Považuje sa za počiatočnú fázu mitózy. Mitóza, bunkový cyklus

Bunkové delenie je biologický proces, ktorý je základom rozmnožovania a individuálneho vývoja všetkých živých organizmov.

Najrozšírenejšou formou bunkovej reprodukcie v živých organizmoch je nepriame delenie alebo mitóza (z gréckeho „mitos“ - vlákno). Mitóza pozostáva zo štyroch po sebe nasledujúcich fáz. Mitóza zabezpečuje, že genetická informácia rodičovskej bunky je rovnomerne rozdelená medzi dcérske bunky.

Obdobie bunkového života medzi dvoma mitózami sa nazýva interfáza. Je desaťkrát dlhší ako mitóza. Pred bunkovým delením v nej prebieha množstvo veľmi dôležitých procesov: syntetizujú sa molekuly ATP a proteínov, každý chromozóm sa zdvojnásobí, čím sa vytvoria dve sesterské chromatidy držané pohromade spoločnou centromérou a počet hlavných organel bunky sa zvýši.

Mitóza

V procese mitózy sú štyri fázy: profáza, metafáza, anafáza a telofáza.

• I. Profáza je najdlhšia fáza mitózy. V ňom sa chromozómy skladajúce sa z dvoch sesterských chromatidov držaných pohromade centromérou špirálovito zahusťujú. Na konci profázy jadrová membrána a jadierka zmiznú a chromozómy sú rozptýlené po celej bunke. V cytoplazme sa ku koncu profázy centrioly rozširujú na pruhy a tvoria vreteno.
• II. Metafáza - chromozómy pokračujú v špirále, ich centroméry sú umiestnené pozdĺž rovníka (v tejto fáze sú najviditeľnejšie). K nim sú pripevnené závity vretena.
• III. Anafáza - centroméry sa delia, sesterské chromatidy sa od seba oddeľujú a v dôsledku kontrakcie vretenových filamentov sa presúvajú k opačným pólom bunky.
• IV. Telofáza – delí sa cytoplazma, odvíjajú sa chromozómy, opäť vznikajú jadierka a jadrové membrány. Potom sa v rovníkovej zóne bunky vytvorí zúženie, ktoré oddelí dve sesterské bunky.

Takže z jednej počiatočnej bunky (materskej) sa vytvoria dve nové - dcérske, ktoré majú chromozómovú sadu, ktorá je kvantitatívna a kvalitatívna, čo sa týka obsahu dedičnej informácie, morfologického, anatomického resp. fyziologické vlastnostiúplne identické s rodičmi.

Rast, individuálny vývoj a neustála obnova tkanív mnohobunkových organizmov sú determinované procesmi delenia mitotických buniek.

Všetky zmeny, ku ktorým dochádza počas procesu mitózy, sú riadené neuroregulačným systémom, t.j. nervový systém, hormóny nadobličiek, hypofýzy, štítna žľaza atď.

Meióza (z gréckeho „meióza“ - redukcia) je rozdelenie v zóne dozrievania zárodočných buniek sprevádzané znížením počtu chromozómov na polovicu. Skladá sa tiež z dvoch po sebe idúcich delení, ktoré majú rovnaké fázy ako mitóza. Trvanie jednotlivých fáz a procesy v nich prebiehajúce sa však výrazne líšia od procesov prebiehajúcich v mitóze.

Tieto rozdiely sú hlavne nasledovné. V meióze je profáza I dlhšia. Tu dochádza ku konjugácii (spojeniu) chromozómov a výmene genetickej informácie. (Na obrázku vyššie je profáza označená číslami 1, 2, 3, konjugácia je označená číslom 3). V metafáze nastávajú rovnaké zmeny ako v metafáze mitózy, ale s haploidnou sadou chromozómov (4). V anafáze I sa centroméry držiace chromatidy nerozdelia a jeden z homológnych chromozómov sa presunie k pólom (5). V telofáze II sa vytvoria štyri bunky s haploidnou sadou chromozómov (6).

Interfáza pred druhým delením v meióze je veľmi krátka, počas ktorej nedochádza k syntéze DNA. Bunky (gaméty) vytvorené ako výsledok dvoch meiotických delení obsahujú haploidnú (jedinú) sadu chromozómov.

Úplná sada chromozómov - diploidný 2n - sa v tele obnovuje počas oplodnenia vajíčka, počas sexuálneho rozmnožovania.

Pohlavné rozmnožovanie je charakterizované výmenou genetických informácií medzi samicami a samcami. Je spojená s tvorbou a fúziou špeciálnych haploidných zárodočných buniek - gamét, ktoré vznikli v dôsledku meiózy. Oplodnenie je proces splynutia vajíčka a spermie (ženské a mužské gaméty), počas ktorého sa obnovuje diploidná sada chromozómov. Oplodnené vajíčko sa nazýva zygota.

Počas procesu oplodnenia možno pozorovať rôzne varianty spojenia gamét. Napríklad fúziou oboch gamét, ktoré majú rovnaké alely jedného alebo viacerých génov, vzniká homozygot, ktorého potomstvo si zachováva všetky vlastnosti v čistej forme. Ak sú gény v gamétach reprezentované rôznymi alelami, vzniká heterozygot. V jej potomkoch sa nachádzajú dedičné základy zodpovedajúce rôznym génom. U ľudí je homozygotnosť len čiastočná, pre jednotlivé gény.

Základné vzorce prenosu dedičných vlastností z rodičov na potomkov stanovil G. Mendel v druhej polovici 19. storočia. Odvtedy sa v genetike (náuka o zákonitostiach dedičnosti a premenlivosti organizmov) pevne udomácnili pojmy ako dominantné a recesívne znaky, genotyp a fenotyp a pod.. Dominantné znaky sú dominantné, recesívne znaky sú menejcenné alebo zanikajú. v nasledujúcich generáciách. V genetike sú tieto znaky označené písmenami latinskej abecedy: dominantné sú označené veľkými písmenami, recesívne - malé písmená. V prípade homozygotnosti každý z páru génov (alel) odráža buď dominantné alebo recesívne znaky, ktoré sa prejavujú v oboch prípadoch.

V heterozygotných organizmoch sa dominantná alela nachádza na jednom chromozóme a recesívna alela, potlačená dominantným, je v zodpovedajúcej oblasti iného homológneho chromozómu. Pri oplodnení vzniká nová kombinácia diploidného súboru. V dôsledku toho tvorba nového organizmu začína fúziou dvoch zárodočných buniek (gamét), ktoré sú výsledkom meiózy. Počas meiózy dochádza u potomkov k redistribúcii genetického materiálu (génovej rekombinácii) alebo k výmene alel a ich kombinácii v nových variáciách, čo určuje vzhľad nového jedinca.

Čoskoro po oplodnení nastáva syntéza DNA, zdvojenie chromozómov a prvé delenie jadra zygoty, ku ktorému dochádza mitózou a predstavuje začiatok vývoja nového organizmu.

Postupnosť fáz mitotického cyklu je znázornená na obr. 4.

Ryža. 4. Fázy mitózy

Profáza. V profáze sa jadro zväčšuje a chromozomálne vlákna, ktoré sú v tomto čase už špirálovité, sú jasne viditeľné.

Každý chromozóm po reduplikácii v interfáze pozostáva z dvoch sesterských chromatid spojených jednou centromérou. Na konci profázy jadrový obal a jadierka zvyčajne zmiznú. Niekedy jadierko zmizne v ďalšej fáze mitózy. Na prípravkoch môžete vždy nájsť skoré a neskoré profázy a navzájom ich porovnať. Zmeny sú jasne viditeľné: jadierko a jadrová membrána zmiznú. Chromozómové vlákna sú zreteľnejšie viditeľné v neskorej profáze a často je možné si všimnúť, že sú duplikované. V profáze dochádza aj k oddeleniu centriolov, ktoré tvoria dva póly bunky.

Prometafáza začína rýchlym rozpadom jadrovej membrány na malé fragmenty, na nerozoznanie od fragmentov endoplazmatického retikula (obr. 5). V prometafáze sa v chromozómoch na každej strane centroméry vytvárajú špeciálne štruktúry nazývané kinetochory. Pripájajú sa k špeciálnej skupine mikrotubulov nazývaných kinetochorové vlákna alebo kinetochorové mikrotubuly. Tieto vlákna sa rozprestierajú z oboch strán každého chromozómu, prebiehajú v opačných smeroch a interagujú s vláknami bipolárneho vretienka. Súčasne sa chromozómy začnú intenzívne pohybovať.

Ryža. 5. Prometafáza (postava materskej hviezdy je postavená) v bunke bez pigmentu. Farbenie železným hematoxylínom podľa Heidenhaina. Priemerné zväčšenie

Metafáza. Po zmiznutí jadrovej membrány je zrejmé, že chromozómy dosiahli maximálnu špirálovitosť, skrátili sa a posunuli sa smerom k rovníku bunky umiestnenej v rovnakej rovine. Centrioly umiestnené na póloch buniek dokončujú tvorbu vretienka a jeho vlákna sa spájajú s chromozómami v oblasti centroméry. Centroméry všetkých chromozómov sú umiestnené v rovnakej rovníkovej rovine a ramená môžu byť umiestnené vyššie alebo nižšie. Táto poloha chromozómov je vhodná na ich počítanie a štúdium ich morfológie.

Anaphase začína kontrakciou vlákien vretena, vďaka čomu môže byť umiestnené vyššie alebo nižšie. To všetko je vhodné na počítanie počtu chromozómov, štúdium ich morfológie a delenie centromér. V anafáze mitózy dochádza k rozštiepeniu centromerickej oblasti každého z dvojchromatidových chromozómov, čo vedie k oddeleniu sesterských chromatíd a ich transformácii na nezávislé chromozómy (formálny pomer počtu chromozómov a molekúl DNA je 4n4c).

Takto dochádza k presnej distribúcii genetického materiálu a na každom póle sa objavuje rovnaký počet chromozómov, aký mala pôvodná bunka pred ich zdvojnásobením.

K pohybu chromatidov k pólom dochádza v dôsledku kontrakcie vlečných závitov a predĺženia nosných závitov mitotického vretena.

Telofáza. Po dokončení divergencie chromozómov k pólom materskej bunky sa v telofáze vytvoria dve dcérske bunky, z ktorých každá dostane úplnú sadu jednochromatidových chromozómov materskej bunky (vzorec 2n2c pre každú z dcérskych buniek).

V telofáze prechádzajú chromozómy na každom póle despiralizáciou, t.j. proces opačný k tomu, čo sa deje v profáze. Obrysy chromozómov strácajú jasnosť, mitotické vretienko je zničené, jadrová membrána sa obnovuje a objavujú sa jadierka. Oddelenie bunkových jadier sa nazýva karyokinéza (obr. 6).

Potom sa z fragmoplastu vytvorí bunková stena, ktorá rozdelí celý obsah cytoplazmy na dve rovnaké časti. Tento proces sa nazýva cytokinéza. Takto končí mitóza.

Ryža. 6. Fázy mitózy v rôznych rastlinách

Ryža. 7. Distribúcia homológnych chromozómov a génov, ktoré obsahujú počas mitotického cyklu v hypotetickom organizme (2n = 2) generácií a genetická kontinuita života v prípade nepohlavného rozmnožovania organizmov.

Základné pojmy a pojmy: anafáza; dcérska bunka; medzifáza; materská (rodičovská) bunka; metafáza; mitóza (obdobie M); mitotický (bunkový) cyklus; postsyntetické obdobie (G 2); predsyntetické obdobie (G 1); profáza; sesterské chromatidy; syntetická perióda (S); telofáza; chromatid; chromatín; chromozóm; centroméra.

Mitóza prechádza niekoľkými fázami, ktoré sú charakterizované umiestnením a správaním chromozómov

Niektoré prechody medzi fázami zodpovedajú udalostiam bunkového cyklu a predstavujú nezvratné prechody

Mitóza nastáva, keď sa dokončia dva oddelené a odlišné procesy. Počas prvého procesu, niekedy nazývaného karyokinéza (gr. karyo - jadro; kinesis - delenie), sú replikované chromozómy rozdelené do dvoch samostatných dcérskych jadier. V druhom procese, nazývanom cytokinéza, sa cytoplazma rozdelí medzi tieto dve jadrá a vytvoria sa dve samostatné dcérske bunky. Historicky je jadrové delenie rozdelené do niekoľkých fáz v závislosti od štruktúry a polohy chromozómov.

Rozdelenie na fázy tak zložitého deja, akým je mitóza, je užitočný, pretože niektoré prechody spôsobujú nezvratné zmeny v bunke. Väčšina týchto zmien je spojená s aktiváciou alebo inaktiváciou určitých enzýmov. Niekedy môžu byť zmeny sprevádzané deštrukciou špecifických proteínov, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu pri delení. Je tiež užitočné vidieť mitózu ako sériu udalostí, pretože chromozómy a vreteno menia svoje správanie medzi fázami. To naznačuje, že každá fáza má svoj vlastný špecifický molekulárny mechanizmus. Pre podrobný pohľad na fázy mitózy použijeme obrázok nižšie.

Prvý viditeľný znak nadchádzajúca divízia je výskyt kondenzovaných chromozómov v jadre. Toto je začiatok fázy mitózy nazývanej profáza. U studenokrvných živočíchov, ktorých bunky obsahujú veľké chromozómy (napríklad mloky, kobylky), profáza trvá niekoľko hodín; u teplokrvných živočíchov s malými chromozómami (napríklad myši, ľudia) trvá menej ako 15 minút. V určitom bode profázy nastanú v bunke biochemické zmeny, ktoré ju prenesú do stavu odovzdaného mitóze. Až do dosiahnutia bodu ireverzibilnosti môže byť kondenzácia chromozómov prerušená fyzikálnymi alebo chemickými vplyvmi, ktoré poškodzujú bunku.

Profáza je zvyčajne charakterizovaná vzhľadom centrozómy. V mnohých bunkách sa v cytoplazme stávajú viditeľné dve organely vo forme malých bodiek obklopených svetlou oblasťou.Ako uvidíme neskôr, centrozómy zohrávajú dôležitú úlohu pri tvorbe vretienka: určujú nielen jeho póly, ale podieľajú sa aj na tvorbe jadier mikrotubulov, z ktorých je v tomto vretienku vytvorená štruktúra.

Bunky vstupujú do mitózy, keď sú niektoré bunky fosforylované proteínov a defosforylácia iných. Tieto procesy vykonávajú enzýmy nazývané kinázy a fosfatázy. Najdôležitejším kinázovým komplexom pre mitózu je cyklín B/CDK1. Tento komplex slúži ako hlavný regulátor delenia, pretože keď sa zavedie do bunky, vyvolá sa mitóza. (Nobelova cena za fyziológiu a medicínu bola udelená v roku 2001 za objav tohto komplexu a štúdium mechanizmov jeho regulácie.) Na konci profázy sa cyklín B/CDK1 hromadí v jadre v neaktívnej forme. Čoskoro potom do jadra začne vstupovať ďalší enzým, cdc25 fosfatáza, ktorá aktivuje cyklín B/CDK1.

Aktivovaný komplex fosforyluje mnohé jadrové proteíny vrátane tých, ktoré zabezpečujú štrukturálnu integritu plášťa obklopujúceho jadro. V dôsledku toho tieto proteíny strácajú kontakt s jadrovou membránou, čo spôsobuje, že jadro napučí a pretrhne okolitú membránu.

Pretrhnutie jadrovej membrány znamená začiatok ďalšej fázy mitózy - prometafázy. Počas tejto fázy chromozómy interagujú s dvoma centrozómami a ich pridruženými mikrotubulmi za vzniku vretienka. Keď sa chromozómy pripájajú k vretienku, podstupujú sériu zložitých pohybov nazývaných kongresia. Počas kongresu sa chromozómy pohybujú smerom k pólom vretena a od nich. Každý chromozóm sa pohybuje nezávisle, najskôr k jednému pólu, potom k druhému, pričom často pred koncom pohybu niekoľkokrát mení smer.

Nakoniec tieto pohyb výsledkom je zhromaždenie všetkých chromozómov v rovine alebo „doštičke“ na rovníku vretena v polovici medzi pólmi. Pre väčšinu buniek je prometafáza najdlhšou fázou mitózy, pretože pokračuje, kým sa všetky chromozómy nenachádzajú na rovníku. To môže trvať od niekoľkých minút v embryonálnych bunkách až po niekoľko hodín vo vysoko sploštených tkanivových bunkách.

Keď všetky chromozómov zhromaždené na rovníku vretena sa predpokladá, že bunka vstupuje do metafázy mitózy. V závislosti od typu bunky sa môže trvanie metafázy líšiť. Je zvláštne, že zložitý reťazec udalostí vedúcich bunku do metafázy je reverzibilný. Ak je vreteno v metafázových alebo prometafázových bunkách narušené ich ošetrením toxickými látkami (napríklad colcemid alebo nokodazol) alebo ich vystavením nízke teploty alebo vysoký krvný tlak, čo spôsobuje depolymerizáciu mikrotubulov, potom s následnou reformou štruktúry, akonáhle toxické účinky ustanú, chromozómy zopakujú proces kongresie. Prerušenie vretienka v metafáze bráni progresii buniek cyklom a často sa experimentálne používa na produkciu buniek „uzamknutých v metafáze“.

V skutočnosti tieto bunky sú v prometafáze, pretože ich kondenzované chromozómy sú distribuované v cytoplazme.

Metafáza končí, keď sa dve sesterské chromatidy každého chromozómu začnú oddeľovať a začína anafáza mitózy. Hoci sa každý chromozóm replikuje pred mitózou, jeho dve chromatidy sa zvyčajne stanú viditeľnými len krátko pred koncom metafázy. Na videu sa proces separácie chromatíd javí ako okamžitý a prebieha vo všetkých chromozómoch súčasne. V skutočnosti to trvá niekoľko minút a trvá rôzne časy pre rôzne chromozómy. Separácia chromatidov na začiatku anafázy predstavuje ďalší bod ireverzibilnosti mitózy: zhoduje sa s deštrukciou „lepiacich“ proteínov, ktoré držia chromatidy pohromade, a hlavnej regulačnej kinázy, ktorá spôsobuje, že bunka vstúpi do mitózy.

Po rozchode sesterské chromatidy rozchádzajú sa smerom k vretenovým pólom. Tento pohyb je dosiahnutý kombináciou dvoch rôzne mechanizmy. V anafáze A sa vzdialenosť medzi každou chromatidou a pólom, ku ktorému je pripojená, skracuje. Súčasne sa samotné dva vretenové póly rozchádzajú a oddeľujú skupiny chromozómov, ktoré sú k nim pripojené. Tento proces sa nazýva predlžovanie vretienka alebo anafáza B. Keď sa dve skupiny chromozómov rozchádzajú, vreteno sa začne rúcať a medzi nimi sa vytvárajú nové štruktúry, ktoré sa v živočíšnych bunkách nazývajú štruktúry medzizónových oblastí.

Finálny fáza, telofáza(z gréckeho telo - koniec), začína, keď chromozómy tvoria jadrá na póloch. V prípadoch, keď sa na začiatku telofázy susedné anafázové chromozómy navzájom nedotýkajú (ako vo veľkých bunkách), každý chromozóm tvorí svoje vlastné malé jadro. Potom sa spoja a vytvoria jedno veľké jadro. Telofáza tiež začína udalosti, ktoré spôsobujú rozdelenie bunky na dve časti. Najprv sa na povrchu bunky vytvorí zúženie v rovnakej rovine, v ktorej sa chromozómy zoradia v metafáze. V tejto polohe sa zúženie nachádza v strede medzi dvoma novými jadrami a obopína rovníkovú oblasť.

Po vytvorení sa zúženie postupne sťahuje a oddeľuje bunka na dve približne rovnaké časti počas cytokinézy. Keď sa zúženie stiahne, interzonálne štruktúry sa spoja a vytvoria silné väzivo nazývané zvyškové telo. Toto je posledná štruktúra spájajúca dve bunky. Udalosti, ktoré sa vyskytujú v telofáze, vyžadujú aktiváciu komplexu cyklín B/CDK1 a naznačujú, že bunka opúšťa mitózu.

Prezeranie mitózy ako sledu udalostí a skúmanie fotografií života alebo záznamu bunkové prípravky, môže sa zdať, že ide o statický diskrétny proces. V skutočnosti je však mitóza kontinuálny a vysoko dynamický proces. To sa dá plne overiť video záznamom deliacich sa buniek. Prvá snímka takéhoto snímania je znázornená na obrázku nižšie.

Čo sú mitóza a meióza a aké majú fázy? bunky s určitými rozdielmi. Pri meióze sa z materského jadra vytvoria štyri dcérske jadrá, v ktorých sa počet chromozómov zníži na polovicu. Vyskytuje sa aj mitóza, ale pri tomto type sa vytvoria len dve dcérske bunky s rovnakými chromozómami ako majú rodičia.

Takže meióza? Ide o postupy biologického delenia, ktoré produkujú bunky so špecifickými chromozómami. Reprodukcia mitózou sa vyskytuje v mnohobunkových, zložitých živých organizmoch.

Etapy

Mitóza prebieha v dvoch fázach:

1. Zdvojnásobenie informácií na úrovni génov. Tu si materské bunky medzi sebou distribuujú genetickú informáciu. V tomto štádiu sa chromozómy menia.
2. Mitotické štádium. Pozostáva z časových úsekov.

Tvorba buniek prebieha v niekoľkých fázach.

Fázy

Mitóza je rozdelená do niekoľkých fáz:

• telofáza;
• anafáza;
• metafáza;
• profáza.

Tieto fázy sa vyskytujú v určitom poradí a majú svoje vlastné charakteristiky.

V akomkoľvek komplexnom mnohobunkovom organizme mitóza najčastejšie zahŕňa delenie buniek podľa nediferencovaného typu. Počas mitózy sa materská bunka delí na dcérske bunky, zvyčajne dve. Jeden z nich sa stane stonkou a pokračuje v delení a druhý sa zastaví.

Medzifáza

Interfáza je príprava bunky na delenie. Zvyčajne táto fáza trvá až dvadsať hodín. V tomto čase prebieha mnoho rôznych procesov, počas ktorých sa bunky pripravujú na mitózu.

Počas tohto obdobia dochádza k deleniu bielkovín a zvyšuje sa počet organel v štruktúre DNA. Na konci delenia sa genetické molekuly zdvojnásobia, ale počet chromozómov sa nemení. Identické DNA sú spojené a sú to dve chromatidy v jednej molekule. Výsledné chromatidy sú identické a sesterské.

Po ukončení interfázy začína vlastná mitóza. Pozostáva z profázy, metafázy, anafázy a telofázy.

Profáza

Prvá fáza mitózy je profáza. Trvá to asi hodinu. Tradične sa delí na niekoľko etáp. V počiatočnom štádiu profázy mitózy sa jadro zväčšuje, v dôsledku čoho sa vytvárajú molekuly. Na konci fázy sa už každý chromozóm skladá z dvoch chromatidov. Jadierka a jadrové membrány sa rozpúšťajú, všetky prvky v bunke sú v neporiadku. Ďalej sa v profáze mitózy vytvára delenie achromatínu, niektoré vlákna prechádzajú celou bunkou a niektoré sú spojené s centrálnymi prvkami. Počas tohto procesu zostáva obsah genetického kódu nezmenený.

Počet chromozómov sa v profáze mitózy nemení. Čo sa ešte stane? V profáze mitózy sa jadrová membrána rozpadne, čo vedie k tomu, že špirálové chromozómy končia v cytoplazme. Častice dezintegrovanej jadrovej membrány tvoria malé membránové vezikuly.

V profáze mitózy sa deje nasledovné: živočíšna bunka sa zaguľatí, ale v rastlinách nemení tvar.

Metafáza

Po profáze prichádza metafáza. V tejto fáze dosahuje chromozómová špirála svoj vrchol. Skrátené chromozómy sa začnú pohybovať smerom k stredu bunky. Počas pohybu sú umiestnené rovnako v oboch častiach. Tu sa vytvára metafázová doska. Pri skúmaní bunky sú chromozómy jasne viditeľné. Počas metafázy sa dajú ľahko spočítať.

Po vytvorení metafázovej platne sa analyzuje súbor chromozómov, ktoré sú vlastné tomuto typu buniek. K tomu dochádza blokovaním segregácie chromozómov pomocou alkaloidov.

Každý organizmus má svoju vlastnú sadu chromozómov. Napríklad kukurica má 20 a záhradné jahody 56. Ľudské telo má menej chromozómov ako bobule, iba 46.

Anaphase

Všetky procesy prebiehajúce v profáze mitózy končia a začína anafáza. Počas tohto procesu sa všetky chromozomálne spojenia prerušia a začnú sa pohybovať v opačných smeroch od seba. V anafáze sa príbuzné chromozómy osamostatnia. Končia v rôznych bunkách.

Fáza končí divergenciou chromatidov k pólom bunky. Aj tu dochádza k distribúcii dedičnej informácie medzi dcérskymi a materskými bunkami.

Telofáza

Chromozómy sú umiestnené na póloch. Pod mikroskopom sú ťažko viditeľné, pretože sa okolo nich vytvára jadrová škrupina. Štiepne vreteno je úplne zničené.

V rastlinách sa membrána tvorí v strede bunky, postupne sa šíri k pólom. Rozdeľuje materskú bunku na dve časti. Keď membrána úplne vyrastie, objaví sa celulózová stena.

Vlastnosti mitózy

Bunkové delenie môže byť inhibované v dôsledku vysoké teploty, vystavenie jedom, žiarenie. Pri štúdiu bunkovej mitózy v rôznych mnohobunkových organizmoch možno použiť jedy, ktoré inhibujú mitózu v štádiu metafázy. To vám umožní podrobne študovať chromozómy a vykonávať karyotoping.

Mitóza v tabuľke

Zvážte fázy bunkového delenia v tabuľke nižšie.

Proces štádií mitózy možno vysledovať aj v tabuľke.

Mitóza u zvierat a rastlín

Vlastnosti tohto procesu možno opísať v porovnávacej tabuľke.

Preskúmali sme teda proces bunkového delenia v živočíšnych organizmoch a rastlinách, ako aj ich vlastnosti a rozdiely.

Mitóza (alebo karyokinéza, nepriame delenie) je hlavná metóda delenia somatických buniek živočíchov a rastlín, pri ktorej dochádza k distribúcii genetického materiálu medzi dcérskymi bunkami tak, že dostávajú identickú sadu chromozómov (a génov) z tzv. materská bunka. Tým sa v bunkách udržiava konštantný diploidný súbor chromozómov, charakteristický pre každý druh živočícha a rastliny. Mitotické delenie jadier živočíšnych buniek bolo prvýkrát opísané v roku 1871 A.O. Kovalevsky, a jadrá rastlinných buniek - v roku 1874 I.D. Chistyakov.

Komplex procesov, pri ktorých sa z jedného rodiča vytvoria dve nové bunky, sa nazýva mitotický cyklus. Tento cyklus zase pozostáva zo samotnej mitózy a interfázy – obdobia medzi dvoma deleniami buniek. Trvanie mitózy je 30-60 minút (v živočíšnych bunkách) a 2-3 hodiny (v rastlinných bunkách), trvanie interfázy v rôznych typoch buniek sa môže pohybovať od niekoľkých hodín až po niekoľko rokov. Počas interfázy prebieha mnoho procesov, ktoré sú nevyhnutné pre normálne delenie buniek. Najdôležitejšie z nich sú zdvojenie DNA a syntéza špeciálnych histónových proteínov, čo vedie k zdvojeniu chromozómov a zmene pomeru hmoty jadra a cytoplazmy, syntéza ATP na zabezpečenie procesu energie delenie, a syntéza proteínov potrebných na stavbu achromatínového vretienka. Tieto procesy sú ukončené tesne pred začiatkom mitózy.

Mitóza pozostáva zo 4 fáz – profáza , metafázy , anafázy A telofázy .

Začiatok profáza možno považovať za zväčšenie objemu jadra a špirálovitosť chromozómov, ktoré sa stávajú viditeľnými pod svetelným mikroskopom. Každý chromozóm pozostáva z dvoch identických polovíc (sesterských chromatidov), ktoré sú navzájom spojené centromérou. V profáze dochádza k polarizácii bunky – centrioly bunkového centra sa rozchádzajú na opačné konce bunky a začína sa tvorba deliaceho vretienka (achromatínového vretena). V bunkách krytosemenných rastlín nie je bunkové centrum, ale napriek tomu sa tvorba deliaceho vretienka začína aj na opačných póloch bunky. Na konci profázy nukleolus zmizne, jadrová membrána sa rozpustí a chromozómy sa nachádzajú v cytoplazme bunky.

IN metafáza Tvorba štiepneho vretienka je dokončená, jeho vlákna idú od pólu k pólu a niektoré z nich sa spájajú s centromérom chromozómov. Dochádza k maximálnej špirálovitosti chromozómov, ktoré sa nachádzajú v ekvatoriálnej rovine bunky a tvoria metafázovú platňu. V tejto dobe je jasne viditeľné, že každý chromozóm pozostáva z 2 chromatidov, takže štúdium a počítanie chromozómov sa vykonáva práve v tejto fáze delenia.

IN anafázy Každý z chromozómov v oblasti centroméry je rozdelený na chromatidy, čím sa vytvoria dva dcérske chromozómy, ktoré sa v dôsledku kontrakcie závitov vretienka začnú presúvať k pólom bunky. Výsledkom je, že na každom póle bunky sa koncentruje diploidná sada jednovláknových chromozómov.

IN telofáza prebiehajú procesy, ktoré sú opačné ako tie, ktoré prebehli v profáze: chromozómy sa despirujú, tvoria sa jadierka a vytvára sa jadrová membrána. V dôsledku toho sa vytvoria dve jadrá s rovnakou sadou chromozómov, aké malo jadro materskej bunky. Po oddelení jadier začína proces delenia cytoplazmy, ku ktorému dochádza v dôsledku zovretia (v živočíšnych bunkách) alebo tvorby platničky v strede rovníkovej roviny (v rastlinných bunkách).

Biologický význam mitózy tým, že existuje presná distribúcia genetického materiálu medzi dcérskymi bunkami, je zabezpečená stálosť karyotyp bunky (chromozomálny súbor) a genetická kontinuita medzi bunkovými generáciami. Rast, vývoj, obnova tkanív a orgánov rastlín a zvierat nastáva v dôsledku delenia mitotických buniek.