Mitoza (kariokineza) je neizravna stanična dioba u kojoj se razlikuju sljedeće faze: profaza, metafaza, anafaza i telofaza.

1. Profazu karakteriziraju:
1) kromonemata spirala, zadebljati i skraćivati.
2) nestaju jezgrice, t.j. Kromonem nukleolusa pakiran je na kromosome koji imaju sekundarno suženje, koje se naziva nukleolarni organizator.

3) u citoplazmi se formiraju dva stanična središta (centriole) i formiraju se vretenaste niti.
4) na kraju profaze nuklearna membrana se raspada i kromosomi završavaju u citoplazmi. Skup kromosoma profaze je 2n4c.

2. Metafazu karakteriziraju:
1) niti vretena su pričvršćene na centromere kromosoma i kromosomi se počinju pomicati i redati na ekvatoru stanice.
2) metafaza se naziva "putovnica stanice", jer Jasno je vidljivo da se kromosom sastoji od dvije kromatide. Kromosomi su maksimalno spiralizirani, kromatide se počinju međusobno odbijati, ali su još uvijek spojene na centromeri. U ovoj fazi proučava se kariotip stanica, jer jasno se vidi broj i oblik kromosoma. Faza je vrlo kratka.
Skup metafaznih kromosoma je 2n4c.

3. Anafazu karakterizira:
1) centromere kromosoma se dijele i sestrinske kromatide pomiču na polove stanice i postaju neovisne kromatide, koje se nazivaju kromosomi kćeri. Na svakom polu u stanici nalazi se diploidna garnitura kromosoma.
Skup anafaznih kromosoma je 4n4c.

4. Telofazu karakteriziraju:
Jednokromatidni kromosomi despiriraju na polovima stanice, formiraju se jezgrice i obnavlja se nuklearna membrana.
Skup telofaznih kromosoma je 2n2c.
Telofaza završava citokinezom. Citokineza je proces diobe citoplazme između dviju stanica kćeri. Citokineza se različito odvija kod biljaka i životinja.
U životinjska stanica. Na ekvatoru stanice pojavljuje se prstenasto suženje koje se produbljuje i u cijelosti prekriva tijelo stanice. Kao rezultat toga nastaju dvije nove stanice koje su upola manje od matične stanice. U području suženja ima puno aktina, t.j. Mikrofilamenti igraju ulogu u kretanju.
Citokineza se odvija konstrikcijom.
U biljnoj stanici. Na ekvatoru, u središtu stanice, kao posljedica nakupljanja vezikula diktiosoma Golgijevog kompleksa, nastaje stanična ploča koja raste od središta prema periferiji i dovodi do diobe matične stanice na dvije ćelije. Nakon toga, septum se zadeblja zbog taloženja celuloze, tvoreći staničnu stijenku. Citokineza se odvija kroz septum.

Biološko značenje mitoze

Kao rezultat mitoze nastaju dvije stanice kćeri s istim skupom kromosoma kao matična stanica.

Dijagram mitoze

Mitoza (neizravna dioba) je dioba somatskih stanica (stanica tijela). Biološki značaj mitoza - reprodukcija somatskih stanica, dobivanje kopija stanica (s istim skupom kromosoma, s točno istim nasljednim informacijama). Sve somatske stanice u tijelu potječu od jedne matične stanice (zigote) mitozom.

1) Profaza

• kromatin se spiralno (uvija, kondenzira) u kromosome
• jezgrice nestaju
• nuklearni ovoj se raspada
• Centriole se odvajaju prema polovima stanice, formira se vreteno

2) Metafaza- kromosomi se poredaju duž ekvatora stanice, nastaje metafazna ploča

3) Anafaza- kromosomi kćeri se međusobno odvajaju (kromatide postaju kromosomi) i kreću prema polovima

4) Telofaza

• kromosomi despiralni (odmotavaju se, dekondenziraju) do stanja kromatina
• pojavljuju se jezgra i jezgrice
• vretenaste niti su uništene
• dolazi do citokineze – diobe citoplazme stanice majke na dvije stanice kćeri

Trajanje mitoze je 1-2 sata.

Stanični ciklus

To je razdoblje života stanice od trenutka njezina nastanka preko diobe matične stanice do vlastite diobe ili smrti.

Stanični ciklus sastoji se od dva razdoblja:

• međufaza(stanje kada se stanica NE dijeli);
• dioba (mitoza ili).

Interfaza se sastoji od nekoliko faza:

• presintetski: stanica raste, u njoj se javlja aktivna sinteza RNA i proteina, a broj organela se povećava; osim toga dolazi do pripreme za udvostručenje DNA (nakupljanje nukleotida)
• sintetski: dolazi do udvostručenja (replikacije, reduplikacije) DNA
• postsintetski: stanica se priprema za diobu, sintetizira tvari potrebne za diobu, na primjer, proteine ​​vretena.

VIŠE INFORMACIJA: ,
2. DIO ZADACI:

Testovi i zadaci

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Proces razmnožavanja stanica organizama različitih kraljevstava žive prirode naziva se
1) mejoza
2) mitoza
3) oplodnja
4) drobljenje

Odgovor

Sve sljedeće značajke, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje procesa međufaze staničnog ciklusa. Prepoznajte dvije karakteristike koje “ispadaju” iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su navedene u tablici.
1) rast stanica
2) divergencija homolognih kromosoma
3) raspored kromosoma duž ekvatora stanice
4) replikacija DNA
5) sinteza organskih tvari

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U kojoj fazi života kromosomi spiralno ulaze u stanice?
1) međufaza
2) profaza
3) anafaza
4) metafaza

Odgovor

Odaberite tri mogućnosti. Koje stanične strukture prolaze kroz najveće promjene tijekom mitoze?
1) jezgra
2) citoplazma
3) ribosomi
4) lizosomi
5) stanično središte
6) kromosomi

Odgovor

1. Ustanovite redoslijed procesa koji se odvijaju u stanici s kromosomima u interfazi i naknadnoj mitozi
1) raspored kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini
2) Replikacija DNA i stvaranje dvokromatidnih kromosoma
3) spiralizacija kromosoma
4) divergencija sestrinskih kromosoma do polova stanice

Odgovor

2. Utvrdite slijed procesa koji se odvijaju tijekom interfaze i mitoze. Zapiši odgovarajući niz brojeva.
1) spiralizacija kromosoma, nestanak jezgrene ovojnice
2) divergencija sestrinskih kromosoma do polova stanice
3) stvaranje dviju stanica kćeri
4) udvostručenje molekula DNA
5) smještaj kromosoma u ravnini ekvatora stanice

Odgovor

3. Utvrdite slijed procesa koji se odvijaju u interfazi i mitozi. Zapiši odgovarajući niz brojeva.
1) otapanje nuklearne membrane
2) replikacija DNA
3) uništenje fisijskog vretena
4) divergencija jednokromatidnih kromosoma do polova stanice
5) formiranje metafazne ploče

Odgovor

4. Instalirajte ispravan slijed procesi koji se odvijaju tijekom mitoze. Zapiši brojeve pod kojima su označeni.
1) raspad nuklearne ljuske
2) zadebljanje i skraćivanje kromosoma
3) poravnanje kromosoma u središnjem dijelu stanice
4) početak kretanja kromosoma prema središtu
5) divergencija kromatida do polova stanice
6) stvaranje novih nuklearnih membrana

Odgovor

5. Utvrdite slijed procesa koji se odvijaju tijekom mitoze. Zapiši odgovarajući niz brojeva.
1) spiralizacija kromosoma
2) kromatidna divergencija
3) formiranje fisijskog vretena
4) despiralizacija kromosoma
5) dioba citoplazme
6) položaj kromosoma na ekvatoru stanice

Odgovor

OBLIKOVANJE 6:
1) niti vretena su pričvršćene za svaki kromosom

2) formira se nuklearna ovojnica

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Kada se stanica dijeli, formira se vreteno
1) profaza
2) telofaza
3) metafaza
4) anafaza

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Mitoza se NE javlja u profazi
1) otapanje nuklearne membrane
2) formiranje vretena
3) udvostručenje kromosoma
4) otapanje jezgrica

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U kojoj fazi života stanice kromatida postaju kromosomi?
1) međufaza
2) profaza
3) metafaza
4) anafaza

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Unspiralizacija kromosoma tijekom diobe stanice događa se u
1) profaza
2) metafaza
3) anafaza
4) telofaza

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U kojoj fazi mitoze su parovi kromatida pričvršćeni svojim centromerama za filamente vretena?
1) anafaza
2) telofaza
3) profaza
4) metafaza

Odgovor

Uspostavite korespondenciju između procesa i faza mitoze: 1) anafaza, 2) telofaza. Napiši brojeve 1 i 2 pravilnim redoslijedom.
A) formira se jezgrina ovojnica
B) sestrinski kromosomi divergiraju prema polovima stanice
C) vreteno konačno nestaje
D) kromosomi despiralni
D) odvajaju se centromeri kromosoma

Odgovor

Uspostavite korespondenciju između karakteristika i faza stanične diobe: 1) anafaza, 2) metafaza, 3) telofaza. Napišite brojeve 1-3 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) despiralizacija kromosoma
B) broj kromosoma i DNA 4n4c
B) raspored kromosoma duž ekvatora stanice
D) divergencija kromosoma prema polovima stanice
E) veza centromera s vretenastim filamentima
E) stvaranje jezgrene membrane

Odgovor

Sve sljedeće značajke, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje procesa koji se odvijaju u međufazi. Prepoznajte dvije karakteristike koje “ispadaju” iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su navedene u tablici.
1) replikacija DNK
2) stvaranje nuklearne membrane
3) spiralizacija kromosoma
4) Sinteza ATP-a
5) sinteza svih vrsta RNK

Odgovor

Koliko stanica nastaje kao rezultat mitoze jedne stanice? U svoj odgovor upišite samo odgovarajući broj.

Odgovor

Sve osim dvije dolje navedene karakteristike koriste se za opisivanje faze mitoze prikazane na slici. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) jezgrica nestaje
2) nastaje fisijsko vreteno
3) Molekule DNA se udvostručuju
4) kromosomi su aktivno uključeni u biosintezu proteina
5) kromosomi spiralni

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Što je popraćeno spiralizacijom kromosoma na početku mitoze?
1) stjecanje dikromatidne strukture
2) aktivno sudjelovanje kromosoma u biosintezi proteina
3) udvostručenje molekule DNA
4) povećana transkripcija

Odgovor

Uspostavite korespondenciju između procesa i razdoblja međufaze: 1) postsintetske, 2) predsintetske, 3) sintetske. Zapišite brojeve 1, 2, 3 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) rast stanica
B) Sinteza ATP-a za proces fisije
B) Sinteza ATP-a za replikaciju molekula DNA
D) sinteza proteina za izgradnju mikrotubula
D) Replikacija DNA

Odgovor

1. Sve sljedeće značajke, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje procesa mitoze. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) nalazi se u osnovi nespolnog razmnožavanja
2) neizravna podjela
3) osigurava regeneraciju
4) redukcijska podjela
5) povećava se genetička raznolikost

Odgovor

2. Sve navedene karakteristike, osim dvije, mogu se koristiti za opis procesa mitoze. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) stvaranje dvovalenata
2) konjugacija i crossing over
3) stalnost broja kromosoma u stanicama
4) stvaranje dviju stanica
5) očuvanje strukture kromosoma

Odgovor

Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, koriste se za opisivanje procesa prikazanog na slici. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) stanice kćeri imaju isti skup kromosoma kao roditeljske stanice
2) neravnomjerna raspodjela genetskog materijala između stanica kćeri
3) osigurava rast
4) stvaranje dviju stanica kćeri
5) izravna dioba

Odgovor

Svi dolje navedeni procesi osim dva odvijaju se tijekom neizravne stanične diobe. Odredite dva procesa koji "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) nastaju dvije diploidne stanice
2) nastaju četiri haploidne stanice
3) dolazi do diobe somatskih stanica
4) dolazi do konjugacije i crossing overa kromosoma
5) staničnoj diobi prethodi jedna interfaza

Odgovor

1. Uspostavite korespondenciju između faza životni ciklus stanica i procesa. Tijekom njih nastaju: 1) interfaza, 2) mitoza. Napiši brojeve 1 i 2 redom koji odgovara slovima.
A) formira se vreteno
B) stanica raste, u njoj dolazi do aktivne sinteze RNA i proteina
B) dolazi do citokineze
D) udvostručuje se broj molekula DNA
D) dolazi do spiralizacije kromosoma

Odgovor

2. Uspostavite korespondenciju između procesa i faza životnog ciklusa stanice: 1) interfaza, 2) mitoza. Napiši brojeve 1 i 2 redom koji odgovara slovima.
A) spiralizacija kromosoma
B) intenzivan metabolizam
B) udvostručenje centriola
D) divergencija sestrinskih kromatida do polova stanice
D) Reduplikacija DNA
E) povećanje broja staničnih organela

Odgovor

Koji se procesi odvijaju u stanici tijekom interfaze?
1) sinteza proteina u citoplazmi
2) spiralizacija kromosoma
3) sinteza mRNA u jezgri
4) reduplikacija molekula DNA
5) otapanje nuklearne membrane
6) divergencija centriola staničnog središta do polova stanice

Odgovor

Odredite fazu i vrstu diobe prikazane na slici. Napišite dva broja redom navedenim u zadatku, bez razdjelnika (razmaka, zareza i sl.).
1) anafaza
2) metafaza
3) profaza
4) telofaza
5) mitoza
6) mejoza I
7) mejoza II

Odgovor

Sve osim dvije dolje navedene karakteristike koriste se za opisivanje stadija životnog ciklusa stanice prikazanog na slici. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) vreteno nestaje
2) kromosomi tvore ekvatorsku ploču
3) oko kromosoma na svakom polu formira se nuklearna membrana
4) dolazi do odvajanja citoplazme
5) kromosomi se spiraliziraju i postaju jasno vidljivi

Odgovor

Uspostavite korespondenciju između procesa i faza dijeljenje stanica. Napiši brojeve 1 i 2 redom koji odgovara slovima.
A) razaranje nuklearne membrane
B) spiralizacija kromosoma
B) divergencija kromatida na polove stanice
D) stvaranje jednostrukih kromatidnih kromosoma
D) divergencija centriola prema polovima stanice

Odgovor

Pogledajte crtež. Označite (A) vrstu diobe, (B) fazu diobe, (C) količinu genetskog materijala u stanici. Za svako slovo odaberite odgovarajući pojam s ponuđenog popisa.
1) mitoza
2) mejoza II
3) metafaza
4) anafaza
5) telofaza
6) 2n4c
7) 4n4c
8) n2c

Odgovor

© D.V. Pozdnjakov, 2009-2019

Karakteristike faza mitoze

Redoslijed faza mitotskog ciklusa prikazan je na slici. 4.

Riža. 4. Faze mitoze

Profaza. U profazi, jezgra se povećava, a kromosomske niti, koje su u to vrijeme već spiralizirane, postaju jasno vidljive.

Svaki se kromosom nakon reduplikacije u interfazi sastoji od dvije sestrinske kromatide povezane jednom centromerom. Na kraju profaze obično nestaju jezgrina ovojnica i nukleoli. Ponekad jezgrica nestane u sljedećoj fazi mitoze. Na preparatima uvijek možete pronaći ranu i kasnu profazu i međusobno ih usporediti. Promjene su jasno vidljive: nestaju jezgrica i jezgrina membrana. Kromosomske niti su jasnije vidljive u kasnoj profazi, a često je moguće primijetiti da su duplicirane. U profazi također dolazi do odvajanja centriola koji tvore dva pola stanice.

Prometafaza počinje brzom dezintegracijom jezgrene membrane u male fragmente, koji se ne razlikuju od fragmenata endoplazmatskog retikuluma (slika 5). U prometafazi se u kromosomima sa svake strane centromera stvaraju posebne strukture zvane kinetohore. Pričvršćuju se na posebnu skupinu mikrotubula koje nazivamo kinetohorni filamenti ili kinetohorni mikrotubuli. Te se niti protežu s obje strane svakog kromosoma, kreću se u suprotnim smjerovima i međusobno djeluju s nitima bipolarnog vretena. Istodobno se kromosomi počinju intenzivno kretati.

Riža. 5. Prometafaza (izgrađen je lik zvijezde majke) u stanici bez pigmenta. Bojanje željeznim hematoksilinom prema Heidenhainu. Prosječno povećanje

Metafaza. Nakon nestanka nuklearne membrane, jasno je da su kromosomi postigli maksimalnu spiralizaciju, postali kraći i pomaknuli se prema ekvatoru stanice, koji se nalazi u istoj ravnini. Centriole smještene na polovima stanice dovršavaju formiranje vretena, a njegove niti spajaju kromosome u području centromera. Centromeri svih kromosoma nalaze se u istoj ekvatorijalnoj ravnini, a krakovi mogu biti smješteni više ili niže. Ovakav položaj kromosoma pogodan je za njihovo brojanje i proučavanje njihove morfologije.

Anafaza počinje kontrakcijom filamenata vretena, zbog čega se može nalaziti više ili niže. Sve je to prikladno za brojanje broja kromosoma, proučavanje njihove morfologije i dijeljenje centromera. U anafazi mitoze, centromerna regija svakog od dvokromatidnih kromosoma se dijeli, što dovodi do odvajanja sestrinskih kromatida i njihove transformacije u neovisne kromosome (formalni omjer broja kromosoma i molekula DNA je 4n4c).

Tako se događa točna raspodjela genetskog materijala, a na svakom polu nalazi se isti broj kromosoma koliko je imala izvorna stanica prije nego što su se udvostručili.

Kretanje kromatida prema polovima događa se zbog kontrakcije pratećih niti i izduživanja potpornih niti mitotskog vretena.

Telofaza. Nakon završetka divergencije kromosoma do polova stanice majke, u telofazi se formiraju dvije stanice kćeri, od kojih svaka prima puni set jednokromatidnih kromosoma stanice majke (formula 2n2c za svaku od stanica kćeri).

U telofazi, kromosomi na svakom polu prolaze kroz despiralizaciju, tj. proces suprotan onome što se događa u profazi. Obrisi kromosoma gube svoju jasnoću, mitotičko vreteno se uništava, nuklearna membrana se obnavlja i pojavljuju se jezgrice. Odvajanje staničnih jezgri naziva se kariokineza (slika 6).

Tada nastaje fragmoplast stanične stijenke, koji cijeli sadržaj citoplazme dijeli na dva jednaka dijela. Taj se proces naziva citokineza. Tako završava mitoza.

Riža. 6. Faze mitoze kod raznih biljaka

Riža. 7. Raspodjela homolognih kromosoma i gena koje oni sadrže tijekom mitotskog ciklusa u hipotetskom organizmu (2n = 2) generacije i genetski kontinuitet života u slučaju nespolnog razmnožavanja organizama.

Osnovni pojmovi i pojmovi: anafaza; stanica kćer; međufaza; matična (roditeljska) stanica; metafaza; mitoza (period M); mitotski (stanični) ciklus; postsintetsko razdoblje (G 2); predsintetsko razdoblje (G 1); profaza; sestrinske kromatide; sintetičko razdoblje (S); telofaza; kromatid; kromatin; kromosom; centromera.

Najvažnija komponenta staničnog ciklusa je mitotički (proliferativni) ciklus. To je kompleks međusobno povezanih i usklađenih pojava tijekom stanične diobe, kao i prije i poslije nje. Mitotski ciklus- ovo je skup procesa koji se odvijaju u stanici od jedne podjele do druge i završavaju stvaranjem dviju stanica sljedeće generacije. Osim toga, pojam životnog ciklusa također uključuje razdoblje tijekom kojeg stanica obavlja svoje funkcije i razdoblja odmora. U to je vrijeme daljnja sudbina stanice neizvjesna: stanica se može početi dijeliti (ući u mitozu) ili se početi pripremati za obavljanje određenih funkcija.

Glavne faze mitoze.

1. Reduplikacija (samodupliciranje) genetske informacije stanice majke i njezina ravnomjerna raspodjela između stanica kćeri. To je popraćeno promjenama u strukturi i morfologiji kromosoma, u kojima je koncentrirano više od 90% informacija eukariotske stanice.

2. Mitotski ciklus sastoji se od četiri uzastopna razdoblja: presintetski (ili postmitotski) G1, sintetski S, postsintetski (ili premitotski) G2 i sama mitoza. Oni čine autokatalitičku međufazu (pripremno razdoblje).

Faze staničnog ciklusa:

1) presintetski (G1) (2n2c, gdje je n broj kromosoma, c je broj molekula) . Javlja se neposredno nakon diobe stanica. Sinteza DNK još se nije dogodila. Stanica aktivno raste u veličini, pohranjujući tvari potrebne za diobu: proteine ​​(histone, strukturne proteine, enzime), RNA, ATP molekule. Dolazi do diobe mitohondrija i kloroplasta (tj. struktura sposobnih za samoreprodukciju). Organizacijske značajke interfazne stanice obnavljaju se nakon prethodne diobe;

2) sintetički (S) (2n4c). Genetski materijal se duplicira putem replikacije DNK. Nastaje na polukonzervativni način, kada se dvostruka spirala molekule DNK raziđe u dva lanca i na svakom od njih se sintetizira komplementarni lanac.

Rezultat su dvije identične dvostruke spirale DNK, od kojih se svaka sastoji od jednog novog i jednog starog lanca DNK. Količina nasljednog materijala se udvostručuje. Osim toga, nastavlja se sinteza RNA i proteina. Također, mali dio mitohondrijske DNA prolazi replikaciju (glavni dio se replicira u G2 razdoblju);

3) postsintetski (G2) (2n4c). DNK se više ne sintetizira, ali se ispravljaju (popravljaju) nedostaci nastali tijekom njezine sinteze u S razdoblju. Energija i hranjivim tvarima, nastavlja se sinteza RNA i proteina (uglavnom nuklearnih).

S i G2 izravno su povezani s mitozom, pa se ponekad izdvajaju u zasebno razdoblje – pretprofazu.

Nakon toga nastupa prava mitoza koja se sastoji od četiri faze. Proces diobe uključuje nekoliko uzastopnih faza i predstavlja ciklus. Njegovo trajanje varira i kreće se u većini stanica od 10 do 50 sati.U stanicama ljudskog tijela trajanje same mitoze je 1-1,5 sati, G2 period interfaze je 2-3 sata, S period interfaze je 6-10 sati. sati .

Faze mitoze.

Proces mitoze obično se dijeli u četiri glavne faze: profaza, metafaza, anafaza I telofaza(Sl. 1–3). Budući da je kontinuirana, promjena faza se odvija glatko - jedna neprimjetno prelazi u drugu.

U profazi Povećava se volumen jezgre, a zbog spiralizacije kromatina nastaju kromosomi. Do kraja profaze jasno je da se svaki kromosom sastoji od dvije kromatide. Jezgrice i nuklearna membrana postupno se otapaju, a kromosomi se pojavljuju nasumično smješteni u citoplazmi stanice. Centriole divergiraju prema polovima stanice. Formira se akromatinsko fisijsko vreteno čije niti idu od pola do pola, a neke su pričvršćene na centromere kromosoma. Sadržaj genetskog materijala u stanici ostaje nepromijenjen (2n4c).

Riža. 1.Shema mitoze u stanicama korijena luka

Riža. 2.Shema mitoze u stanicama korijena luka: 1- interfaza; 2.3 - profaza; 4 - metafaza; 5.6 - anafaza; 7,8 - telofaza; 9 - formiranje dviju stanica

Riža. 3.Mitoza u stanicama vrha korijena luka: A- međufaza; b- profaza; V- metafaza; G- anafaza; l, e- rana i kasna telofaza

U metafazi kromosomi postižu maksimalnu spiralizaciju i raspoređeni su na uredan način na ekvatoru stanice, pa se u tom razdoblju broje i proučavaju. Sadržaj genetskog materijala se ne mijenja (2n4c).

U anafazi svaki se kromosom "razdvoji" u dvije kromatide, koje se od ovog trenutka nazivaju kromosomi kćeri. Vretenaste niti pričvršćene za centromere kontrahiraju se i povlače kromatide (kromosome kćeri) prema suprotnim polovima stanice. Sadržaj genetskog materijala u stanici na svakom polu predstavljen je diploidnim nizom kromosoma, ali svaki kromosom sadrži jednu kromatidu (4n4c).

U telofazi Kromosomi koji se nalaze na polovima despiriraju i postaju slabo vidljivi. Oko kromosoma na svakom polu nastaje jezgrina membrana od membranskih struktura citoplazme, a u jezgri se stvaraju jezgrice. Fisijsko vreteno je uništeno. Istovremeno se citoplazma dijeli. Stanice kćeri imaju diploidni set kromosoma, od kojih se svaki sastoji od jedne kromatide (2n2c).

Atipični oblici mitoze

Atipični oblici mitoze su amitoza, endomitoza i politenija.

1. Amitoza je izravna dioba jezgre. Pritom je očuvana morfologija jezgre, vidljiva je jezgrica i jezgrina membrana. Kromosomi nisu vidljivi i nisu ravnomjerno raspoređeni. Jezgra je podijeljena na dva relativno jednaka dijela bez stvaranja mitotskog aparata (sustav mikrotubula, centriola, strukturiranih kromosoma). Ako dioba završi, pojavljuje se binuklearna stanica. Ali ponekad je i citoplazma isprepletena.

Ova vrsta diobe postoji u nekim diferenciranim tkivima (u stanicama skeletnih mišića, kože, vezivno tkivo), kao iu patološki promijenjenim tkivima. Amitoza se nikada ne javlja u stanicama koje trebaju sačuvati kompletnu genetsku informaciju – oplođene jajne stanice, stanice embrija koji se normalno razvija. Ova metoda diobe ne može se smatrati punopravnom metodom reprodukcije eukariotskih stanica.

2. Endomitoza. Kod ove vrste diobe, nakon replikacije DNA, kromosomi se ne razdvajaju u dvije kromatide kćeri. To dovodi do povećanja broja kromosoma u stanici, ponekad nekoliko desetaka puta u usporedbi s diploidnim skupom. Tako nastaju poliploidne stanice. Normalno, ovaj proces se odvija u tkivima koja intenzivno funkcioniraju, na primjer, u jetri, gdje su poliploidne stanice vrlo česte. Međutim, s genetske točke gledišta, endomitoza je genomska somatska mutacija.

3. Politenija. Dolazi do višestrukog povećanja sadržaja DNA (kromonema) u kromosomima bez povećanja sadržaja samih kromosoma. U ovom slučaju, broj kromonema može doseći 1000 ili više, a kromosomi poprimaju ogromne veličine. Politenijom se gube sve faze mitotskog ciklusa, osim reprodukcije primarnih DNA lanaca. Ova vrsta diobe opažena je u nekim visoko specijaliziranim tkivima (stanice jetre, žlijezde slinovnice kukci dvokrilci). Politenski kromosomi Drosophile koriste se za izradu citoloških mapa gena u kromosomima.

Biološki značaj mitoze.

Sastoji se u tome što mitoza osigurava nasljedni prijenos svojstava i svojstava u nizu generacija stanica tijekom razvoja višestaničnog organizma. Zbog precizne i ujednačene raspodjele kromosoma tijekom mitoze, sve su stanice jednog organizma genetski identične.

Mitotička stanična dioba je temelj svih oblika nespolnog razmnožavanja i kod jednostaničnih i kod višestaničnih organizama. Mitoza određuje najvažnije životne pojave: rast, razvoj i obnovu tkiva i organa i bespolna reprodukcija organizmi.

Mejoza je dioba u zoni spolnog sazrijevanja Stanice, praćeno prepolovljenjem broja kromosoma. Sastoji se od dvije uzastopne diobe koje imaju iste faze kao i mitoza. Međutim, kao što je prikazano u tablici "Usporedba mitoze i mejoze", trajanje pojedinih faza i procesi koji se u njima odvijaju značajno se razlikuju od procesa koji se odvijaju tijekom mitoze.

Te su razlike uglavnom sljedeće.

U mejozi je profaza I duža. U njemu se događa konjugacija (spajanje homolognih kromosoma) i razmjena genetskih informacija. U anafazi I, centromere koje drže kromatide zajedno ne dijele se, a jedna od homologmejoze Mitoza i njezine faze mitoze i jajnih kromosoma pomiču se prema polovima. Interfaza prije druge diobe vrlo je kratka, tijekom koje se DNA ne sintetizira. Stanice (haliti) nastale kao rezultat dviju mejotičkih dioba sadrže haploidni (jedan) set kromosoma. Diploidija se obnavlja spajanjem dviju stanica – majčine i očinske. Oplođeno jaje naziva se zigota.

Mitoza, odnosno neizravna dioba, najraširenija je u prirodi. Mitoza je temelj podjele svih nespolnih Stanice(epitelni, mišićni, živčani, koštani itd.). Mitoza se sastoji od četiri uzastopne faze (vidi tablicu u nastavku). Mitoza osigurava da su genetske informacije matične stanice ravnomjerno raspoređene među stanicama kćerima. Razdoblje života stanice između dviju mitoza naziva se interfaza. Deset puta je duža od mitoze. Prije stanične diobe u njemu se odvija niz vrlo važnih procesa: sintetiziraju se molekule ATP-a i bjelančevine, svaki se kromosom udvostruči, tvoreći dvije sestrinske kromatide koje zajedno drži zajednički centromer, a broj glavnih organela citoplazme se povećava.

U profazi, kromosomi, koji se sastoje od dviju sestrinskih kromatida koje zajedno drži centromera, spiraliziraju se i kao rezultat zadebljaju. Do kraja profaze, nuklearna membrana i jezgrica nestaju, a kromosomi se raspršuju po stanici, centrioli se pomiču prema polovima i formiraju vreteno. U metafazi dolazi do daljnje spiralizacije kromosoma. U ovoj su fazi najjasnije vidljivi. Njihove centromere nalaze se duž ekvatora. Na njih su pričvršćeni navoji vretena.

U anafazi se centromere dijele, sestrinske kromatide se međusobno odvajaju i zbog kontrakcije vretenastih niti pomiču na suprotne polove stanice.

U telofazi se citoplazma dijeli, kromosomi se odmotavaju i ponovno se formiraju jezgrice i jezgrene membrane. U životinjskim stanicama citoplazma je isprepletena; u biljnim stanicama u središtu matične stanice nastaje pregrada. Dakle iz jedne izvorne stanice (majke) nastaju dvije nove stanice kćeri.

Mejoza i mitoza

Tablica - Usporedba mitoze i mejoze

Stanični ciklus- to je razdoblje postojanja stanice od trenutka njezina nastanka diobom matične stanice do vlastite diobe.

Trajanje staničnog ciklusa eukarioti

Duljina staničnog ciklusa varira među različitim stanicama. Stanice odraslih organizama koje se brzo razmnožavaju, kao što su hematopoetske ili bazalne stanice epidermisa i tanko crijevo, mogu ući u stanični ciklus svakih 12-36 sati.Kratki stanični ciklusi (oko 30 minuta) uočeni su kod brze fragmentacije jajašca bodljikašima, vodozemci i druge životinje. U eksperimentalnim uvjetima mnoge linije staničnih kultura imaju kratak stanični ciklus (oko 20 sati). Za većinu stanica koje se aktivno dijele, trajanje razdoblja između mitoze je otprilike 10-24 sata.

Faze staničnog ciklusa eukarioti

Stanični cikluseukarioti sastoji se od dva razdoblja:

Razdoblje rasta stanica koje se naziva " međufaza“, tijekom koje dolazi do sinteze DNK I bjelančevine te se provodi priprema za diobu stanice.

Razdoblje stanične diobe, nazvano "faza M" (od riječi mitoza - mitoza).

Interfaza se sastoji od nekoliko perioda:

G 1 - fazama(iz Engleski praznina- interval), odnosno faza početni rast, tijekom kojih dolazi do sinteze mRNA, bjelančevine, ostale stanične komponente;

S- fazama(iz Engleski sinteza- sinteza), tijekom kojeg idereplikacija DNK stanična jezgra , dolazi i do udvostručenja centriole(ako postoje, naravno).

G 2 - faza tijekom koje se pripremaju zamitoza .

U diferenciranim stanicama koje se više ne dijele, možda neće postojati G 1 faza u staničnom ciklusu. Takve se stanice nalaze u faza mirovanja G 0 .

Razdobljedijeljenje stanica (faza M) uključuje dvije faze:

-mitoza(dioba stanične jezgre);

-citokineza(citoplazmatska dioba).

Sa svoje strane, mitoza podijeljen je u pet faza.

Opis stanične diobe temelji se na podacima svjetlosne mikroskopije u kombinaciji s mikrokino fotografijom i rezultatima svjetlo I elektronička mikroskopija fiksirane i obojene stanice.

Regulacija staničnog ciklusa

Prirodni slijed promjena u razdobljima staničnog ciklusa događa se međudjelovanjem takvih bjelančevine, Kako ciklin-ovisne kinaze I ciklini. Stanice, koji su u G 0 fazi, mogu ući u stanični ciklus kada su izloženi čimbenici rasta. Razni čimbenici rasta kao npr trombocita, epidermalni, čimbenik rasta živaca, koji se veže za svoj receptore, pokreću unutarstaničnu signalnu kaskadu, što u konačnici dovodi do transkripcije geni ciklini I ciklin-ovisne kinaze. Kinaze ovisne o ciklinu postaju aktivni samo u interakciji s odgovarajućim ciklini. Sadržaji raznih ciklini V kavez mijenja tijekom staničnog ciklusa. Cyclin je regulatorna komponenta ciklin-ciklin-ovisne kinaze kompleksa. kinaza je također katalitička komponenta ovog kompleksa. Kinaze nije aktivan bez ciklini. Na različite faze staničnog ciklusa se sintetiziraju drugačiji ciklini. Da, sadržaj ciklin B in jajne stanice žabe trenutno dostiže svoj maksimum mitoza kad krene cijela kaskada reakcija fosforilacija, kataliziran kompleksom ciklin B/ciklin-ovisna kinaza. Do kraja mitoze proteinaze brzo uništavaju ciklin.

Kontrolne točke staničnog ciklusa

Za određivanje završetka svake faze staničnog ciklusa, potrebna je prisutnost kontrolnih točaka. Ako stanica "prođe" kontrolnu točku, tada se nastavlja "kretati" kroz stanični ciklus. Ako neke okolnosti, poput oštećenja DNK, spriječe stanicu da prođe kroz kontrolnu točku, koju možemo usporediti sa svojevrsnom kontrolnom točkom, tada stanica staje i ne dolazi do druge faze staničnog ciklusa. barem dok se ne uklone prepreke koje su sprječavale ćeliju da prođe kroz kontrolnu točku. Postoje najmanje četiri kontrolne točke u staničnom ciklusu: kontrolna točka u G1, koja provjerava netaknutu DNK prije ulaska u S fazu, kontrolna točka u S fazi, koja provjerava ispravnu replikaciju DNK, kontrolna točka u G2, koja provjerava postoje li lezije propuštene kada prolazeći prethodne točke provjere ili dobiveni u sljedećim fazama staničnog ciklusa. U G2 fazi detektira se potpunost replikacije DNA, a stanice u kojima je DNA nedovoljno replicirana ne ulaze u mitozu. Na kontrolnoj točki sklopa vretena provjerava se jesu li sve kinetohore pričvršćene na mikrotubule.

Poremećaji staničnog ciklusa i stvaranje tumora

Povećanje sinteze proteina p53 dovodi do indukcije sinteze proteina p21, inhibitora staničnog ciklusa.

Poremećaj normalne regulacije staničnog ciklusa uzrok je većine solidnih tumora. U staničnom ciklusu, kao što je već spomenuto, prolazak kontrolnih točaka moguć je samo ako su prethodne faze normalno završene i nema kvarova. Tumorske stanice karakteriziraju promjene u komponentama kontrolnih točaka staničnog ciklusa. Kada su kontrolne točke staničnog ciklusa inaktivirane, opaža se disfunkcija nekih tumorskih supresora i protoonkogena, posebno p53, pRb, Myc I Ras. Protein p53 je jedan od faktora transkripcije koji inicira sintezu proteina p21, koji je inhibitor kompleksa CDK-ciklin, što dovodi do zaustavljanja staničnog ciklusa u G1 i G2 razdobljima. Dakle, stanica čija je DNA oštećena ne ulazi u S fazu. Mutacijama koje dovode do gubitka gena proteina p53 ili njihovim promjenama ne dolazi do blokade staničnog ciklusa, stanice ulaze u mitozu, što dovodi do pojave mutiranih stanica, od kojih je većina nesposobna za život, druge nastaju na maligne stanice.

Dijeljenje stanica

Sve stanice nastaju diobom matičnih stanica. Većina stanica ima stanični ciklus koji se sastoji od dvije glavne faze: interfaze i mitoze.

Interfaza sastoji se od tri etape. U roku od 4-8 sati nakon rođenja, stanica povećava svoju masu. Neke stanice (na primjer, živčane stanice u mozgu) ostaju u ovoj fazi zauvijek, dok druge udvostruče svoju kromosomsku DNK unutar 6-9 sati. Kada se stanična masa udvostruči, počinje mitoza.

U nastajanju anafaza kromosomi se pomiču prema polovima stanice. Kada kromosomi dosegnu polove, počinje telofaza. Stanica se dijeli na dva dijela u ekvatorijalnoj ravnini, vretenaste niti se uništavaju, a oko kromosoma stvaraju se nuklearne membrane. Svaka stanica kćer dobiva vlastiti skup kromosoma i vraća se u fazu interfaze. Cijeli proces traje oko sat vremena.

Proces mitoze može varirati ovisno o vrsti stanice. U biljnoj stanici nema centriola, iako se formira vreteno. U stanicama gljiva mitoza se događa unutar jezgre; nuklearna membrana se ne raspada.

Prisutnost kromosoma nije nužan uvjet za diobu stanice. S druge strane, jedna ili više mitoza mogu prestati u fazi telofaze, što rezultira višenuklearnim stanicama (na primjer, u nekim algama).

Razmnožavanje mitozom naziva se i aseksualno ili vegetativno kloniranje. U mitozi, genetski materijal roditeljske stanice i stanice kćeri je identičan.

Mejoza, za razliku od mitoze, važan je element spolno razmnožavanje. Mejozom nastaju stanice koje sadrže samo jedan set kromosoma, što omogućuje kasniju fuziju spolnih stanica (gameta) dvaju roditelja. U suštini, mejoza je vrsta mitoze. Uključuje dvije uzastopne stanične diobe, ali se kromosomi dupliciraju samo u prvoj od tih dioba. Biološka bit mejoze je smanjenje broja kromosoma za polovicu i stvaranje haploidnih gameta (to jest gameta s jednim setom kromosoma).

Kao rezultat mejotske diobe u životinja nastaju četiri gamete. Ako muške reproduktivne stanice imaju približno istu veličinu, tada kada se formiraju jaja, distribucija citoplazme se događa vrlo neravnomjerno: jedna stanica ostaje velika, a ostale tri su toliko male da su gotovo u potpunosti zauzete jezgrom. Ove male stanice služe samo za smještaj viška genetskog materijala.

Muške i ženske gamete stapaju se i formiraju zigota. U ovom slučaju, skupovi kromosoma se kombiniraju (ovaj proces se zove singamija), zbog čega se u zigoti obnavlja dvostruki set kromosoma - po jedan od svakog roditelja. Nasumična segregacija kromosoma i izmjena genetskog materijala između homolognih kromosoma dovode do pojave novih kombinacija gena, povećavajući genetsku raznolikost. Dobivena zigota razvija se u neovisni organizam.

Nedavno se provode pokusi umjetnog spajanja stanica istih odn različiti tipovi. Vanjske površine stanica bile su slijepljene, a membrana između njih je uništena. Na taj način je bilo moguće dobiti hibridne stanice miša i kokoši, čovjeka i miša. Međutim, tijekom sljedećih dioba, stanice su izgubile većinu kromosoma jedne od vrsta.

U drugim pokusima stanica je podijeljena na komponente, kao što su jezgra, citoplazma i membrana. Komponente različitih stanica zatim su ponovno spojene, što je rezultiralo živom stanicom sastavljenom od komponenti različitih vrsta stanica. U principu, pokusi sastavljanja umjetnih stanica mogli bi biti prvi korak prema stvaranju novih oblika života.