Među svim zanimljivim i dovoljno teške teme U biologiji vrijedi istaknuti dva procesa diobe stanica u tijelu - mejoza i mitoza. U početku se može činiti da su ti procesi isti, jer u oba slučaja dolazi do diobe ćelija, ali u stvari postoji velika razlika između njih. Prije svega, morate razumjeti mitozu. Šta je to proces, šta je međufaza mitoze i kakvu ulogu oni igraju ljudsko tijelo? Pročitajte više o ovome i razgovaraćemo u ovom članku.
Tesko biološki proces, što je praćeno diobom stanica i raspodjelom kromosoma između ovih stanica - sve se to može reći o mitozi. Zahvaljujući njemu, hromozomi koji sadrže DNK ravnomjerno su raspoređeni između ćelija kćeri tijela.
Postoje 4 glavne faze u procesu mitoze. Svi su međusobno povezani, jer faze glatko prelaze iz jedne u drugu. Prevalencija mitoze u prirodi posljedica je činjenice da je ona uključena u proces diobe svih stanica, uključujući mišiće, živce i tako dalje.
Ukratko o interfazi
Prije ulaska u stanje mitoze, stanica koja se dijeli prelazi u interfazu, odnosno raste. Trajanje interfaze može zauzeti više od 90% ukupnog vremena aktivnosti ćelije u normalnom režimu.
Interfaza je podijeljena u 3 glavna perioda:
- faza G1;
- S-faza;
- faza G2.
Svi se odvijaju u određenom nizu. Pogledajmo svaku od ovih faza posebno.
Interfaza - glavne komponente (formula)
Faza G1
Ovaj period karakteriše priprema ćelije za deobu. Povećava se u volumenu za dalju fazu sinteze DNK.
S-faza
Ovo je sljedeća faza u interfaznom procesu, tokom kojeg se tjelesne ćelije dijele. U pravilu se sinteza većine ćelija odvija u kratkom vremenskom periodu. Nakon diobe, ćelije se ne povećavaju u veličini, već počinje posljednja faza.
Faza G2
Završna faza interfaze, tokom koje ćelije nastavljaju sintetizirati proteine dok se povećavaju u veličini. Tokom ovog perioda u ćeliji su još uvijek jezgre. Također, u posljednjem dijelu interfaze dolazi do umnožavanja hromozoma, a površina jezgra u ovom trenutku je prekrivena posebnom ljuskom koja ima zaštitnu funkciju.
Napomenu! Na kraju treće faze dolazi do mitoze. Također uključuje nekoliko faza, nakon kojih dolazi do diobe stanica (ovaj proces u medicini se naziva citokineza).
Faze mitoze
Kao što je ranije navedeno, mitoza je podijeljena u 4 faze, ali ponekad može biti i više. Ispod su glavni.
Table. Opis glavnih faza mitoze.
| Naziv faze, fotografija | Opis |
|---|---|
| U profazi dolazi do spiralizacije hromozoma, zbog čega oni poprimaju uvrnuti oblik (kompaktniji je). Svi sintetički procesi u tjelesnim stanicama se zaustavljaju, pa se ribozomi više ne proizvode. |
| Mnogi stručnjaci ne razlikuju prometafazu kao posebnu fazu mitoze. Često se svi procesi koji se dešavaju u njemu nazivaju profazom. Tokom ovog perioda, citoplazma obavija hromozome, koji se slobodno kreću po ćeliji do određene tačke. |
| Sljedeća faza mitoze, koju prati distribucija kondenziranih hromozoma na ekvatorijalnoj ravni. Tokom ovog perioda mikrotubule se obnavljaju stalna osnova. Tokom metafaze, hromozomi su raspoređeni tako da su njihovi kinetohori u drugom pravcu, odnosno usmereni ka suprotnim polovima. |
| Ova faza mitoze je praćena odvajanjem hromatida svakog hromozoma jedna od druge. Rast mikrotubula se zaustavlja, sada se počinju rastavljati. Anafaza ne traje dugo, ali u tom vremenskom periodu ćelije uspevaju da se rasprše bliže različitim polovima u približno jednakom broju. |
| Ovo je posljednja faza tokom koje počinje dekondenzacija hromozoma. Eukariotske ćelije završavaju svoju diobu, a oko svakog seta ljudskih hromozoma formira se posebna ljuska. Kada se kontraktilni prsten skupi, citoplazma se odvaja (u medicini se ovaj proces naziva citotomija). |
Bitan! Trajanje kompletnog procesa mitoze, u pravilu, nije duže od 1,5-2 sata. Trajanje može varirati ovisno o vrsti ćelije koja se dijeli. Na trajanje procesa takođe utiče vanjski faktori, kao što su svjetlosni način rada, temperatura i tako dalje.
Koju biološku ulogu igra mitoza?
Pokušajmo sada razumjeti karakteristike mitoze i njenu važnost u biološkom ciklusu. Kao prvo, osigurava mnoge vitalne procese u tijelu, uključujući i embrionalni razvoj.
Mitoza je takođe odgovorna za popravku tkiva i unutrašnje organe telo posle razne vrste oštećenja, što rezultira regeneracijom. U procesu funkcioniranja stanice postupno umiru, ali se uz pomoć mitoze stalno održava strukturni integritet tkiva.
Mitoza osigurava očuvanje određenog broja hromozoma (odgovara broju hromozoma u matičnoj ćeliji).
Video - Karakteristike i vrste mitoze
Podjela ćelije- proces formiranja dve ili više ćelija kćeri iz roditeljske ćelije.
Enciklopedijski YouTube
1 / 3
Mitoza diobe ćelije
Čas biologije br. 28. Podjela ćelije. Mitoza.
Podjela ćelija u realnom vremenu
Titlovi
Podjela prokariotske ćelije
Prokariotske ćelije se dijele na dva dijela. Prvo, ćelija se izdužuje. U njemu se formira poprečna pregrada. Tada se ćelije kćeri raspršuju.
Podjela eukariotske ćelije
Postoje dva načina na koje se jezgro eukariotskih ćelija dijeli: mitoza i mejoza.
Amitoza
Amitoza, ili direktna podjela, je podjela interfaznog jezgra sužavanjem bez formiranja diobenog vretena. Ova podjela se događa kod jednoćelijskih organizama. Amitoza je, za razliku od mitoze, najveća na ekonomičan način podjele, budući da su troškovi energije vrlo neznatni. Blizu amitoze ćelijska dioba kod prokariota. Bakterijska ćelija sadrži samo jedan, najčešće kružni, DNK molekul povezan sa ćelijskom membranom. Prije nego što se ćelija podijeli, DNK se replicira kako bi se proizvele dvije identične DNK molekule, od kojih je svaki također pričvršćen za ćelijsku membranu. Tokom ćelijske diobe stanične membrane raste između ova dva molekula DNK, tako da na kraju svaka ćelija kćerka završi sa jednim identičnim molekulom DNK. Ovaj proces se naziva direktna binarna fisija.
Priprema za podelu
Eukariotski organizmi, koji se sastoje od ćelija sa jezgrom, počinju pripremu za deobu u određenoj fazi ćelijskog ciklusa, u interfazi. U interfazi se u ćeliji odvija proces biosinteze proteina, a sve najvažnije strukture ćelije se udvostručuju. Duž originalnog hromozoma sintetizira se njegova tačna kopija iz kemijskih spojeva prisutnih u ćeliji, a molekula DNK se udvostručuje. Udvojeni hromozom se sastoji od dve polovine - hromatida. Svaka hromatida sadrži jedan molekul DNK. Interfaza u biljnim i životinjskim ćelijama traje u proseku 10-20 sati, a zatim počinje proces deobe ćelije – mitoza.
Mitoza
Mitoza - (rjeđe: mitoza ili indirektna podjela ) - podjela jezgra eukariotske ćelije uz održavanje broja hromozoma. Za razliku od mejoze, mitotička dioba teče bez komplikacija u stanicama bilo koje ploidnosti, budući da ne uključuje, kao neophodan korak, konjugaciju, hromozome u profazi. Mitoza (od grčkog Mitos - nit) indirektna podjela je glavna metoda diobe eukariotskih ćelija. Mitoza je podjela jezgra, koja dovodi do formiranja dvije kćerke jezgre, od kojih svaka ima potpuno isti skup hromozoma kao i roditeljsko jezgro. Nakon diobe jezgre obično slijedi dioba same ćelije, tako da se izraz "mitoza" često koristi za podjelu cijele ćelije. Mitozu su prvi uočili u sporama paprati, preslice i mahovine E. Russov, nastavnik na Univerzitetu u Dorpatu 1872. i ruski naučnik I. D. Čistjakov 1874. godine. Provedena su detaljna istraživanja ponašanja hromozoma u mitozi. njemački botaničar E. Strassburger 1876-1879 gg. o biljkama i od strane njemačkog histologa W. Flemminga 1882. o životinjama. Mitoza je kontinuirani proces, ali radi lakšeg proučavanja, biolozi ga dijele u četiri faze ovisno o tome kako hromozomi u ovom trenutku izgledaju pod svjetlosnim mikroskopom. Mitoza se dijeli na profazu, metafazu, anafazu i telofazu. U profazi se hromozomi skraćuju i zgušnjavaju zbog njihove spiralizacije. U ovom trenutku, dvostruki hromozomi se sastoje od dvije sestrinske hromatide povezane jedna s drugom. Istovremeno sa spiralizacijom hromozoma, nukleolus nestaje i nuklearna membrana se fragmentira (raspada u odvojene tankove). Nakon kolapsa nuklearne membrane, hromozomi leže slobodno i nasumično u citoplazmi. U profazi, centriole (u onim ćelijama u kojima postoje) divergiraju do polova ćelije. Na kraju profaze počinje da se formira fisiono vreteno koje se formira od mikrotubula polimerizacijom proteinskih podjedinica. U metafazi je završeno formiranje fisionog vretena koje se sastoji od dvije vrste mikrotubula: hromozomskih, koje se vežu za centromere hromozoma, i centrosomskih (polarnih), koje se protežu od pola do pola ćelije. Svaki dvostruki hromozom je vezan za mikrotubule vretena. Čini se da su hromozomi gurnuti mikrotubulama do ekvatora ćelije, odnosno nalaze se na jednakoj udaljenosti od polova. Leže u istoj ravni i formiraju takozvanu ekvatorijalnu ili metafaznu ploču. U metafazi je jasno vidljiva dvostruka struktura hromozoma, povezana samo na centromeri. Tokom ovog perioda, lako je izbrojati broj hromozoma i proučiti njihove morfološke karakteristike. U anafazi, kćerki hromozomi se rastežu prema polovima ćelije uz pomoć mikrotubula vretena. Prilikom kretanja, kćerki hromozomi se savijaju nešto poput ukosnice, čiji su krajevi okrenuti prema ekvatoru ćelije. Dakle, u anafazi, hromatide udvostručene u interfazi hromozoma divergiraju do polova ćelije. U ovom trenutku ćelija sadrži dva diploidna seta hromozoma. U telofazi se dešavaju procesi koji su suprotni onima u profazi: počinje despiralizacija (odmotavanje) hromozoma, oni nabubre i postaju teško vidljivi pod mikroskopom. Oko hromozoma na svakom polu formira se nuklearna ovojnica od membranskih struktura citoplazme, a u jezgrama se pojavljuju jezgre. Fisijsko vreteno je uništeno. U fazi telofaze, citoplazma se odvaja (citotomija) i formira dvije ćelije. U životinjskim ćelijama plazma membrana počinje da se izboči u područje gdje se nalazio ekvator vretena. Kao rezultat invaginacije, formira se kontinuirana brazda koja okružuje ćeliju duž ekvatora i postupno dijeli jednu ćeliju na dvije. U biljnim ćelijama u ekvatorskoj regiji, formiranje u obliku bačve, fragmoplast, nastaje od ostataka filamentnih vretenastih niti. Brojne vezikule Golgijevog kompleksa hrle u ovo područje sa polova ćelija, koje se međusobno spajaju. Sadržaj vezikula formira ćelijsku ploču, koja dijeli ćeliju na dvije ćelije kćeri, a membrana Golgijevih vezikula formira nedostajuće citoplazmatske membrane ovih ćelija. Nakon toga, elementi ćelijskih membrana se talože na ćelijskoj ploči sa strane svake ćelije kćeri. Kao rezultat mitoze, dvije ćelije kćeri nastaju iz jedne ćelije sa istim skupom hromozoma kao u matičnoj ćeliji. Biološki značaj mitoze stoga leži u striktno identičnoj distribuciji između ćelija kćeri materijalnih nosilaca nasljedstva - molekula DNK koji čine hromozome. Hvala za ujednačena distribucija repliciranih hromozoma, nakon oštećenja dolazi do obnove organa i tkiva. Mitotička dioba ćelija također je dio citološke reprodukcije organizama.
Mejoza
Mejoza je poseban način diobe stanica, koji rezultira prepolovljenjem broja hromozoma u svakoj ćerki ćeliji. Prvi ga je opisao W. Flemming 1882. na životinjama i E. Strassburger 1888. na biljkama. Mejoza proizvodi gamete. Kao rezultat redukcije, spore i zametne stanice hromozomskog seta dobijaju u svakoj haploidnoj spori i gameti po jedan hromozom iz svakog para hromozoma prisutnih u datom diploidna ćelija. Tokom daljeg procesa oplodnje (fuzije gameta), organizam nove generacije će ponovo dobiti diploidni set hromozoma, odnosno kariotip organizama date vrste ostaje konstantan tokom niza generacija.
Podjela tijela ćelije
Tokom procesa diobe tijela eukariotske ćelije (citokineza), dolazi do diobe citoplazme i organela između novih i starih stanica.
Jedan od najvažnijih procesa u individualni razvojživog organizma je mitoza. U ovom članku ćemo ukratko i jasno pokušati objasniti koji se procesi dešavaju tijekom diobe stanica, o čemu ćemo govoriti biološki značaj mitoza
Definicija pojma
Iz udžbenika za 10. razred biologije znamo da je mitoza dioba ćelije, uslijed koje se od jedne matične stanice formiraju dvije kćerke ćelije sa istim skupom hromozoma.
U prijevodu sa starogrčkog, izraz "mitoza" znači "nit". To je kao veza između starih i novih ćelija u kojoj je sačuvan genetski kod.
Proces diobe u cjelini počinje od jezgra i završava se u citoplazmi. Naziva se mitotičkim ciklusom, koji se sastoji od faze mitoze i interfaze. Kao rezultat podjele diploida somatska ćelija formiraju se dvije kćerke ćelije. Zahvaljujući ovom procesu povećava se broj ćelija tkiva.
Faze mitoze
Na osnovu morfološke karakteristike, proces podjele je podijeljen u sljedeće faze:
- Profaza ;
U ovoj fazi jezgro se zbija, unutar njega se kondenzira kromatin, koji se uvija u spiralu, a hromozomi su vidljivi pod mikroskopom.
TOP 4 člankakoji čitaju uz ovo
Pod uticajem enzima, jezgra i njihove ljuske se rastvaraju; hromozomi se tokom ovog perioda nasumično nalaze u citoplazmi. Kasnije se centriole odvajaju na polove i formira se vreteno diobe stanica, čije su niti pričvršćene za polove i hromozome.
Ovu fazu karakterizira udvostručenje DNK, ali parovi hromozoma se i dalje drže jedan za drugog.
Prije faze profaze biljna ćelija Postoji pripremna faza - predprofaza. U ovoj fazi može se razumjeti šta priprema ćelije za mitozu. Karakterizira ga formiranje preprofaznog prstena, fragmosoma i nukleacija mikrotubula oko jezgra.
- Prometafaza ;
U ovoj fazi, hromozomi počinju da se kreću i kreću prema najbližem polu.
U mnogima udžbenici preprofaza i prometofaza se nazivaju profazni stadijum.
- Metafaza ;
U početnoj fazi, hromozomi se nalaze u ekvatorijalnom dijelu vretena, tako da pritisak polova djeluje na njih ravnomjerno. Tokom ove faze, broj mikrotubula vretena stalno raste i obnavlja se.
Kromosomi su raspoređeni u parovima u spiralu duž ekvatora vretena po strogom redoslijedu. Kromatide se postupno odvajaju, ali se i dalje drže niti vretena.
- Anafaza ;
U ovoj fazi, hromatide se izdužuju i postepeno se kreću prema polovima kako se filamenti vretena skupljaju. Nastaju hromozomi kćeri.
Ovo je vremenski najkraća faza. Sestrinske hromatide se iznenada odvajaju i kreću na različite polove.
- Telofaza ;
To je posljednja faza diobe kada se hromozomi produžuju i u blizini svakog pola se formira nova nuklearna ovojnica. Navoji koji su činili vreteno su potpuno uništeni. U ovoj fazi, citoplazma se dijeli.
Završetak posljednja faza poklapa se s diobom matične stanice, što se naziva citokineza. Prolazak ovog procesa određuje koliko se ćelija formira tokom diobe; može ih biti dvije ili više.
Rice. 1. Faze mitoze
Značenje mitoze
Biološki značaj procesa ćelijske diobe je neosporan.
- Zahvaljujući njemu moguće je održavati konstantan skup hromozoma.
- Reprodukcija identične ćelije moguća je samo mitozom. Na taj način se zamjenjuju ćelije kože, crijevni epitel i crvena krvna zrnca, čiji je životni ciklus samo 4 mjeseca.
- Kopiranje, a time i očuvanje genetskih informacija.
- Osiguravanje razvoja i rasta stanica, zbog čega se iz jednostanične zigote formira višećelijski organizam.
- Uz pomoć takve podjele moguća je regeneracija dijelova tijela kod nekih živih organizama. Na primjer, zraci morske zvijezde se obnavljaju.
Rice. 2. Regeneracija morske zvijezde
- Osiguravanje aseksualne reprodukcije. Na primjer, pupanje hidre, kao i vegetativno razmnožavanje biljaka.
Rice. 3. Hydra pupanje
Šta smo naučili?
Podjela ćelije naziva se mitoza. Zahvaljujući njemu, genetske informacije ćelije se kopiraju i pohranjuju. Proces se odvija u nekoliko faza: pripremna faza, profaza, metafaza, anafaza, telofaza. Kao rezultat, formiraju se dvije kćeri ćelije koje su potpuno slične izvornoj matičnoj ćeliji. U prirodi je značaj mitoze veliki, jer zahvaljujući njoj dolazi do razvoja i rasta jednoćelijskih i višećelijskih organizama, regeneracija nekih dijelova tijela, aseksualna reprodukcija.
Testirajte na temu
Evaluacija izvještaja
prosječna ocjena: 4.6. Ukupno primljenih ocjena: 355.
Interfaza je period životni ciklusćelija, zatvorena između kraja prethodne podjele i početka sljedeće. Sa reproduktivne tačke gledišta, ovo vrijeme se može nazvati pripremna faza, a sa biofunkcionalnim - vegetativnim. Tokom interfaznog perioda, ćelija raste, dovršava strukture izgubljene tokom deobe, a zatim se metabolički preuređuje u prelazak u mitozu ili mejozu, osim ako je neki razlog (na primer, diferencijacija tkiva) ne izbaci iz životnog ciklusa.
Budući da je interfaza srednje stanje između dvije mejotičke ili mitotičke podjele, ona se inače naziva interkineza. Međutim, druga verzija termina se može koristiti samo u odnosu na ćelije koje nisu izgubile sposobnost dijeljenja.
opšte karakteristike
Interfaza je najduži dio ćelijskog ciklusa. Izuzetak je znatno skraćena interkineza između prve i druge diobe mejoze. Značajna karakteristika ove faze je i to što se ovdje ne događa duplikacija hromozoma, kao u interfazi mitoze. Ova karakteristika je povezana s potrebom da se diploidni skup kromosoma reducira na haploidni. U nekim slučajevima intermejotička interkineza može biti potpuno odsutna.
Interfazni stadijumi
Interfaza je generalizovani naziv za tri uzastopna perioda:
- presintetički (G1);
- sintetički (S);
- postsintetički (G2).
U ćelijama koje ne ispadaju iz ciklusa, faza G2 direktno prelazi u mitozu i stoga se inače naziva premitotičnom.
G1 je interfazni stadij koji se javlja neposredno nakon podjele. Stoga je stanica upola manja, a sadržaj RNK i proteina je otprilike 2 puta manji. Tokom predsintetskog perioda, sve komponente se vraćaju u normalu.
Zbog nakupljanja proteina, stanica postepeno raste. Potrebne organele su kompletirane i volumen citoplazme se povećava. Istovremeno se povećava postotak različitih RNK i sintetiziraju se prekursori DNK (nukleotid trifosfat kinaze itd.). Iz tog razloga, blokiranje proizvodnje glasničkih RNK i proteina karakterističnih za G1 sprječava prelazak stanice u S-period.
Na stadijumu G1 je zabeleženo naglo povećanje enzimi uključeni u energetski metabolizam. Razdoblje karakterizira i visoka biohemijska aktivnost ćelije, a akumulacija strukturnih i funkcionalnih komponenti dopunjena je skladištenjem velikog broja molekula ATP-a, koji će služiti kao rezerva energije za naknadno restrukturiranje hromozomskog aparata.
Sintetička faza
U S-periodu interfaze nastupa ključni trenutak neophodan za diobu - replikacija DNK. U ovom slučaju se ne udvostručuju samo genetski molekuli, već i broj hromozoma. U zavisnosti od vremena pregleda ćelije (na početku, u sredini ili na kraju sintetičkog perioda), količina DNK se može detektovati od 2 do 4 s.
S faza predstavlja ključnu prijelaznu tačku koja "odlučuje" da li će doći do podjele. Jedini izuzetak od ovog pravila je interfaza između mejoze I i II.
U ćelijama koje su stalno u stanju interfaze, S period se ne javlja. Dakle, ćelije koje se neće ponovo dijeliti zaustavljaju se u fazi zvanoj G0.
Postsintetička faza
G2 period je završna faza priprema za podelu. U ovoj fazi dolazi do sinteze molekula glasničke RNK neophodne za prolazak mitoze. Jedan od ključnih proteina koji se proizvodi u ovom trenutku je tubulin, koji služi kao građevinski materijal za formiranje fisijskog vretena.
Na granici između postsintetske faze i mitoze (ili mejoze), sinteza RNK naglo opada.
Šta su G0 ćelije
Za neke ćelije, interfaza je trajno stanje. Karakteristična je za neke komponente specijalizovanih tkiva.
Stanje nemogućnosti diobe konvencionalno se označava kao G0 stadijum, budući da se G1 period također smatra fazom pripreme za mitozu, iako ne uključuje pridružena morfološka preuređivanja. Stoga se smatra da su G0 ćelije ispale iz citološkog ciklusa. U tom slučaju stanje mirovanja može biti trajno ili privremeno.
U G0 fazu najčešće ulaze ćelije koje su završile diferencijaciju i specijalizirale se za određene funkcije. Međutim, u nekim slučajevima ovo stanje je reverzibilno. Na primjer, ćelije jetre, ako je organ oštećen, mogu vratiti sposobnost podjele i prelaska iz G0 stanja u G1 period. Ovaj mehanizam je u osnovi regeneracije organizama. U normalnim uslovima, većina ćelija jetre je u G0 fazi.
U nekim slučajevima, G0 stanje je ireverzibilno i traje do citološke smrti. Ovo je tipično, na primjer, za keratinizirajuće epidermalne stanice ili kardiomiocite.
Ponekad, naprotiv, prelazak na period G0 uopće ne znači gubitak sposobnosti podjele, već samo uključuje sistematsku suspenziju. Ova grupa uključuje kambijalne ćelije (na primjer, matične ćelije).
