Savjeti za izgradnju i renoviranje

Ćelija se razmnožava diobom. Postoje dvije metode diobe: mitoza i mejoza.

Mitoza(od grčkog mitos - nit), ili indirektna podjela ćelije, je kontinuirani proces, uslijed kojeg dolazi do udvostručavanja, a zatim do ravnomjerne raspodjele nasljednog materijala sadržanog u hromozomima između dvije nastale ćelije. To je njegov biološki značaj. Nuklearna podjela podrazumijeva diobu cijele ćelije. Ovaj proces se naziva citokineza (od grčkog cytos - ćelija).

Stanje ćelije između dve mitoze naziva se interfaza, ili interkineza, a sve promene koje se u njoj dešavaju tokom pripreme za mitozu i tokom perioda deobe nazivaju se mitotički ili ćelijski ciklus.

U različite ćelije mitotski ciklusi imaju različito trajanje. Većinu vremena ćelija je u stanju interkineze, mitoza traje relativno kratko. U općem mitotičkom ciklusu, sama mitoza traje 1/25-1/20 vremena, au većini ćelija traje od 0,5 do 2 sata.

Debljina kromosoma je toliko mala da se pri pregledu interfaznog jezgra svjetlosnim mikroskopom ne vide samo granule kromatina u čvorovima njihovog uvijanja. Elektronski mikroskop je omogućio otkrivanje hromozoma u jezgri koja se ne dijeli, iako su u ovom trenutku vrlo dugački i sastoje se od dva lanca hromatida, od kojih je promjer svake od samo 0,01 mikrona. Posljedično, hromozomi u jezgri ne nestaju, već poprimaju oblik dugih i tankih niti koje su gotovo nevidljive.

Tokom mitoze, jezgro prolazi kroz četiri uzastopne faze: profazu, metafazu, anafazu i telofazu.

Profaza(od grčkog o - prije, faza - manifestacija). Ovo je prva faza nuklearne fisije, tokom koje strukturni elementi, koji ima izgled tankih dvostrukih niti, što je dovelo do naziva ove vrste podjele - mitoza. Kao rezultat spiralizacije hromonema, hromozomi u profazi postaju gušći, skraćuju se i postaju jasno vidljivi. Do kraja profaze može se jasno uočiti da se svaki hromozom sastoji od dvije hromatide koje se međusobno blisko dodiruju. Nakon toga, obje hromatide su ujedinjene zajednički prostor- centromere i počinju se postepeno kretati prema ekvatoru ćelije.

U sredini ili na kraju profaze, nuklearni omotač i nukleoli nestaju, centriole se udvostručuju i kreću se prema polovima. Od materijala citoplazme i jezgra počinje da se formira fisijsko vreteno. Sastoji se od dvije vrste niti: potporne i vučne (hromozomske). Potporne niti čine osnovu vretena; one se protežu od jednog do drugog pola ćelije. Vučne niti povezuju centromere hromatida sa polovima ćelije i nakon toga osiguravaju kretanje hromozoma prema njima. Mitotički aparat ćelije je veoma osetljiv na različite spoljašnje uticaje. Kada je izložen zračenju, hemikalijama i visokim temperaturama, vreteno ćelije može biti uništeno, a dolazi do raznih nepravilnosti u deobi ćelija.

Metafaza(od grčkog meta - posle, faza - manifestacija). U metafazi, hromozomi postaju visoko zbijeni i dobijaju specifičan oblik karakterističan za datu vrstu. Kćerke hromatide u svakom paru odvojene su jasno vidljivim uzdužnim rascjepom. Većina hromozoma postaje dvokraka. U tački savijanja - centromere - oni su pričvršćeni za navoj vretena. Svi hromozomi se nalaze u ekvatorijalnoj ravni ćelije, njihovi slobodni krajevi su usmereni prema centru ćelije. U ovom trenutku je najbolje posmatrati i brojati hromozome. Ćelijsko vreteno je takođe vrlo jasno vidljivo.

Anafaza(od grčkog ana - gore, faza - manifestacija). U anafazi, nakon podjele centromera, hromatide, koje su sada postale zasebni hromozomi, počinju da se odvajaju na suprotne polove. U ovom slučaju hromozomi imaju oblik različitih kukica, čiji su krajevi okrenuti prema centru ćelije. Budući da su iz svakog hromozoma proizašle dvije potpuno identične hromatide, broj hromozoma u obje rezultirajuće ćelije kćeri bit će jednak diploidnom broju izvorne matične stanice.

Proces podjele centromera i kretanja na različite polove svih novonastalih uparenih hromozoma karakteriše izuzetna sinhronija.

Na kraju anafaze, kromonemske niti počinju da se odmotavaju, a kromosomi koji su se preselili na polove više se ne vide tako jasno.

Telofaza(od grčkog telos - kraj, faza - manifestacija). U telofazi se nastavlja despiralizacija hromozomskih niti, a hromozomi postepeno postaju tanji i duži, približavajući se stanju u kojem su bili u profazi. Oko svake grupe hromozoma formira se nuklearni omotač i formira se nukleol. Istovremeno se dovršava dioba citoplazme i pojavljuje se stanični septum. Obje nove ćerke ćelije ulaze u interfazu.

Čitav proces mitoze, kao što je već napomenuto, ne traje duže od 2 sata. Njegovo trajanje zavisi od vrste i starosti ćelija, kao i od spoljašnjih uslova u kojima se nalaze (temperatura, svetlost, vlažnost vazduha itd.). .). Negativno utiče na normalan tok deobe ćelija visoke temperature, zračenje, razne droge i biljnih otrova(kolhicin, acenaften, itd.).

Mitotička podjela ćelija odlikuje se visokim stepenom tačnosti i savršenstva. Mehanizam mitoze je stvoren i unapređen tokom mnogo miliona godina evolucionog razvoja organizama. U mitozi jedan od najvažnija svojstvaćelije kao samoupravljajući i samoreproducirajući živi biološki sistem.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Mitoza- ovo je ćelijska dioba u kojoj su ćelije kćeri genetski identične majci i jedna drugoj. To jest, tokom mitoze, hromozomi se udvostručuju i raspoređuju između ćelija kćeri tako da svaka prima po jednu hromatidu svakog hromozoma.

Postoji nekoliko faza (faza) u mitozi. Međutim, samoj mitozi prethodi dugo međufaza. Mitoza i interfaza zajedno čine ćelijski ciklus. Tokom interfaze, stanica raste, u njoj se formiraju organele i aktivno se odvijaju procesi sinteze. Tokom sintetičkog perioda interfaze, DNK se udvostručuje, odnosno udvostručuje.

Nakon dupliciranja kromatida, one ostaju povezane u regiji centromere, tj. hromozom se sastoji od dvije hromatide.

Sama mitoza obično ima četiri glavne faze (ponekad i više).

Prva faza mitoze je profaza. Tokom ove faze, hromozomi se spirale i dobijaju kompaktan, uvrnut oblik. Zbog toga procesi sinteze RNK postaju nemogući. Jezgre nestaju, što znači da se ni ribozomi ne formiraju, odnosno obustavljaju se sintetički procesi u ćeliji. Centriole se razilaze do polova (na različite krajeve) ćelije i počinje da se formira deobeno vreteno. Na kraju profaze, nuklearni omotač se raspada.

Prometafaza- Ovo je faza koja nije uvek odvojena. Procesi koji se u njemu odvijaju mogu se pripisati kasnoj profazi ili ranoj metafazi. U prometafazi, hromozomi se nalaze u citoplazmi i nasumično se kreću po ćeliji dok se ne povežu sa niti vretena u regionu centromere.

Filament je mikrotubul izgrađen od proteina tubulina. Raste spajanjem novih podjedinica tubulina. U ovom slučaju, hromozom se udaljava od pola. Sa strane drugog stupa, na njega se također pričvršćuje navoj vretena i također ga gura od stupa.

Druga faza mitoze - metafaza. Svi hromozomi se nalaze u blizini u ekvatorijalnoj regiji ćelije. Dva filamenta vretena su pričvršćena za svoje centromere. U mitozi, metafaza je najduža faza.

Treća faza mitoze je anafaza. U ovoj fazi, hromatide svakog hromozoma se odvajaju jedna od druge i, zahvaljujući filamentima vretena koja ih vuku, kreću se na različite polove. Mikrotubule više ne rastu, već se rastavljaju. Anafaza je prilično brza faza mitoze. Kada se hromozomi razilaze, ćelijske organele u približno jednakim količinama također divergiraju bliže polovima.

Četvrta faza mitoze je telofaza- na mnogo načina suprotno od profaze. Hromatide se skupljaju na polovima ćelije i odmotaju, odnosno despiraliziraju. Oko njih se formiraju nuklearne membrane. Formiraju se jezgre i počinje sinteza RNK. Fisijsko vreteno počinje da se urušava. Zatim se citoplazma dijeli - citokineza. U životinjskim stanicama to se događa zbog invaginacije membrane i stvaranja suženja. U biljnim ćelijama membrana počinje da se formira iznutra u ekvatorijalnoj ravni i ide na periferiju.

Mitoza. Table
Faza Procesi
Profaza Spiralizacija hromozoma.
Nestanak nukleola.
Raspad nuklearne ljuske.
Početak formiranja vretena.
Prometafaza Vezanje hromozoma za niti vretena i njihovo kretanje u ekvatorijalnu ravan ćelije.
Metafaza Svaki hromozom je stabilizovan u ekvatorijalnoj ravni sa dva lanca koji dolaze sa različitih polova.
Anafaza Slomljene hromozomske centromere.
Svaka hromatida postaje nezavisni hromozom.
Sestrinske hromatide se kreću na različite polove ćelije.
Telofaza Despiralizacija hromozoma i nastavak sintetičkih procesa u ćeliji.
Formiranje nukleola i nuklearne membrane.
Uništenje fisijskog vretena. Duplikacija centriola.
Citokineza je podjela tijela ćelije na dva dijela.

Reprodukcija ćelija je jedan od najvažnijih bioloških procesa i jeste neophodan uslov postojanje svih živih bića. Reprodukcija se događa dijeljenjem originalne ćelije.

Cell je najmanja morfološka strukturna jedinica bilo kojeg živog organizma, sposobna za samoproizvodnju i samoregulaciju. Vrijeme njegovog postojanja od diobe do smrti ili naknadne reprodukcije naziva se ćelijski ciklus.

Tkiva i organi se sastoje od različitih ćelija koje imaju svoj period postojanja. Svaki od njih raste i razvija se kako bi osigurao vitalne funkcije tijela. Trajanje mitotičkog perioda je različito: ćelije krvi i kože ulaze u proces diobe svaka 24 sata, a neuroni su sposobni za reprodukciju samo kod novorođenčadi, a zatim potpuno gube sposobnost reprodukcije.

Postoje 2 vrste podjele - direktna i indirektna. Somatske ćelije se razmnožavaju indirektno ili zametne ćelije prolaze kroz mejozu (direktnu deobu).

Mitoza - indirektna podjela

Mitotički ciklus

Mitotički ciklus uključuje 2 uzastopne faze: interfazu i mitotička podela.

Interfaza(faza mirovanja) - priprema ćelije za dalju diobu, gdje dolazi do umnožavanja izvorni materijal, nakon čega slijedi njegova ravnomjerna distribucija između novoformiranih ćelija. Uključuje 3 perioda:

    • Presintetički(G-1) G – od engleskog gar, odnosno jaz, u toku je priprema za naknadnu sintezu DNK, proizvodnju enzima. Eksperimentalno je izvršena inhibicija prvog perioda, zbog čega ćelija nije ušla u sljedeću fazu.
    • Sintetički(S) je osnova ćelijskog ciklusa. Dolazi do replikacije hromozoma i centriola ćelijskog centra. Tek nakon toga ćelija može nastaviti u mitozu.
    • Postsintetički(G-2) ili premitotički period – dolazi do akumulacije mRNK koja je neophodna za nastanak samog mitotičkog stadijuma. U G-2 periodu sintetiziraju se proteini (tubulini) - glavna komponenta mitotičkog vretena.

Nakon završetka premitotičkog perioda počinje mitotička podela. Proces uključuje 4 faze:

  1. Profaza– u tom periodu dolazi do uništenja nukleola, rastvaranja nuklearne membrane (nukleolema), centriola se nalazi na suprotnim polovima, formirajući aparat za podjelu. Ima dvije podfaze:
    • rano- vidljiva su nitasta tijela (hromozomi), koja još nisu jasno odvojena jedno od drugog;
    • kasno- mogu se pratiti pojedinačni dijelovi hromozoma.
  2. Metafaza– počinje od trenutka uništenja nukleolema, kada hromozomi haotično leže u citoplazmi i tek počinju da se kreću prema ekvatorijalnoj ravni. Svi parovi hromatida su međusobno povezani na centromeri.
  3. Anafaza- u jednom trenutku se svi hromozomi odvoje i presele na suprotne tačke ćelije. Ovo je kratka i vrlo važna faza jer se u toj fazi dešava precizna podjela genetskog materijala.
  4. Telofaza- hromozomi se zaustavljaju, nuklearna membrana i nukleolus se ponovo formiraju. U sredini se formira sužavanje koje dijeli tijelo matične ćelije na dvije kćerke ćelije, dovršavajući mitotički proces. U novoformiranim ćelijama ponovo počinje G-2 period.

Mejoza - direktna podjela


Mejoza - direktna podjela

Postoji poseban proces reprodukcije koji se dešava samo u polnim ćelijama (gametama) - to je mejoza (direktna podjela). Karakteristična karakteristika za njega je odsustvo interfaze. Mejoza iz jedne originalne ćelije proizvodi četiri, sa haploidnim skupom hromozoma. Čitav proces direktne podjele uključuje dvije uzastopne faze, koje se sastoje od profaze, metafaze, anafaze i telofaze.

Prije početka profaze, zametne stanice udvostručuju svoj početni materijal i tako postaju tetraploidne.

Profaza 1:

  1. Leptotene- hromozomi su vidljivi u obliku tankih niti, skraćuju se.
  2. Zygotene- faza konjugacije homolognih hromozoma, kao rezultat toga nastaju bivalenti. Konjugacija je važan trenutak mejoze;
  3. Pachytena- hromozomi se zadebljaju, sve se skraćuju, dolazi do crossingovera (razmjena genetičkih informacija između homolognih hromozoma, to je osnova evolucije i nasljedne varijabilnosti).
  4. Diplotena– faza udvojenih lanaca, hromozomi svakog bivalentnog divergiraju, održavajući vezu samo u predjelu križanja (hijazma).
  5. dijakineza— DNK počinje da se kondenzuje, hromozomi postaju veoma kratki i odvojeni.

Profaza se završava uništavanjem nukleolema i formiranjem vretena.

Metafaza 1: bivalenti se nalaze u sredini ćelije.

Anafaza 1: duplicirani hromozomi se kreću na suprotne polove.

Telofaza 1: proces diobe je završen, ćelije primaju 23 bivalenta.

Bez naknadnog udvostručavanja materijala, ćelija ulazi druga faza divizije.

Profaza 2: ponovo se ponavljaju svi procesi koji su bili u profazi 1, odnosno kondenzacija hromozoma, koji su haotično locirani između organela.

Metafaza 2: dvije hromatide povezane na crossoveru (univalenti) nalaze se u ekvatorijalnoj ravni, stvarajući ploču koja se zove metafaza.

Anafaza 2:- univalentni se deli na zasebne hromatide ili monade, i one su usmerene na različite polove ćelije.

Telofaza 2: Proces diobe je završen, nuklearni omotač je formiran i svaka stanica prima 23 hromatide.

Mejoza je važan mehanizam u životu svih organizama. Kao rezultat ove podjele, dobijamo 4 haploidne ćelije koje imaju polovinu potrebnog skupa hromatida. Tokom oplodnje, dvije gamete formiraju punu diploidnu ćeliju, održavajući svoj inherentni kariotip.

Teško je zamisliti naše postojanje bez mejotičke podjele, inače bi svi organizmi sa svakom sljedećom generacijom dobivali dvostruke skupove hromozoma.

Podjela ćelija je biološki proces koji je u osnovi reprodukcije i individualnog razvoja svih živih organizama.

Najrašireniji oblik reprodukcije stanica u živim organizmima je indirektna dioba, ili mitoza (od grčkog "mitos" - nit). Mitoza se sastoji od četiri uzastopne faze. Mitoza osigurava da su genetske informacije roditeljske ćelije ravnomjerno raspoređene među ćelijama kćeri.

Period života ćelije između dvije mitoze naziva se interfaza. To je deset puta duže od mitoze. U njemu se prije diobe stanice odvija niz vrlo važnih procesa: sintetiziraju se ATP i proteinski molekuli, svaki hromozom se udvostručuje, formirajući dvije sestrinske hromatide koje drži zajednička centromera, a povećava se broj glavnih organela ćelije.

Mitoza

Postoje četiri faze u procesu mitoze: profaza, metafaza, anafaza i telofaza.

  • I. Profaza je najduža faza mitoze. U njemu se hromozomi, koji se sastoje od dvije sestrinske hromatide koje drže zajedno centromera, spiralno spiraliziraju i kao rezultat se zgušnjavaju. Do kraja profaze, nuklearna membrana i jezgre nestaju i hromozomi se raspršuju po ćeliji. U citoplazmi, prema kraju profaze, centriole se protežu do pruga i formiraju vreteno.
  • II. Metafaza - hromozomi nastavljaju spiralno, njihove centromere se nalaze duž ekvatora (u ovoj fazi su najvidljivije). Na njih su pričvršćeni navoji vretena.
  • III. Anafaza - centromere se dijele, sestrinske hromatide se odvajaju jedna od druge i zbog kontrakcije vretenastih filamenata se kreću na suprotne polove ćelije.
  • IV. Telofaza - citoplazma se dijeli, hromozomi se odmotaju, jezgre i nuklearne membrane se ponovo formiraju. Nakon toga, u ekvatorijalnoj zoni ćelije formira se suženje, koje razdvaja dvije sestrinske ćelije.

Tako se iz jedne inicijalne ćelije (majčinske) formiraju dvije nove - kćerke, koje imaju hromozomski set koji je po kvantitetu i kvalitetu, sadržaju nasljednih informacija, morfološkim, anatomskim i fiziološkim karakteristikama potpuno identičan roditeljskim.

Rast, individualni razvoj i stalna obnova tkiva višećelijskih organizama određuju se procesima mitotičke diobe ćelija.

Sve promene koje se dešavaju tokom procesa mitoze kontroliše neuroregulacioni sistem, tj. nervni sistem, hormoni nadbubrežne žlijezde, hipofize, štitne žlijezde itd.

Mejoza (od grčkog "meiosis" - smanjenje) je podjela u zoni sazrijevanja zametnih stanica, praćena prepolovljenjem broja hromozoma. Takođe se sastoji od dvije uzastopne podjele, koje imaju iste faze kao mitoza. Međutim, trajanje pojedinih faza i procesi koji se u njima odvijaju značajno se razlikuju od procesa koji se odvijaju u mitozi.

Ove razlike su uglavnom sljedeće. U mejozi, profaza I je duža. Tu se dešava konjugacija (povezivanje) hromozoma i razmena genetskih informacija. (Na gornjoj slici profaza je označena brojevima 1, 2, 3, konjugacija je prikazana brojem 3). U metafazi se javljaju iste promjene kao u metafazi mitoze, ali sa haploidnim skupom hromozoma (4). U anafazi I, centromere koje drže hromatide zajedno se ne dijele, a jedan od homolognih hromozoma prelazi na polove (5). U telofazi II formiraju se četiri ćelije sa haploidnim setom hromozoma (6).

Interfaza prije druge diobe u mejozi je vrlo kratka, tokom koje se DNK ne sintetiše. Ćelije (gamete) nastale kao rezultat dvije mejotske diobe sadrže haploidni (jedan) skup hromozoma.

Kompletan set hromozoma - diploid 2n - obnavlja se u telu tokom oplodnje jajne ćelije, tokom seksualne reprodukcije.

Seksualno razmnožavanje karakterizira razmjena genetskih informacija između ženki i mužjaka. Povezan je s formiranjem i fuzijom posebnih haploidnih zametnih stanica - gameta, nastalih kao rezultat mejoze. Oplodnja je proces fuzije jajne ćelije i sperme (ženske i muške gamete), tokom kojeg se obnavlja diploidni set hromozoma. Oplođeno jaje se naziva zigota.

Tokom procesa oplodnje možete posmatrati razne opcije veze gameta. Na primjer, kada se obje gamete koje imaju iste alele jednog ili više gena spoje, formira se homozigot čiji potomci zadržavaju sve karakteristike u svom čistom obliku. Ako su geni u gametama predstavljeni različitim alelima, formira se heterozigot. Nasljedni rudimenti koji odgovaraju različitim genima nalaze se u njenom potomstvu. Kod ljudi je homozigotnost samo djelomična, za pojedinačne gene.

Osnovne obrasce prenošenja naslednih svojstava sa roditelja na potomke ustanovio je G. Mendel u drugoj polovini 19. veka. Od tog vremena u genetici (nauci o zakonima naslijeđa i varijabilnosti organizama) su se čvrsto ustalili pojmovi kao što su dominantne i recesivne osobine, genotip i fenotip itd. Dominantne osobine su dominantne, recesivne osobine su inferiorne ili nestaju u narednim generacijama. U genetici se ove osobine označavaju slovima latinične abecede: dominantne su označene velikim slovima, recesivne su označene malim slovima. U slučaju homozigotnosti, svaki od para gena (alela) odražava ili dominantne ili recesivne osobine, koje manifestiraju svoj učinak u oba slučaja.

Kod heterozigotnih organizama dominantni alel se nalazi na jednom hromozomu, a recesivni alel, potisnut dominantnim, nalazi se u odgovarajućoj regiji drugog homolognog hromozoma. Tokom oplodnje formira se nova kombinacija diploidnog skupa. Posljedično, formiranje novog organizma počinje fuzijom dviju zametnih stanica (gamete) koje nastaju mejozom. Tokom mejoze dolazi do preraspodjele genetskog materijala (rekombinacije gena) kod potomaka ili do izmjene alela i njihove kombinacije u novim varijacijama, što određuje pojavu nove jedinke.

Ubrzo nakon oplodnje dolazi do sinteze DNK, udvostručuju se hromozomi i dolazi do prve podjele jezgre zigote koja se odvija mitozom i predstavlja početak razvoja novog organizma.

Mitoza- Ovo je najčešći način podjele eukariotskih ćelija. Tokom mitoze, genomi svake od dvije rezultirajuće ćelije su identični jedan drugom i podudaraju se sa genomom originalne ćelije.

Mitoza je posljednja i obično najkraća faza ćelijskog ciklusa. Sa svojim završetkom životni ciklusćelije završavaju i počinju ciklusi dvije novonastale.

Dijagram ilustruje trajanje faza ćelijskog ciklusa. Slovo M označava mitozu. Najveća stopa mitoze je uočena u zametnim ćelijama, a najmanja u tkivima sa visokim stepenom diferencijacije, ako se njihove ćelije uopšte dele.

Iako se mitoza posmatra nezavisno od interfaze, koja se sastoji od perioda G 1, S i G 2, priprema za nju se dešava upravo u njoj. Najviše važna tačka je replikacija DNK koja se javlja u sintetičkom (S) periodu. Nakon replikacije, svaki hromozom se sastoji od dvije identične hromatide. Oni su cijelom dužinom blizu jedan drugom i povezani na centromeri hromozoma.

Tokom interfaze, hromozomi se nalaze u jezgru i predstavljaju splet tankih, veoma dugih hromatinskih niti koje su vidljive samo pod elektronskim mikroskopom.

Mitoza ima niz uzastopnih faza, koje se takođe mogu nazvati fazama ili periodima. U klasičnoj pojednostavljenoj verziji razmatranja razlikuju se četiri faze. Ovo profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Često se razlikuje više faza: prometaphase(između profaze i metafaze), predprofaza(karakteristično za biljne ćelije, prethodi profazi).

Drugi proces povezan sa mitozom je citokineza, koji se javlja uglavnom tokom perioda telofaze. Možemo reći da je citokineza, takoreći, sastavni dio telofaze, ili se oba procesa odvijaju paralelno. Citokineza se odnosi na odvajanje citoplazme (ali ne i jezgra!) roditeljske ćelije. Nuklearna fisija se zove kariokineza, a prethodi citokinezi. Međutim, tokom mitoze kao takve do podjele jezgre ne dolazi, jer se prvo raspada jedna, roditeljska, a zatim nastaju dvije nove, kćerke.

Postoje slučajevi kada se javlja kariokineza, ali ne i citokineza. U takvim slučajevima nastaju ćelije sa više jezgri.

Trajanje same mitoze i njenih faza je individualno i zavisi od vrste ćelije. Obično su profaza i metafaza najduži periodi.

Prosječno trajanje mitoze je oko dva sata. Životinjske ćelije se generalno dijele brže od biljnih stanica.

Kada se eukariotske stanice podijele, nužno se formira bipolarno fisiono vreteno koje se sastoji od mikrotubula i povezanih proteina. Zahvaljujući njemu, dolazi do podjednake raspodjele nasljednog materijala između ćelija kćeri.

U nastavku ćemo dati opis procesa koji se dešavaju u ćeliji tokom različitih faza mitoze. Prijelaz u svaku narednu fazu kontrolira se u ćeliji posebnim biokemijskim kontrolnim točkama, koje „provjeravaju“ da li su svi potrebni procesi ispravno obavljeni. Ako postoje greške, podjela može ili ne mora prestati. U potonjem slučaju pojavljuju se abnormalne ćelije.

Faze mitoze

Profaza

Javljaju se u profazi prateći procesi(uglavnom paralelno):

    Hromozomi se kondenzuju

    Nukleoli nestaju

    Nuklearni omotač se raspada

    Formiraju se dva pola vretena

Mitoza počinje skraćivanjem hromozoma. Njihovi sastavni parovi hromatida se spiralno zavijaju, zbog čega se hromozomi jako skraćuju i zgušnjavaju. Pred kraj profaze mogu se vidjeti pod svjetlosnim mikroskopom.

Jezgre nestaju jer su dijelovi hromozoma koji ih formiraju (nukleolarni organizatori) već u spiralnom obliku, stoga su neaktivni i ne stupaju u interakciju jedni s drugima. Osim toga, nukleolarni proteini se raspadaju.

U stanicama životinja i nižih biljaka, centriole ćelijskog centra divergiraju prema polovima ćelije i strše centre za organizaciju mikrotubula. Iako viših biljaka Nema centriola, formiraju se i mikrotubule.

Kratke (astralne) mikrotubule počinju da se razilaze iz svakog centra organizacije. Formira se struktura nalik zvijezdi. Ne proizvodi se u biljkama. Njihovi polovi podjele su širi, mikrotubule ne izlaze iz malog, već iz relativno širokog područja.

Raspad nuklearnog omotača na male vakuole označava kraj profaze.

Desno na mikrofotografiji zeleno mikrotubule su istaknute, hromozomi su istaknuti plavom bojom, hromozomske centromere su istaknute crvenom bojom.

Takođe treba napomenuti da tokom profaze mitoze dolazi do fragmentacije EPS-a, on se raspada na male vakuole; Golgijev aparat se raspada na pojedinačne diktiosome.

Prometafaza

Ključni procesi prometafaze odvijaju se uglavnom sekvencijalno:

    Haotični raspored i kretanje hromozoma u citoplazmi.

    Povezujući ih mikrotubulama.

    Kretanje hromozoma u ekvatorijalnu ravan ćelije.

Kromosomi završavaju u citoplazmi i kreću se nasumično. Kada se nađu na polovima, imaju veće šanse da se prikače na plus kraj mikrotubula. Na kraju se filament veže za kinetohor.

Takav kinetohorni mikrotubul počinje rasti, što hromozom odmiče od pola. U nekom trenutku, još jedna mikrotubula je pričvršćena za kinetohor sestrinske hromatide, koja raste iz drugog pola podjele. Ona također počinje gurati kromosom, ali u suprotnom smjeru. Kao rezultat, hromozom postaje na ekvatoru.

Kinetohore su proteinske formacije na centromerima hromozoma. Svaka sestrinska hromatida ima svoju kinetohoru, koja „sazreva“ u profazi.

Osim astralnih i kinetohornih mikrotubula, postoje i one koje idu od jednog pola do drugog, kao da proširuju ćeliju u smjeru okomitom na ekvator.

Metafaza

Znak početka metafaze je raspored hromozoma duž ekvatora, tzv metafaza ili ekvatorijalna ploča. Tokom metafaze jasno je vidljiv broj hromozoma, njihove razlike i činjenica da se sastoje od dvije sestrinske hromatide povezane na centromeri.

Hromozomi se drže zajedno uravnoteženim silama napetosti na mikrotubulama na različitim polovima.

Anafaza

    Sestrinske hromatide se razdvajaju, svaka se kreće prema svom polu.

    Polovi se udaljavaju jedan od drugog.

Anafaza je najkraća faza mitoze. Počinje kada se centromeri hromozoma podijele na dva dijela. Kao rezultat, svaka hromatida postaje nezavisni hromozom i vezan je za mikrotubule jednog pola. Niti "vuku" hromatide na suprotne polove. U stvari, mikrotubule se rastavljaju (depolimeriziraju), odnosno skraćuju.

U anafazi životinjskih ćelija ne kreću se samo hromozomi kćeri, već i sami polovi. Zbog drugih mikrotubula koje se rastavljaju, astralne mikrotubule se pričvršćuju za membrane i također se „vuku“.

Telofaza

    Prestaje kretanje hromozoma

    Hromozomi se dekondenzuju

    Pojavljuju se jezgre

    Nuklearna membrana se obnavlja

    Večina mikrotubule nestaju

Telofaza počinje kada hromozomi prestanu da se kreću, zaustavljajući se na polovima. One se despiriraju, postaju dugačke i nalik na niti.

Mikrotubule vretena se uništavaju od polova do ekvatora, odnosno od njihovih minus krajeva.

Nuklearni omotač nastaje oko hromozoma fuzijom membranskih vezikula u koje se majčino jezgro i EPS raspadaju u profazi. Na svakom polu formira se vlastita kćerka jezgra.

Kako se hromozomi raspadaju, nukleolarni organizatori postaju aktivni i pojavljuju se jezgre.

Sinteza RNK se nastavlja.

Ako centrioli na polovima još nisu upareni, tada se u blizini svakog gradi par. Tako se na svakom polu ponovo stvara vlastiti ćelijski centar koji će ići ćeliji kćeri.

Obično se telofaza završava odvajanjem citoplazme, odnosno citokinezom.

Citokineza

Citokineza može početi već u anafazi. Do početka citokineze, ćelijske organele su relativno ravnomjerno raspoređene po polovima.

Odvajanje citoplazme biljnih i životinjskih stanica odvija se na različite načine.

U životinjskim stanicama, zbog elastičnosti, citoplazmatska membrana u ekvatorijalnom dijelu ćelije počinje da se izboči prema unutra. Formira se brazda koja se na kraju zatvara. Drugim rečima, matična ćelija se deli ligacijom.

U biljnim ćelijama tokom telofaze, filamenti vretena ne nestaju na ekvatoru. Približavaju se citoplazmatskoj membrani, njihov broj se povećava i formiraju se fragmoplast. Sastoji se od kratkih mikrotubula, mikrofilamenata i delova EPS-a. Ribosomi, mitohondrije i Golgijev kompleks se kreću ovdje. Golgijeve vezikule i njihov sadržaj na ekvatoru čine srednju ćelijsku ploču, ćelijske zidove i membranu ćelija kćeri.

Značenje i funkcije mitoze

Mitoza osigurava genetsku stabilnost: tačna reprodukcija genetskog materijala tokom niza generacija. Jezgra novih ćelija sadrže isti broj hromozoma kao i matična ćelija, a ti hromozomi su tačne kopije roditeljskih (osim ako, naravno, nije došlo do mutacija). Drugim riječima, ćelije kćeri su genetski identične matičnoj ćeliji.

Međutim, mitoza obavlja i niz drugih važnih funkcija:

    rast višećelijskog organizma,

    aseksualna reprodukcija,

    zamjena ćelija različitih tkiva u višećelijskim organizmima,

    Kod nekih vrsta može doći do regeneracije dijelova tijela.



Ako primijetite grešku, odaberite dio teksta i pritisnite Ctrl+Enter
PODIJELI:
Savjeti za izgradnju i renoviranje