Katru dienu mūsu ķermenī notiek cilvēka acij un apziņai neredzamas izmaiņas: ķermeņa šūnas apmainās savā starpā ar vielām, sintezē olbaltumvielas un taukus, tiek iznīcinātas, un rodas jaunas, kas to vietā aizstāj.
Ja cilvēks, gatavojot ēdienu, nejauši sagriež roku, pēc dažām dienām brūce sadzīs, un tās vietā paliks tikai bālgana rēta; ik pēc dažām nedēļām mūsu āda pilnībā mainās; galu galā, katrs no mums kādreiz bija viena maza šūniņa, un to veidoja tās atkārtotās dalīšanās.
Visu šo svarīgāko procesu pamatā, bez kuriem pati dzīve nebūtu iespējama, ir mitoze. Jūs varat viņam dot īsa definīcija: Mitoze (saukta arī par kariokinēzi) ir netieša šūnu dalīšanās, kas rada divas šūnas, kas atbilst sākotnējam ģenētiskajam sastāvam.
Mitozes bioloģiskā nozīme un loma
Mitozei ir raksturīga kodolā esošās informācijas kopēšana DNS molekulu veidā, un atšķirībā no mejozes ģenētiskajā kodā netiek veiktas izmaiņas, tāpēc no mātes šūnas veidojas divas meitas šūnas, kas ir tai absolūti identiskas, kam ir tādas pašas īpašības.
Tādējādi mitozes bioloģiskā nozīme ir saglabāt ģenētisko nemainīgumu un šūnu īpašību noturību.
Šūnas, kas izgājušas cauri mitotiskai dalīšanai, satur ģenētisku informāciju par visa organisma uzbūvi, tāpēc tās attīstība ir pilnīgi iespējama no vienas šūnas. Tas ir augu veģetatīvās pavairošanas pamats: ja paņemsiet no vijolītes noplūktu kartupeļu bumbuļu vai lapu un novietosiet piemērotos apstākļos, varēsiet izaudzēt veselu augu.
Lauksaimniecībā ir svarīgi saglabāt nemainīgu ražu, auglību, izturību pret kaitēkļiem un vides apstākļiem, tāpēc ir saprotams, kāpēc pēc iespējas tiek izmantota augu pavairošanas veģetatīvā metode.
Tāpat ar mitozes palīdzību notiek reģenerācijas process – šūnu un audu nomaiņa. Kad kāda ķermeņa daļa ir bojāta vai zaudēta, šūnas sāk aktīvi dalīties, aizstājot zaudētās.
Īpaši iespaidīga ir hidras, maza koelenterāta dzīvnieka, kas dzīvo saldūdenī, atjaunošanās.
Hidras garums ir vairāki centimetri, vienā ķermeņa galā tai ir zole, ar kuras palīdzību tā piestiprinās pie substrāta, bet otrā ir taustekļi, kas kalpo ēdiena uztveršanai.
Ja jūs sagriežat ķermeni vairākās daļās, katra no tām varēs atjaunot trūkstošo, vienlaikus saglabājot proporcijas un formu.
Diemžēl, jo sarežģītāks ir organisms, jo vājāka ir tā atjaunošanās, tāpēc attīstītāki dzīvnieki, tostarp cilvēki, par ko tādu var pat sapņot.
Mitozes stadijas un shēma
Visu šūnas dzīvi var iedalīt sešās fāzēs šādā secībā:
Noklikšķiniet, lai palielinātu
Turklāt pats sadalīšanas process sastāv no pēdējiem pieciem.
Īsumā mitozi var raksturot šādi: šūna rada un uzkrāj vielas, DNS tiek dubultota kodolā, hromosomas nonāk citoplazmā, pirms tam notiek to spiralizācija, tiek novietotas pie šūnas ekvatora un tiek izvilktas formā. meitas hromosomas uz poliem ar vārpstas vītņu palīdzību.
Pēc tam, kad visas mātes šūnas organellas ir sadalītas apmēram uz pusēm, veidojas divas meitas šūnas. Viņu ģenētiskais sastāvs paliek nemainīgs:
- 2n, ja sākotnējais bija diploīds;
- n, ja sākotnējais bija haploīds.
Ir vērts atzīmēt: V cilvēka ķermenis visas šūnas, izņemot dzimumšūnas, satur dubultu hromosomu komplektu (tās sauc par somatiskām), tāpēc mitoze notiek tikai diploīdā formā.
Haploīdā mitoze ir raksturīga augu šūnām, jo īpaši gametofītiem, piemēram, papardes asns sirds formas plāksnes veidā, lapu augs sūnās.
Vispārējo mitozes shēmu var attēlot šādi:
Starpfāze
Pirms pašas mitozes notiek ilga sagatavošana (starpfāze), un tāpēc šādu sadalījumu sauc par netiešu.
Šajā fāzē notiek faktiskā šūnas dzīve. Tas sintezē olbaltumvielas, taukus un ATP, uzglabā tos, aug un palielina organellu skaitu turpmākai sadalīšanai.
Ir vērts atzīmēt:Šūnas atrodas starpfāzēs aptuveni 90% savas dzīves.
Tas sastāv no trim posmiem šādā secībā: presintētiskais (vai G1), sintētiskais (S) un postsintētiskais (G2).
Presintētiskajā periodā notiek galvenā šūnas augšana un enerģijas uzkrāšanās ATP turpmākai dalīšanai; hromosomu kopa ir 2n2c (kur n ir hromosomu skaits un c ir DNS molekulu skaits). Lielais notikums sintētiskais periods - DNS dubultošanās (vai replikācija, vai redublikācija).
Tas notiek šādi: saites starp atbilstošām slāpekļa bāzēm (adenīns - timīns un guanīns - citozīns) tiek sarautas ar īpaša enzīma palīdzību, un pēc tam katra no atsevišķajām ķēdēm tiek pabeigta līdz dubultķēdei saskaņā ar komplementaritātes noteikumu. Šis process ir parādīts šādā diagrammā:
Tādējādi hromosomu komplekts kļūst par 2n4c, tas ir, parādās divu hromatīdu hromosomu pāri.
Starpfāzes postsintētiskajā periodā notiek galīgā sagatavošanās mitotiskajai dalīšanai: palielinās organellu skaits, un centrioli arī dubultojas.
Profāze
Galvenais process, ar kuru sākas profāze, ir hromosomu spiralizācija (vai savīšana). Tie kļūst kompaktāki, blīvāki, un galu galā tos var redzēt ar visparastāko mikroskopu.
Tad veidojas dalīšanas vārpsta, kas sastāv no diviem centrioliem ar mikrotubulām, kas atrodas dažādos šūnas polios. Ģenētiskā kopa, neskatoties uz materiāla formas izmaiņām, paliek nemainīga - 2n4c.
Prometafāze
Prometafāze ir profāzes turpinājums. Tās galvenais notikums ir kodola membrānas iznīcināšana, kā rezultātā hromosomas nonāk citoplazmā un atrodas bijušā kodola zonā. Pēc tam tos novieto vienā līnijā vārpstas ekvatoriālajā plaknē, kurā prometāze tiek pabeigta. Hromosomu komplekts nemainās.
Metafāze
Metafāzes laikā hromosomas tiek pilnībā spirālizētas, tāpēc šajā fāzē tās parasti tiek pētītas un skaitītas.
Tad mikrocaurules “izstiepjas” no hromosomu poliem, kas atrodas pie šūnas ekvatora, un pievienojas tiem, gatavi izvilkt dažādos virzienos.
Anafāze
Pēc tam, kad mikrotubulu gali ir pievienoti hromosomai no dažādām pusēm, notiek to vienlaicīga diverģence. Katra hromosoma “sadalās” divās hromatīdās, un no šī brīža tās sauc par meitas hromosomām.
Vārpstas vītnes saīsina un pievelk meitas hromosomas uz šūnas poliem, kur hromosomu komplekts ir 4n4c, bet katrā polā - 2n2c.
Telofāze
Telofāze pabeidz mitotisko šūnu dalīšanos. Notiek despiralizācija - hromosomu atritināšana, nonākot formā, kurā no tām ir iespējams nolasīt informāciju. Kodola membrānas tiek veidotas no jauna, un skaldīšanas vārpsta tiek iznīcināta kā nevajadzīga.
Telofāze beidzas ar citoplazmas un organellu atdalīšanu, meitas šūnu atdalīšanu viena no otras un šūnu membrānu veidošanos katrā no tām. Tagad šīs šūnas ir pilnīgi neatkarīgas, un katra no tām no jauna nonāk pirmajā dzīves fāzē - starpfāzē.
Secinājums
Šī tēma ir veltīta bioloģijai liela uzmanība, skolas stundās skolēniem jāsaprot, ka ar mitozes palīdzību vairojas, aug, atgūstas no bojājumiem visi eikariotu organismi un bez tā nevar notikt neviena šūnu atjaunošana vai reģenerācija.
Svarīgi ir tas, ka mitoze nodrošina gēnu noturību vairākās paaudzēs un līdz ar to arī iedzimtības pamatā esošo īpašību noturību.
Mitoze- galvenā eikariotu šūnu dalīšanas metode, kurā vispirms notiek dublēšanās un pēc tam vienmērīgs sadalījums starp iedzimta materiāla meitas šūnām.
Mitoze ir nepārtraukts process ar četrām fāzēm: profāze, metafāze, anafāze un telofāze. Pirms mitozes šūna sagatavojas dalīšanai jeb starpfāzei. Šūnu sagatavošanas periods mitozei un pati mitoze kopā veido mitotiskais cikls. Zemāk ir īss cikla fāžu apraksts.
Starpfāze sastāv no trim periodiem: presintētiskais vai postmitotiskais, - G 1, sintētiskais - S, postsintētiskais vai premitotiskais, - G 2.
Presintētiskais periods (2n 2c, Kur n- hromosomu skaits, Ar- DNS molekulu skaits) - šūnu augšana, bioloģiskās sintēzes procesu aktivizēšana, sagatavošanās nākamajam periodam.
Sintētiskais periods (2n 4c) - DNS replikācija.
Postsintētiskais periods (2n 4c) - šūnas sagatavošana mitozei, sintēze un olbaltumvielu un enerģijas uzkrāšana gaidāmajai dalīšanai, organellu skaita palielināšanās, centriolu dubultošanās.
Profāze (2n 4c) - kodolmembrānu demontāža, centriolu diverģence uz dažādiem šūnas poliem, vārpstas pavedienu veidošanās, nukleolu “izzušana”, biromatīdu hromosomu kondensācija.
Metafāze (2n 4c) - maksimāli kondensētu bihromatīdu hromosomu izlīdzināšana šūnas ekvatoriālajā plaknē (metafāzes plāksne), vārpstas vītņu piestiprināšana vienā galā pie centrioliem, otrā pie hromosomu centromēriem.
Anafāze (4n 4c) - divu hromatīdu hromosomu sadalīšana hromatīdos un šo māsu hromatīdu novirzīšanās uz šūnas pretējiem poliem (šajā gadījumā hromatīdi kļūst par neatkarīgām viena hromatīda hromosomām).
Telofāze (2n 2c katrā meitas šūnā) - hromosomu dekondensācija, kodolmembrānu veidošanās ap katru hromosomu grupu, vārpstas pavedienu sadalīšana, kodola parādīšanās, citoplazmas sadalīšanās (citotomija). Citotomija dzīvnieku šūnās notiek šķelšanās vagas dēļ augu šūnas- šūnu plāksnes dēļ.
1 - profāze; 2 - metafāze; 3 - anafāze; 4 - telofāze.
Mitozes bioloģiskā nozīme.Šīs dalīšanās metodes rezultātā izveidotās meitas šūnas ir ģenētiski identiskas mātei. Mitoze nodrošina hromosomu komplekta noturību vairākās šūnu paaudzēs. Tas ir tādu procesu pamatā kā augšana, atjaunošanās, aseksuāla vairošanās utt.
ir īpaša eikariotu šūnu dalīšanas metode, kuras rezultātā šūnas pāriet no diploīda stāvokļa uz haploīdu stāvokli. Mejoze sastāv no diviem secīgiem dalījumiem, pirms kuriem notiek viena DNS replikācija.
Pirmā meiotiskā dalīšanās (mejoze 1) To sauc par samazināšanu, jo tieši šajā dalījumā hromosomu skaits tiek samazināts uz pusi: no viena diploīda šūna (2n 4c) divi haploīdi (1 n 2c).
1. starpfāze(sākumā - 2 n 2c, beigās - 2 n 4c) - abiem dalījumiem nepieciešamo vielu un enerģijas sintēze un uzkrāšana, šūnu izmēra un organellu skaita palielināšanās, centriolu dubultošanās, DNS replikācija, kas beidzas 1. profāzē.
1. profāze (2n 4c) - kodolmembrānu demontāža, centriolu novirzīšanās uz dažādiem šūnas poliem, vārpstas pavedienu veidošanās, nukleolu “izzušana”, bihromatīdu hromosomu kondensācija, homologu hromosomu konjugācija un krustošanās. Konjugācija- homologu hromosomu apvienošanas un savīšanas process. Tiek saukts konjugējošu homologu hromosomu pāris divvērtīgs. Šķērsošana ir homologu reģionu apmaiņas process starp homologām hromosomām.
1. fāze ir sadalīta posmos: leptotens(DNS replikācijas pabeigšana), zigotēns(homologu hromosomu konjugācija, bivalentu veidošanās), pahitēns(šķērsošana, gēnu rekombinācija), diplotēns(hiasmata noteikšana, 1 ooģenēzes bloks cilvēkiem), diakinēze(chiasmata terminalizācija).
1 - leptotens; 2 - zigotēns; 3 - pahitēns; 4 - diplotēns; 5 - diakinēze; 6 — 1. metafāze; 7 - anafāze 1; 8 — 1. telofāze;
9 — 2. fāze; 10 — 2. metafāze; 11 - anafāze 2; 12 — 2. telofāze.
1. metafāze (2n 4c) - bivalentu izlīdzināšana šūnas ekvatoriālajā plaknē, vārpstas pavedienu piestiprināšana vienā galā pie centrioliem, otrā pie hromosomu centromēriem.
1. anafāze (2n 4c) - divu hromatīdu hromosomu nejauša neatkarīga novirze uz šūnas pretējiem poliem (no katra homologo hromosomu pāra viena hromosoma nonāk uz vienu polu, otra uz otru), hromosomu rekombinācija.
1. telofāze (1n 2c katrā šūnā) - kodolmembrānu veidošanās ap dihromatīdu hromosomu grupām, citoplazmas dalīšanās. Daudzos augos šūna no 1. anafāzes nekavējoties pāriet uz 2. profāzi.
Otrais meiotiskais dalījums (2. meioze) sauca vienādojums.
2. starpfāze, vai interkinēze (1n 2c), ir īss pārtraukums starp pirmo un otro meiotisko dalījumu, kura laikā nenotiek DNS replikācija. Raksturīgs dzīvnieku šūnām.
2. profāze (1n 2c) - kodolmembrānu demontāža, centriolu novirzīšanās uz dažādiem šūnas poliem, vārpstas pavedienu veidošana.
2. metafāze (1n 2c) - bihromatīdu hromosomu izlīdzināšana šūnas ekvatoriālajā plaknē (metafāzes plāksne), vārpstas pavedienu piestiprināšana vienā galā pie centrioliem, otrā pie hromosomu centromēriem; 2 ooģenēzes bloks cilvēkiem.
2. anafāze (2n 2Ar) - divu hromatīdu hromosomu sadalīšana hromatīdos un šo māsu hromatīdu novirzīšanās uz šūnas pretējiem poliem (šajā gadījumā hromatīdi kļūst par neatkarīgām viena hromatīda hromosomām), hromosomu rekombinācija.
2. telofāze (1n 1c katrā šūnā) - hromosomu dekondensācija, kodolmembrānu veidošanās ap katru hromosomu grupu, vārpstas pavedienu sadalīšanās, kodola parādīšanās, citoplazmas sadalīšanās (citotomija), kā rezultātā veidojas četras haploīdas šūnas.
Meiozes bioloģiskā nozīme. Mejoze ir galvenais gametoģenēzes notikums dzīvniekiem un sporoģenēzes notikums augos. Būdama kombinatīvās mainīguma pamatā, mejoze nodrošina gametu ģenētisko daudzveidību.
Amitoze
Amitoze- tieša starpfāzu kodola sadalīšana ar sašaurināšanos bez hromosomu veidošanās ārpus mitotiskā cikla. Aprakstīts novecojošām, patoloģiski izmainītām un lemtām šūnām. Pēc amitozes šūna nespēj atgriezties normālā mitotiskā ciklā.
Šūnu cikls
Šūnu cikls- šūnas mūžs no tās parādīšanās brīža līdz dalīšanai vai nāvei. Nepieciešamā sastāvdaļa šūnu cikls ir mitotiskais cikls, kas ietver sagatavošanās periodu dalīšanai un pašai mitozei. Turklāt dzīves ciklā ir atpūtas periodi, kuru laikā šūna veic tai raksturīgās funkcijas un izvēlas savu tālāko likteni: nāvi vai atgriešanos mitotiskajā ciklā.
Iet uz lekcijas Nr.12"Fotosintēze. Ķīmijsintēze"
Iet uz lekcijas Nr.14"Organisma vairošanās"
Šūnu dalīšanās- bioloģisks process, kas ir visu dzīvo organismu vairošanās un individuālās attīstības pamatā.
Dzīvos organismos visizplatītākā šūnu vairošanās forma ir netiešā dalīšanās jeb mitoze(no grieķu “mitos” - pavediens). Mitoze sastāv no četrām secīgām fāzēm. Mitoze nodrošina, ka mātes šūnas ģenētiskā informācija tiek vienmērīgi sadalīta starp meitas šūnām.
Mitoze ir šūnu dalīšanās, kuras laikā tiek kopēti visi šūnas elementi un veidojas divas meitas šūnas tieši tādas pašas kā māte.
Šūnu dzīves periodu starp divām mitozēm sauc par starpfāzi. Tas ir desmit reizes garāks nekā mitoze. Tajā pirms šūnu dalīšanās notiek vairāki ļoti svarīgi procesi: tiek sintezētas ATP un olbaltumvielu molekulas, katra hromosoma dubultojas, veidojot divas māsas hromatīdas, kuras kopā satur kopīgs centromērs, un palielinās šūnas galveno organellu skaits.
Mitoze
Mitozes procesā ir četras fāzes: profāze, metafāze, anafāze un telofāze.
I. Profāze ir garākā mitozes fāze. Tajā hromosomas, kas sastāv no diviem māsas hromatīdiem, ko kopā satur centromērs, spirālē un rezultātā sabiezē. Profāzes beigās kodola membrāna un nukleoli pazūd, un hromosomas tiek izkliedētas visā šūnā. Citoplazmā, tuvojoties profāzes beigām, centrioli stiepjas līdz svītrām un veido vārpstu.
II. Metafāze - hromosomas turpina spirāli, to centromēri atrodas gar ekvatoru (šajā fāzē tās ir visredzamākās). Uz tiem ir piestiprinātas vārpstas vītnes.
III. Anafāze - dalās centromēri, māsas hromatīdi atdalās viens no otra un vārpstas pavedienu saraušanās dēļ pārvietojas uz šūnas pretējiem poliem.
IV. Telofāze - citoplazma sadalās, hromosomas atritinās, atkal veidojas nukleoli un kodola membrānas. Pēc tam šūnas ekvatoriālajā zonā veidojas sašaurinājums, kas atdala divas māsas šūnas.
Tātad no vienas sākotnējās šūnas (mātes) veidojas divas jaunas - meitas, kuru hromosomu komplekts ir kvantitātes un kvalitātes ziņā iedzimtās informācijas satura, morfoloģiskās, anatomiskās un fizioloģiskās īpašības pilnīgi identisks vecākiem.
Augstums, individuālā attīstība, daudzšūnu organismu audu pastāvīgu atjaunošanos nosaka mitotisko šūnu dalīšanās procesi.
Visas izmaiņas, kas notiek mitozes laikā, kontrolē neiroregulācijas sistēma, t.i., nervu sistēma, virsnieru dziedzeru, hipofīzes, vairogdziedzera u.c. hormoni.
Mejoze
Mejoze(no grieķu valodas "meiosis." - reducēšana) ir dalīšanās dzimumšūnu nobriešanas zonā, ko papildina hromosomu skaita samazināšanās uz pusi. Tas sastāv arī no diviem secīgiem dalījumiem, kuriem ir tādas pašas fāzes kā mitozei. Tomēr atsevišķu fāžu ilgums un tajās notiekošie procesi būtiski atšķiras no procesiem, kas notiek mitozē.
Šīs atšķirības galvenokārt ir šādas. Meiozē I fāze ir garāka. Šeit notiek hromosomu konjugācija (savienojums) un ģenētiskās informācijas apmaiņa. (Iepriekš redzamajā attēlā profāze ir apzīmēta ar cipariem 1, 2, 3, konjugācija ir parādīta ar numuru 3). Metafāzē notiek tādas pašas izmaiņas kā mitozes metafāzē, bet ar haploīdu hromosomu kopu (4). I anafāzē centromēri, kas satur kopā hromatīdus, nesadalās, un viena no homologajām hromosomām pārvietojas uz poliem (5). II telofāzē veidojas četras šūnas ar haploīdu hromosomu kopu (6).
Starpfāze pirms otrās dalīšanās mejozē ir ļoti īsa, kuras laikā DNS netiek sintezēta. Šūnas (gametas), kas veidojas divu meiotisko dalījumu rezultātā, satur haploīdu (vienu) hromosomu kopu.
Pilns hromosomu komplekts - diploīds 2n - tiek atjaunots organismā olšūnas apaugļošanas laikā, dzimumvairošanās laikā.
Seksuālo reprodukciju raksturo ģenētiskās informācijas apmaiņa starp mātītēm un tēviņiem. Tas ir saistīts ar īpašu haploīdu dzimumšūnu - gametu veidošanos un saplūšanu, kas veidojas mejozes rezultātā. Apaugļošana ir olšūnas un spermas (sieviešu un vīriešu gametu) saplūšanas process, kura laikā tiek atjaunots diploīds hromosomu kopums. Apaugļotu olu sauc par zigotu.
Apaugļošanās procesā novērojami dažādi gametu savienošanās varianti. Piemēram, saplūstot abām gametām, kurām ir vienādas viena vai vairāku gēnu alēles, veidojas homozigota, kuras pēcnācēji saglabā visas tīrā formā. Ja gametās gēnus attēlo dažādas alēles, veidojas heterozigota. Viņas pēcnācējiem ir sastopami dažādiem gēniem atbilstoši iedzimtības rudimenti. Cilvēkiem homozigotitāte ir tikai daļēja atsevišķiem gēniem.
Iedzimto īpašību pārnešanas no vecākiem uz pēcnācējiem pamata modeļus G. Mendelis iedibināja 19. gadsimta otrajā pusē. Kopš tā laika ģenētikā (zinātne par organismu iedzimtības un mainīguma likumiem) ir stingri nostiprinājušies tādi jēdzieni kā dominējošās un recesīvās pazīmes, genotips un fenotips utt. Dominējošās pazīmes ir dominējošās, recesīvās ir zemākas vai izzūd. nākamajās paaudzēs. Ģenētikā šīs pazīmes tiek apzīmētas ar latīņu alfabēta burtiem: dominējošos apzīmē ar lielajiem burtiem, recesīvos apzīmē ar mazajiem burtiem. Homozigozitātes gadījumā katrs no gēnu pāriem (alēlēm) atspoguļo dominējošās vai recesīvās pazīmes, kas izpaužas abos gadījumos.
U heterozigoti organismi dominējošā alēle atrodas vienā hromosomā, un recesīvā alēle, ko nomāc dominējošā, atrodas citas homologās hromosomas attiecīgajā reģionā. Apaugļošanas laikā veidojas jauna diploīdā komplekta kombinācija. Līdz ar to jauna organisma veidošanās sākas ar divu dzimumšūnu (gametu) saplūšanu, kas rodas mejozes rezultātā. Mejozes laikā pēcnācējos notiek ģenētiskā materiāla pārdale (gēnu rekombinācija) vai alēļu apmaiņa un to kombinācija jaunās variācijās, kas nosaka jauna indivīda izskatu.
Drīz pēc apaugļošanas notiek DNS sintēze, hromosomas tiek dubultotas un notiek pirmais zigotas kodola dalījums, kas notiek mitozes ceļā un ir jauna organisma attīstības sākums.
(31. slaids)
Audi, to struktūra un funkcijas
Audi kā šūnu un starpšūnu vielas kopums. Audumu veidi un veidi, to īpašības. Starpšūnu mijiedarbība.
Pieauguša cilvēka ķermenī ir aptuveni 200 šūnu veidu. Veidojas šūnu grupas, kurām ir vienāda vai līdzīga struktūra, kuras ir savienotas ar kopīgu izcelsmi un ir pielāgotas noteiktu funkciju veikšanai. audumi . Tas ir nākamais cilvēka ķermeņa hierarhiskās struktūras līmenis – pāreja no šūnu līmeņa uz audu līmeni.
Jebkurš audi ir šūnu kolekcija un starpšūnu viela , kas var būt daudz (asinis, limfa, irdeni saistaudi) vai maz (integumentārais epitēlijs).
Audi = šūnas + starpšūnu viela
Katra audu (un dažu orgānu) šūnām ir savs nosaukums: tiek sauktas nervu audu šūnas neironiem , šūnas kaulu audi –osteocīti , aknas - hepatocīti un tā tālāk.
Starpšūnu viela ķīmiski ir sistēma, kas sastāv no biopolimēri augstā koncentrācijā un ūdens molekulās. Tas satur šādus konstrukcijas elementus: kolagēna šķiedras, elastīns, asins un limfas kapilāri, nervu šķiedras un sensorie gali (sāpju, temperatūras un citi receptori). Tas nodrošina nepieciešamos apstākļus normālai audu funkcionēšanai un to funkciju veikšanai.
Kopumā ir četri audumu veidi: epitēlija ,savienošana (ieskaitot asinis un limfu), muskuļots Un nervozs .
(32. slaids)
Epitēlija audi
vai epitēlijs , nosedz ķermeni, izklāj orgānu iekšējās virsmas (kuņģis, zarnas, urīnpūslis un citas) un dobumus (vēdera, pleiras), kā arī veido lielāko daļu dziedzeru. Saskaņā ar to tiek izšķirts apvalka epitēlijs un dziedzeru epitēlijs.
Pārklājošais epitēlijs veido šūnu slāņus cieši - praktiski bez starpšūnu vielas - blakus viens otram. Tas notiek viena slāņa vai daudzslāņu . Integumentārais epitēlijs ir robežaudi un veic galvenās funkcijas: aizsardzību no ārējām ietekmēm un līdzdalību organisma vielmaiņā ar vidi - pārtikas sastāvdaļu uzsūkšanos un vielmaiņas produktu izdalīšanos ( izdalīšanos ). Integumentārais epitēlijs ir elastīgs, nodrošinot iekšējo orgānu kustīgumu (piemēram, sirds kontrakcijas, kuņģa paplašināšanās, zarnu kustīgums, plaušu paplašināšanās utt.).
Dziedzeru epitēlijs sastāv no šūnām, kuru iekšpusē ir granulas ar noslēpumu (no latīņu val secretio- nodaļa). Šīs šūnas sintezē un izdala daudzas organismam svarīgas vielas. Ar sekrēciju veidojas siekalas, kuņģa un zarnu sulas, žults, piens, hormoni un citi bioloģiski aktīvi savienojumi. Dziedzera epitēlijs var veidot neatkarīgus orgānus – dziedzerus (piemēram, aizkuņģa dziedzeri, vairogdziedzeri, endokrīnos dziedzerus vai. endokrīnie dziedzeri , izdalot hormonus tieši asinīs, kas veic regulējošās funkcijas organismā un citos), un var būt daļa no citiem orgāniem (piemēram, kuņģa dziedzeriem).
(33. slaids)
Saistaudi
Tas izceļas ar plašu šūnu klāstu un starpšūnu substrāta pārpilnību, kas sastāv no šķiedrām un amorfām vielām. Šķiedrainie saistaudi var būt vaļīgi vai blīvi.
Irdeni saistaudi atrodas visos orgānos, tas ieskauj asins un limfas asinsvadus.
Blīvi saistaudi veic mehāniskās, atbalsta, formēšanas un aizsardzības funkcijas. Turklāt ir arī ļoti blīvi saistaudi, kas sastāv no cīpslām un šķiedru membrānām (cietām smadzeņu apvalki, periosts un citi). Saistaudi veic ne tikai mehāniskās funkcijas, bet arī aktīvi piedalās vielmaiņā, imūno ķermeņu veidošanā, reģenerācijas un brūču dzīšanas procesos un nodrošina pielāgošanos mainīgajiem dzīves apstākļiem.
Saistaudi ietver arī taukaudi . Tajā nogulsnējas (nogulsnējas) tauki, kuru sadalīšanās rezultātā izdalās liels enerģijas daudzums.
Spēlē svarīgu lomu organismā skeleta (skrimšļu un kaulu) saistaudi . Tie veic galvenokārt atbalsta, mehāniskās un aizsardzības funkcijas.
Skrimšļa audi sastāv no šūnām un liela daudzuma elastīgas starpšūnu vielas, veido starpskriemeļu diskus, dažas locītavu sastāvdaļas, traheju un bronhus. Skrimšļa audos nav asinsvadu un tie saņem nepieciešamās vielas, absorbējot tās no apkārtējiem audiem.
Kauls sastāv no kaulu plāksnēm, kuru iekšpusē atrodas šūnas. Šūnas ir savienotas viena ar otru ar daudziem procesiem. Kaulu audi ir cieti, un skeleta kauli ir veidoti no šiem audiem. Asinsvadi iet cauri kaulaudiem.
Saistaudu veids ir asinis . Mūsu apziņā asinis ir kaut kas ļoti svarīgs ķermenim un tajā pašā laikā grūti saprotams. Asinis sastāv no starpšūnu vielas - plazma un nosvērās tajā formas elementi –eritrocīti, leikocīti, trombocīti . Visi izveidotie elementi attīstās no kopīgas prekursoru šūnas.
(34. slaids)
Šūnas muskuļu audi
ir iespēja noslēgt līgumu. Tā kā kontrakcija prasa daudz enerģijas, muskuļu šūnās ir lielāks saturs mitohondriji .
Ir divi galvenie muskuļu audu veidi - gluda , kas atrodas daudzu sienās un parasti ir doba, iekšējie orgāni(trauki, zarnas, dziedzeru kanāli un citi), un svītraini , kas ietver sirds un skeleta muskuļu audus. Muskuļu audu kūļi veido muskuļus. Tos ieskauj saistaudu slāņi, un tos caurauž nervi, asinis un limfātiskie asinsvadi.
(35. slaids)
Nervu audi
ietver nervu šūnas (neironiem ) un starpšūnu viela ar dažādiem šūnu elementiem, ko kopā sauc neiroglija (no grieķu val glia- līme). Neironu galvenā īpašība ir spēja uztvert stimulāciju, satraukties, radīt impulsu un pārraidīt to tālāk pa ķēdi. Tie sintezējas un izdalās bioloģiski aktīvās vielas - starpnieki ( starpnieki ).
Nervu sistēma regulē visu audu un orgānu funkcijas, apvieno tos vienotā organismā, pārraidot informāciju pa visām saitēm un komunicē ar vidi. Ar vairāku mikronu diametru lieliem dzīvniekiem aksona garums var sasniegt 1 metru vai vairāk (piemēram, aksoni, kas nāk no muguras smadzeņu neironiem līdz ekstremitātei).
Vispārīga informācija par audiem ir sniegta tabulā.
Galda audi, to uzbūve un funkcijas
|
Auduma nosaukums |
Konkrēti šūnu nosaukumi |
Starpšūnu viela |
Kur tas atrodams? šis audums |
Funkcijas | |||
|
EPITĒLIĀLO AUDI | |||||||
|
Pārklājošais epitēlijs (vienslāņa un daudzslāņu) |
Šūnas ( epitēlija šūnas ) cieši pieguļ viens otram, veidojot slāņus. Skropstu epitēlija šūnām ir skropstas, savukārt zarnu epitēlija šūnās ir bārkstiņas. |
Maz, nesatur asinsvadi; bazālā membrāna norobežo epitēliju no pamatā esošajiem saistaudiem. |
Visu dobo orgānu iekšējās virsmas (kuņģis, zarnas, Urīnpūslis, bronhi, asinsvadi utt.), dobumi (vēdera, pleiras, locītavu), virspusējais ādas slānis ( epidermu ). |
Aizsardzība pret ārējām ietekmēm (epiderma, skropstu epitēlijs), pārtikas sastāvdaļu uzsūkšanās (kuņģa-zarnu trakts), vielmaiņas produktu izvadīšana (urīnceļu sistēma); nodrošina orgānu kustīgumu. | |||
|
Dziedzerains epitēlijs |
Glandulocīti satur sekrēcijas granulas ar bioloģiski aktīvām vielām. Tie var atrasties atsevišķi vai veidot neatkarīgus orgānus (dziedzerus). |
Dziedzera audu starpšūnu viela satur asinsvadus, limfātiskie asinsvadi, nervu galiem. |
Iekšējās (vairogdziedzera, virsnieru) vai ārējās (siekalu, sviedru) sekrēcijas dziedzeri. Šūnas var atrasties atsevišķi pārklājuma epitēlijs(elpošanas sistēma, kuņģa-zarnu trakts). |
Izvade hormoni gremošanas fermenti (žults, kuņģa, zarnu, aizkuņģa dziedzera sula u.c.), piens, siekalas, sviedru un asaru šķidrums, bronhu izdalījumi u.c. | |||
|
Saistaudi | |||||||
|
Vaļīgs savienojums |
Šūnu sastāvu raksturo liela daudzveidība: fibroblasti ,fibrocīti ,makrofāgi ,limfocīti , viens adipocīti un utt. |
Liels skaits; sastāv no amorfas vielas un šķiedrām (elastīna, kolagēna utt.) |
Klāt visos orgānos, ieskaitot muskuļus, ieskauj asins un limfas asinsvadus, nervus; galvenā sastāvdaļa dermā . |
Mehāniskais (kuģa apvalks, nervs, orgāns); dalība vielmaiņā ( trofisms ), imūno ķermeņu ražošana, procesi reģenerācija . | |||
|
Blīvs savienojums |
Šķiedras dominē pār amorfām vielām. |
Iekšējo orgānu, cietā materiāla, periosta, cīpslu un saišu karkass. |
Mehānisks, veidojošs, atbalstošs, aizsargājošs. | ||||
|
Gandrīz visa citoplazma adipocīti aizņem tauku vakuolu. |
Starpšūnu vielas ir vairāk nekā šūnas. |
Subkutāni taukaudi, perinefriskie audi, omentumi vēdera dobums utt. |
Tauku nogulsnēšanās; enerģijas piegāde tauku sadalīšanās dēļ; mehānisks. | ||||
|
Skrimšļveida |
Hondrocīti ,hondroblasti (no lat. hondrona- skrimslis) |
Tas izceļas ar elastību, tostarp ķīmiskā sastāva dēļ. |
Deguna, ausu, balsenes skrimšļi; kaulu locītavu virsmas; priekšējās ribas; bronhi, traheja utt. |
Atbalsta, aizsargājoša, mehāniska. Piedalās minerālvielu metabolismā (“sāļu nogulsnēšanās”). Kauli satur kalciju un fosforu (gandrīz 98% no kopējais skaits kalcijs!). | |||
|
Osteoblasti ,osteocīti ,osteoklasti (no lat. os- kauls) |
Spēks ir saistīts ar minerālu "impregnēšanu". |
Skeleta kauli; dzirdes kauliņi bungu dobumā (malleus, incus un stapes) | |||||
|
Sarkanās asins šūnas (ieskaitot nepilngadīgās formas), leikocīti ,limfocīti ,trombocīti un utt. |
Plazma 90-93% sastāv no ūdens, 7-10% - olbaltumvielas, sāļi, glikoze utt. |
Sirds un asinsvadu dobumu iekšējais saturs. Ja tiek pārkāpta to integritāte, rodas asiņošana un asiņošana. |
Gāzes apmaiņa, dalība humorālā regulēšana, vielmaiņa, termoregulācija, imūnā aizsardzība; koagulācija kā aizsardzības reakcija. | ||||
|
Lielākoties limfocīti |
Plazma (limfoplazma) |
Iekšējais saturs limfātiskā sistēma |
Līdzdalība imūnaizsardzībā, vielmaiņā utt. | ||||
|
MUSKUĻAUDI | |||||||
|
Gludie muskuļu audi |
Kārtīgi sakārtots miocīti vārpstveida |
Ir maz starpšūnu vielas; satur asins un limfas asinsvadus, nervu šķiedras un galus. |
Dobu orgānu sieniņās (asinsvados, kuņģī, zarnās, urīnā un žultspūslī utt.) |
Peristaltika kuņģa-zarnu trakta, urīnpūšļa kontrakcija, uzturēšana asinsspiediens asinsvadu tonusa dēļ utt. | |||
|
Šķērssvītrains |
Muskuļu šķiedras var saturēt vairāk nekā 100 kodolus! |
Skeleta muskuļi; sirds muskuļu ir automātisms |
Sirds sūknēšanas funkcija; brīvprātīga muskuļu darbība; dalība orgānu un sistēmu funkciju termoregulācijā. | ||||
|
NERVU AUDI | |||||||
|
Neironi ; neiroglijas šūnas veic palīgfunkcijas |
Neiroglija bagāts ar lipīdiem (taukiem) |
Galva un muguras smadzenes, gangliji ( gangliji), nervi ( nervu saišķi, pinumi utt.) |
Kairinājuma uztvere, impulsu ģenerēšana un vadīšana, uzbudināmība; orgānu un sistēmu funkciju regulēšana. | ||||
Audiem formas saglabāšana un noteiktu funkciju veikšana ir ģenētiski ieprogrammēta: spēja veikt noteiktas funkcijas un diferencēt tiek pārnesta uz meitas šūnām ar DNS starpniecību.
Diferencēšana ir bioķīmisks process, kurā salīdzinoši viendabīgas šūnas, kas rodas no kopīgas cilmes šūnas, tiek pārveidotas par arvien specializētākām, specifiskām šūnām, kas veido audus vai orgānus. Lielākā daļa diferencēto šūnu parasti saglabā savas specifiskās īpašības pat jaunā vidē.
1952. gadā Čikāgas universitātes zinātnieki atdalīja vistas embriju šūnas, audzējot (inkubējot) tās fermentu šķīdumā, viegli maisot. Tomēr šūnas nepalika atdalītas, bet sāka apvienoties jaunās kolonijās. Turklāt, ja aknu šūnas sajaucas ar tīklenes šūnām, šūnu agregātu veidošanās notika tā, ka tīklenes šūnas vienmēr pārvietojās uz šūnu masas iekšējo daļu.
Šūnu mijiedarbība . Kas ļauj audumiem ne mazākajā mērā nesadrupt ārējā ietekme? Un kas nodrošina šūnu koordinētu darbu un konkrētu funkciju veikšanu?
Daudzi novērojumi pierāda, ka šūnas spēj atpazīt viena otru un attiecīgi reaģēt. Mijiedarbība ir ne tikai spēja pārraidīt signālus no vienas šūnas uz otru, bet arī spēja darboties kopā, tas ir, sinhroni. Uz katras šūnas virsmas ir receptoriem , pateicoties kuriem katra šūna atpazīst citu sev līdzīgu. Un šīs “detektorierīces” darbojas saskaņā ar “atslēgas bloķēšanas” noteikumu.
Parunāsim nedaudz par to, kā šūnas sazinās savā starpā. Ir divas galvenās starpšūnu mijiedarbības metodes: difūzija Un līmi . Difūzija ir mijiedarbība, kuras pamatā ir starpšūnu kanāli, poras blakus esošo šūnu membrānās, kas atrodas stingri pretī viena otrai. Līme (no latīņu valodas adhaesio– adhēzija, adhēzija) – šūnu mehāniska savienošana, ilgstoša un stabila noturēšana tuvu vienai no otras. Nodaļā par šūnu struktūru ir aprakstīti dažādi starpšūnu savienojumu veidi (desmosomas, sinapses un citi). Tas ir pamats šūnu organizēšanai dažādās daudzšūnu struktūrās (audios, orgānos).
Katra audu šūna ne tikai savienojas ar blakus esošajām šūnām, bet arī mijiedarbojas ar starpšūnu viela, saņemot ar tās palīdzību barības vielas, signalizācijas molekulas (hormoni, mediatori) un tā tālāk. Izmantojot ķīmiskas vielas, kas tiek piegādātas visiem ķermeņa audiem un orgāniem, humorālais regulēšanas veids (no latīņu valodas humors- šķidrums).
Vēl viens regulēšanas veids, kā minēts iepriekš, tiek veikts, izmantojot nervu sistēmu. Nervu impulsi vienmēr sasniedz mērķi simtiem vai tūkstošiem reižu ātrāk nekā ķīmisko vielu piegāde orgāniem vai audiem. Nervu un humorālie orgānu un sistēmu funkciju regulēšanas veidi ir cieši saistīti. Tomēr pati lielākās daļas ķīmisko vielu veidošanās un izdalīšanās asinīs ir nepārtrauktā nervu sistēmas kontrolē.
Šūna, audi ir pirmie dzīvo organismu organizācijas līmeņi , taču arī šajās stadijās ir iespējams identificēt vispārīgus regulējošos mehānismus, kas nodrošina orgānu, orgānu sistēmu un organisma vitālo darbību kopumā.
Jebkura organisma individuālā attīstība (ontoģenēze) sākas ar vienu šūnu. Šajā šūnā notiek dalīšanās process, kas vienšūnu organismiem ir līdzvērtīgs vairošanās procesam, bet daudzšūnu organismiem tas ir līdzvērtīgs jauna organisma veidošanās procesam. Tāpēc šūnu dalīšanās procesiem ir liela nozīme jebkura organisma dzīvē.
Pamatojoties uz šūnu dalīšanās procesa būtību, izšķir tiešo dalīšanos (amitozi) un netiešo dalīšanos (mitozi). Amitozes un mitozes laikā meitas šūnas saņem diploīdu hromosomu komplektu, un kodolvielas daudzums ir “2n”. Iepriekš minēto dalīšanās veidu rezultātā veidojas somatiskās šūnas (ķermeņa šūnas). Sporu (augos) un gametu (dzīvniekiem) veidošanās laikā notiek netieša dalīšanās, hromosomu skaitam samazinoties uz pusi. Šo šūnu dalīšanās veidu sauc par mejozi. Šajā apakšnodaļā tiks apspriesta amitoze un mitoze.
Īss amitozes raksturojums
Sadalījumu, kurā dalīšanās šūnas struktūrā praktiski netiek veiktas būtiskas izmaiņas, sauc par amitozi jeb tiešu dalīšanos.
Amitozes procesa laikā šūna un kodols pagarinās, veidojas sašaurināšanās, kā rezultātā no vienas mātes šūnas rodas divas meitas šūnas. Amitotiski dalās arī citu vienšūnu organismu šūnas.
Amitozes trūkums ir tāds, ka var būt nevienmērīgs kodolmateriālu sadalījums starp meitas šūnām, kas var veicināt šīs sugas deģenerāciju. Šāda veida dalīšanās ir diezgan reta, un augsti organizētos organismos tas nenotiek vispār.
Mitozes vispārīgās īpašības
Tiek saukts šūnu dalīšanās process, kurā notiek būtiskas izmaiņas tās struktūrā, jaunu struktūru rašanās un stingri noteiktu posmu īstenošana. netiešā sadalīšana, vai mitoze.
Mitozes laikā meitas šūnas saņem diploīdu hromosomu komplektu un tādu pašu kodolmateriāla daudzumu, kas raksturīgs normāli funkcionējošai somatiskai mātes šūnai.
Mitoze notiek somatisko (ķermeņa šūnu) šūnu vairošanās laikā, piemēram, augu meristēmās (augšanas audos) vai dzīvnieku aktīvās dalīšanās zonās (asinsrades orgānos, ādā utt.). Dzīvnieku organismiem dalīšanās stāvoklis ir raksturīgs jaunībā, bet to var veikt arī iekšā nobriedis vecums attiecīgajos orgānos (ādā, asinsrades orgānos utt.).
Mitoze ir stingri noteiktu procesu secība, kas notiek pakāpeniski. Mitoze sastāv no četrām fāzēm: profāze, metafāze, anafāze un telofāze. Kopējais mitozes ilgums ir 2-8 stundas. Apskatīsim mitozes fāzes sīkāk.
1. Profāze (mitozes pirmā fāze) ir visilgākā. Profāzes laikā kodolā parādās hromosomas (DNS molekulu spiralizācijas dēļ). Kodols izšķīst. Visas hromosomas ir skaidri redzamas. Šūnu centra centrioli novirzās uz dažādiem šūnas poliem un starp centrioliem veidojas “dalīšanās vārpsta”. Kodola membrāna izšķīst, un hromosomas nonāk citoplazmā. Profāze beidzas.
Līdz ar to profāzes rezultātā veidojas “dalīšanas vārpsta”, kas sastāv no diviem centrioliem, kas atrodas dažādos šūnas polios un ir savstarpēji savienoti ar divu veidu pavedieniem - atbalsta un vilkšanas. Citoplazmā ir diploīds hromosomu kopums, no kuriem katrs satur divkāršu (attiecībā pret normu) kodolvielas daudzumu un ir sašaurināts gar galveno simetrijas asi.
2. Metafāze (dalīšanās otrā fāze). To dažreiz sauc par "zvaigžņu fāzi", jo, skatoties no augšas, hromosomas veido kaut ko līdzīgu zvaigznei. Metafāzes laikā hromosomas ir visvairāk izteiktas.
Metafāzē hromosomas pārvietojas uz šūnas centru un ar centromēriem tiek piestiprinātas pie vārpstas vilkšanas pavedieniem, kas noved pie stingri sakārtotas hromosomu izkārtojuma struktūras rašanās šūnā. Pēc piestiprināšanas pie vilkšanas vītnes katrs hromatīna pavediens tiek sadalīts divās daļās, kā rezultātā katra hromosoma atgādina hromosomas, kas salipušas kopā centromēra reģionā. Metafāzes beigās centromērs sadalās gareniski (paralēli hromatīna pavedieniem) un veidojas tetraploīds hromosomu skaits. Tas pabeidz metafāzi.
Tātad metafāzes beigās parādās tetraploīds hromosomu skaits (4n), no kuriem viena puse ir piestiprināta pie pavedieniem, kas velk šīs hromosomas uz vienu polu, bet otrā puse pie otra pola.
3. Anafāze (trešā fāze, seko metafāzei). anafāzes laikā ( sākotnējais periods) vārpstas velkošie pavedieni saraujas, un tādēļ hromosomas novirzās uz dažādiem dalīšanās šūnas poliem. Katrai hromosomai raksturīgs normāls kodolvielas daudzums.
Līdz anafāzes beigām hromosomas koncentrējas šūnas polios, un šūnas centrā (pie "ekvatora") uz atbalsta vārpstas pavedieniem parādās sabiezējumi. Tas pabeidz anafāzi.
4. Telofāze ( pēdējais posms mitoze). Telofāzes laikā notiek šādas izmaiņas: sabiezējumi uz atbalsta pavedieniem, kas parādās anafāzes beigās, palielinās un saplūst, veidojot primāro membrānu, kas atdala vienu meitas šūnu no citas.
Rezultātā parādās divas šūnas, kas satur diploīdu hromosomu kopu (2n). Primārās membrānas vietā starp šūnām veidojas sašaurinājums, kas padziļinās, un līdz telofāzes beigām viena šūna atdalās no otras.
Vienlaikus ar šūnu membrānu veidošanos un sākotnējās (mātes) šūnas sadalīšanos divās meitas šūnās notiek jauno meitas šūnu galīgā veidošanās. Hromosomas migrē uz jaunu šūnu centru, tuvojas viena otrai, DNS molekulas izplūst un hromosomas izzūd kā atsevišķas struktūras. Ap kodolvielu veidojas kodola apvalks, parādās kodols, t.i., notiek kodola veidošanās.
Tajā pašā laikā veidojas jauns šūnu centrs, t.i., no viena centriola veidojas divi (sadalīšanās dēļ), un starp iegūtajiem centrioliem parādās velkošie nesošie pavedieni. Šeit beidzas telofāze, un jaunizveidotās šūnas nonāk savā attīstības ciklā, kas ir atkarīgs no šūnu atrašanās vietas un to turpmākās lomas.
Ir vairāki meitas šūnu attīstības veidi. Viens no tiem ir tas, ka jaunizveidotās šūnas ir specializētas, lai veiktu noteiktas funkcijas, piemēram, tās kļūst formas elementi asinis. Ļaujiet dažām no šīm šūnām kļūt par eritrocītiem (sarkanajām asins šūnām). Šādas šūnas aug, sasniedzot noteiktu izmēru, pēc tam tās zaudē kodolu un piepildās ar elpošanas pigmentu (hemoglobīnu) un kļūst nobriedušas, spējīgas pildīt savas funkcijas. Sarkano asins šūnu gadījumā tā ir spēja veikt gāzu apmaiņu starp audiem un elpošanas orgāniem, veicot molekulārā skābekļa (O 2) pārnešanu no elpošanas orgāniem uz audiem un oglekļa dioksīda pārnešanu no audiem uz elpošanas orgāniem. Jaunas sarkanās asins šūnas nonāk asinsritē, kur darbojas 2-3 mēnešus un pēc tam mirst.
Otrs ķermeņa meitas šūnu attīstības veids ir to iekļūšana mitotiskajā ciklā.
Īss mitotiskā cikla raksturojums
Mitotiskais cikls ir šūnas pastāvēšanas laika periods no viena dalīšanās uz otru, ieskaitot mitozi (dalīšanās laiku, kurā no mātes šūnas parādās divas meitas šūnas) un starpfāzi (laiku, kurā iegūtās šūnas kļūst spējīgas jaunai dalīties ).
Līdz ar to mitotiskais cikls sastāv no diviem laika slāņiem: mitozes laika un starpfāzes laika. Starpfāze aizņem 24/25 no visa mitotiskā cikla un ir sadalīta trīs periodos. Tālāk ir īsi aprakstīti starpfāžu periodi.
1. Presintētiskais periods (G 1). Tas sākas tūlīt pēc pilnīgas telofāzes pabeigšanas un ir aptuveni puse no starpfāzes laika. Šajā periodā visu veidu RNS sintēze notiek despiralizētās hromosomās (despiralizētās DNS molekulās). Ribosomu embriji veidojas nukleolus.
ATP tiek intensīvi sintezēts mitohondrijās, t.i., tas uzkrājas šūnā organismam “ērtā” formā (vēlāk to var viegli izmantot sintēzes procesos nepieciešams ķermenim vielas).
Tajā pašā laikā notiek intensīva olbaltumvielu molekulu sintēze. Visi šie procesi sagatavo sintētisko periodu, kurā notiek DNS sintēze.
2. Sintētiskais periods (S).
Šajā starpfāzes posmā tiek sintezēta DNS, t.i., notiek reduplikācija vai replikācija. Fermentu ietekmē DNS dubultās virknes tiek pārveidotas par atsevišķām virknēm, un uz tām parādās jaunas dubultās DNS virknes saskaņā ar komplementaritātes principu. Sintētiskā perioda beigās šūnā parādās tetraploīds DNS daudzums (4c), bet tiek saglabāts diploīds hromosomu kopums (2n). Pēc tam, kad šūnās parādās tetraploīds vielas daudzums, sintētiskais periods beidzas un šūna nonāk pēdējā starpfāzes periodā – postsintētiskajā.
3. Postsintētiskais periods (G 2).
Šis periods beidzas starpfāzē. Tas ir salīdzinoši īss laikā. Šajā periodā notiek papildu olbaltumvielu un ATP sintēze. Šūnas sasniedz izmēra ierobežojumi, tajos beidzot veidojas visas struktūras. Pēcsintētiskā perioda beigās šūnas ir gatavas jaunai dalīšanai.
Noslēgumā jāatzīmē, ka vielu sintēze notiek visos starpfāzes periodos. Sintētiskā perioda identificēšana ir saistīta ar to, ka tā būtiskā atšķirība no citiem periodiem ir tāda, ka šajā laikā tiek sintezēta DNS, kas šūnā kļūst divreiz lielāka par normālo daudzumu un tas rada priekšnoteikumus jaunai šūnu dalīšanai.
Mitotiskā cikla ilgumu nosaka pēc formulas:
C = M + G 1 + S + G 2, kur M ir mitozes ilgums; I ir starpfāzes ilgums; G 1 - presintētiskā perioda ilgums; S ir sintētiskā perioda ilgums; G 2 - postsintētiskā perioda ilgums; G 1 + G 2 + S = I.
Starp visu interesanto un pietiekami daudz sarežģītas tēmas Bioloģijā ir vērts izcelt divus šūnu dalīšanās procesus organismā - mejoze un mitoze. Sākumā var šķist, ka šie procesi ir vienādi, jo abos gadījumos notiek šūnu dalīšanās, taču patiesībā starp tiem ir liela atšķirība. Pirmkārt, jums ir jāsaprot mitoze. Kas ir šis process, kas ir mitozes starpfāze un kādu lomu tās spēlē cilvēka organismā? Lasiet vairāk par šo un mēs parunāsimšajā rakstā.
Grūti bioloģiskais process, ko pavada šūnu dalīšanās un hromosomu sadalījums starp šīm šūnām – to visu var teikt par mitozi. Pateicoties tam, hromosomas, kas satur DNS, tiek vienmērīgi sadalītas starp ķermeņa meitas šūnām.
Mitozes procesā ir 4 galvenās fāzes. Tie visi ir savstarpēji saistīti, jo fāzes vienmērīgi pāriet no vienas uz otru. Mitozes izplatība dabā ir saistīta ar faktu, ka tā ir iesaistīta visu šūnu, tostarp muskuļu, nervu un tā tālāk, dalīšanas procesā.
Īsi par starpfāzi
Pirms nokļūšanas mitozes stāvoklī šūna, kas sadalās, nonāk starpfāzē, tas ir, tā aug. Starpfāzes ilgums normālā režīmā var aizņemt vairāk nekā 90% no kopējā šūnu aktivitātes laika.
Starpfāze ir sadalīta 3 galvenajos periodos:
- fāze G1;
- S-fāze;
- fāze G2.
Tie visi notiek noteiktā secībā. Apskatīsim katru no šīm fāzēm atsevišķi.
Starpfāze - galvenās sastāvdaļas (formula)
Fāze G1
Šo periodu raksturo šūnas sagatavošana dalīšanai. Tā palielinās apjoms turpmākajai DNS sintēzes fāzei.
S-fāze
Šis ir nākamais posms starpfāzu procesā, kura laikā ķermeņa šūnas dalās. Parasti lielākās daļas šūnu sintēze notiek īsā laika periodā. Pēc dalīšanās šūnas nepalielinās, bet sākas pēdējā fāze.
Fāze G2
Starpfāzes pēdējais posms, kura laikā šūnas turpina sintezēt olbaltumvielas, vienlaikus palielinot izmēru. Šajā periodā šūnā joprojām ir nukleoli. Arī starpfāzes pēdējā daļā notiek hromosomu dublēšanās, un kodola virsma šajā laikā ir pārklāta ar īpašu apvalku, kam ir aizsargfunkcija.
Uz piezīmi! Trešās fāzes beigās notiek mitoze. Tas ietver arī vairākus posmus, pēc kuriem notiek šūnu dalīšanās (šo procesu medicīnā sauc par citokinēzi).
Mitozes stadijas
Kā minēts iepriekš, mitoze ir sadalīta 4 posmos, bet dažreiz to var būt vairāk. Zemāk ir norādīti galvenie.
Tabula. Mitozes galveno fāžu apraksts.
| Fāzes nosaukums, foto | Apraksts |
|---|---|
| Profāzes laikā notiek hromosomu spiralizācija, kā rezultātā tās iegūst savītu formu (tas ir kompaktāks). Visi sintētiskie procesi ķermeņa šūnās apstājas, tāpēc ribosomas vairs netiek ražotas. |
| Daudzi eksperti prometafāzi neatšķir kā atsevišķu mitozes fāzi. Bieži visi tajā notiekošie procesi tiek saukti par profāzēm. Šajā periodā citoplazma apņem hromosomas, kuras brīvi pārvietojas pa visu šūnu līdz noteiktam punktam. |
| Nākamā mitozes fāze, ko pavada kondensēto hromosomu sadalījums ekvatoriālajā plaknē. Šajā periodā mikrotubulas tiek atjaunotas pastāvīgs pamats. Metafāzes laikā hromosomas tiek sakārtotas tā, lai to kinetohori būtu citā virzienā, tas ir, vērsti pret pretpoliem. |
| Šo mitozes fāzi pavada katras hromosomas hromatīdu atdalīšana viena no otras. Mikrotubulu augšana apstājas, tagad tās sāk izjaukt. Anafāze nav ilga, taču šajā laika posmā šūnas paspēj izkliedēties tuvāk dažādiem poliem aptuveni vienādās daļās. |
| Šis ir pēdējais posms, kurā sākas hromosomu dekondensācija. Eikariotu šūnas pabeidz savu dalīšanos, un ap katru cilvēka hromosomu komplektu veidojas īpašs apvalks. Saraujoties saraušanās gredzenam, citoplazma atdalās (medicīnā šo procesu sauc par citotomiju). |
Svarīgs! Pilnīga mitozes procesa ilgums, kā likums, nav ilgāks par 1,5-2 stundām. Ilgums var atšķirties atkarībā no sadalāmās šūnas veida. Procesa ilgumu ietekmē arī ārējie faktori, piemēram, gaismas režīms, temperatūra un tā tālāk.
Kāda ir mitozes bioloģiskā loma?
Tagad mēģināsim izprast mitozes iezīmes un tās nozīmi bioloģiskajā ciklā. Pirmkārt, tas nodrošina daudzus organisma dzīvībai svarīgus procesus, tostarp embrija attīstību.
Mitoze ir atbildīga arī par audu un ķermeņa iekšējo orgānu atjaunošanos pēc dažādi veidi bojājumi, kā rezultātā notiek reģenerācija. Funkcionēšanas procesā šūnas pamazām mirst, bet ar mitozes palīdzību nepārtraukti tiek uzturēta audu strukturālā integritāte.
Mitoze nodrošina noteikta skaita hromosomu saglabāšanos (tas atbilst hromosomu skaitam mātes šūnā).
Video - mitozes pazīmes un veidi
