokinézisnek nevezik (a görög cytos - sejt szóból).

A sejt két mitózis közötti állapotát interfázisnak, vagy interkinézisnek nevezzük, és minden olyan változást, amely a mitózisra való felkészülés során és az osztódás időszakában fellép benne, mitotikusnak, sejtciklusnak nevezünk.

A különböző sejteknek eltérő mitotikus ciklusuk van. A sejt legtöbbször interkinézis állapotában van, a mitózis viszonylag rövid ideig tart. Az általános mitotikus ciklusban maga a mitózis az idő 1/25-1/20-át veszi igénybe, és a legtöbb sejtben 0,5-2 óráig tart.

A kromoszómák vastagsága olyan kicsi, hogy az interfázisos magot fénymikroszkóppal vizsgálva nem láthatók csak a kromatinszemcsék a csavarodási csomókban. Az elektronmikroszkóp lehetővé tette a kromoszómák kimutatását egy nem osztódó magban, bár jelenleg nagyon hosszúak és két kromatidszálból állnak, amelyek átmérője csak 0,01 mikron. Következésképpen a magban lévő kromoszómák nem tűnnek el, hanem hosszú és vékony szálak formáját öltik, amelyek szinte láthatatlanok.

A mitózis során a sejtmag négy egymást követő fázison megy keresztül: profázison, metafázison, anafázison és telofázison.

Prophase(a görögből kb - előtt, fázis - megnyilvánulás). Ez a nukleáris osztódás első fázisa, amelynek során az atommag belsejében olyan szerkezeti elemek jelennek meg, amelyek vékony kettős szálaknak tűnnek, és ez az osztódás típusának elnevezéséhez - mitózis - vezetett. A kromonemák spiralizációja következtében a profázisban lévő kromoszómák sűrűbbé válnak, lerövidülnek és jól láthatóvá válnak. A profázis végére egyértelműen megfigyelhető, hogy minden kromoszóma két kromatidából áll, amelyek szorosan érintkeznek egymással. Ezt követően mindkét kromatidot egy közös terület - a centromer - köti össze, és fokozatosan elkezdenek mozogni a sejt egyenlítője felé.

A profázis közepén vagy végén a magburok és a nukleolusok eltűnnek, a centriolok megduplázódnak és a pólusok felé mozognak. A citoplazma és a mag anyagából hasadási orsó kezd kialakulni. Kétféle szálból áll: támasztó és húzó (kromoszómális). A tartószálak képezik az orsó alapját, amelyek a cella egyik pólusától a másikig nyúlnak. A vontatási szálak a kromatidák centromereit a sejt pólusaihoz kötik, és ezt követően biztosítják a kromoszómák feléjük irányuló mozgását. A sejt mitotikus apparátusa nagyon érzékeny a különféle külső hatásokra. Sugárzásnak, vegyszereknek és magas hőmérsékletnek kitéve a sejtorsó tönkremehet, ami mindenféle szabálytalanságot okozhat a sejtosztódásban.

Metafázis(a görög meta - után, fázis - megnyilvánulás). A metafázisban a kromoszómák erősen tömörödnek, és egy adott fajra jellemző sajátos formát vesznek fel. A leánykromatidákat minden párban jól látható hosszanti hasadék választja el egymástól. A legtöbb kromoszóma kétkarúvá válik. Az inflexiós ponton - a centromeren - az orsómenethez kapcsolódnak. Minden kromoszóma a sejt egyenlítői síkjában helyezkedik el, szabad végeik a sejt közepe felé irányulnak. Ebben az időben a kromoszómákat a legjobb megfigyelni és megszámolni. A sejtorsó is nagyon jól látható.

Anafázis(a görög ana szóból - felfelé, fázis - megnyilvánulás). Az anafázisban a centromerek osztódását követően a már különálló kromoszómákká vált kromatidák elkezdenek szétválni ellentétes pólusok felé. Ebben az esetben a kromoszómák különféle horgok formájúak, és végeik a sejt közepére néznek. Mivel minden kromoszómából két teljesen egyforma kromatid keletkezett, a kromoszómák száma mindkét létrejött leánysejtben megegyezik az eredeti anyasejt diploid számával.

A centromer osztódási folyamatát és az újonnan kialakult párosított kromoszómák különböző pólusaira való mozgását kivételes szinkronitás jellemzi.

Az anafázis végén a kromonemális szálak elkezdenek kitekeredni, és a pólusokra költözött kromoszómák már nem látszanak olyan tisztán.

Telofázis(görögül telos - vég, fázis - megnyilvánulás). Telofázisban a kromoszómaszálak despiralizációja folytatódik, és a kromoszómák fokozatosan elvékonyodnak és hosszabbak, megközelítve azt az állapotot, amelyben profázisban voltak. A kromoszóma minden csoportja körül magburok képződik, és nukleolusz képződik. Ezzel egyidejűleg a citoplazmatikus osztódás befejeződik, és megjelenik a sejtszeptum. Mindkét új leánysejt interfázisba lép.

A mitózis teljes folyamata, mint már említettük, nem tart tovább 2 óránál. Időtartama a sejtek típusától és korától, valamint az elhelyezkedésüktől (hőmérséklet, fény, levegő páratartalma stb.) függ. .). A magas hőmérséklet, sugárzás, különféle gyógyszerek és növényi mérgek (kolchicin, acenaftén stb.) negatívan befolyásolják a sejtosztódás normális lefolyását.

A mitotikus sejtosztódást nagyfokú pontosság és tökéletesség jellemzi. A mitózis mechanizmusát az organizmusok sok millió éves evolúciós fejlődése során hozták létre és fejlesztették. A mitózisban a sejt, mint öntörvényű és önszaporodó élő biológiai rendszer egyik legfontosabb tulajdonsága nyilvánul meg.

Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.