nemi és szomatikus sejtek. Hasonlóságaik és különbségeik. Mitózis - az emberi szomatikus sejtek osztódásának módja Mi a neve a szomatikus sejtek osztódási folyamatának
1.2.4.2. Osztási módszerekszomatikus sejtek
A szomatikus sejtek osztódásának két fő módja van: mitózis és amitózis.
A mitózis (görögül - fonal) - közvetett vagy mitotikus osztódás az eukarióta szomatikus sejtek osztódásának uralkodó típusa, és minden gazdag sejtes szervezet velejárója. Ebben az esetben az örökítőanyag pontos egyenletes eloszlása következik be. A mitózis eredményeként minden leánysejt teljes kromoszómakészletet kap, szigorú mennyiségű DNS-sel, és a maga módján azonos az anyasejttel. Amitózis (a görögből.ά - tagadás és μίτος - szál) dominál egyes egysejtű szervezetekben. Ez is a szomatikus sejtosztódás egyik módja, de a mitózistól eltekintve az interfázisú sejtmag közvetlen osztódása egyszerű hálószűkület révén történik. Az amitózisban az örökítőanyag eloszlása a leánysejtek között egyenletes vagy egyenetlen lehet. Ennek eredményeként azonos vagy nem egyenlő méretű sejtek képződnek. Ezért az ilyen sejtek örökletesen hibásak.
Mitózis. A mitózis az interfázis után következik be, és feltételesen a következő fázisokra oszlik: 1) profázis, 2) metafázis, 3) anafázis, 4) telofázis. ábrán. 1.74. megadjuk a mitózis különböző fázisainak általános sémáját.
Rizs. 1.74. Mitózis séma:
1-centriole; 2 - nucleolus; 3 - kromoszómák; 4 - korai profázis; 5 - késői profázis; 6 - metafázis; 7 - korai anafázis; 8 - késői anafázis; 9 - korai telofázis.
Prophase (görögből.πρα - to, és görögül. φάσις - megjelenés) - a mitózis kezdeti fázisa. Jellemzője, hogy a mag mérete megnövekszik, és a kromatin hálózatból a spiralizáció és rövidülés következtében a hosszú, vékony, láthatatlan szálakból a profázis végén lévő kromoszómák rövidek, vastagok és formába kerülnek. egy látható labda. A kromoszómák összehúzódnak, zsugorodnak és két félből állnak - kromatidákból. A kromatidák egymás köré fonódnak, és egy centroméra tartja őket párban. A profázis a nucleolus eltűnésével ér véget, a centriolák a pólusok felé eltérnek egy orsófigura kialakulásával. A tubulin fehérjéből mikrotubulusok képződnek. szálak orsó. A magmembrán feloldódása miatt a kromoszómák a citoplazmában helyezkednek el. Nak nek centromer mindkét pólusról orsómenetek vannak rögzítve.
Metafázis (görögül.μετά - - között, után) a kromoszómák egyenlítő felé történő mozgásával kezdődik. Fokozatosan a kromoszómák (mindegyik két kromatidából állnak) az Egyenlítő síkjában helyezkednek el, és az úgynevezett metafázis lemezt alkotják. Az állati sejtekben, a centriolok körüli pólusokon gömbszerű alakok figyelhetők meg. Ebben a fázisban meg lehet számolni a sejtben lévő kromoszómák számát. A genetikai anyag halmaza 2n4s.
A metafázis lemezt citogenetikai vizsgálatokban használják a kromoszómák számának és alakjának meghatározására.
Anafázisban (a görögből.άνά - fel) a testvérkromatidák távolodnak egymástól, az őket összekötő kettészakad centromer cselekmény. Minden centromer egyszerre osztódik. Minden kromatid külön-külön centromer leánykromoszómává válik, és az orsó szálai mentén az egyik pólushoz kezd mozogni. A genetikai anyag halmaza 2n2s.
Telofázis (görögből.τέλος - vége) - a mitózis végső szakasza. Fordítva a profázishoz képest. Az egyetlen szálból álló kromoszómák, amelyek elérték a pólusokat, vékonyak, hosszúak és láthatatlanok a fénymikroszkópban. Despiralizációt tapasztalnak, az interfázis mag hálózatát alkotják. Kialakul a magmembrán, megjelenik a nucleolus. Ekkor a mitotikus apparátus eltűnik, és citokinézis következik be - a citoplazma elválasztása két leánysejt kialakulásával. A genetikai anyag halmaza 2n2s.
A mitózis gyakorisága a különböző szövetekben és különböző szervezetekben élesen eltérő. Például az emberi vörös csontvelőben másodpercenként 10 millió mitózis fordul elő.
Egyelőre nem tudni, hogy pontosan milyen tényezők indukálják a sejtet mitózisba, de úgy vélik, hogy ebben jelentős szerepe van a sejtmag és a citoplazma térfogatának arányának (nukleáris-citoplazma arány). A sejttérfogat növekedése a fehérjék, nukleinsavak, lipidek és a sejt egyéb kémiai komponenseinek szintéziséhez kapcsolódik. Ezért eljön az idő, amikor az atommag felülete nem elegendő ahhoz, hogy biztosítsa az anyagcserét a mag és a között. citoplazma, szükséges a további növekedéshez. A sejtosztódás jelentősen megnöveli magának a sejtnek és a sejtmagnak a felszínét anélkül, hogy növelné azok térfogatát; ezért úgy gondolják, hogy a sejtmag-citoplazma arányt korlátozó tényező valamilyen módon indukálja a sejtet mitotikus osztódásra.
A mitózis biológiai jelentősége. A mitózis az állati, növényi és protozoon sejtek szaporodásának leggyakoribb módja. Ez az alapja az összes eukarióta növekedésének és vegetatív szaporodásának - olyan organizmusoknak, amelyeknek magjuk van. Fő szerepe a sejtek pontos reprodukálása, az anyasejt kromoszómáinak egyenletes eloszlása a belőle keletkező két leánysejt között, valamint a kromoszómák számának és alakjának állandóságának megőrzése minden növényi és állati sejtben. A mitózis elősegíti a szervezet növekedését az embrionális és posztembrionális időszakban, a genetikai információ másolását és a genetikailag egyenértékű sejtek képződését. Ezért a vegetatívan szaporodó szervezetek (gombák, algák, protozoonok, sok növény) nagyszámú azonos egyedet vagy klónt alkotnak. A klónozás lehetséges néhány többsejtű organizmusban, amelyek egy testrészből egy egész szervezetet képesek regenerálni: coelenterátumok, férgek. A gerincesek klónozása csak az embriogenezis korai szakaszában történik. Tehát állatokban és emberekben egy megtermékenyített petesejtből egypetéjű ikrek jönnek létre, annak mitotikus osztódása következtében. A mitózis miatt a szervezet összes funkcionálisan elavult sejtje helyébe újak lépnek. Ez az elválasztás alapozza meg a regenerációs folyamatot - az elveszett szövetek helyreállítását.
Amitózis. Az amitózis a sejtmag, majd a citoplazma osztódásával következik be. Az amitózis során a nucleolus megnyúlik, lekötődik, majd a mag is megnyúlik. Egyes esetekben egy partíció jelenik meg a magban, amely két részre osztja azt. A sejtmag osztódását néha a citoplazma osztódása kíséri (1.75. ábra).
Rizs. 1.75. Amitózis. amőba szaporodás:
a - 0 perc; b - 6 perc; c - 8 perc; d - 13 perc; e - 18 perc; - 21 perc.
Az amitózisnak több formája van: egységes, amikor két egyforma mag képződik; egyenetlen, ha egyenlőtlen magok képződnek; fragmentáció, amikor a mag sok kis, azonos vagy eltérő méretű magra bomlik.
Így az amitózis olyan osztódás, amely spiralizáció nélkül, kromoszómák és osztódási orsó képződése nélkül következik be. Nem ismert, hogy az amitózis kialakulása előtt megtörtént-e a DNS előzetes szintézise, és hogyan oszlik el a leánymagok között. Néha bizonyos sejtek osztódása során mitózis váltakozik amitózissal.
Az amitózis az elkülönülés egy sajátos fajtája, amely néha normális sejtműködés során, de főként a funkció megsértésével, gyakran sugárzás vagy egyéb káros tényezők hatására figyelhető meg. Erősen differenciált sejtekben rejlik. Az amitózis kevésbé gyakori, mint a mitózis, és az élő szervezetek túlnyomó többségében csekély szerepet játszik a sejtosztódásban.
Mitózis- a szomatikus sejtek közvetett osztódásának módszere.
A mitózis során a sejt egy sor egymást követő fázison megy keresztül, melynek eredményeként minden leánysejt ugyanazt a kromoszómakészletet kapja, mint az anyasejtben.
A mitózis négy fő fázisra oszlik: profázisra, metafázisra, anafázisra és telofázisra. Prophase- a mitózis leghosszabb szakasza, amely során kromatin kondenzáció megy végbe, melynek eredményeként két kromatidából (leánykromoszómák) álló X alakú kromoszómák válnak láthatóvá. Ilyenkor a nucleolus eltűnik, a centriolák a sejt pólusai felé eltérnek, és elkezd kialakulni a mikrotubulusok akromatin-orsója (orsója). A profázis végén a magmembrán különálló vezikulákra bomlik.
NÁL NÉL metafázis a kromoszómák a sejt egyenlítője mentén sorakoznak centromereikkel, amelyekhez egy teljesen kialakult osztódási orsó mikrotubulusai kapcsolódnak. Az osztódás ezen szakaszában a kromoszómák a legsűrűbbek és jellegzetes formájúak, ami lehetővé teszi a kariotípus tanulmányozását.
NÁL NÉL anafázis a centromerekben gyors DNS-replikáció megy végbe, melynek eredményeként a kromoszómák felhasadnak, és a kromatidák a sejt pólusai felé, mikrotubulusok által megfeszítve eltérnek. A kromatidák eloszlásának abszolút egyenlőnek kell lennie, mivel ez a folyamat tartja fenn a kromoszómák számának állandóságát a test sejtjeiben.
A színpadon telofázis a leánykromoszómák a pólusokon összegyűlnek, despiralizálódnak, körülöttük a vezikulákból magburkok képződnek, az újonnan képződött magokban pedig magok jelennek meg.
A sejtmag osztódása után megtörténik a citoplazma osztódása - citokinézis, amely során többé-kevésbé egyenletesen oszlik el az anyasejt összes organellumja.
Így a mitózis következtében egy anyasejtből két leánysejt képződik, amelyek mindegyike az anyasejt genetikai másolata (2n2c).
A beteg, sérült, öregedő sejtekben és a test speciális szöveteiben némileg eltérő osztódási folyamat léphet fel - amitózis. Amitózis az eukarióta sejtek közvetlen osztódásának nevezik, amelyben a genetikailag ekvivalens sejtek képződése nem történik meg, mivel a sejtkomponensek egyenetlenül oszlanak el. Növényekben az endospermiumban, állatokban pedig a májban, a porcokban és a szem szaruhártyájában fordul elő.
Meiosis. A meiózis fázisai
Meiosis- ez az elsődleges csírasejtek (2n2c) közvetett osztódásának módszere, amelynek eredményeként haploid sejtek (1n1c), leggyakrabban csírasejtek képződnek.
A mitózistól eltérően a meiózis két egymást követő sejtosztódásból áll, amelyeket egy interfázis előz meg. A meiózis első felosztását (meiózis I.) ún csökkentés, mivel ebben az esetben a kromoszómák száma felére csökken, és a második osztódás (meiosis II) - egyenlítő, mivel ennek során a kromoszómák száma megmarad.
I. interfázis hasonlóan halad a mitózis interfázisához. Meiosis I négy fázisra oszlik: I. profázis, I. metafázis, I. anafázis és I. telofázis. Prófázis I két fő folyamat játszódik le - a konjugáció és a keresztezés. Konjugáció- ez a homológ (páros) kromoszómák teljes hosszában történő fúziójának folyamata. A konjugáció során keletkezett kromoszómapárok az I. metafázis végéig megmaradnak.
Átkelés- a homológ kromoszómák homológ régióinak kölcsönös cseréje. A keresztezés eredményeként a szervezet által mindkét szülőtől kapott kromoszómák új génkombinációkat szereznek, ami genetikailag változatos utódok megjelenéséhez vezet. Az I. profázis végén, akárcsak a mitózis profázisában, a sejtmag eltűnik, a centriolok a sejt pólusai felé eltérnek, és a magmembrán szétesik.
NÁL NÉL metafázis I a sejt egyenlítője mentén kromoszómapárok sorakoznak fel, centromereikhez a hasadási orsó mikrotubulusai kapcsolódnak.
NÁL NÉL anafázis I két kromatidából álló egész homológ kromoszómák eltérnek a pólusokhoz.
NÁL NÉL telofázis I a sejt pólusain lévő kromoszómacsoportok körül magmembránok, nukleolusok képződnek.
Citokinézis I biztosítja a leánysejtek citoplazmájának osztódását.
A meiózis I (1n2c) eredményeként létrejövő leánysejtek genetikailag heterogének, mivel a sejt pólusaira véletlenszerűen szétszórt kromoszómáik nem egyenlő géneket tartalmaznak.
Interfázis II nagyon rövid, mivel nem történik meg benne a DNS megkettőződése, vagyis nincs S-periódus.
Meiosis II szintén négy fázisra oszlik: II. profázis, II. metafázis, II. anafázis és II. telofázis. NÁL NÉL prófázis II ugyanazok a folyamatok mennek végbe, mint az I. prózában, a ragozás és az átkelés kivételével.
NÁL NÉL metafázis II A kromoszómák a sejt egyenlítője mentén helyezkednek el.
NÁL NÉL anafázis II A kromoszómák a centromérán hasadnak, és a kromatidák a pólusok felé nyúlnak.
NÁL NÉL telofázis II nukleáris membránok és nukleolusok képződnek a leánykromoszómák klaszterei körül.
Után citokinézis II mind a négy leánysejt genetikai képlete 1n1c, de mindegyiknek más-más génkészlete van, ami az anyai és apai kromoszómák keresztezésének és véletlenszerű kombinációjának az eredménye a leánysejtekben.
A szomatikus sejtosztódás típusai
Mitózis - indirekt sejtosztódás, melynek eredményeképpen két egyenletesen eloszló genetikai anyagú sejt jön létre.
Amitózis - közvetlen sejtosztódás felére, ami nem biztosítja a genetikai anyag egyenletes eloszlását a leánysejtek között.
Endomitózis - a DNS megkettőződésének folyamata, amelyet a kromoszómák többszörös megkettőződése kísér a citoplazma felosztása nélkül.
Politénia - a DNS mennyiségének növekedése a kromoszómák számának növekedése nélkül. A kromoszómák gigantikussá válnak.
sejtciklus- ez a sejt létezése az anyasejt osztódásával keletkezésének pillanatától a saját osztódásáig vagy haláláig.
Mitotikus ciklus- olyan események komplexuma, amelyek a sejt osztódásra való felkészítése során és maga az osztódás során fordulnak elő.
A mitózis biológiai jelentősége abban rejlik, hogy ennek eredményeként két leánysejt képződik, amelyek kromoszómakészlete megegyezik a szülősejtével. A mitózis fázisai ˸ interfázis (G - preszintetikus, S - szintetikus, G - posztszintetikus periódusok), profázis, metafázis, anafázis, telofázis.
Az osztódó sejtben lévő kromoszómák egyenes vagy ívelt rudak alakúak. Mindegyik kromoszómát két karra osztja egy elsődleges szűkület vagy centromer. Az elsődleges szűkület helyétől függően a kromoszómák három típusát különböztetjük meg: egyenlő karú, vagy metacentrikus, egyenlőtlen karú, vagy szubmetacentrikus és akrocentrikus (egy hosszú, a második nagyon rövid karral). Egyes kromoszómák másodlagos szűkülettel (nukleoláris szervezővel) rendelkeznek. A kromoszóma ezen régiójában az interfázisú magban nukleolus képződik. A metafázisú kromoszóma két kromatidából áll - spirálisan csavart szálakból, amelyek az elsődleges szűkület szférájában kapcsolódnak egymáshoz. Amikor a sejtosztódás befejeződik, az egyes kromoszómák kromatidjai különböző sejtekbe jutnak, és független kromoszómákká alakulnak át. A kromoszómák fő kémiai összetevői a DNS (körülbelül 40%) és a fehérjék (körülbelül 60%). A kromoszómák összetétele RNS-t, lipideket, szénhidrátokat, fémionokat is tartalmaz.
Az egyes élőlénytípusok sejtjeiben a kromoszómák száma állandó. A csírasejtekben lévő kromoszómák halmazát haploidnak nevezzük, és a latin n betűvel jelöljük. A szomatikus sejtekben lévő páros kromoszómák halmazát diploidnak nevezzük, és 2n-nel jelöljük. Az azonos fajhoz tartozó szervezetek sejtjeiben lévő kromoszómák halmazát bizonyos méret, alak, szám jellemzi, és kariotípusnak nevezik. A sejtben lévő összes kromoszóma két csoportra osztható: autoszómák vagy nem nemi kromoszómák és nemi kromoszómák - heterokromoszómák. A heterokromoszómák határozzák meg a szervezet nemi jellemzőit. Az emberi kariotípust 46 kromoszóma képviseli, ebből 44 autoszóma és két nemi kromoszóma.
A szomatikus sejtosztódás típusai - fogalma és típusai. A "Szomatikus sejtosztódás típusai" kategória besorolása és jellemzői 2015, 2017-2018.
A szomatikus sejtek osztódásának leguniverzálisabb módja, i.e. testsejtek (a görög. soma - test), a mitózis. Ezt a típusú sejtosztódást először W. Fleming német hisztológus írta le 1882-ben, aki megfigyelte a fonalas struktúrák kialakulását és leírta a sejtmagban az osztódás időszaka alatti viselkedését.
Innen származik az osztódási folyamat elnevezése - mitózis (a görög mitosz - fonal szóból).
A mitotikus osztódás során a sejtmag szigorúan rendezett szekvenciális változásokon megy keresztül, specifikus fonalas struktúrák kialakulásával. A mitózisban több fázist különböztetnek meg: profázis, prometafázis, metafázis, anafázis és telofázis (II.2. ábra).
A Prophase a felosztásra való felkészülés első szakasza. A profázisban a mag hálózati szerkezete fokozatosan látható (kromoszóma) szálakká alakul a kromoszómák spiralizációja, rövidülése és megvastagodása következtében. Ebben az időszakban megfigyelhető a kromoszómák kettős természete, mert. minden kromoszóma hosszirányban megkétszereződöttnek tűnik. A kromoszómák ezen feleit (a háromfázisú kromoszómák reduplikációjának (megkettőzésének) eredménye), amelyeket testvérkromatinoknak neveznek, egyetlen közös hely – a centroméra – tartja össze. Megkezdődik a centriolok pólusokhoz való divergenciája és az osztóorsó (2n4c) kialakulása.
A prometafázisban a kromoszómaszálak spiralizációja folytatódik, a magmembrán eltűnik, a kariolimfa és a citoplazma keveredik a myxoplazma képződésével, ami megkönnyíti a kromoszómák mozgását a sejt egyenlítői síkjába (2n4c).
A metafázisban minden kromoszóma a sejt egyenlítői zónájában található, és az úgynevezett "metafázis lemezt" alkotja. A metafázis stádiumában a kromoszómák a legrövidebbek, mivel ebben az időben a legerősebben spiralizálódnak és kondenzálódnak. Ez a szakasz a legalkalmasabb a sejtben lévő kromoszómák számának megszámlálására, szerkezetük tanulmányozására, leírására, méretek meghatározására stb. A kromoszómák egymáshoz viszonyított elrendezése véletlenszerű. Az osztódási orsó teljesen kialakult, és az orsószálak a kromoszómák centromereihez kapcsolódnak (2n4c).
| Az anafázis a mitózis következő fázisa, amikor a kromoszómák centromerei osztódnak. Az orsórostok a testvérkromatidákat, amelyeket innentől kezdve leánykromoszómáknak nevezhetünk, a sejt különböző pólusaira húzzák. Ez biztosítja a kromoszómaanyag következetes és pontos eloszlását a leánysejtekben (2n2c). A telofázisban a leánykromoszómák despiralizálódnak, és fokozatosan elvesztik látható egyéniségüket. Kialakul a sejtmag héja, a sejttest szimmetrikus osztódása két független sejt (2n2c) képződésével kezdődik, amelyek mindegyike az O periódusba, interfázisba kerül. És a ciklus újra megismétlődik. A mitózis biológiai jelentősége a következő. 1. A mitózis folyamatában fellépő események két gén kialakulásához vezetnek - | Rizs. II.2. A mitotikus sejtosztódás sémája: a - interfázis; 6c, d, e - a profázis különböző szakaszai; f, g - prometafázis; h, i - metafázis; to - anafázis; l, m ~ telofázis; és - két leánysejt kialakulása |
nettóan azonos leánysejtek, amelyek mindegyike az ősi (anya) sejt genetikai anyagának pontos másolatát tartalmazza.
2. A mitózis biztosítja a szervezet növekedését és fejlődését az embrionális és posztembrionális időszakban. A felnőtt emberi test körülbelül 1014 sejtből áll, ami körülbelül 47 sejtosztódási ciklust igényel egyetlen, spermával megtermékenyített petesejtből (zigótából).
3. A mitózis a regeneráció univerzális, evolúciósan rögzített mechanizmusa, azaz az elveszett vagy funkcionálisan elavult testsejtek helyreállítása.
A témáról bővebben II.3. MITOSIS – SZOMATIKUS SEJT OSZTÁS:
- 3. A halhatatlanság valósággá válik (1999) interjú a műszaki tudományok doktorával, a NASA vezető kutatójával, Alexander Bolonkin professzorral
- A FEJLŐDÉSI ZAVAROK GENETIKAI VIZSGÁLATÁNAK MÓDSZEREI. PRENATAL DIAGNÓZIS. GENETIKAI ÉS PRENOTÁLIS TÉNYEZŐKRE VONATKOZÓ ADATOK FIGYELMEZTETÉSE A PSZICHOLÓGIAI ANALÍZIS ÉS DIAGNÓZISBAN.
sejtciklus- a sejt életének periódusa az anyaosztódással való kialakulásának pillanatától a saját osztódásáig.
Szomatikus sejtosztódási módszerek:
1) kettéosztás vagy bináris;
2) amitózis - közvetlen osztódás;
3) mitózis - közvetett osztódás;
4) meiosis - redukciós felosztás.
Osztás ketté, vagy binárisan jellemző prokarióta sejtek (baktériumok), amelyek nukleoid- a baktériumsejt genetikai apparátusa (bakteriális kromoszóma). Ez egy gyűrű alakú DNS-molekula, amely nem kapcsolódik hisztonokhoz. A nukleoid általában a sejt közepén helyezkedik el, és membránja nem határolja el a sejt tartalmától. A nukleoid osztódása a DNS-replikáció befejezése után következik be. A leány-DNS divergenciáját a sejtmembrán növekedése biztosítja. A sejtosztódás előtt a DNS megduplázódik, így 2 körkörös DNS-molekulát alkotnak. Ezután a sejtmembrán benő a citoplazmába, 2 DNS-molekula közé ágyazódik, és kettéosztja a sejtet.
Amitózis - közvetlen osztódás a sejt interfázisú magja szűküléssel, amelyben nem jön létre az osztódási orsó kialakulása. Az amitózis során a sejtmag osztódik, míg a citoplazma osztatlan maradhat. Ebben az esetben a kromoszómák egyenetlenül oszlanak el. Az amitózis során a sejtek osztódnak, amelyben kóros folyamatok fordulnak elő, például rosszindulatú daganatok sejtjei. Emberekben és állatokban a máj, a porcszövet és a szem szaruhártya sejtjei amitotikusan osztódnak. A növényekben az endospermium sejtek amitotikusan osztódnak. Az amitózisra jellemző jelek:
1) sejtmagosztódás történhet citoplazmaosztódás nélkül is;
2) speciális sejtekben fordul elő (a porcszövet sejtjeiben, a szem szaruhártyájában);
3) az a sejt, amelyben amitózis történt, nem képes mitózisra.
A mitózis az eukarióta sejtosztódás fő típusa.
A mitózis az eukarióta szervezetek szomatikus sejtjeinek közvetett osztódása, amelyben a leánymagok ugyanannyi kromoszómát hordoznak, mint a szülősejt. A mitózis a test sejtszámának növekedését, növekedését, regenerációs folyamatait biztosítja.1874-ben I.D. Chistyakov leírta a mitózis néhány fázisát a moha és a zsurló spóráiban. Ezután E. Strasburger (1876–1879) német botanikus növényi sejtekben, W. Flemming német citológus (1882) pedig állati sejtekben vizsgálta részletesen a mitózist.
Mitotikus ciklus- a sejtben az osztódásra való felkészülés és az osztódás során fellépő folyamatok összessége.
A mitotikus ciklus interfázisra és mitózisra oszlik(26. ábra). Interfázis a sejtosztódások közötti időintervallum. Az interfázis további részekre oszlik három fázis - G 1, S, G 2.
A posztmitotikus (preszintetikus) időszakban - G 1 fázis a sejt DNS megkettőződésre készül: a sejt intenzív növekedése; RNS, fehérjék, lipidek, szénhidrátok, ATP és enzimek aktív bioszintézise.
A szintetikus időszakban - S fázis, amelynek időtartama 6-8 óra, a fő folyamatot hajtják végre - DNS replikáció (a kromoszómák megkettőződése). A DNS szintézis módszere - replikáció vagy önkettőzés molekulák DNS. A replikáció során az örökletes információ átvitele az anyai DNS-ből a leány DNS-be annak pontos reprodukálásával történik. A DNS-replikáció eredményeként minden kromoszóma megkétszereződik, és két kromatidból áll. A kromatidák a centromer régióban kapcsolódnak egymáshoz.
A premitotikus (posztszintetikus) időszakban - G2 fázis, 2-6 óráig tart, előfordul: az organellumok megkettőződése; fehérjék, lipidek, szénhidrátok szintézise, ATP szintézis; az orsó mikrotubulusok kialakulásához szükséges fehérjék szintetizálódnak.
Rizs. 26. A mitotikus ciklus vázlata
Egy organellum, a sejtközpont (centroszóma) részt vesz az állati sejtek osztódásában. Ez egy nem membrán organellum, amely a sejtmag közelében, a sejt citoplazmájában található. A sejtközpont a sejtszaporodás során részt vesz az osztódási orsó kialakításában. Az interfázisban lévő kromoszómák megduplázódnak, és a mitózisba lépve két testvérkromoszómából állnak. A mitózis (M) 4 fázisra oszlik: profázis, metafázis, anafázis és telofázis(27. ábra).
Profázis - a mitózis stádiuma, amely során a kromoszómák kondenzálódnak, a sejtmagok szétesnek, az osztódási orsó kialakul . NÁL NÉL próféta Mindegyik kromoszóma két kromatidából áll, amelyek a centromérán kapcsolódnak egymáshoz. A profázis végén a nucleolus eltűnik, a centriolák a sejt pólusai felé eltérnek. Mitotikus orsó képződik, amely mikrotubulusokból áll.
metafázis- mitózis stádium, amelyben a kromoszómák az orsó egyenlítőjénél sorakoznak fel, metafázis lemezt alkotva. Az elején metafázis a nukleáris burok tönkremegy. Mindegyik kromoszóma központi régiójával (centromerével) kapcsolódik az egyik mikrotubulushoz. Van egy kinetochore is, amely a centrometa közelében található, és szabályozza a kromoszóma mozgásának helyét és irányát. A metafázisban a kromoszómák a sejt egyenlítői régiójában helyezkednek el, és metafázis lemezt alkotnak.
A kromatidák jól megkülönböztethetők a mitózis metafázisában, amikor a kromoszóma két kromatidából áll.
anafázis - a mitózis stádiuma, amelyet a testvérkromatidák szétválása jellemez a sejt ellentétes pólusaihoz. Ez a mitózis legrövidebb szakasza. A centromerosztódás után a kromatidák leánymagokká válnak, és független kromoszómákká válnak.
A kromoszómák mozgását a kinetochore és az orsószálak végzik, amelyek összehúzzák és kinyújtják a kromatidákat az egyenlítőtől a sejt pólusaiig.
Telofázis- a mitózis stádiuma, amelyet leánymagok képződése jellemez. A sejtek pólusain a kromoszómák despiralizálódnak, és hosszú filamentumok formáját öltik, ami a nem osztódó magra jellemző. Leánymagok képződnek, és bennük - magok. A leánymagok alkotják a magburkot, a nukleoplazmát. Telofázis alatt, citokinézis- a citoplazma osztódása, melynek eredményeként két egyforma leánysejt válik el egymástól. Ezek az anyasejt genetikai másolata, és diploid kromoszómakészletet tartalmaznak - 2nc.
Rizs. 27. A mitózis fázisai állati sejtben : A-B profázis; G - prometafázis; D - metafázis; E - anafázis; G - telofázis; Z- citokinézis
A mitózis biológiai jelentősége. A mitózis biztosítja a sejtgenerációk genetikai folytonosságát, a genetikai stabilitást, azaz a sejtekben lévő kromoszómák számának faji állandóságát.
Mitotikus index(m) a szövetben mitózison átesett sejtek számának a szövetben vagy tenyészetben lévő sejtek teljes számához viszonyított aránya. A mitotikus indexet az m = N m / N képlet határozza meg, ahol N m a szövetben mitózison átesett sejtek száma, N pedig a szöveti sejtek teljes száma (1000 sejt). Minden szövetnek saját mitotikus indexe van. Magasabb értékei a bőr csírarétegére (0,7), az apikális és laterális merisztémákra (0,7), a vékonybél epitéliumára (0,78), a vörös csontvelősejtekre (0,74), alacsonyabbak a bőrre jellemzőek. vázizomszövet (0,0001) és idegszövet (0,0001).
Meiosis
A meiózis az ivarmirigyek diploid sejtjeinek osztódási folyamata, amelynek során redukciós osztódás figyelhető meg, ami a kromoszómák számának felére csökkenéséhez és egyenlő osztódásához vezet, ami ivarsejtek kialakulásához vezet. A meiózist W. Flemming fedezte fel 1882-ben állatokon, E. Strasburger pedig 1888-ban a kromoszómák számának csökkenését tárta fel a növényekben.
a meiózis interfázisa. Az interfázisban a DNS-molekulák megkettőződése következik be a szintetikus periódusban. Ez megduplázza a kromoszómákat. Minden kromoszóma 2 kromatidot (2n2c) tartalmaz.
1. A meiózis első osztódása
1. próféta. Az interfázisban megduplázódott kromoszómák belépnek az 1. profázisba.
Ezért a profázis elején a kromoszómák megduplázódnak (diploid halmaz), és mindegyik 2 kromatidot (2n2c) tartalmaz. Ezután a konjugáció és a keresztezés folyamatait (28. ábra) hajtjuk végre. A profázis-1-ben a szakaszokat megkülönböztetik: leptoten, zigotén, pachytén, diplotén, diakinézis.
A kromoszómakonjugáció a homológ kromoszómák páronkénti időbeli konvergenciájának folyamata. Leptotena- a vékony szálak szakasza. A zigotén stádiumok a homológ kromoszómák párokba állnak össze és tetradokat alkotnak - négy kromatidból álló szerkezeteket, ill. bivalensek. A konjugáció miatt minden bivalens 4 testvérkromatidból áll. A genetikai anyag képlete 2n4c.
A crossing over homológ kromoszómák vagy kromatidák keresztezése, amelyet a megfelelő szakaszok kromatidák közötti cseréje kísér (a rekombináció folyamata). A pachytén szakaszai bivalensekben keresztezés történik: a homológ kromoszómák hossza mentén azonos szakaszok kölcsönös cseréje, chiasma képződik - olyan helyek, ahol a kromoszómák keresztezik egymást. Mivel minden chiasma egy keresztezési eseménynek felel meg, amelyben két nem-testvér kromatid vesz részt, a keresztezési folyamat intenzitása a chiasma számából ítélhető meg. Az emberi kromoszómakészletben a chiasmaták száma 35 és 66 között mozog. Lehetőség van a szomszédos kromoszómák nem testvérkromatidjai közötti metszetek cseréjére - (nem testvércsere) vagy testvérkromatidák között - ugyanazon a kromoszómán belül (testvércsere) .
A crossing over genetikai következménye a gének rekombinációja, genetikailag heterogén anyag kialakulása, a kromatidák közötti genetikai különbségek megjelenése, ami az ivarsejtek széles genetikai variabilitását biztosítja. A diplotén szakaszok a tetrad komplex megsemmisül. A homológok taszítják egymást. diakinézis- a meiózis-1 profázisát befejező szakasz, amely átmenet az 1-es metafázisba. A bivalensek lerövidülnek, a mag elpusztul, és elkezd kialakulni a hasadási orsó.
1. metafázis. A már genetikailag heterogén bivalensek 2 rétegben helyezkednek el a sejt egyenlítője mentén.
1. anafázis. Az anafázisban a 2 kromatidából álló kromoszómák a pólusokhoz divergálnak, azaz a bivalensek felei divergálnak. Ezt a folyamatot ún redukciós részleg, melynek eredményeként két sejt keletkezik, amelyek egy kromoszómát tartalmaznak, de mindegyik kromoszóma két kromatidából áll. Haploid kromoszómakészlet képződik. Ezért az anafázis-1-ben lévő genetikai anyag képlete - n2c).
1. telofázis. 2 sejt képződik haploid kromoszómakészlettel és kétszeres mennyiségű DNS-sel. Az osztódás orsója megsemmisül. Megjelenik a nukleáris burok. Az 1. telofázis végén citokinézis lép fel (a citoplazma felosztása szűkület segítségével), ezen kívül diádok képződnek, pl. Minden sejt 2 testvérkromatidot tartalmaz, amelyeket centromer köt össze.
Tehát már az első meiotikus osztódás után a sejt haploid kromoszómakészletet tartalmaz, és minden kromoszóma két kromatidából áll.
2. A meiózis második felosztása - kiegyenlítő osztás (meiózis mitózisa). A meiózis első és második felosztása között van egy időszak - interkinézis. Az interfázistól eltérően a DNS nem replikálódik az interkinézisben, és a kromoszóma megkettőződése nem következik be.
A meiózis második felosztása ugyanazokat a fázisokat tartalmazza, mint az első részleg - 2. profázis, 2. metafázis, 2. anafázis, 2. telofázis.
A meiózis 2-es és metafázisában minden kromoszómában két kromatid maradt fenn. A meiózis II. profázisában a sejt kromoszómakészlete felírható az 1 n 2 c képlettel (n a kromoszómák száma, c a kromatidák száma).
Az anafázis-2-ben a testvérkromatidák a sejt pólusaihoz térnek el, és mindegyik önálló kromoszómává válik. A kromatidáknak a sejt pólusaihoz való divergenciája következtében egalitárius felosztás.
A -2 telofázisban a genetikai anyag képlete n c.
Rizs. 28 . meiózis szakaszai. A kromoszómák viselkedése. Az apai kromoszómák feketék, az anyai kromoszómák fehérek.
Így a meiózis két egymást követő felosztásból áll (redukció és kiegyenlítés). A meiózis első osztódása előtt, az interfázisban, DNS-szintézis megy végbe, amelynek eredményeként minden kromoszómában két kromatid lesz (egyetlen DNS-replikáció - 2n2c). A redukciós osztódás két sejt képződésével ér véget, amelyek két kromatidból (1n2c) álló haploid kromoszómakészletet tartalmaznak. A meiózisban a második osztódás előtt nincs interfázis. Ezért a második osztódást nem előzi meg DNS-szintézis és kromoszóma-kettőződés. Az egyenlő osztódás (meiózis mitózis) eredményeként az ivarmirigy egy kezdeti diploid sejtjéből 4 haploid genetikailag heterogén sejt keletkezik. A kiegyenlítő osztás után a genetikai anyag képlete így néz ki - 1n1c.
A meiózis biológiai jelentősége a következőkből áll: 1) a keresztezés következtében genetikailag változatos anyag képződése; 2) a fajok sokféleségében, mivel a meiózis az organizmusok kombinatív változékonyságának alapja; 3) az ivaros szaporodásban részt vevő ivarsejtek képződésében; 4) a fajok genetikai állandóságának fenntartásában.
