מיטוזה (קריוקינזיס) היא חלוקת תאים עקיפה שבה מבחינים בין השלבים הבאים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה.

1. פרופאזה מאופיינת ב:
1) כרומונמטה ספירלה, מתעבות ומתקצרת.
2) הנוקלאולי נעלמים, כלומר. הכרומונמה של הגרעין ארוזה על כרומוזומים בעלי התכווצות משנית, הנקראת המארגן הגרעיני.

3) נוצרים שני מרכזי תאים (צנטריולים) בציטופלזמה ונוצרים חוטי ציר.
4) בסוף הפרופזה, הממברנה הגרעינית מתפרקת והכרומוזומים מגיעים לציטופלזמה. קבוצת הכרומוזומים של פרופאזה היא 2n4c.

2. מטאפאזה מאופיינת ב:
1) חוטי הציר מחוברים לצנטרומרים של הכרומוזומים והכרומוזומים מתחילים לנוע ולהתיישר בקו המשווה של התא.
2) המטאפאזה נקראת "דרכון התא", כי ניכר בבירור שהכרומוזום מורכב משתי כרומטידות. הכרומוזומים הם ספירליים מקסימליים, הכרומטידות מתחילות להדוף זו את זו, אך עדיין מחוברות בצנטרומר. בשלב זה, הקריוטיפ של תאים נחקר, כי המספר והצורה של הכרומוזומים נראים בבירור. השלב קצר מאוד.
קבוצת כרומוזומי המטאפאזה היא 2n4c.

3. אנפאזה מאופיינת ב:
1) הצנטרומרים של הכרומוזומים מתחלקים וכרומטידות אחיות עוברות לקטבים של התא והופכות לכרומטידות עצמאיות, הנקראות כרומוזומי בת. בכל קוטב בתא יש קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים.
קבוצת הכרומוזומים האנפאזה היא 4n4c.

4. טלופאז מאופיין ב:
כרומוזומים חד-כרומטיים נואשים בקטבי התא, נוצרים נוקלאוליים והממברנה הגרעינית משוחזרת.
קבוצת הכרומוזומים הטלופאזית היא 2n2c.
טלופאז מסתיים בציטוקינזיס. ציטוקינזיס הוא תהליך חלוקת הציטופלזמה בין שני תאי בת. ציטוקינזיס מתרחשת באופן שונה בצמחים ובבעלי חיים.
IN תא חיה. התכווצות בצורת טבעת מופיעה בקו המשווה של התא, אשר מעמיקה ושורכת לחלוטין את גוף התא. כתוצאה מכך, נוצרים שני תאים חדשים שגודלם חצי מגודל תא האם. יש הרבה אקטין באזור ההיצרות, כלומר. מיקרופילמנטים ממלאים תפקיד בתנועה.
ציטוקינזיס מתרחש על ידי התכווצות.
בתא צמחי. בקו המשווה, במרכז התא, כתוצאה מהצטברות שלפוחיות של דיקטיוזומים של קומפלקס גולגי, נוצרת לוחית תא שצומחת מהמרכז לפריפריה ומובילה לחלוקת תא האם ל שני תאים. לאחר מכן, המחיצה מתעבה עקב שקיעת תאית, ויוצרת דופן תא. ציטוקינזיס ממשיך דרך המחיצה.

משמעות ביולוגית של מיטוזה

כתוצאה ממיטוזה, נוצרים שני תאי בת עם אותה מערכת כרומוזומים כמו תא האם.

דיאגרמת מיטוזה

מיטוזיס (חלוקה עקיפה) היא חלוקה של תאים סומטיים (תאי הגוף). משמעות ביולוגיתמיטוזה - רבייה של תאים סומטיים, השגת תאי העתק (עם אותה סט של כרומוזומים, עם אותו מידע תורשתי בדיוק). כל התאים הסומטיים בגוף נגזרים מתא אב יחיד (זיגוטה) באמצעות מיטוזה.

1) פרופאזה

• כרומטין ספירלי (מתפתל, מתעבה) לכרומוזומים
• נוקלאולי נעלמים
• המעטפת הגרעינית מתפרקת
• Centrioles מתפצלים אל קטבי התא, נוצר ציר

2) מטאפאזה- כרומוזומים מסתדרים לאורך קו המשווה של התא, נוצרת לוח מטאפאזה

3) אנפאזה- כרומוזומי הבת נפרדים זה מזה (כרומטידים הופכים לכרומוזומים) ונעים לכיוון הקטבים

4) טלופאז

• כרומוזומים נואשים (להירגע, להתעבות) למצב של כרומטין
• הגרעין והגרעין מופיעים
• חוטי ציר נהרסים
• מתרחשת ציטוקינזיס - חלוקת הציטופלזמה של תא האם לשני תאי בת

משך המיטוזה הוא 1-2 שעות.

מחזור התא

זוהי תקופת חייו של התא מרגע היווצרותו דרך חלוקת תא האם ועד לחלוקה או מותו שלו.

מחזור התא מורכב משתי תקופות:

• interphase(המצב שבו התא לא מתחלק);
• חלוקה (מיטוזה או).

Interphase מורכב ממספר שלבים:

• קדם סינתטי: התא גדל, סינתזה פעילה של RNA וחלבונים מתרחשת בו, ומספר האברונים עולה; בנוסף, מתרחשת הכנה להכפלת DNA (הצטברות של נוקלאוטידים)
• סינתטי: מתרחשת הכפלה (שכפול, שכפול) של DNA
• פוסט סינתטי: התא מתכונן לחלוקה, מסנתז חומרים הדרושים לחלוקה, למשל חלבוני ציר.

עוד מידע: ,
חלק 2 מטלות:

מבחנים ומטלות

בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. תהליך הרבייה של תאים של אורגניזמים של ממלכות שונות של הטבע החי נקרא
1) מיוזה
2) מיטוזה
3) הפריה
4) ריסוק

תשובה

כל התכונות הבאות, למעט שתיים, יכולות לשמש לתיאור תהליכי האינטרפאזי של מחזור התא. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים בטבלה.
1) צמיחת תאים
2) התבדלות של כרומוזומים הומולוגיים
3) סידור הכרומוזומים לאורך קו המשווה של התא
4) שכפול DNA
5) סינתזה של חומרים אורגניים

תשובה

בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. באיזה שלב בחיים מתגלגלים הכרומוזומים לתאים?
1) אינטרפאזי
2) לנבא
3) אנפאזה
4) מטאפאזה

תשובה

בחר שלוש אפשרויות. אילו מבני תאים עוברים את השינויים הגדולים ביותר במהלך מיטוזה?
1) ליבה
2) ציטופלזמה
3) ריבוזומים
4) ליזוזומים
5) מרכז תאים
6) כרומוזומים

תשובה

1. קבע את רצף התהליכים המתרחשים בתא עם כרומוזומים באינטרפאז ובמיטוזה שלאחר מכן
1) סידור הכרומוזומים במישור המשווה
2) שכפול DNA ויצירת כרומוזומים דו-כרומטידים
3) ספירליזציה של כרומוזומים
4) סטייה של כרומוזומי אחיות לקטבי התא

תשובה

2. קבע את רצף התהליכים המתרחשים במהלך אינטרפאזה ומיטוזה. רשום את רצף המספרים המתאים.
1) ספירליזציה של כרומוזומים, היעלמות של הממברנה הגרעינית
2) סטייה של כרומוזומי אחות לקטבי התא
3) יצירת שני תאי בת
4) הכפלה של מולקולות DNA
5) מיקום כרומוזומים במישור קו המשווה של התא

תשובה

3. קבע את רצף התהליכים המתרחשים באינטרפאזה ובמיטוזה. רשום את רצף המספרים המתאים.
1) פירוק הממברנה הגרעינית
2) שכפול DNA
3) הרס של ציר הביקוע
4) סטייה של כרומוזומים חד-כרומטידיים לקטבי התא
5) היווצרות לוח מטאפאזה

תשובה

4. התקן רצף נכוןתהליכים המתרחשים במהלך מיטוזה. רשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) ריקבון של הפגז הגרעיני
2) עיבוי וקיצור של כרומוזומים
3) יישור כרומוזומים בחלק המרכזי של התא
4) תחילת תנועת הכרומוזומים לכיוון המרכז
5) סטייה של כרומטידות לקטבי התא
6) היווצרות ממברנות גרעיניות חדשות

תשובה

5. קבע את רצף התהליכים המתרחשים במהלך מיטוזה. רשום את רצף המספרים המתאים.
1) ספירליזציה של כרומוזומים
2) סטייה כרומטידית
3) היווצרות ציר ביקוע
4) דיספיראליזציה של כרומוזומים
5) חלוקת הציטופלזמה
6) מיקום הכרומוזומים בקו המשווה של התא

תשובה

גיבוש 6:
1) חוטי ציר מחוברים לכל כרומוזום

2) נוצרת המעטפת הגרעינית

בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. כאשר תא מתחלק, נוצר ציר
1) לנבא
2) טלופאז
3) מטאפאזה
4) אנפאזה

תשובה

בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. מיטוזה לא מתרחשת בפרופזה
1) פירוק הממברנה הגרעינית
2) היווצרות הציר
3) הכפלת כרומוזומים
4) פירוק נוקלאולי

תשובה

בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. באיזה שלב בחיים הופכים תאי כרומטידים לכרומוזומים?
1) אינטרפאזי
2) לנבא
3) מטאפאזה
4) אנפאזה

תשובה

בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. ביטול ספירליזציה של כרומוזומים במהלך חלוקת התא מתרחש ב
1) לנבא
2) מטאפאזה
3) אנפאזה
4) טלופאז

תשובה

בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. באיזה שלב של מיטוזה זוגות כרומטידים מחוברים על ידי הצנטרומרים שלהם לחוטי הציר?
1) אנפאזה
2) טלופאז
3) לנבא
4) מטאפאזה

תשובה

קבע התאמה בין התהליכים והשלבים של המיטוזה: 1) אנפאזה, 2) טלופזה. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר הנכון.
א) נוצרת המעטפת הגרעינית
ב) כרומוזומי אחיות מתפצלים לקטבים של התא
ג) הציר נעלם לבסוף
ד) כרומוזומים נואשות
ד) צנטרומרים כרומוזומים נפרדים

תשובה

קבע התאמה בין המאפיינים והשלבים של חלוקת התא: 1) אנפאזה, 2) מטאפאזה, 3) טלופזה. כתוב את המספרים 1-3 בסדר המתאים לאותיות.
א) דה-ספיראליזציה של כרומוזומים
ב) מספר כרומוזומים ו-DNA 4n4c
ב) סידור הכרומוזומים לאורך קו המשווה של התא
ד) סטייה של כרומוזומים לקטבים של התא
ה) חיבור של צנטרומרים עם חוטי ציר
ה) היווצרות הממברנה הגרעינית

תשובה

כל התכונות הבאות, למעט שתיים, יכולות לשמש לתיאור התהליכים המתרחשים ב-interphase. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים בטבלה.
1) שכפול DNA
2) היווצרות הממברנה הגרעינית
3) ספירליזציה של כרומוזומים
4) סינתזת ATP
5) סינתזה של כל סוגי ה-RNA

תשובה

כמה תאים נוצרים כתוצאה ממיטוזה של תא אחד? רשום רק את המספר המתאים בתשובתך.

תשובה

כל המאפיינים המפורטים להלן, מלבד שניים, משמשים לתיאור שלב המיטוזה המוצג באיור. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) הגרעין נעלם
2) נוצר ציר ביקוע
3) מולקולות DNA מכפילות
4) כרומוזומים מעורבים באופן פעיל בביוסינתזה של חלבון
5) כרומוזומים ספירלה

תשובה

בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. מה מלווה בספירליזציה של כרומוזומים בתחילת המיטוזה?
1) רכישת מבנה דיכרומטיד
2) השתתפות פעילה של כרומוזומים בביוסינתזה של חלבון
3) הכפלת מולקולת ה-DNA
4) תמלול מוגבר

תשובה

קבע התאמה בין התהליכים ותקופות האינטרפאזות: 1) פוסט-סינתטי, 2) קדם-סינתטי, 3) סינתטי. רשמו את המספרים 1, 2, 3 בסדר המתאים לאותיות.
א) צמיחת תאים
ב) סינתזת ATP לתהליך הביקוע
ב) סינתזת ATP לשכפול מולקולות DNA
ד) סינתזה של חלבונים לבניית מיקרוטובולים
ד) שכפול DNA

תשובה

1. ניתן להשתמש בכל התכונות הבאות, למעט שתיים, כדי לתאר את תהליך המיטוזה. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) עומד בבסיס רבייה א-מינית
2) חלוקה עקיפה
3) מספק התחדשות
4) חלוקת צמצום
5) המגוון הגנטי גדל

תשובה

2. ניתן להשתמש בכל המאפיינים לעיל, למעט שניים, לתיאור תהליכי המיטוזה. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) היווצרות דו-וולנטיים
2) צימוד ומעבר
3) קביעות של מספר הכרומוזומים בתאים
4) יצירת שני תאים
5) שימור מבנה הכרומוזומים

תשובה

כל הסימנים המפורטים להלן, למעט שניים, משמשים לתיאור התהליך המוצג באיור. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) לתאי הבת יש את אותה מערכת כרומוזומים כמו לתאי האב
2) חלוקה לא אחידה של חומר גנטי בין תאי בת
3) מספק צמיחה
4) יצירת שני תאי בת
5) חלוקה ישירה

תשובה

כל התהליכים המפורטים להלן מלבד שניים מתרחשים במהלך חלוקת תאים עקיפה. זהה שני תהליכים ש"נופלים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) נוצרים שני תאים דיפלואידים
2) נוצרים ארבעה תאים הפלואידים
3) מתרחשת חלוקת תאים סומטית
4) מתרחשת צימוד והצלבה של כרומוזומים
5) חלוקת התא קודמת לשלב בין שלב אחד

תשובה

1. יצירת התכתבות בין השלבים מעגל החייםתאים ותהליכים. המתרחשים במהלכם: 1) interphase, 2) מיטוזה. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) הציר נוצר
ב) התא גדל, מתרחשת בו סינתזה פעילה של RNA וחלבונים
ב) מתרחשת ציטוקינזיס
ד) מספר מולקולות ה-DNA מכפיל את עצמו
ד) מתרחשת ספירליזציה של כרומוזומים

תשובה

2. קבע התאמה בין התהליכים והשלבים של מחזור חיי התא: 1) אינטרפאזי, 2) מיטוזה. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) ספירליזציה של כרומוזומים
ב) חילוף חומרים אינטנסיבי
ב) הכפלה של צנטריולים
ד) התרחקות של כרומטידות אחיות לקטבי התא
ד) שכפול DNA
ה) עלייה במספר אברוני התא

תשובה

אילו תהליכים מתרחשים בתא במהלך האינטרפאזה?
1) סינתזת חלבון בציטופלזמה
2) ספירליזציה של כרומוזומים
3) סינתזה של mRNA בגרעין
4) שכפול של מולקולות DNA
5) פירוק הממברנה הגרעינית
6) סטייה של הצנטריולים של מרכז התא לקטבי התא

תשובה

קבע את השלב וסוג החלוקה המוצגים באיור. כתוב שני מספרים בסדר המצוין במשימה, ללא מפרידים (רווחים, פסיקים וכו').
1) אנפאזה
2) מטאפאזה
3) לנבא
4) טלופאז
5) מיטוזה
6) מיוזה I
7) מיוזה II

תשובה

כל המאפיינים המפורטים להלן מלבד שניים משמשים לתיאור השלב של מחזור החיים של התא המוצג באיור. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) הציר נעלם
2) כרומוזומים יוצרים לוח משוון
3) נוצרת קרום גרעיני סביב הכרומוזומים בכל קוטב
4) מתרחשת הפרדה של הציטופלזמה
5) כרומוזומים מסתחררים ונראים בבירור

תשובה

יצירת התאמה בין תהליכים ושלבים חלוקת תא. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) הרס של הממברנה הגרעינית
ב) ספירליזציה של כרומוזומים
ב) סטייה של כרומטידות לקטבים של התא
ד) יצירת כרומוזומים כרומטידים בודדים
ד) סטייה של צנטריולים לקטבי התא

תשובה

תסתכל על הציור. ציין (א) סוג החלוקה, (ב) שלב החלוקה, (ג) כמות החומר הגנטי בתא. עבור כל אות, בחר את המונח המתאים מהרשימה המסופקת.
1) מיטוזה
2) מיוזה II
3) מטאפאזה
4) אנפאזה
5) טלופאז
6) 2n4c
7) 4n4c
8) n2c

תשובה

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

מאפיינים של שלבי המיטוזה

רצף השלבים של המחזור המיטוטי מוצג באיור. 4.

אורז. 4. שלבי מיטוזה

פרופאזה.בפרופאזה, הגרעין מתרחב, והגדילים הכרומוזומליים, שבזמן זה כבר ספירליים, הופכים נראים בבירור.

כל כרומוזום, לאחר שכפול ב-interphase, מורכב משתי כרומטידות אחיות המחוברות באמצעות צנטרומר אחד. בסוף הפרופזה, המעטפת הגרעינית והנוקלאולי נעלמים בדרך כלל. לפעמים הגרעין נעלם בשלב הבא של המיטוזה. על הכנות תמיד אפשר למצוא נבואות מוקדמות ומאוחרות ולהשוות ביניהן. השינויים נראים בבירור: הגרעין והממברנה הגרעינית נעלמים. גדילי כרומוזומים נראים בבירור יותר בפרופאזה מאוחרת, ולעתים קרובות ניתן להבחין שהם משוכפלים. בפרופזה ישנה גם הפרדה של הצנטרולים, היוצרים את שני הקטבים של התא.

פרומטפאזהמתחיל בהתפוררות המהירה של הממברנה הגרעינית לשברים קטנים, שלא ניתן להבחין בין שברים של הרשת האנדופלזמית (איור 5). בפרומטפאזה נוצרים מבנים מיוחדים הנקראים קינטוכורים בכרומוזומים בכל צד של הצנטרומר. הם מתחברים לקבוצה מיוחדת של מיקרוטובולים הנקראים חוטי kinetochore או kinetochore microtubules. גדילים אלה משתרעים משני הצדדים של כל כרומוזום, פועלים בכיוונים מנוגדים ומקיימים אינטראקציה עם הגדילים של הציר הדו-קוטבי. במקביל, הכרומוזומים מתחילים לנוע בצורה אינטנסיבית.

אורז. 5. פרומטפאזה (דמות כוכב האם בנויה) בתא נטול פיגמנטים. צביעת המטוקסילין בברזל לפי היידנהיין. הגדלה ממוצעת

מטאפאזה.לאחר היעלמות הממברנה הגרעינית, ברור שהכרומוזומים הגיעו לספירליזציה מקסימלית, התקצרו ונעים לעבר קו המשווה של התא, הממוקם באותו מישור. צנטרולים הממוקמים בקטבי התא משלימים את היווצרות הציר, וחוטיו מצטרפים לכרומוזומים באזור הצנטרומר. הצנטרומרים של כל הכרומוזומים ממוקמים באותו מישור משווני, והזרועות יכולות להיות ממוקמות גבוה יותר או נמוך יותר. מיקום זה של כרומוזומים נוח לספירתם וללימוד המורפולוגיה שלהם.

אנפאזהמתחיל בהתכווצות החוטים של הציר, שבגללו ניתן למקם אותו גבוה יותר או נמוך יותר. כל זה נוח לספירת מספר הכרומוזומים, לימוד המורפולוגיה שלהם וחלוקת צנטרומרים. באנפאזה של מיטוזה, האזור הצנטרומרי של כל אחד מהכרומוזומים הדו-כרומטידיים מפוצל, מה שמוביל להפרדה של כרומטידות אחיות והפיכתן לכרומוזומים עצמאיים (היחס הפורמלי בין מספר הכרומוזומים ומולקולות ה-DNA הוא 4n4c).

כך מתרחשת ההפצה המדויקת של החומר הגנטי, ובכל קוטב מופיע מספר כרומוזומים זהה לזה שהיה לתא המקורי לפני הכפלתם.

תנועת הכרומטידות אל הקטבים מתרחשת עקב התכווצות החוטים הנגררים והתארכות החוטים התומכים של הציר המיטוטי.

טלופאז.לאחר השלמת סטיית הכרומוזומים לקטבים של תא האם, נוצרים שני תאי בת בטלופאזה, שכל אחד מהם מקבל סט מלא של כרומוזומים חד-כרומטידיים של תא האם (נוסחה 2n2c לכל אחד מתאי הבת).

בטלופאזה, הכרומוזומים בכל קוטב עוברים דה-פירליזציה, כלומר. תהליך הפוך ממה שמתרחש בפרופזה. קווי המתאר של הכרומוזומים מאבדים מבהירותם, הציר המיטוטי נהרס, הממברנה הגרעינית משוחזרת ומופיעים נוקלאולים. ההפרדה של גרעיני התא נקראת קריוקינזיס (איור 6).

לאחר מכן, מ phragmoplast נוצר דופן תא, המחלק את כל תכולת הציטופלזמה לשני חלקים שווים. תהליך זה נקרא ציטוקינזיס. כך מסתיימת המיטוזה.

אורז. 6. שלבי מיטוזה בצמחים שונים

אורז. 7. הפצה של כרומוזומים הומולוגיים והגנים שהם מכילים במהלך המחזור המיטוטי באורגניזם היפותטי (2n=2) דורות והמשכיות גנטית של חיים במקרה של רבייה א-מינית של אורגניזמים.

מונחים ומושגים בסיסיים: אנפאזה; תא בת; interphase; תא אם (הורה); מטאפאזה; מיטוזה (תקופה M); מחזור מיטוטי (תא); תקופה פוסט סינתטית (G 2); תקופה פרה-סינתטית (G 1); נבואה; כרומטידות אחיות; תקופה סינתטית (S); טלופאז; כרומטיד; כרומטין; כרומוזום; צנטרומר.

המרכיב החשוב ביותר במחזור התא הוא המחזור המיטוטי (השגשוג). זהו קומפלקס של תופעות הקשורות זו בזו ומתואמות במהלך חלוקת התא, כמו גם לפניה ואחריה. מחזור מיטוטי- זוהי אוסף של תהליכים המתרחשים בתא מחלוקה אחת לאחרת ומסתיימים בהיווצרות שני תאים מהדור הבא. בנוסף, מושג מחזור החיים כולל גם את התקופה שבה התא מבצע את תפקידיו ותקופות המנוחה שלו. בשלב זה, גורל התא הנוסף אינו ברור: התא עשוי להתחיל להתחלק (נכנס למיטוזה) או להתחיל להתכונן לביצוע פונקציות ספציפיות.

שלבים עיקריים של מיטוזה.

1. שכפול (שכפול עצמי) של המידע הגנטי של תא האם ופיזורו האחיד בין תאי הבת. זה מלווה בשינויים במבנה ובמורפולוגיה של הכרומוזומים, שבהם מרוכז יותר מ-90% מהמידע של תא איקריוטי.

2. המחזור המיטוטי מורכב מארבע תקופות רצופות: G1 פרה-סינתטי (או פוסט-מיטוטי), S סינתטי, פוסט-סינטטי (או פרמיטוטי) G2 והמיטוזה עצמה. הם מהווים את האינטרפאז האוטוקטליטי (תקופת הכנה).

שלבי מחזור התא:

1) פרה-סינתטי (G1) (2n2c, כאשר n הוא מספר הכרומוזומים, c הוא מספר המולקולות) . מתרחש מיד לאחר חלוקת התא. סינתזת DNA טרם התרחשה. התא גדל באופן פעיל בגודלו, מאחסן חומרים הדרושים לחלוקה: חלבונים (היסטונים, חלבונים מבניים, אנזימים), מולקולות RNA, ATP. מתרחשת חלוקה של מיטוכונדריה וכלורופלסטים (כלומר, מבנים המסוגלים להתרבות עצמית). המאפיינים הארגוניים של התא הבין-פאזי משוחזרים לאחר החלוקה הקודמת;

2) סינתטי (S) (2n4c). חומר גנטי משוכפל באמצעות שכפול DNA. היא מתרחשת באופן חצי שמרני, כאשר הסליל הכפול של מולקולת ה-DNA מתפצל לשתי שרשראות ועל כל אחת מהן נוצרת שרשרת משלימה.

התוצאה היא שני סלילי DNA כפולים זהים, שכל אחד מהם מורכב מגדיל DNA אחד חדש ואחד ישן. כמות החומר התורשתי מכפילה את עצמה. בנוסף, נמשכת הסינתזה של RNA וחלבונים. כמו כן, חלק קטן מה-DNA המיטוכונדריאלי עובר שכפול (החלק העיקרי שלו משוכפל בתקופת G2);

3) פוסט סינתטי (G2) (2n4c). ה-DNA כבר לא מסונתז, אבל הפגמים שנעשו במהלך הסינתזה שלו בתקופת S מתוקנים (תיקון). אנרגיה ו חומרים מזינים, נמשכת הסינתזה של RNA וחלבונים (בעיקר גרעיניים).

S ו-G2 קשורים ישירות למיטוזה, ולכן לפעמים הם מופרדים לתקופה נפרדת - preprophase.

לאחר מכן, מתרחשת מיטוזה נכונה, המורכבת מארבעה שלבים. תהליך החלוקה כולל מספר שלבים עוקבים והוא מחזור. משך הזמן שלו משתנה ונע בין 10 ל-50 שעות ברוב התאים, בתאי גוף האדם משך המיטוזה עצמו הוא 1-1.5 שעות, תקופת האינטרפאז G2 היא 2-3 שעות, תקופת האינטרפאז S היא 6-10 שעה (ות .

שלבים של מיטוזה.

תהליך המיטוזה מחולק בדרך כלל לארבעה שלבים עיקריים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזהו טלופאז(איור 1-3). מכיוון שהוא מתמשך, שינוי השלבים מתבצע בצורה חלקה - אחד עובר באופן בלתי מורגש לשני.

בנבואהנפח הגרעין גדל, ובשל הספירליזציה של הכרומטין נוצרים כרומוזומים. בסוף הפרופזה, ברור שכל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות. הגרעינים והממברנה הגרעינית מתמוססים בהדרגה, והכרומוזומים מופיעים באקראי בציטופלזמה של התא. צנטרולים מתפצלים לכיוון הקטבים של התא. נוצר ציר ביקוע אכרומטין שחלק מחוטיו עוברים מקוטב לקוטב, וחלק מחוברים לצנטרומרים של הכרומוזומים. התוכן של החומר הגנטי בתא נשאר ללא שינוי (2n4c).

אורז. 1.ערכת מיטוזה בתאי שורש בצל

אורז. 2.ערכת מיטוזה בתאי שורש בצל: 1- interphase; 2.3 - פרופסה; 4 - מטאפאזה; 5.6 - אנפאזה; 7,8 - טלופאז; 9 - היווצרות של שני תאים

אורז. 3.מיטוזה בתאי קצה שורש הבצל: א- interphase; ב- פרופאזה; V- מטאפאזה; G- אנפאזה; ל, ה- טלופאזות מוקדמות ומאוחרות

במטאפאזההכרומוזומים מגיעים לספירליזציה מקסימלית והם מסודרים בצורה מסודרת בקו המשווה של התא, ולכן הם נספרים ונחקרים בתקופה זו. התוכן של החומר הגנטי אינו משתנה (2n4c).

באנפאזהכל כרומוזום "מתפצל" לשתי כרומטידות, אשר מנקודה זו ואילך נקראות כרומוזומי בת. גדילי הציר המחוברים לצנטרומרים מתכווצים ומושכים את הכרומטידות (כרומוזומי הבת) לעבר קטבים מנוגדים של התא. תכולת החומר הגנטי בתא בכל קוטב מיוצגת על ידי קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים, אך כל כרומוזום מכיל כרומטיד אחד (4n4c).

בטלופאזההכרומוזומים הממוקמים בקטבים נואשים ונראים בצורה גרועה. מסביב לכרומוזומים בכל קוטב נוצר קרום גרעיני ממבני ממברנה של הציטופלזמה ונוקלאולי נוצרים בגרעינים. ציר הביקוע נהרס. במקביל, הציטופלזמה מתחלקת. לתאי הבת יש קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים, שכל אחד מהם מורכב מכרומטיד אחד (2n2c).

צורות לא טיפוסיות של מיטוזה

צורות לא טיפוסיות של מיטוזה כוללות אמיטוזיס, אנדומיטוזיס ופוליטנייה.

1. אמיטוזיס היא החלוקה הישירה של הגרעין. יחד עם זאת, המורפולוגיה של הגרעין נשמרת, הגרעין והממברנה הגרעינית נראים. הכרומוזומים אינם נראים ואינם מפוזרים באופן שווה. הגרעין מחולק לשני חלקים שווים יחסית ללא היווצרות של מנגנון מיטוטי (מערכת של מיקרוטובולים, צנטריולים, כרומוזומים מובנים). אם החלוקה מסתיימת, מופיע תא דו-גרעיני. אבל לפעמים הציטופלזמה גם היא שרוכה.

סוג זה של חלוקה קיים בכמה רקמות מובחנות (בתאי שריר השלד, העור, רקמת חיבור), כמו גם ברקמות שעברו שינוי פתולוגי. אמיטוזיס אף פעם לא מתרחשת בתאים שצריכים לשמר מידע גנטי מלא - ביציות מופרות, תאים של עובר שמתפתח בדרך כלל. שיטת חלוקה זו אינה יכולה להיחשב כשיטת רבייה מלאה של תאים אוקריוטיים.

2. אנדומיטוזיס. עם סוג זה של חלוקה, לאחר שכפול ה-DNA, הכרומוזומים אינם נפרדים לשתי כרומטידות בת. זה מוביל לעלייה במספר הכרומוזומים בתא, לפעמים עשרות מונים בהשוואה לקבוצה הדיפלואידית. כך נוצרים תאים פוליפלואידים. בדרך כלל, תהליך זה מתרחש ברקמות הפועלות באינטנסיביות, למשל, בכבד, שם תאים פוליפלואידים נפוצים מאוד. עם זאת, מנקודת מבט גנטית, אנדומיטוזיס היא מוטציה סומטית גנומית.

3. פוליתניה. ישנה עליה מרובה בתכולת ה-DNA (כרומוזומים) בכרומוזומים ללא עליה בתכולת הכרומוזומים עצמם. במקרה זה, מספר הכרומונמות יכול להגיע ל-1000 או יותר, והכרומוזומים מקבלים גדלים עצומים. עם פוליתניה, כל שלבי המחזור המיטוטי אובדים, למעט רבייה של גדילי ה-DNA הראשוניים. סוג זה של חלוקה נצפה בכמה רקמות מיוחדות מאוד (תאי כבד, בלוטות הרוקחרקים דיפטרנים). כרומוזומי תסיסנית פוליטן משמשים לבניית מפות ציטולוגיות של גנים בכרומוזומים.

משמעות ביולוגית של מיטוזה.

זה מורכב מהעובדה שהמיטוזה מבטיחה העברה תורשתית של מאפיינים ותכונות בסדרה של דורות תאים במהלך התפתחות של אורגניזם רב תאי. בשל הפיזור המדויק והאחיד של הכרומוזומים במהלך מיטוזה, כל התאים של אורגניזם בודד זהים מבחינה גנטית.

חלוקת תאים מיטוטיים עומדת בבסיס כל צורות הרבייה הא-מינית באורגניזמים חד-תאיים ורב-תאיים כאחד. מיטוזה קובעת את התופעות החשובות ביותר בחיים: צמיחה, התפתחות ושיקום של רקמות ואיברים רבייה א-מיניתאורגניזמים.

מיוזיס היא חלוקה באזור ההתבגרות המינית תאים, מלווה בחצי של מספר הכרומוזומים. הוא מורכב משתי חלוקות עוקבות שיש להן אותם שלבים כמו מיטוזה. עם זאת, כפי שמוצג בטבלה "השוואת מיטוזיס ומיוזה", משך השלבים הבודדים והתהליכים המתרחשים בהם שונים באופן משמעותי מהתהליכים המתרחשים במהלך המיטוזה.

ההבדלים הללו הם בעיקר כדלקמן.

במיוזה, פרופסה I ארוכה יותר. מתרחשת בו צימוד (הצטרפות של כרומוזומים הומולוגיים) וחילופי מידע גנטי. באנפאזה I, הצנטרומרים המחזיקים את הכרומטידים יחד אינם מתחלקים, ואחד מההומולוגמיוזיס מיטוזיס ושלבי המיטוזה וכרומוזומי הביצים שלו עוברים לקטבים. שלב הביניים לפני החלוקה השנייה הוא קצר מאוד, ובמהלכו לא מסונתז DNA. תאים (הליטים) שנוצרו כתוצאה משתי חלוקות מיוטיות מכילים קבוצה הפלואידית (יחידה) של כרומוזומים. הדיפלואידיות משוחזרת על ידי היתוך של שני תאים - אימהי ואבי. הביצית המופרית נקראת זיגוטה.

מיטוזיס, או חלוקה עקיפה, היא הנפוצה ביותר בטבע. מיטוזיס עומדת בבסיס החלוקה של כל הלא מיני תאים(אפיתל, שריר, עצבני, עצם וכו'). מיטוזה מורכבת מארבעה שלבים עוקבים (ראה טבלה למטה). מיטוזיס מבטיחה שהמידע הגנטי של תא האב יתפזר באופן שווה בין תאי הבת. תקופת חיי התא בין שתי מיטוזות נקראת interphase. זה ארוך פי עשרה ממיטוזה. מספר תהליכים חשובים מאוד מתרחשים בו לפני חלוקת התא: מולקולות ATP מסונתזות חלבונים, כל כרומוזום מכפיל את עצמו, ויוצרות שתי כרומטידות אחיות המוחזקות יחד על ידי צנטרומר משותף, ומספר האברונים הראשיים של הציטופלזמה עולה.

בפרופאזה, הכרומוזומים, המורכבים משתי כרומטידות אחיות המוחזקות יחד על ידי הצנטרומר, מתגלגלים וכתוצאה מכך מתעבים. בסוף הפרופזה, הממברנה והנוקלאולים הגרעיניים נעלמים והכרומוזומים מתפזרים בכל התא, הצנטרולים עוברים לקטבים ויוצרים ציר. במטאפאזה מתרחשת ספירליזציה נוספת של הכרומוזומים. בשלב זה הם נראים בצורה הכי ברורה. הצנטרומרים שלהם ממוקמים לאורך קו המשווה. חוטי הציר מחוברים אליהם.

באנפאזה, הצנטרומרים מתחלקים, כרומטידות אחיות נפרדות זו מזו ובשל התכווצות חוטי הציר, עוברות לקטבים מנוגדים של התא.

בטלופאזה, הציטופלזמה מתחלקת, הכרומוזומים נרגעים, ושוב נוצרים נוקלאולי וממברנות גרעיניות. בתאי בעלי חיים, הציטופלזמה קשורה יחדיו, בתאי צמחים נוצרת מחיצה במרכז תא האם. אז מתא מקורי אחד (אמא) נוצרים שני תאי בת חדשים.

מיוזה ומיטוזה

טבלה - השוואה בין מיטוזה למיוזה

מחזור התא- זוהי תקופת קיומו של תא מרגע היווצרותו על ידי חלוקת תא האם ועד לחלוקה שלו.

משך מחזור התא איקריוטים

אורך מחזור התא משתנה בין תאים שונים. תאים מתרבים במהירות של אורגניזמים בוגרים, כגון תאים המטופואטיים או תאים בזאליים של האפידרמיס ו מעי דק, יכול להיכנס למחזור התא כל 12-36 שעות. מחזורי תאים קצרים (כ-30 דקות) נצפים עם פיצול מהיר של ביצית echinoderms, דו-חייםוחיות אחרות. בתנאי ניסוי, לשורות תרבית תאים רבות יש מחזור תאים קצר (כ-20 שעות). עבור רוב התאים המתחלקים באופן פעיל, משך התקופה שבין מיטוזותהוא בערך 10-24 שעות.

שלבי מחזור התא איקריוטים

מחזור התאאיקריוטים מורכב משתי תקופות:

תקופה של צמיחת תאים הנקראת " interphase", שבמהלכה מתרחשת סינתזה DNAו חלבוניםומתבצעת הכנה לחלוקת תאים.

תקופת חלוקת התא, המכונה "שלב M" (מהמילה מיטוזה - מיטוזה).

אינטרפאזה מורכבת ממספר תקופות:

G 1 - שלבים(מ אנגלית פער- מרווח), או פאזה צמיחה ראשונית, שבמהלכו מתרחשת סינתזה mRNA, חלבונים, רכיבים סלולריים אחרים;

S- שלבים(מ אנגלית סִינתֶזָה- סינתזה), שבמהלכו זה הולךשכפול הדנ"א גרעין התא , מתרחשת גם הכפלה צנטריולים(אם הם קיימים, כמובן).

G 2 - שלב במהלכו ההכנות למיטוזה .

בתאים מובחנים שאינם מתחלקים עוד, ייתכן שאין שלב G 1 במחזור התא. תאים כאלה נמצאים ב מנוחה שלב G 0 .

פרק זמןחלוקת תא (שלב M) כולל שני שלבים:

-מיטוזה(חלוקה של גרעין התא);

-ציטוקינזיס(חלוקה ציטופלזמית).

בתורו, מיטוזה מחולק לחמישה שלבים.

תיאור חלוקת התאים מבוסס על נתוני מיקרוסקופ אור בשילוב עם צילום מיקרו-סינאי והתוצאות אוֹרו אֶלֶקטרוֹנִי מיקרוסקופיהתאים קבועים ומוכתמים.

ויסות מחזור התא

הרצף הטבעי של השינויים בתקופות של מחזור התא מתרחש באמצעות אינטראקציה של כאלה חלבונים, איך קינאזות תלויות ציקליןו ציקלין. תאים, שנמצאים בשלב G 0, יכולים להיכנס למחזור התא כאשר הם נחשפים אליו גורמי גדילה. גורמי גדילה שונים כגון טסיות דם, אפידרמיס, גורם גדילה עצבי, נקשר אליו קולטנים, מפעילים מפל איתות תוך תאי, שבסופו של דבר מוביל ל תעתיקים גנים ציקליןו קינאזות תלויות ציקלין. קינאזות תלויות ציקליןלהיות פעיל רק בעת אינטראקציה עם המקביל ציקלין. תכנים שונים ציקלין V כְּלוּבשינויים לאורך מחזור התא. ציקליןהוא מרכיב רגולטורי של קומפלקס קינאז תלוי ציקלין-ציקלין. קינאזהוא גם המרכיב הקטליטי של המתחם הזה. קינאזותלא פעיל בלי ציקלין. עַל שלבים שוניםמחזור התא מסונתזיםשונה ציקלין. כן, תוכן ציקליןב פנימה ביציות צפרדעיםמגיע למקסימום כרגע מיטוזהכאשר כל מפל התגובות מתחיל זרחן, מזורז על ידי קומפלקס קינאז תלוי ציקלין B/ציקלין. בסוף המיטוזה, ציקלין נהרס במהירות על ידי חלבונים.

נקודות ביקורת למחזור התא

כדי לקבוע את השלמת כל שלב במחזור התא, זה דורש נוכחות של מחסומים. אם התא "עובר" את המחסום, אז הוא ממשיך "לנוע" במחזור התא. אם נסיבות מסוימות, כמו פגיעה ב-DNA, מונעות מהתא לעבור דרך מחסום, שניתן להשוות למעין מחסום, אז התא נעצר ושלב נוסף במחזור התא אינו מתרחש. לפחותעד שיוסרו המכשולים שמנעו מהתא לעבור במחסום. במחזור התא יש לפחות ארבע מחסומים: מחסום ב-G1, שבודק DNA שלם לפני הכניסה לשלב S, מחסום בשלב S, שבודק שכפול DNA נכון, מחסום ב-G2, שבודק נגעים שהוחמצו כאשר העברת נקודות אימות קודמות, או שהושגו בשלבים הבאים של מחזור התא. בשלב ה-G2, מתגלה השלמות של שכפול ה-DNA, ותאים שבהם ה-DNA אינו משוכפל לא נכנסים למיטוזה. בנקודת הביקורת של הרכבת הציר, בודקים שכל הקינטוכורים מחוברים למיקרוטובולים.

הפרעות במחזור התא והיווצרות גידול

עלייה בסינתזה של חלבון p53 מובילה להשראת הסינתזה של חלבון p21, מעכב מחזור התא.

שיבוש בוויסות מחזור התא התקין הוא הגורם לרוב הגידולים המוצקים. במחזור התא, כאמור, מעבר מחסומים אפשרי רק אם השלבים הקודמים מסתיימים כרגיל ואין תקלות. תאי גידול מאופיינים בשינויים במרכיבי המחסומים של מחזור התא. כאשר מחסומי מחזור התא מושבתים, נצפה חוסר תפקוד של כמה מדכאי גידולים ופרוטו-אונקוגנים, במיוחד p53, pRb, Mycו ראס. החלבון p53 הוא אחד מגורמי התעתוק שמתחיל סינתזת חלבון עמ' 21, המהווה מעכב של קומפלקס CDK-cyclin, המוביל לעצירת מחזור התא בתקופות G1 ו-G2. לפיכך, תא שה-DNA שלו פגום לא נכנס לשלב S. עם מוטציות המובילות לאובדן גנים של חלבון p53, או עם השינויים שלהם, חסימת מחזור התא אינה מתרחשת, התאים נכנסים למיטוזה, מה שמוביל להופעת תאים מוטנטים, שרובם אינם ברי קיימא, אחרים מעוררים לתאים ממאירים.

חלוקת תא

כל התאים מופיעים על ידי חלוקה של תאי אב. לרוב התאים יש מחזור תאים המורכב משני שלבים עיקריים: אינטרפאזה ומיטוזה.

Interphaseמורכב משלושה שלבים. בתוך 4-8 שעות לאחר הלידה, התא מגדיל את המסה שלו. חלק מהתאים (לדוגמה, תאי עצב במוח) נשארים בשלב זה לנצח, בעוד שאחרים מכפילים את ה-DNA הכרומוזומלי שלהם תוך 6-9 שעות. כאשר מסת התא מכפילה את עצמה, היא מתחילה מיטוזה.

בתהליך אנפאזההכרומוזומים נעים לקטבים של התא. כשהכרומוזומים מגיעים לקטבים, זה מתחיל טלופאז. התא מתחלק לשניים במישור המשווה, חוטי הציר נהרסים, וממברנות גרעיניות נוצרות סביב הכרומוזומים. כל תא בת מקבל סט כרומוזומים משלו וחוזר לשלב הבין-פאזי. כל התהליך אורך כשעה.

תהליך המיטוזה יכול להשתנות בהתאם לסוג התא. אין צנטריולים בתא צמחי, למרות שנוצר ציר. בתאי פטרייה, מיטוזה מתרחשת בתוך הגרעין; הממברנה הגרעינית אינה מתפרקת.

נוכחות כרומוזומים אינה תנאי הכרחי לחלוקת תאים. מצד שני, מיטוזה אחת או יותר עשויה להפסיק בשלב הטלופזה, וכתוצאה מכך נוצרים תאים מרובי גרעינים (לדוגמה, בחלק מהאצות).

רבייה על ידי מיטוזה נקראת א-מינית או וגטטיבית, כמו גם שיבוט. במיטוזה, החומר הגנטי של תאי ההורה והבת זהה.

מיוזיס, בניגוד למיטוזה, הוא מרכיב חשוב רבייה מינית. Meiosis מייצרת תאים המכילים רק קבוצה אחת של כרומוזומים, מה שמאפשר את ההיתוך הבא של תאי מין (גמטות) של שני הורים. בעיקרו של דבר, מיוזה היא סוג של מיטוזה. זה כולל שתי חלוקות תאים עוקבות, אבל הכרומוזומים משוכפלים רק בחלוקה הראשונה מבין אלה. המהות הביולוגית של המיוזה היא הפחתת מספר הכרומוזומים בחצי ויצירת גמטות הפלואידיות (כלומר, גמטות עם קבוצה אחת של כרומוזומים).

כתוצאה מהחלוקה המיוטית בבעלי חיים נוצרים ארבעה גמטות. אם לתאי רבייה זכריים יש בערך אותו גודל, אז כאשר נוצרות ביצים, התפלגות הציטופלזמה מתרחשת בצורה מאוד לא אחידה: תא אחד נשאר גדול, ושלושת האחרים כל כך קטנים עד שהם תפוסים כמעט לחלוטין על ידי הגרעין. תאים קטנים אלה משמשים רק לאכלס חומר גנטי עודף.

גמטות זכר ונקבה מתמזגים ליצירת זיגוטה. במקרה זה, ערכות הכרומוזומים משולבות (תהליך זה נקרא סינגמיה), כתוצאה מכך משוחזרת קבוצה כפולה של כרומוזומים בזיגוטה - אחד מכל הורה. הפרדה אקראית של כרומוזומים וחילופי חומר גנטי בין כרומוזומים הומולוגיים מובילים להופעתם של שילובים חדשים של גנים, המגדילים את המגוון הגנטי. הזיגוטה המתקבלת מתפתחת לאורגניזם עצמאי.

לאחרונה, בוצעו ניסויים על היתוך מלאכותי של תאים של אותו או סוגים שונים. המשטחים החיצוניים של התאים הודבקו זה לזה, והממברנה ביניהם נהרסה. כך ניתן היה להשיג תאים היברידיים של עכבר ותרנגולת, אדם ועכבר. עם זאת, במהלך חלוקות עוקבות, התאים איבדו את רוב הכרומוזומים של אחד המינים.

בניסויים אחרים, התא חולק למרכיבים, כגון הגרעין, הציטופלזמה והממברנה. לאחר מכן הרכיבו את מרכיבי התאים השונים יחדיו, וכתוצאה מכך נוצר תא חי המורכב ממרכיבים מסוגים שונים של תאים. באופן עקרוני, ניסויים בהרכבת תאים מלאכותיים יכולים להיות הצעד הראשון לקראת יצירת צורות חיים חדשות.