Toate organismele vii sunt compuse din celule. Dezvoltarea, creșterea, formarea unei structuri tipice a unui organism se realizează datorită unuia sau a unui grup de celule inițiale. În procesul activității vitale, unele celule se uzează, îmbătrânesc și mor. Pentru a menține structura și funcționarea normală, organismul trebuie să producă celule noi care să le înlocuiască pe cele vechi. Singura modalitate de a forma celule este de a împărți cele anterioare. Diviziunea celulară este un proces vital pentru toate organismele.
Ciclul de viață (celular).
Viața unei celule din momentul în care aceasta apare ca urmare a împărțirii celulei mamei cu diviziunea sau moartea sa se numește ciclu vital (sau celular).
Componenta obligatorie a ciclului celular este ciclul mitotic. inclusiv pregătirea pentru divizare și împărțire în sine. În ciclul de viață există, de asemenea, perioade de odihnă. când celula îndeplinește numai funcțiile sale și să aleagă viitorul lor (mor sau a reveni la ciclul mitotic Pregătirea celulelor de a diviza, sau interfazei este o parte semnificativă a ciclului mitotic este compus din trei sub-perioade: .... post-mitotic sau presynthetic - G1, sintetice - S și post-sintetic sau preteritic-G2.
Perioada G1 este cea mai variabilă în timp. În timpul celulei, sunt activate procesele de sinteză biologică, în principal proteinele structurale și funcționale. Celula creste si se pregateste pentru perioada urmatoare.
Perioada S este cea mai importantă din ciclul mitotic. In divizarea celulelor de mamifere, durează aproximativ 6 - 10 ore, la acest moment, celula continua sa sintetiza ARN, proteine, dar oferă cel mai important, sinteza ADN-ului.. Reducerea ADN-ului are loc asincron. Dar, până la sfârșitul lui S - perioada tuturor ADN-ului nuclear se dublează la fiecare cromozom devine dublu catenar, care este compus din două cromatidelor - molecule de ADN identice.
Perioada G2 este relativ scurt, celulele mlekopitatayuschih este de aproximativ 2 -. 5 ore La acest moment, numărul de centrioles, mitocondrii si plastide duble sunt procese metabolice active și proteine acumulează energie pentru divizia viitoare. Celula începe să se împartă.
Diviziunea celulară.
Sunt descrise trei metode de divizare a celulelor eucariote: amitoza (diviziune directă), mitoză (diviziune indirectă) și meioză (diviziune de reducere).
Amitoza este o metodă relativ rară și slab studiată a diviziunii celulare. Este descris pentru celule îmbătrânite și modificate patologic. În amitoză, nucleul interfazic este divizat de o talie, distribuția uniformă a materialului ereditar nu este asigurată. Deseori, nucleul este împărțit fără separarea ulterioară a citoplasmei și se formează celule duble. O celulă care a suferit amitoză, în viitor, nu poate intra într-un ciclu mitotic normal. Prin urmare, amitoza apare, de regulă, în celule și țesuturi condamnate la moarte, de exemplu, în celulele membranelor embrionare de mamifere, în celulele tumorale.
Mitoza (din MITOS greacă -. Filament), mitozei, diviziunea celulară indirectă, cea mai comună metodă de redare (reproducerea) a celulelor care asigură distribuția identică a materialului genetic intre celulele fiice si continuitatea între cromozomii generațiilor celulare. Semnificația biologică a lui M. este determinată de combinarea în el a dublării cromozomilor prin divizare longitudinală și distribuție uniformă între celulele fiice. Începutul lui M. este precedat de o perioadă de pregătire, care include acumularea energiei, sinteza acidului dezoxiribonucleic (ADN) și reproducerea centriolilor. Sursa de energie este bogată în energie sau așa-numitele compuși macroergici. M. nu este însoțit de o respirație crescută, t. procesele oxidative apar în interfața (umplerea "rezervorului de energie"). Umplerea și golirea periodică a rezervorului de energie reprezintă baza sectorului energetic.
Etapele mitozei. Procesul unic M este de obicei împărțit în 4 etape: prophase. metafază. anafază și telofază. Preprophase - M sintetic care corespunde stadiul final al interphase (S - perioade G2) cuprinde sinteza ADN și dublarea aparat materialul mitotic.
La profaza reorganizarea nucleu de condensare si spiralization cromozomi, descompunerea anvelopei nucleare și formarea sintezei proteinei aparatului mitotic și prin „adunare“ in sistemul lor de celule ax orientat apar.
cromozomi metafază este în mișcare la planul ecuatorial (metakinez. Sau prometafazei) care formează placa ecuatorial ( „stea mama“) și în separarea cromatidelor sau cromozomilor surori.
Anaphaza este stadiul divergenței cromozomilor față de poli. mișcarea anafaza asociată cu extinderea fibrelor cu ax central, polii de extensie mitotice și scurtarea microtubulii cromozomiale ale aparatului mitotic. Elongație fibre ax centrale se produce din cauza polarizării sau „de rezervă“ macromolecule dostraivalos microtubuli, fie din cauza deshidratarea acestei structuri. Scurgerea microtubulilor cromozomi este asigurată de proprietățile proteinelor contractile ale aparatului mitotic, capabile de contracție fără îngroșare.
Telofază este reconstrucția cromozomilor nuclee fiice adunat la polii diviziunii celulare a corpului (cytokinesis. Cytokinesis) și distrugerea finală a aparatului mitotic, pentru a forma un vițel intermediar. Reconstrucția nucleii fiice asociate cu cromozomi despiralization, nucleol și restaurarea anvelopei nucleare. Cytotomia se efectuează prin formarea unei plăci celulare (într-o celulă de plantă) sau prin formarea unei linii de fisură (într-o celulă animală). Mecanismul cytotomy asociat cu reducerea sau gelatinizat inel citoplasmatică încercuire ecuatorului ( „inel contractile«ipoteza) sau suprafața celulei datorită expansiunii îndreptării buclare lanțurile proteice (ipoteza»membrane de expansiune„).
Durata mitozei depinde de mărimea celulelor, de ploidia lor, de numărul de nuclee și, de asemenea, de condițiile de mediu, în special de temperatură. În celulele animale, M. durează 30-60 de minute, în celulele plantei - 2-3 ore. Stadiile M asociate cu procesele de sinteză (preprofază, profază, telofază) sunt mai prelungite. auto-mișcarea cromozomilor (metacineză, anafază) este rapidă.
Meiozei (din meiozei greacă -. Scăderea), divizia de reducere, maturării metoda diviziunii diviziune a celulelor, ceea ce duce la scăderea (reducerea) a numărului de cromozomi în jumătate și o celulă diploid (care conține două seturi de cromozomi), după două rapid succesive diviziunea dă naștere la 4 haploide (conținând un set de cromozomi). Recuperarea numărului diploid de cromozomi are loc ca rezultat al fertilizării. M. - o legătură obligatorie a procesului sexual și condiția pentru formarea celulelor sexuale (gameți). Semnificația biologică M. constă în menținerea constantă a cariotipului între generații dintr-o anumită specie și permițând recombinarea cromozomi și gene prin procesul sexual. M. - unul dintre mecanismele cheie ale eredității și variabilității ereditare. Comportamentul cromozomilor în M. asigură respectarea legilor fundamentale ale eredității.
Prima fază a lui M. - Prophase I. Cel mai complex și prelungit (la om 22,5, în crinul de 8-10 zile), este împărțit în 5 etape. Leptotena - stadiul filamentelor subțiri, când cromozomii sunt ușor elicoidali și sunt cei mai lungi, îngroșați - cromomerele sunt vizibile. Zygotene - stadiul debutului unei conexiuni pereche, una lângă alta (conjugarea sinapsis) a cromozomilor omologi; în timp ce cromomerii omologi sunt atrase reciproc și aliniate strict unul împotriva celuilalt. Pakhitena - stadiul firelor groase; cromozomi omologi sunt conectate în mod stabil în perechi - bivalents, al căror număr este egal cu numărul de cromozomi haploizi; vizibil în cadrul unui complex ultrastructura microscop electronic la locul contactului intre doi cromozomi omologi în bivalent :. Sc. complexul sinaptonemal, care începe să se formeze în zigotină; în fiecare cromozom al bivalentei, se găsesc 2 cromatide; astfel bivalent (tetrad, conform terminologiei vechi) constă din 4 cromatide omoloage; în această etapă, trecerea se realizează la nivel molecular; consecințele citologice ale acestuia se găsesc în etapa următoare. Diplomă - stadiul toroanelor bifurcate; cromozomi omologi incep sa se resping reciproc, dar sunt cuplate, de obicei 2-3 puncte pe bivalent unde chiasm vizibile (crosshairs cromatidelor) - manifestarea citologic de trecere peste. repulsie fază de cromozomi omologi, care sunt încă conectate la chiasma bivalents, se deplasează la capetele de cromozomi (terminalization) - Diakinesis; cromozom maxim scurt si gros (helix datorate) și formează forme distincte, cum ar fi cruci, inele etc. Următoarea fază MA - metafaza I. în timpul căreia chiasma Mai multe stocate ;. bivalentele sunt aliniate în partea de mijloc a axului de diviziune celulară, fiind orientate prin centrometri de cromozomi omologi către polii opuși ai axului. În cromozomii omozoși anafazici I diferă la poli cu ajutorul firelor de arbore; în care fiecare pereche de cromozomi poate muta la oricare dintre cei doi poli, indiferent de cromozom segregare al. Pr. Prin urmare, numărul de combinații posibile este egal cu segregarea cromozomilor când 2n, unde n - numărul de perechi de cromozomi. Spre deosebire de anafaza mitozei, centromeres de cromozomi nu divizat, și să continue să se fixeze 2 cromatide într-un cromozom, ieșire la polul. În telofaza I, la fiecare pol, începe despiralizarea cromozomilor și începe formarea nucleelor și celulelor fiice. Apoi urmează o interfază scurtă fără reducerea ADN - interkinelor. și începe a doua divizie a lui M. Prophase II. metafaza II. Anafaza II și telofaza II trec repede; la sfârșitul metafazei II, centromerele sunt scindate și cromatidele fiecărui cromozom divizată la poli în anafază II. Această schemă clasică a lui M. are excepții. De exemplu, plantele din Luzula genul (Luzula) și coccid familie de insecte (Coccidae) în prima divizie a M. cromatidelor divergente, iar al doilea - cromozomi omologi, dar chiar și în aceste cazuri, ca urmare a M este o reducere a numărului de cromozomi. Diferențe între spermatogeneza și oogenesis la animale și la formarea de microsporilor și megaspores plantele nu afectează comportamentul cromozomilor în timpul M. deși mărimea și soarta celulelor surori sunt diferite.
Sunt cunoscute anomalii M. Hibrizii interspecifici au toate cromozomii, în timp ce în aneuploid cromozomii neparticipați nu sunt capabili să se conjugă și să rămână sub formă de univalenți; autopoliploide formează asociații de mai mult de 2 cromozomi - așa-numitele. multivalents. În fiecare din aceste cazuri, este imposibilă o reducere corectă a numărului de cromozomi din anafaza I; Jocurile formate (cu seturi de cromozomi dezechilibrate) fie nu sunt viabile, fie oferă descendenți neviabili sau urâți. Absența chiasmului (ahismatismul) conduce de obicei la aceleași rezultate, totuși, la bărbații unor specii de muște, inclusiv Drosophila, chiasma este întotdeauna absentă, deși jocurile se formează normal. Se investighează cauzele tranziției celulelor de la diviziunea prin mitoză la M. în ciclul de viață al fiecărui organism, precum și mecanismele moleculare de conjugare a cromozomilor omologi și de trecere.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: