Masa hidup suatu sel sejak lahirnya sel induk akibat pembelahan sampai pembelahan atau kematian berikutnya disebut siklus hidup (seluler) suatu sel.

Siklus sel sel yang mampu bereproduksi meliputi dua tahap: - INTERPHASE (tahap antar pembelahan, interkinesis); - PERIODE PEMBAGIAN (mitosis). Dalam interfase, sel bersiap untuk pembelahan - sintesis berbagai zat, tetapi yang utama adalah penggandaan DNA. Dari segi durasi, itu merupakan yang terbanyak lingkaran kehidupan. Interfase terdiri dari 3 periode: 1) Presintetik - G1 (ji one) - terjadi segera setelah akhir pembelahan. Sel tumbuh, mengakumulasi berbagai zat (kaya energi), nukleotida, asam amino, enzim. Mempersiapkan sintesis DNA. Sebuah kromosom mengandung 1 molekul DNA (1 kromatid). 2) Sintetis – Bahan S diduplikasi – molekul DNA direplikasi. Protein dan RNA disintesis secara intensif. Jumlah sentriol menjadi dua kali lipat.

3) G2 pascasintetik – premitosis, sintesis RNA berlanjut. Kromosom mengandung 2 salinan dirinya sendiri - kromatid, yang masing-masing membawa 1 molekul DNA (untai ganda). Sel siap membelah; kromosomnya tersporalisasi.

Amitosis - pembagian langsung

Mitosis - pembelahan tidak langsung

Meiosis – pembelahan reduksi

amitosis– jarang terjadi, terutama pada sel-sel tua atau ketika kondisi patologis(perbaikan jaringan), nukleus tetap dalam keadaan intefase, kromosom tidak mengalami spora. Nukleus terbagi karena penyempitan. Sitoplasma mungkin tidak membelah, kemudian terbentuk sel binukleat.

MITOSIS- metode pembagian universal. Dalam siklus hidup hanya itu saja sebagian kecil. Siklus sel epitel usus kucing 20-22 jam, mitosis 1 jam. Mitosis terdiri dari 4 fase.

1) PROPHASE - terjadi pemendekan dan penebalan kromosom (spiralisasi); terlihat jelas. Kromosom terdiri dari 2 kromatid (berganda selama interfase). Nukleolus dan membran inti hancur, sitoplasma dan karioplasma bercampur. Pusat sel yang terbagi menyimpang sepanjang sumbu panjang sel menuju kutub. Spindel fisi (terdiri dari filamen protein elastis) terbentuk.

2) METOPHASE - kromosom terletak pada bidang yang sama di sepanjang ekuator, membentuk pelat metafase. Spindel terdiri dari 2 jenis benang: beberapa menghubungkan pusat sel, yang kedua (jumlahnya = jumlah kromosom adalah 46) melekat, satu ujung ke sentrosom (pusat seluler), ujung lainnya ke sentromer kromosom. Sentromer juga mulai membelah menjadi 2. Kromosom (di ujung) terbelah pada sentromer.

3) ANAPHASE – fase mitosis terpendek. Untaian gelendong mulai memendek dan kromatid setiap kromosom menjauh satu sama lain menuju kutub. Setiap kromosom hanya terdiri dari 1 kromatid.

4) TELOPHASE - kromosom terkonsentrasi pada bagian yang sesuai pusat sel, putus asa. Nukleolus dan membran inti terbentuk, dan terbentuklah membran yang memisahkan sel-sel saudara satu sama lain. Sel saudara terpisah.

Signifikansi biologis Mitosis berarti bahwa setiap sel anak menerima set kromosom yang sama persis, dan oleh karena itu informasi genetik yang sama persis dengan yang dimiliki sel induk.

7. MEIOSIS – PEMBAGIAN, MATURASI SEL GERMS

Hakikat reproduksi seksual adalah peleburan dua inti sel germinal (gamet) yaitu sperma (suami) dan sel telur (istri). Selama perkembangan, sel germinal mengalami pembelahan mitosis, dan selama pematangan, pembelahan meiosis. Oleh karena itu, sel germinal dewasa mengandung satu set kromosom haploid (p): P + P = 2P (zigot). Jika gametnya memiliki 2n (diploid), maka keturunannya akan memiliki tetraploid (2n+2n) = 4n jumlah kromosom, dst. Jumlah kromosom pada orang tua dan keturunannya tetap konstan. Jumlah kromosom berkurang setengahnya melalui meiosis (gametogenesis). Terdiri dari 2 divisi berturut-turut:

Reduktif

Setara (menyamakan)

tanpa interfase di antara mereka.

PROPHASE 1 BERBEDA DENGAN PROPHASE MITOSIS.

1. Leptonema (filamen tipis) pada inti, kumpulan diploid (2p) kromosom tipis panjang 46 pcs.

2. Zygonema – kromosom homolog (berpasangan) – 23 pasang pada manusia terkonjugasi (ritsleting) gen “pas” ke gen terhubung sepanjang keseluruhan 2p – 23 pcs.

3. Homolog Pachynema (filamen tebal). kromosom berhubungan erat (bivalen). Setiap kromosom terdiri dari 2 kromatid, yaitu. bivalen - dari 4 kromatid.

4.Diplonema (untaian ganda) konjugasi kromosom saling tolak menolak. Terjadi puntiran, dan terkadang pertukaran bagian kromosom yang rusak - persilangan (crossing over) - hal ini secara tajam meningkatkan variabilitas herediter, kombinasi gen baru.

5. Diakinesis (pergerakan menjauh) - profase berakhir, kromosom disperalisasi, membran inti hancur dan fase kedua dimulai - metafase pembelahan pertama.

Metafase 1 – bivalen (tetrad) terletak di sepanjang ekuator sel, terbentuk gelendong (23 pasang).

Anafase 1 - tidak hanya satu kromatid, tetapi dua kromosom berpindah ke setiap kutub. Hubungan antara kromosom homolog melemah. Kromosom berpasangan berpindah satu sama lain ke kutub yang berbeda. Himpunan haploid terbentuk.

Telofase 1 - satu set kromosom haploid berkumpul di kutub gelendong, di mana setiap jenis kromosom diwakili bukan oleh pasangan, tetapi oleh kromosom pertama yang terdiri dari 2 kromatid; sitoplasma tidak selalu terbagi.

Meiosis 1- pembelahan mengarah pada pembentukan sel-sel yang membawa satu set kromosom haploid, tetapi kromosom terdiri dari 2 kromatid, yaitu. memiliki dua kali lipat jumlah DNA. Oleh karena itu, sel sudah siap untuk pembelahan ke-2.

Meiosis 2 pembagian (setara). Semua tahapan: profase 2, metafase 2, anafase 2 dan telofase 2. Berlangsung sebagai mitosis, tetapi sel haploid membelah.

Sebagai hasil pembelahan, kromosom beruntai ganda ibu terpecah membentuk kromosom anak beruntai tunggal. Setiap sel (4) akan memiliki satu set kromosom haploid.

ITU. akibat dari 2 pembelahan metotik terjadi :

Variabilitas herediter meningkat karena perbedaan kombinasi kromosom pada set anak perempuan

Banyaknya kemungkinan kombinasi pasangan kromosom = 2 pangkat n (jumlah kromosom dalam satu set haploid adalah 23 - manusia).

Tujuan utama meiosis adalah untuk membuat sel dengan satu set kromosom haploid - ini dicapai melalui pembentukan pasangan kromosom homolog pada awal pembelahan meiosis pertama dan selanjutnya divergensi homolog menjadi sel anak yang berbeda. Pembentukan sel germinal jantan disebut spermatogenesis, dan pembentukan sel germinal betina disebut oogenesis.

Siklus sel

Siklus sel adalah periode keberadaan sel dari saat pembentukannya melalui pembelahan sel induk sampai pembelahan atau kematiannya sendiri.Isi [tunjukkan]

Durasi siklus sel eukariota

Panjang siklus sel bervariasi antar sel. Sel-sel organisme dewasa yang bereproduksi dengan cepat, seperti sel hematopoietik atau basal epidermis dan usus halus, dapat memasuki siklus sel setiap 12-36 jam Siklus sel pendek (sekitar 30 menit) diamati selama fragmentasi cepat telur echinodermata, amfibi, dan hewan lainnya. Di bawah kondisi eksperimental, banyak garis kultur sel memiliki siklus sel yang pendek (sekitar 20 jam). Untuk sel yang paling aktif membelah, periode antara mitosis kira-kira 10-24 jam.

Fase siklus sel eukariotik

Siklus sel eukariotik terdiri dari dua periode:

Suatu periode pertumbuhan sel yang disebut “interfase,” di mana DNA dan protein disintesis dan terjadi persiapan untuk pembelahan sel.

Periode pembelahan sel, disebut “fase M” (dari kata mitosis - mitosis).

Interfase terdiri dari beberapa periode:

Fase G1 (dari bahasa Inggris gap - gap), atau fase pertumbuhan awal, di mana terjadi sintesis mRNA, protein, dan komponen seluler lainnya;

Fase S (dari bahasa Inggris sintesis - sintetik), di mana terjadi replikasi DNA inti sel, penggandaan sentriol juga terjadi (jika ada, tentu saja).

Fase G2, di mana persiapan mitosis terjadi.

Pada sel yang berdiferensiasi dan tidak lagi membelah, mungkin tidak ada fase G1 dalam siklus sel. Sel-sel tersebut berada dalam fase istirahat G0.

Masa pembelahan sel (fase M) meliputi dua tahap:

mitosis (pembelahan inti sel);

sitokinesis (pembelahan sitoplasma).

Pada gilirannya, mitosis dibagi menjadi lima tahap; in vivo, enam tahap ini membentuk rangkaian dinamis.

Deskripsi pembelahan sel didasarkan pada data mikroskop cahaya yang dikombinasikan dengan fotografi mikrosin dan hasil cahaya dan mikroskop elektron sel yang terfiksasi dan ternoda.

Regulasi siklus sel

Urutan perubahan periode siklus sel yang teratur terjadi melalui interaksi protein seperti kinase dan siklin yang bergantung pada siklin. Sel pada fase G0 dapat memasuki siklus sel bila terkena faktor pertumbuhan. Berbagai faktor faktor pertumbuhan, seperti faktor pertumbuhan trombosit, epidermal, dan saraf, dengan berikatan dengan reseptornya, memicu kaskade sinyal intraseluler, yang pada akhirnya mengarah pada transkripsi gen cyclin dan kinase yang bergantung pada cyclin. Kinase yang bergantung pada siklin menjadi aktif hanya ketika berinteraksi dengan siklin yang sesuai. Kandungan berbagai siklin dalam sel berubah sepanjang siklus sel. Cyclin adalah komponen pengatur kompleks kinase yang bergantung pada cyclin-cyclin. Kinase adalah komponen katalitik kompleks ini. Kinase tidak aktif tanpa siklin. Pada tahapan yang berbeda Selama siklus sel, siklin yang berbeda disintesis. Dengan demikian, kandungan siklin B dalam oosit katak mencapai maksimum pada saat mitosis, ketika seluruh kaskade reaksi fosforilasi yang dikatalisis oleh kompleks kinase yang bergantung pada siklin B/siklin diluncurkan. Pada akhir mitosis, siklin dengan cepat dihancurkan oleh proteinase.

Pos pemeriksaan siklus sel

Untuk menentukan selesainya setiap fase siklus sel diperlukan adanya checkpoint. Jika sel “melewati” pos pemeriksaan, maka sel tersebut terus “bergerak” melalui siklus sel. Jika keadaan tertentu, seperti kerusakan DNA, mencegah sel melewati suatu pos pemeriksaan, yang dapat diumpamakan dengan semacam pos pemeriksaan, maka sel akan berhenti dan fase lain dari siklus sel tidak terjadi, setidaknya sampai hambatan tersebut dihilangkan. , mencegah sel melewati pos pemeriksaan. Setidaknya ada empat pos pemeriksaan dalam siklus sel: pos pemeriksaan di G1, yang memeriksa DNA utuh sebelum memasuki fase S, pos pemeriksaan di fase S, yang memeriksa kebenaran replikasi DNA, pos pemeriksaan di G2, yang memeriksa lesi yang terlewat ketika melewati titik verifikasi sebelumnya, atau diperoleh pada tahap siklus sel berikutnya. Pada fase G2, kelengkapan replikasi DNA terdeteksi dan sel-sel yang replikasi DNAnya kurang tidak memasuki mitosis. Di pos pemeriksaan perakitan spindel, diperiksa apakah semua kinetokor terpasang ke mikrotubulus.

Gangguan siklus sel dan pembentukan tumor

Peningkatan sintesis protein p53 menyebabkan induksi sintesis protein p21, penghambat siklus sel.

Gangguan regulasi siklus sel normal merupakan penyebab sebagian besar tumor padat. Dalam siklus sel, sebagaimana telah disebutkan, melewati pos pemeriksaan hanya mungkin jika tahapan sebelumnya diselesaikan secara normal dan tidak ada gangguan. Sel tumor ditandai dengan perubahan komponen pos pemeriksaan siklus sel. Ketika pos pemeriksaan siklus sel dinonaktifkan, disfungsi beberapa penekan tumor dan proto-onkogen diamati, khususnya p53, pRb, Myc dan Ras. Protein p53 adalah salah satu faktor transkripsi yang memulai sintesis protein p21, yang merupakan penghambat kompleks CDK-siklin, yang menyebabkan terhentinya siklus sel pada periode G1 dan G2. Dengan demikian, sel yang DNA-nya rusak tidak memasuki fase S. Dengan mutasi yang menyebabkan hilangnya gen protein p53, atau jika terjadi perubahan, tidak terjadi penyumbatan siklus sel, sel memasuki mitosis, yang menyebabkan munculnya sel mutan, yang sebagian besar tidak dapat hidup, yang lain menimbulkan menjadi sel-sel ganas.

Siklin adalah keluarga protein yang merupakan aktivator protein kinase yang bergantung pada siklin (CDK), enzim kunci yang terlibat dalam regulasi siklus sel eukariotik. Siklin mendapatkan namanya karena konsentrasi intraselulernya berubah secara berkala saat sel melewati siklus sel, mencapai maksimum pada tahap siklus tertentu.

Subunit katalitik dari protein kinase yang bergantung pada siklin diaktifkan sebagian melalui interaksi dengan molekul siklin, yang membentuk subunit pengatur enzim. Pembentukan heterodimer ini menjadi mungkin setelah siklin mencapai konsentrasi kritis. Menanggapi penurunan konsentrasi siklin, enzim dinonaktifkan. Untuk aktivasi lengkap protein kinase yang bergantung pada siklin, fosforilasi spesifik dan defosforilasi residu asam amino tertentu dalam rantai polipeptida kompleks ini harus terjadi. Salah satu enzim yang melakukan reaksi tersebut adalah CAK kinase (CAK - CDK activating kinase).

Kinase yang bergantung pada siklin

Kinase yang bergantung pada siklin (CDK) adalah sekelompok protein yang diatur oleh molekul mirip siklin dan siklin. Kebanyakan CDK terlibat dalam transisi fase siklus sel; mereka juga mengatur transkripsi dan pemrosesan mRNA. CDK adalah serin/treonin kinase yang memfosforilasi residu protein yang sesuai. Beberapa CDK diketahui, masing-masing diaktifkan oleh satu atau lebih siklin dan molekul serupa lainnya setelah mencapai konsentrasi kritisnya, dan sebagian besar CDK bersifat homolog, berbeda terutama dalam konfigurasi situs pengikatan siklin. Menanggapi penurunan konsentrasi intraseluler dari siklin tertentu, CDK yang sesuai dinonaktifkan secara reversibel. Jika CDK diaktifkan oleh sekelompok siklin, masing-masing siklin, seolah-olah mentransfer protein kinase satu sama lain, mempertahankan CDK dalam keadaan teraktivasi. lama. Gelombang aktivasi CDK seperti itu terjadi selama fase G1 dan S dari siklus sel.

Daftar CDK dan regulatornya

CDK1; siklin A, siklin B

CDK2; siklin A, siklin E

CDK4; siklin D1, siklin D2, siklin D3

CDK5; CDK5R1, CDK5R2

CDK6; siklin D1, siklin D2, siklin D3

CDK7; siklin H

CDK8; siklin C

CDK9; siklin T1, siklin T2a, siklin T2b, siklin K

CDK11 (CDC2L2); siklin L

Amitosis (atau pembelahan sel langsung) terjadi di sel somatik eukariota lebih jarang terjadi dibandingkan mitosis. Ini pertama kali dijelaskan oleh ahli biologi Jerman R. Remak pada tahun 1841, istilah ini dikemukakan oleh seorang ahli histologi. V. Flemming kemudian - pada tahun 1882. Dalam kebanyakan kasus, amitosis diamati pada sel dengan aktivitas mitosis yang berkurang: ini adalah sel yang menua atau berubah secara patologis, sering kali menyebabkan kematian (sel pada membran embrio mamalia, sel tumor dan sebagainya.). Dengan amitosis, keadaan interfase nukleus dipertahankan secara morfologis, nukleolus dan selubung nukleus terlihat jelas. Tidak ada replikasi DNA. Spiralisasi kromatin tidak terjadi, kromosom tidak terdeteksi. Sel mempertahankan aktivitas fungsional khasnya, yang hampir hilang seluruhnya selama mitosis. Selama amitosis, hanya nukleus yang membelah, tanpa pembentukan gelendong pembelahan, sehingga materi herediter tersebar secara acak. Kurangnya sitokinesis menyebabkan pembentukan sel binukleat, yang selanjutnya tidak dapat memasuki siklus mitosis normal. Dengan amitosis berulang, sel berinti banyak dapat terbentuk.

Konsep ini masih muncul di beberapa buku teks hingga tahun 1980-an. Saat ini diyakini bahwa semua fenomena yang dikaitkan dengan amitosis adalah akibat dari interpretasi yang salah terhadap sediaan mikroskopis yang kurang dipersiapkan dengan baik, atau interpretasi fenomena yang menyertai penghancuran sel atau peristiwa lain seperti pembelahan sel. proses patologis. Pada saat yang sama, beberapa varian pembelahan inti pada eukariota tidak dapat disebut mitosis atau meiosis. Ini misalnya pembelahan makronuklei banyak ciliata, di mana pemisahan fragmen pendek kromosom terjadi tanpa pembentukan gelendong.

Daur hidup suatu sel meliputi awal pembentukannya dan akhir keberadaannya sebagai suatu kesatuan yang mandiri. Mari kita mulai dengan fakta bahwa sel muncul selama pembelahan sel induknya, dan mengakhiri keberadaannya karena pembelahan berikutnya atau kematian.

Siklus hidup sel terdiri dari interfase dan mitosis. Pada periode inilah periode yang dipertimbangkan setara dengan periode seluler.

Siklus hidup sel: interfase

Ini adalah periode antara dua pembelahan sel mitosis. Reproduksi kromosom berlangsung mirip dengan reduplikasi (replikasi semi-konservatif) molekul DNA. Dalam interfase, inti sel dikelilingi oleh cangkang membran ganda khusus, dan kromosom tidak terpuntir dan tidak terlihat di bawah mikroskop cahaya biasa.

Ketika sel diwarnai dan difiksasi, zat berwarna tinggi, kromatin, terakumulasi. Perlu dicatat bahwa sitoplasma mengandung semua organel yang dibutuhkan. Ini memastikan keberadaan sel secara penuh.

Dalam siklus hidup suatu sel, interfase disertai dengan tiga periode. Mari kita lihat lebih dekat masing-masingnya.

Periode siklus hidup sel (interfase)

Yang pertama disebut sintetis ulang. Hasil mitosis sebelumnya adalah bertambahnya jumlah sel. Di sini terjadi transkripsi molekul RNA yang baru dibuat (informasional), dan molekul RNA yang tersisa disistematisasikan, protein disintesis dalam nukleus dan sitoplasma. Beberapa zat sitoplasma secara bertahap dipecah dengan pembentukan ATP, molekulnya diberkahi dengan ikatan energi tinggi, mereka mentransfer energi ke tempat-tempat yang tidak mencukupi. Pada saat yang sama, ukuran sel bertambah dan mencapai ukuran sel induk. Periode ini berlangsung lama untuk sel-sel khusus, di mana mereka menjalankan fungsi khususnya.

Periode kedua dikenal sebagai sintetis(sintesis DNA). Blokadenya dapat menghentikan seluruh siklus. Di sini terjadi replikasi molekul DNA, serta sintesis protein yang berpartisipasi dalam pembentukan kromosom.

Molekul DNA mulai berikatan dengan molekul protein, akibatnya kromosom menebal. Pada saat yang sama, reproduksi sentriol diamati, akhirnya muncul 2 pasang. Sentriol baru berpasangan terletak relatif terhadap yang lama pada sudut 90°. Selanjutnya, setiap pasangan berpindah ke kutub sel selama mitosis berikutnya.

Periode sintetik ditandai dengan peningkatan sintesis DNA dan lompatan tajam dalam pembentukan molekul RNA, serta protein, ke dalam sel.

Periode ke tiga - pascasintetis. Hal ini ditandai dengan adanya persiapan sel untuk pembelahan selanjutnya (mitosis). Periode ini, sebagai suatu peraturan, selalu berlangsung kurang dari periode lainnya. Terkadang semuanya rontok.

Durasi waktu pembangkitan

Dengan kata lain, ini adalah berapa lama siklus hidup sel berlangsung. Durasi waktu pembangkitan, serta periode individu, memakan waktu arti yang berbeda dalam berbagai sel. Hal ini dapat dilihat dari tabel di bawah ini.

Periode				Waktu generasi	Tipe populasi sel
periode interfase prasintetis	periode interfase sintetik	periode interfase pasca-sintetis	mitosis
					epitel kulit
					usus duabelas jari
					usus halus
					sel hati hewan berumur 3 minggu

Jadi, siklus hidup sel yang paling pendek adalah siklus kambial. Kebetulan periode ketiga, periode pascasintesis, hilang sama sekali. Misal pada tikus umur 3 minggu sel hatinya berkurang menjadi setengah jam, lama waktu generasinya 21,5 jam, lamanya masa sintetik paling stabil.

Dalam situasi lain, pada periode pertama (presintetik), sel mengumpulkan sifat-sifat untuk menjalankan fungsi tertentu, hal ini disebabkan oleh strukturnya yang menjadi lebih kompleks. Jika spesialisasi belum berjalan terlalu jauh, maka dapat melalui seluruh siklus hidup sel dengan pembentukan 2 sel baru secara mitosis. Dalam situasi ini, periode pertama mungkin meningkat secara signifikan. Misalnya, pada sel epitel kulit tikus, waktu generasi, yaitu 585,6 jam, jatuh pada periode pertama - prasintetik, dan pada sel periosteal anak anjing tikus - 102 jam dari 114.

Bagian utama dari waktu ini disebut periode G0 - ini adalah implementasi fungsi sel spesifik yang intensif. Banyak sel hati yang tertinggal dalam periode ini, akibatnya mereka kehilangan kemampuan untuk menjalani mitosis.

Jika sebagian hati dihilangkan, sebagian besar selnya akan mengalami proses sintetik terlebih dahulu, kemudian periode pascasintesis, dan akhirnya proses mitosis. Jadi, reversibilitas periode G0 telah terbukti untuk berbagai jenis populasi sel. Dalam situasi lain, derajat spesialisasi meningkat sedemikian rupa sehingga dalam kondisi tertentu sel tidak dapat lagi membelah secara mitosis. Kadang-kadang, produksi endore terjadi di dalamnya. Pada beberapa kasus, hal ini berulang lebih dari satu kali, kromosom menebal sedemikian rupa sehingga dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa.

Jadi, kita mengetahui bahwa dalam siklus hidup sel, interfase disertai dengan tiga periode: prasintetik, sintetik, dan pascasintetik.

Pembelahan sel

Ini mendasari reproduksi, regenerasi, transmisi informasi turun-temurun, dan perkembangan. Sel itu sendiri hanya ada pada periode peralihan antar pembelahan.

Siklus hidup (pembelahan sel) - periode keberadaan unit yang bersangkutan (dimulai dari saat kemunculannya hingga pembelahan sel induk), termasuk pembelahan itu sendiri. Berakhir dengan perpecahan atau kematian tersendiri.

Fase siklus sel

Hanya ada enam dari mereka. Fase siklus hidup sel berikut diketahui:

Durasi siklus hidup, serta jumlah fase di dalamnya, berbeda-beda untuk setiap sel. Jadi, di jaringan saraf, setelah periode embrio awal, sel-sel berhenti membelah, kemudian hanya berfungsi sepanjang hidup organisme itu sendiri, dan kemudian mati. Tetapi sel-sel embrio pada tahap pembelahan pertama-tama menyelesaikan 1 pembelahan, dan kemudian segera, melewati fase-fase yang tersisa, melanjutkan ke fase berikutnya.

Metode pembelahan sel

Dari hanya dua:

1. Mitosis- Ini adalah pembelahan sel tidak langsung.
2. Meiosis- ini adalah karakteristik fase seperti pematangan sel germinal, pembelahan.

Sekarang kita akan mempelajari lebih detail apa itu siklus hidup sel - mitosis.

Pembelahan sel tidak langsung

Mitosis adalah pembelahan sel somatik secara tidak langsung. Ini adalah proses yang berkesinambungan, yang hasilnya pertama-tama adalah penggandaan, kemudian distribusi yang merata antara sel-sel anak dari materi keturunan.

Signifikansi biologis dari pembelahan sel tidak langsung

Ini adalah sebagai berikut:

1. Hasil mitosis adalah terbentuknya dua sel yang masing-masing mengandung jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Kromosom mereka terbentuk melalui replikasi yang tepat dari DNA ibu, itulah sebabnya gen sel anak mengandung informasi keturunan yang identik. Mereka secara genetis sama dengan sel induknya. Jadi, kita dapat mengatakan bahwa mitosis menjamin identitas transmisi informasi herediter ke sel anak dari ibu.

2. Hasil mitosis adalah sejumlah sel tertentu dalam organisme yang bersangkutan - ini adalah salah satu mekanisme pertumbuhan yang paling penting.

3. Sejumlah besar hewan dan tumbuhan berkembang biak secara aseksual melalui pembelahan sel mitosis, oleh karena itu mitosis menjadi dasar reproduksi vegetatif.

4. Mitosislah yang memastikan regenerasi lengkap bagian-bagian yang hilang, serta penggantian sel, yang terjadi sampai batas tertentu di setiap bagian. organisme multiseluler.

Dengan demikian diketahui bahwa siklus hidup sel somatik terdiri dari mitosis dan interfase.

Mekanisme mitosis

Pembelahan sitoplasma dan nukleus merupakan 2 proses independen yang terjadi secara terus menerus dan berurutan. Namun demi kemudahan dalam mempelajari peristiwa-peristiwa yang terjadi selama periode pembelahan, secara artifisial dibagi menjadi 4 tahap: pro-, meta-, ana-, dan telofase. Durasinya bervariasi tergantung pada jenis kain, faktor eksternal, keadaan fisiologis. Yang terpanjang adalah yang pertama dan terakhir.

Profase

Ada peningkatan nyata pada inti di sini. Akibat spiralisasi, terjadi pemadatan dan pemendekan kromosom. Pada profase selanjutnya, struktur kromosom sudah terlihat jelas: 2 kromatid yang dihubungkan oleh sebuah sentromer. Pergerakan kromosom menuju ekuator sel dimulai.

Dari bahan sitoplasma dalam profase (akhir), gelendong fisi terbentuk, yang terbentuk dengan partisipasi sentriol (dalam sel hewan, di sejumlah tumbuhan tingkat rendah) atau tanpa sentriol (sel beberapa protozoa, tumbuhan tingkat tinggi). Selanjutnya, benang gelendong tipe 2 mulai muncul dari sentriol, lebih tepatnya:

• pendukung yang menghubungkan kutub sel;
• kromosom (menarik), yang berpotongan dalam metafase ke sentromer kromosom.

Pada akhir fase ini, selubung inti menghilang, dan kromosom terletak bebas di sitoplasma. Biasanya intinya menghilang sedikit lebih awal.

Metafase

Permulaannya adalah hilangnya membran inti. Kromosom pertama-tama berbaris di bidang ekuator, membentuk pelat metafase. Dalam hal ini, sentromer kromosom terletak di bidang ekuator. Untaian gelendong menempel pada sentromer kromosom, dan beberapa di antaranya berpindah dari satu kutub ke kutub lainnya tanpa terikat.

Anafase

Permulaannya dianggap sebagai pembelahan sentromer kromosom. Akibatnya, kromatid diubah menjadi dua kromosom anak yang terpisah. Kemudian yang terakhir mulai menyimpang menuju kutub sel. Mereka biasanya mengambil bentuk V khusus saat ini. Divergensi ini dicapai dengan mempercepat benang spindel. Pada saat yang sama, benang pendukungnya memanjang, mengakibatkan kutub-kutubnya saling menjauh.

Telofase

Di sini kromosom berkumpul di kutub sel dan kemudian keluar. Selanjutnya, spindel pembelahan dihancurkan. Selubung inti sel anak terbentuk di sekitar kromosom. Ini menyelesaikan karyokinesis, dan selanjutnya terjadi sitokinesis.

Mekanisme masuknya virus ke dalam sel

Hanya ada dua di antaranya:

1. Melalui fusi superkapsid virus dan membran sel. Akibatnya, nukleokapsid dilepaskan ke sitoplasma. Selanjutnya, implementasi sifat-sifat genom virus diamati.

2. Melalui pinositosis (endositosis yang dimediasi reseptor). Di sini, virus berikatan di lokasi lubang yang dibatasi dengan reseptor (spesifik). Yang terakhir berinvaginasi ke dalam sel dan kemudian berubah menjadi apa yang disebut vesikel berbatasan. Ini, pada gilirannya, berisi virion yang tertelan dan menyatu dengan vesikel perantara sementara yang disebut endosom.

Reproduksi virus intraseluler

Setelah menembus sel, genom virus sepenuhnya menundukkan kehidupannya demi kepentingannya sendiri. Melalui sistem sintesis protein sel dan sistem pembangkitan energinya, ia mewujudkan reproduksinya sendiri, biasanya mengorbankan kehidupan sel.

Gambar di bawah menunjukkan siklus hidup virus dalam sel inang (Semliki Hutan - perwakilan dari genus Alphvirus). Genomnya diwakili oleh RNA positif non-terfragmentasi beruntai tunggal. Di sana, virion dilengkapi dengan superkapsid, yang terdiri dari lapisan ganda lipid. Sekitar 240 salinan sejumlah kompleks glikoprotein melewatinya. Siklus hidup virus dimulai dengan penyerapannya pada membran sel inang, tempat virus tersebut berikatan dengan reseptor protein. Penetrasi ke dalam sel terjadi melalui pinositosis.

Kesimpulan

Artikel tersebut membahas siklus hidup sel dan menjelaskan fase-fasenya. Setiap periode interfase dijelaskan secara rinci.

Siklus hidup sel, atau siklus sel, adalah periode waktu keberadaannya sebagai satu kesatuan, yaitu periode kehidupan sel. Itu berlangsung dari saat sel muncul sebagai hasil pembelahan induknya dan sampai akhir pembelahannya, ketika sel tersebut “terpecah” menjadi dua sel anak.

Ada kalanya sel tidak membelah. Kemudian siklus hidupnya adalah periode dari munculnya sel hingga kematiannya. Biasanya, sel-sel dari sejumlah jaringan organisme multiseluler tidak membelah. Misalnya, sel saraf dan sel darah merah.

Merupakan kebiasaan untuk membedakan sejumlah periode atau fase tertentu dalam siklus hidup sel eukariotik. Mereka adalah karakteristik dari semua sel yang membelah. Fase-fase tersebut diberi nama G 1, S, G 2, M. Dari fase G 1, sel dapat masuk ke fase G 0, sisanya tidak membelah dan dalam banyak kasus berdiferensiasi. Dalam hal ini, beberapa sel dapat kembali dari G 0 ke G 1 dan melewati semua tahapan siklus sel.

Huruf-huruf dalam singkatan fase merupakan huruf pertama kata-kata Inggris: celah (interval), sintesis (sintesis), mitosis (mitosis).

Sel diterangi dengan indikator fluoresen merah pada fase G1. Fase sisa siklus sel berwarna hijau.

Periode G 1 – prasintetis– dimulai segera setelah sel muncul. Saat ini ukurannya lebih kecil dari induknya, zat di dalamnya sedikit, dan jumlah organelnya tidak mencukupi. Oleh karena itu, pada G 1 terjadi pertumbuhan sel, sintesis RNA, protein, dan pembangunan organel. Biasanya, G 1 adalah fase terpanjang dalam siklus hidup sel.

S – periode sintetik. Yang paling penting tanda- DNA berlipat ganda replikasi. Setiap kromosom menjadi terdiri dari dua kromatid. Selama periode ini, kromosom masih mengalami despirasi. Selain DNA, kromosom mengandung banyak protein histon. Oleh karena itu, pada fase S, histon disintesis dalam jumlah besar.

DI DALAM periode pasca-sintetis – G 2– sel bersiap untuk membelah, biasanya melalui mitosis. Sel terus tumbuh, sintesis ATP aktif, dan sentriol dapat berlipat ganda.

Selanjutnya, sel masuk fase pembelahan sel – M. Di sinilah inti sel membelah - mitosis, setelah itu pembelahan sitoplasma - sitokinesis. Selesainya sitokinesis menandai berakhirnya siklus hidup sel tertentu dan dimulainya siklus sel dua sel baru.

Fase G 0 kadang-kadang disebut periode "istirahat" sel. Sel “keluar” dari siklus normalnya. Selama periode ini, sel mungkin mulai berdiferensiasi dan tidak pernah kembali ke siklus normal. Sel tua juga bisa memasuki fase G0.

Transisi ke setiap fase siklus berikutnya dikendalikan oleh mekanisme seluler khusus, yang disebut pos pemeriksaan - titik kontrol. Agar fase selanjutnya terjadi, segala sesuatu di dalam sel harus siap untuk ini, DNA tidak boleh mengandung kesalahan besar, dll.

Fase G 0, G 1, S, G 2 bersama-sama terbentuk interfase - I.

Fase G1, S dan G2 dari siklus sel secara kolektif disebut interfase. Sel yang membelah menghabiskan sebagian besar waktunya dalam interfase seiring pertumbuhannya sebagai persiapan pembelahan. Fase mitosis melibatkan pemisahan inti diikuti dengan sitokinesis (pembelahan sitoplasma menjadi dua sel terpisah). Pada akhir siklus mitosis, dua siklus berbeda terbentuk. Setiap sel mengandung materi genetik yang identik.

Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pembelahan sel tergantung pada jenisnya. Misalnya, sel di sumsum tulang, sel kulit, sel lambung dan usus membelah dengan cepat dan terus-menerus. Sel-sel lain membelah sesuai kebutuhan, menggantikan sel-sel yang rusak atau mati. Jenis sel ini termasuk sel dari ginjal, hati, dan paru-paru. Lainnya, termasuk sel saraf, berhenti membelah setelah matang.

Periode dan fase siklus sel

Skema fase utama siklus sel

Dua periode utama siklus sel eukariotik meliputi interfase dan mitosis:

Interfase

Selama periode ini, sel menggandakan diri dan mensintesis DNA. Diperkirakan sel yang membelah menghabiskan sekitar 90-95% waktunya dalam interfase, yang terdiri dari 3 fase berikut:

• Fase G1: periode waktu sebelum sintesis DNA. Selama fase ini, ukuran dan jumlah sel bertambah sebagai persiapan pembelahan. pada fase ini mereka bersifat diploid, artinya mereka memiliki dua set kromosom.
• Fase S: tahap siklus di mana DNA disintesis. Sebagian besar sel memiliki rentang waktu yang sempit selama sintesis DNA terjadi. Kandungan kromosom berlipat ganda pada fase ini.
• Fase G2: periode setelah sintesis DNA tetapi sebelum permulaan mitosis. Sel mensintesis protein tambahan dan terus bertambah besar.

Fase mitosis

Selama mitosis dan sitokinesis, isi sel induk didistribusikan secara merata di antara kedua sel anak. Mitosis memiliki lima fase: profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase.

• Profase: pada tahap ini terjadi perubahan baik pada sitoplasma maupun pada sel yang membelah. berkondensasi menjadi kromosom diskrit. Kromosom mulai bermigrasi ke pusat sel. Selubung inti pecah dan serat gelendong terbentuk di kutub sel yang berlawanan.
• Prometafase: fase mitosis pada sel somatik eukariotik setelah profase dan sebelum metafase. Pada prometafase, membran inti terpecah menjadi banyak “vesikel membran”, dan kromosom di dalamnya terbentuk. struktur protein disebut kinetokor.
• Metafase: pada tahap ini, inti menghilang sepenuhnya, gelendong terbentuk, dan kromosom terletak pada pelat metafase (bidang yang jaraknya sama dari dua kutub sel).
• Anafase: pada tahap ini, pasangan kromosom () berpisah dan mulai bergerak menuju ujung (kutub) sel yang berlawanan. Spindel fisi, yang tidak terhubung ke spindel, memanjang dan memanjangkan sel.
• Telofase: Pada tahap ini, kromosom mencapai inti baru, dan kandungan genetik sel terbagi rata menjadi dua bagian. Sitokinesis (pembelahan sel eukariotik) dimulai sebelum akhir mitosis dan berakhir segera setelah telofase.

Sitokinesis

Sitokinesis adalah proses pemisahan sitoplasma pada sel eukariotik yang menghasilkan berbagai sel anak. Sitokinesis terjadi pada akhir siklus sel setelah mitosis atau.

Selama pembelahan sel hewan, sitokinesis terjadi ketika cincin kontraktil membentuk alur terbelah yang terjepit membran sel setengah. Pelat sel dibuat, yang membagi sel menjadi dua bagian.

Setelah sel menyelesaikan semua fase siklus sel, sel kembali ke fase G1 dan seluruh siklus berulang lagi. Sel-sel tubuh juga mampu memasuki keadaan istirahat, yang disebut fase Gap 0 (G0), pada titik mana pun dalam siklus hidupnya. Mereka dapat bertahan pada tahap ini untuk waktu yang sangat lama. jangka waktu yang lama waktu sampai sinyal diterima untuk bergerak melalui siklus sel.

Sel yang berisi mutasi genetik, ditempatkan secara permanen di fase G0 untuk mencegah replikasinya. Ketika siklus sel tidak berjalan dengan baik, pertumbuhan sel normal pun terganggu. Dapat mengembangkan yang mendapatkan kendali atas sinyal pertumbuhannya sendiri dan terus berkembang biak tanpa terkendali.

Siklus sel dan meiosis

Tidak semua sel membelah melalui proses mitosis. Organisme yang bereproduksi secara seksual juga mengalami jenis pembelahan sel yang disebut meiosis. Meiosis terjadi dan mirip dengan proses mitosis. Namun, setelah siklus sel lengkap, meiosis menghasilkan empat sel anak. Setiap sel mengandung setengah jumlah kromosom sel asli (induk). Artinya sel kelaminnya adalah . Ketika sel kelamin jantan dan betina haploid bersatu dalam suatu proses yang disebut , mereka membentuk satu yang disebut zigot.