Tarpfazė yra laikotarpis tarp dviejų ląstelių dalijimosi. Tarpfazėje branduolys yra kompaktiškas, neturi ryškios struktūros, o branduoliai yra aiškiai matomi. Tarpfazių chromosomų rinkinys yra chromatinas. Į chromatino sudėtį įeina: DNR, baltymai ir RNR santykiu 1:1,3:0,2, taip pat neorganiniai jonai. Chromatino struktūra yra kintama ir priklauso nuo ląstelės būklės.
Chromosomos nėra matomos tarpfazėje, todėl jos tiriamos elektroniniu mikroskopu ir biocheminiais metodais. Tarpfazė apima tris etapus: presintetinį (G1), sintetinį (S) ir postsintetinį (G2). Simbolis G yra anglų kalbos santrumpa. gap – intervalas; simbolis S yra anglų kalbos santrumpa. sintezė – sintezė. Pažvelkime į šiuos etapus išsamiau.
Presintetinė stadija (G1). Kiekviena chromosoma yra pagrįsta viena dvigrandė DNR molekule. DNR kiekis ląstelėje presintezės stadijoje žymimas simboliu 2c (iš angliško turinio). Ląstelė aktyviai auga ir normaliai funkcionuoja.
Sintetinė stadija (S). Atsiranda savęs dubliavimas arba DNR replikacija. Šiuo atveju kai kurios chromosomų sritys padvigubėja anksčiau, o kitos vėliau, tai yra, DNR replikacija vyksta asinchroniškai. Lygiagrečiai atsiranda centriolių (jei tokių yra) padvigubėjimas.
Postsintetinė stadija (G2). DNR replikacija baigta. Kiekvienoje chromosomoje yra dvi dvigubos DNR molekulės, kurios yra tiksli originalios DNR molekulės kopija. DNR kiekis ląstelėje postsintezės stadijoje žymimas simboliu 4c. Sintetinamos ląstelės dalijimuisi reikalingos medžiagos. Interfazės pabaigoje sintezės procesai sustoja.
Mitozės procesas
Profazė– pirmoji mitozės fazė. Chromosomos susiformuoja spirale ir tampa matomos šviesos mikroskopu plonų siūlų pavidalu. Centrioliai (jei yra) nukrypsta į ląstelės polius. Profazės pabaigoje branduoliai išnyksta, branduolinė membrana sunaikinama, o chromosomos išleidžiamos į citoplazmą.
Profazėje didėja branduolio tūris, o dėl chromatino spiralizacijos susidaro chromosomos. Profazės pabaigoje aišku, kad kiekviena chromosoma susideda iš dviejų chromatidžių. Branduolys ir branduolio membrana palaipsniui ištirpsta, o chromosomos atsiranda atsitiktinai išsidėsčiusios ląstelės citoplazmoje. Centrioliai nukrypsta link ląstelės polių. Susidaro achromatino dalijimosi verpstė, kurios dalis sriegių eina nuo poliaus iki poliaus, o dalis prisitvirtina prie chromosomų centromerų. Genetinės medžiagos kiekis ląstelėje išlieka nepakitęs (2n2хр).
Ryžiai. 1. Svogūnų šaknų ląstelių mitozės schema
Ryžiai. 2. Svogūnų šaknų ląstelių mitozės schema: 1- tarpfazė; 2.3 - profazė; 4 - metafazė; 5.6 - anafazė; 7,8 - telofazė; 9 - dviejų ląstelių susidarymas
Ryžiai. 3. Mitozė svogūno šaknies galiuko ląstelėse: a - tarpfazė; b - profazė; c - metafazė; g - anafazė; l, e - ankstyvoji ir vėlyvoji telofazės
Metafazė.Šios fazės pradžia vadinama prometafaze. Prometafazėje chromosomos citoplazmoje yra gana atsitiktinai. Susidaro mitozinis aparatas, kurį sudaro velenas ir centrioliai ar kiti mikrovamzdelių organizavimo centrai. Esant centriolėms, mitozinis aparatas vadinamas astraliniu (daugialąsčiams gyvūnams), o jei jų nėra – anastaliu (aukštesniuose augaluose). Verpstė (achromatino verpstė) – besidalijančioje ląstelėje esanti tubulino mikrovamzdelių sistema, užtikrinanti chromosomų divergenciją. Verpstė susideda iš dviejų tipų gijų: polinių (atraminių) ir chromosominių (traukiančių).
Susiformavus mitoziniam aparatui, chromosomos pradeda judėti į ląstelės pusiaujo plokštumą; šis chromosomų judėjimas vadinamas metakineze.
Metafazėje chromosomos yra maksimaliai spiralizuotos. Chromosomų centromerai yra ląstelės pusiaujo plokštumoje nepriklausomai vienas nuo kito. Verpstės poliniai siūlai driekiasi nuo ląstelės polių iki chromosomų, o chromosomų siūlai – nuo centromerų (kinetochorų) iki polių. Chromosomų rinkinys ląstelės pusiaujo plokštumoje sudaro metafazės plokštelę.
Anafazė. Chromosomos skirstomos į chromatides. Nuo šio momento kiekviena chromatidė tampa nepriklausoma vienos chromatidės chromosoma, kurios pagrindą sudaro viena DNR molekulė. Vienos chromatidinės chromosomos anafazės grupėse išsisklaido į ląstelės polius. Kai chromosomos skiriasi, chromosomų mikrovamzdeliai sutrumpėja, o poliniai mikrovamzdeliai pailgėja. Šiuo atveju polinės ir chromosominės gijos slenka viena iš kitos.
Telofazė. Skilimo velenas sunaikinamas. Ląstelių polių chromosomos iškrenta, o aplink juos susidaro branduolinės membranos. Ląstelėje susidaro du branduoliai, genetiškai identiški pradiniam branduoliui. DNR kiekis dukteriniuose branduoliuose tampa lygus 2c.
Citokinezė. Citokinezėje citoplazma dalijasi ir susidaro dukterinių ląstelių membranos. Gyvūnams citokinezė vyksta ląstelių ligavimo būdu. Augaluose citokinezė vyksta skirtingai: pusiaujo plokštumoje susidaro pūslelės, kurios susiliedamos sudaro dvi lygiagrečias membranas.
Šiuo metu mitozė baigiasi ir prasideda kita tarpfazė.
Mitozė- pagrindinis eukariotinių ląstelių dalijimosi būdas, kai pirmiausia įvyksta padvigubėjimas, o vėliau paveldima medžiaga tolygiai paskirstoma tarp dukterinių ląstelių.
Mitozė yra nenutrūkstamas procesas, turintis keturias fazes: profazę, metafazę, anafazę ir telofazę. Prieš mitozę ląstelė ruošiasi dalijimuisi arba tarpfazei. Ląstelių pasiruošimo mitozei laikotarpis ir pati mitozė kartu sudaro mitozinis ciklas. Žemiau pateikiamas trumpas ciklo fazių aprašymas.
Tarpfazė susideda iš trijų laikotarpių: presintetinis arba postmitozinis, - G 1, sintetinis - S, postsintetinis arba premitozinis, - G 2.
Presintetinis laikotarpis (2n 2c, Kur n- chromosomų skaičius, Su- DNR molekulių skaičius) - ląstelių augimas, biologinės sintezės procesų aktyvinimas, pasiruošimas kitam periodui.
Sintetinis laikotarpis (2n 4c) – DNR replikacija.
Postsintetinis laikotarpis (2n 4c) - ląstelės paruošimas mitozei, sintezei ir baltymų bei energijos kaupimui būsimam dalijimuisi, organelių skaičiaus didėjimui, centriolių padvigubėjimui.
Profazė (2n 4c) - branduolinių membranų išardymas, centriolių nukrypimas į skirtingus ląstelės polius, verpstės siūlų susidarymas, branduolių „dingimas“, biromatidinių chromosomų kondensacija.
Metafazė (2n 4c) - maksimaliai kondensuotų bichromatidinių chromosomų išsirikiavimas ląstelės pusiaujo plokštumoje (metafazės plokštelė), verpstės siūlų tvirtinimas viename gale prie centriolių, kitame prie chromosomų centromerų.
Anafazė (4n 4c) - dviejų chromatidinių chromosomų dalijimasis į chromatides ir šių seserinių chromatidžių nukrypimas į priešingus ląstelės polius (šiuo atveju chromatidės tampa savarankiškomis vienos chromatidės chromosomomis).
Telofazė (2n 2c kiekvienoje dukterinėje ląstelėje) - chromosomų dekondensacija, branduolinių membranų susidarymas aplink kiekvieną chromosomų grupę, verpstės siūlų suirimas, branduolio atsiradimas, citoplazmos dalijimasis (citotomija). Gyvūnų ląstelėse citotomija atsiranda dėl skilimo vagos, augalų ląstelėse – dėl ląstelės plokštelės.
1 - profazė; 2 - metafazė; 3 - anafazė; 4 - telofazė.
Biologinė mitozės reikšmė. Dukterinės ląstelės, susidariusios dėl šio dalijimosi metodo, yra genetiškai identiškos motinai. Mitozė užtikrina chromosomų rinkinio pastovumą per keletą ląstelių kartų. Tai yra tokių procesų kaip augimas, regeneracija, nelytinis dauginimasis ir kt.
yra specialus eukariotinių ląstelių dalijimosi būdas, kurio metu ląstelės pereina iš diploidinės būsenos į haploidinę. Mejozė susideda iš dviejų nuoseklių dalijimų, prieš kuriuos vyksta viena DNR replikacija.
Pirmasis mejozinis dalijimasis (1 mejozė) vadinama redukcija, nes būtent šio dalijimosi metu chromosomų skaičius sumažėja perpus: iš vienos diploidinės ląstelės (2 n 4c) du haploidai (1 n 2c).
1 tarpfazė(pradžioje – 2 n 2c, pabaigoje - 2 n 4c) - medžiagų ir energijos, reikalingų abiem dalijimams, sintezė ir kaupimas, ląstelių dydžio ir organelių skaičiaus padidėjimas, centriolių padvigubėjimas, DNR replikacija, kuri baigiasi 1 faze.
1 fazė (2n 4c) - branduolinių membranų išardymas, centriolių nukrypimas į skirtingus ląstelės polius, verpstės siūlų susidarymas, branduolių „išnykimas“, bichromatidinių chromosomų kondensacija, homologinių chromosomų konjugacija ir kryžminimas. Konjugacija- homologinių chromosomų sujungimo ir susipynimo procesas. Konjuguojančių homologinių chromosomų pora vadinama dvivalentis. Kryžminimas yra homologinių sričių mainų tarp homologinių chromosomų procesas.
1 etapas yra padalintas į etapus: leptotenas(DNR replikacijos užbaigimas), zigotenas(homologinių chromosomų konjugacija, dvivalenčių formavimasis), pachitenas(perėjimas, genų rekombinacija), diplotenas(chiasmato aptikimas, 1 oogenezės blokas žmonėms), diakinezė(chiasmata terminalizacija).
1 - leptotenas; 2 - zigotenas; 3 - pachitenas; 4 - diplotenas; 5 - diakinezė; 6 — 1 metafazė; 7 - anafazė 1; 8 — 1 telofazė;
9 — 2 fazė; 10 — 2 metafazė; 11 - anafazė 2; 12 – 2 telofazė.
1 metafazė (2n 4c) - bivalentų išsirikiavimas ląstelės pusiaujo plokštumoje, verpstės gijų prisitvirtinimas viename gale prie centriolių, kitame prie chromosomų centromerų.
1 anafazė (2n 4c) - atsitiktinis nepriklausomas dviejų chromatidinių chromosomų nukrypimas į priešingus ląstelės polius (iš kiekvienos homologinių chromosomų poros viena chromosoma eina į vieną polių, kita į kitą), chromosomų rekombinacija.
1 telofazė (1n 2c kiekvienoje ląstelėje) - branduolinių membranų susidarymas aplink dichromatidinių chromosomų grupes, citoplazmos dalijimasis. Daugelyje augalų ląstelė iš 1 anafazės iškart pereina į 2 fazę.
Antrasis mejozinis dalijimasis (2 mejozė) paskambino lygtinė.
2 tarpfazė, arba interkinezė (1n 2c), yra trumpa pertrauka tarp pirmojo ir antrojo mejozinio dalijimosi, kurios metu nevyksta DNR replikacija. Būdinga gyvūnų ląstelėms.
2 fazė (1n 2c) - branduolinių membranų ardymas, centriolių nukrypimas į skirtingus ląstelės polius, verpstės gijų formavimas.
2 metafazė (1n 2c) - bichromatidinių chromosomų išsirikiavimas ląstelės pusiaujo plokštumoje (metafazės plokštelė), verpstės gijų tvirtinimas viename gale prie centriolių, kitame prie chromosomų centromerų; 2 oogenezės blokas žmonėms.
2 anafazė (2n 2Su) - dviejų chromatidinių chromosomų dalijimasis į chromatides ir šių seserinių chromatidžių nukrypimas į priešingus ląstelės polius (šiuo atveju chromatidės tampa savarankiškomis vienos chromatidės chromosomomis), chromosomų rekombinacija.
2 telofazė (1n 1c kiekvienoje ląstelėje) - chromosomų dekondensacija, branduolinių membranų susidarymas aplink kiekvieną chromosomų grupę, verpstės gijų suirimas, branduolio atsiradimas, citoplazmos dalijimasis (citotomija), dėl kurio susidaro keturios haploidinės ląstelės.
Biologinė mejozės reikšmė. Mejozė yra pagrindinis gyvūnų gametogenezės ir augalų sporogenezės įvykis. Būdama kombinuoto kintamumo pagrindas, mejozė suteikia lytinių ląstelių genetinę įvairovę.
Amitozė
Amitozė- tiesioginis tarpfazinio branduolio padalijimas susiaurėjimo būdu, nesusidarant chromosomoms, už mitozinio ciklo ribų. Aprašytas senstančioms, patologiškai pakitusioms ir pasmerktoms ląstelėms. Po amitozės ląstelė negali grįžti į normalų mitozinį ciklą.
Ląstelių ciklas
Ląstelių ciklas- ląstelės gyvenimas nuo jos atsiradimo iki dalijimosi ar mirties. Esminis ląstelių ciklo komponentas yra mitozinis ciklas, apimantis pasirengimo dalijimuisi ir pačios mitozės laikotarpį. Be to, gyvenimo cikle yra poilsio laikotarpių, kurių metu ląstelė atlieka jai būdingas funkcijas ir pasirenka tolesnį likimą: mirtį arba sugrįžimą į mitozinį ciklą.
Eiti į paskaitos Nr.12„Fotosintezė. Chemosintezė"
Eiti į paskaitos Nr.14"Organizmų dauginimasis"
Mitozė- pagrindinis eukariotinių ląstelių dalijimosi būdas, kai pirmiausia įvyksta padvigubėjimas, o vėliau paveldima medžiaga tolygiai paskirstoma tarp dukterinių ląstelių.
Mitozė yra nenutrūkstamas procesas, turintis keturias fazes: profazę, metafazę, anafazę ir telofazę. Prieš mitozę ląstelė ruošiasi dalijimuisi arba tarpfazei. Ląstelių pasiruošimo mitozei laikotarpis ir pati mitozė kartu sudaro mitozinis ciklas. Žemiau pateikiamas trumpas ciklo fazių aprašymas.
Tarpfazė susideda iš trijų laikotarpių: presintetinis arba postmitozinis, - G 1, sintetinis - S, postsintetinis arba premitozinis, - G 2.
Presintetinis laikotarpis (2n 2c, Kur n- chromosomų skaičius, Su- DNR molekulių skaičius) - ląstelių augimas, biologinės sintezės procesų aktyvinimas, pasiruošimas kitam periodui.
Sintetinis laikotarpis (2n 4c) – DNR replikacija.
Postsintetinis laikotarpis (2n 4c) - ląstelės paruošimas mitozei, sintezei ir baltymų bei energijos kaupimui būsimam dalijimuisi, organelių skaičiaus didėjimui, centriolių padvigubėjimui.
Profazė (2n 4c) - branduolinių membranų išardymas, centriolių nukrypimas į skirtingus ląstelės polius, verpstės siūlų susidarymas, branduolių „dingimas“, biromatidinių chromosomų kondensacija.
Metafazė (2n 4c) - maksimaliai kondensuotų bichromatidinių chromosomų išsirikiavimas ląstelės pusiaujo plokštumoje (metafazės plokštelė), verpstės siūlų tvirtinimas viename gale prie centriolių, kitame prie chromosomų centromerų.
Anafazė (4n 4c) - dviejų chromatidinių chromosomų dalijimasis į chromatides ir šių seserinių chromatidžių nukrypimas į priešingus ląstelės polius (šiuo atveju chromatidės tampa savarankiškomis vienos chromatidės chromosomomis).
Telofazė (2n 2c kiekvienoje dukterinėje ląstelėje) - chromosomų dekondensacija, branduolinių membranų susidarymas aplink kiekvieną chromosomų grupę, verpstės siūlų suirimas, branduolio atsiradimas, citoplazmos dalijimasis (citotomija). Gyvūnų ląstelėse citotomija atsiranda dėl skilimo vagos, augalų ląstelėse – dėl ląstelės plokštelės.
1 - profazė; 2 - metafazė; 3 - anafazė; 4 - telofazė.
Biologinė mitozės reikšmė. Dukterinės ląstelės, susidariusios dėl šio dalijimosi metodo, yra genetiškai identiškos motinai. Mitozė užtikrina chromosomų rinkinio pastovumą per keletą ląstelių kartų. Tai yra tokių procesų kaip augimas, regeneracija, nelytinis dauginimasis ir kt.
yra specialus eukariotinių ląstelių dalijimosi būdas, kurio metu ląstelės pereina iš diploidinės būsenos į haploidinę. Mejozė susideda iš dviejų nuoseklių dalijimų, prieš kuriuos vyksta viena DNR replikacija.
Pirmasis mejozinis dalijimasis (1 mejozė) vadinama redukcija, nes būtent šio dalijimosi metu chromosomų skaičius sumažėja perpus: iš vienos diploidinės ląstelės (2 n 4c) du haploidai (1 n 2c).
1 tarpfazė(pradžioje – 2 n 2c, pabaigoje - 2 n 4c) - medžiagų ir energijos, reikalingų abiem dalijimams, sintezė ir kaupimas, ląstelių dydžio ir organelių skaičiaus padidėjimas, centriolių padvigubėjimas, DNR replikacija, kuri baigiasi 1 faze.
1 fazė (2n 4c) - branduolinių membranų išardymas, centriolių nukrypimas į skirtingus ląstelės polius, verpstės siūlų susidarymas, branduolių „išnykimas“, bichromatidinių chromosomų kondensacija, homologinių chromosomų konjugacija ir kryžminimas. Konjugacija- homologinių chromosomų sujungimo ir susipynimo procesas. Konjuguojančių homologinių chromosomų pora vadinama dvivalentis. Kryžminimas yra homologinių sričių mainų tarp homologinių chromosomų procesas.
1 etapas yra padalintas į etapus: leptotenas(DNR replikacijos užbaigimas), zigotenas(homologinių chromosomų konjugacija, dvivalenčių formavimasis), pachitenas(perėjimas, genų rekombinacija), diplotenas(chiasmato aptikimas, 1 oogenezės blokas žmonėms), diakinezė(chiasmata terminalizacija).
1 - leptotenas; 2 - zigotenas; 3 - pachitenas; 4 - diplotenas; 5 - diakinezė; 6 — 1 metafazė; 7 - anafazė 1; 8 — 1 telofazė;
9 — 2 fazė; 10 — 2 metafazė; 11 - anafazė 2; 12 – 2 telofazė.
1 metafazė (2n 4c) - bivalentų išsirikiavimas ląstelės pusiaujo plokštumoje, verpstės gijų prisitvirtinimas viename gale prie centriolių, kitame prie chromosomų centromerų.
1 anafazė (2n 4c) - atsitiktinis nepriklausomas dviejų chromatidinių chromosomų nukrypimas į priešingus ląstelės polius (iš kiekvienos homologinių chromosomų poros viena chromosoma eina į vieną polių, kita į kitą), chromosomų rekombinacija.
1 telofazė (1n 2c kiekvienoje ląstelėje) - branduolinių membranų susidarymas aplink dichromatidinių chromosomų grupes, citoplazmos dalijimasis. Daugelyje augalų ląstelė iš 1 anafazės iškart pereina į 2 fazę.
Antrasis mejozinis dalijimasis (2 mejozė) paskambino lygtinė.
2 tarpfazė, arba interkinezė (1n 2c), yra trumpa pertrauka tarp pirmojo ir antrojo mejozinio dalijimosi, kurios metu nevyksta DNR replikacija. Būdinga gyvūnų ląstelėms.
2 fazė (1n 2c) - branduolinių membranų ardymas, centriolių nukrypimas į skirtingus ląstelės polius, verpstės gijų formavimas.
2 metafazė (1n 2c) - bichromatidinių chromosomų išsirikiavimas ląstelės pusiaujo plokštumoje (metafazės plokštelė), verpstės gijų tvirtinimas viename gale prie centriolių, kitame prie chromosomų centromerų; 2 oogenezės blokas žmonėms.
2 anafazė (2n 2Su) - dviejų chromatidinių chromosomų dalijimasis į chromatides ir šių seserinių chromatidžių nukrypimas į priešingus ląstelės polius (šiuo atveju chromatidės tampa savarankiškomis vienos chromatidės chromosomomis), chromosomų rekombinacija.
2 telofazė (1n 1c kiekvienoje ląstelėje) - chromosomų dekondensacija, branduolinių membranų susidarymas aplink kiekvieną chromosomų grupę, verpstės gijų suirimas, branduolio atsiradimas, citoplazmos dalijimasis (citotomija), dėl kurio susidaro keturios haploidinės ląstelės.
Biologinė mejozės reikšmė. Mejozė yra pagrindinis gyvūnų gametogenezės ir augalų sporogenezės įvykis. Būdama kombinuoto kintamumo pagrindas, mejozė suteikia lytinių ląstelių genetinę įvairovę.
Amitozė
Amitozė- tiesioginis tarpfazinio branduolio padalijimas susiaurėjimo būdu, nesusidarant chromosomoms, už mitozinio ciklo ribų. Aprašytas senstančioms, patologiškai pakitusioms ir pasmerktoms ląstelėms. Po amitozės ląstelė negali grįžti į normalų mitozinį ciklą.
Ląstelių ciklas
Ląstelių ciklas- ląstelės gyvenimas nuo jos atsiradimo iki dalijimosi ar mirties. Esminis ląstelių ciklo komponentas yra mitozinis ciklas, apimantis pasirengimo dalijimuisi ir pačios mitozės laikotarpį. Be to, gyvenimo cikle yra poilsio laikotarpių, kurių metu ląstelė atlieka jai būdingas funkcijas ir pasirenka tolesnį likimą: mirtį arba sugrįžimą į mitozinį ciklą.
Eiti į paskaitos Nr.12„Fotosintezė. Chemosintezė"
Eiti į paskaitos Nr.14"Organizmų dauginimasis"
Ląstelių dalijimasis yra biologinis procesas, kuris yra visų gyvų organizmų dauginimosi ir individualaus vystymosi pagrindas.
Labiausiai paplitusi gyvų organizmų ląstelių dauginimosi forma yra netiesioginis dalijimasis arba mitozė (iš graikų „mitos“ - siūlas). Mitozė susideda iš keturių nuoseklių fazių. Mitozė užtikrina, kad pagrindinės ląstelės genetinė informacija būtų tolygiai paskirstyta tarp dukterinių ląstelių.
Ląstelių gyvenimo laikotarpis tarp dviejų mitozių vadinamas tarpfaze. Tai dešimt kartų ilgesnė už mitozę. Jame iki ląstelių dalijimosi vyksta nemažai labai svarbių procesų: sintetinamos ATP ir baltymų molekulės, kiekviena chromosoma padvigubėja, susidaro dvi seserinės chromatidės, kurias kartu laiko bendra centromera, daugėja pagrindinių ląstelės organelių.
Mitozė
Mitozės procese yra keturios fazės: profazė, metafazė, anafazė ir telofazė.
- I. Profazė yra ilgiausia mitozės fazė. Jame chromosomos, susidedančios iš dviejų seserinių chromatidžių, kurias kartu laiko centromeras, spiralės forma ir dėl to sustorėja. Profazės pabaigoje branduolinė membrana ir branduoliai išnyksta, o chromosomos pasiskirsto visoje ląstelėje. Citoplazmoje, profazės pabaigoje, centrioliai tęsiasi iki juostelių ir sudaro veleną.
- II. Metafazė – chromosomos toliau spirale, jų centromerai išsidėstę palei pusiaują (šioje fazėje jos labiausiai matomos). Prie jų pritvirtinami veleno sriegiai.
- III. Anafazė – centromerai dalijasi, seserinės chromatidės atsiskiria viena nuo kitos ir dėl verpstės gijų susitraukimo pereina į priešingus ląstelės polius.
- IV. Telofazė – citoplazma dalijasi, chromosomos išsivynioja, vėl susidaro branduoliai ir branduolio membranos. Po to ląstelės pusiaujo zonoje susidaro susiaurėjimas, atskiriantis dvi seserines ląsteles.
Taigi iš vienos pradinės ląstelės (motinos) susidaro dvi naujos - dukterinės ląstelės, turinčios chromosomų rinkinį, kuris pagal kiekybę ir kokybę, paveldimos informacijos turinį, morfologines, anatomines ir fiziologines savybes yra visiškai identiškas pirminėms.
Daugialąsčių organizmų augimą, individualų vystymąsi, nuolatinį audinių atsinaujinimą lemia mitozinio ląstelių dalijimosi procesai.
Visus mitozės proceso metu vykstančius pokyčius kontroliuoja neuroreguliacinė sistema, t.y. nervų sistema, antinksčių, hipofizės, skydliaukės ir kt. hormonai.
Mejozė (iš graikų kalbos „meiosis“ - redukcija) yra lytinių ląstelių brendimo zonos padalijimas, kartu su chromosomų skaičiaus sumažėjimu perpus. Jį taip pat sudaro du nuoseklūs skyriai, kurių fazės yra tokios pačios kaip ir mitozė. Tačiau atskirų fazių trukmė ir jose vykstantys procesai labai skiriasi nuo procesų, vykstančių mitozėje.
Šie skirtumai daugiausia yra tokie. Esant mejozei, I fazė yra ilgesnė. Čia vyksta chromosomų konjugacija (sujungimas) ir genetinės informacijos mainai. (Aukščiau esančiame paveikslėlyje profazė pažymėta skaičiais 1, 2, 3, konjugacija parodyta skaičiumi 3). Metafazėje vyksta tie patys pokyčiai kaip ir mitozės metafazėje, bet su haploidiniu chromosomų rinkiniu (4). I anafazėje centromerai, laikantys kartu chromatides, nesiskiria, o viena iš homologinių chromosomų pereina į polius (5). II telofazėje susidaro keturios ląstelės su haploidiniu chromosomų rinkiniu (6).
Interfazė iki antrojo dalijimosi mejozėje yra labai trumpa, per kurią DNR nesusintetinama. Ląstelėse (gametose), susidariusiose dėl dviejų mejozinių dalijimų, yra haploidinis (vienas) chromosomų rinkinys.
Visas chromosomų rinkinys – diploidinis 2n – organizme atsistato apvaisinant kiaušialąstę, lytinio dauginimosi metu.
Lytiniam dauginimuisi būdingas keitimasis genetine informacija tarp patelių ir vyrų. Jis susijęs su specialių haploidinių lytinių ląstelių – gametų, susidariusių dėl mejozės, susidarymu ir susiliejimu. Apvaisinimas – tai kiaušialąstės ir spermatozoidų (moteriškų ir vyriškų lytinių ląstelių) susiliejimo procesas, kurio metu atkuriamas diploidinis chromosomų rinkinys. Apvaisintas kiaušinis vadinamas zigota.
Apvaisinimo proceso metu galima stebėti įvairius lytinių ląstelių jungimosi variantus. Pavyzdžiui, susiliejus abiem lytinėms ląstelėms, turinčioms vienodus vieno ar kelių genų alelius, susidaro homozigota, kurios palikuonys išlaiko visas savybes gryna forma. Jei lytinių ląstelių genai yra atstovaujami skirtingais aleliais, susidaro heterozigotas. Jos palikuonims randami paveldimos užuomazgos, atitinkančios įvairius genus. Žmonėms homozigotiškumas yra tik dalinis, atskiriems genams.
Pagrindinius paveldimų savybių perdavimo iš tėvų palikuonims modelius G. Mendelis nustatė XIX amžiaus antroje pusėje. Nuo to laiko genetikoje (mokslas apie organizmų paveldimumo ir kintamumo dėsnius) tvirtai įsitvirtino tokios sąvokos kaip dominuojantys ir recesyviniai požymiai, genotipas ir fenotipas ir kt. vėlesnėse kartose. Genetikoje šie bruožai žymimi lotyniškos abėcėlės raidėmis: dominuojantys žymimi didžiosiomis, recesyviniai – mažosiomis raidėmis. Homozigotiškumo atveju kiekviena iš genų (alelių) poros atspindi arba dominuojančius, arba recesyvinius bruožus, kurie pasireiškia abiem atvejais.
Heterozigotiniuose organizmuose dominuojantis alelis yra vienoje chromosomoje, o recesyvinis alelis, slopinamas dominuojančios, yra atitinkamoje kitos homologinės chromosomos srityje. Apvaisinimo metu susidaro naujas diploidinio rinkinio derinys. Vadinasi, naujo organizmo formavimasis prasideda dviejų lytinių ląstelių (gametų) susiliejimu, atsirandančiu dėl mejozės. Mejozės metu įvyksta genetinės medžiagos persiskirstymas (genų rekombinacija) palikuoniuose arba alelių mainai ir jų derinys į naujas variacijas, o tai lemia naujo individo išvaizdą.
Netrukus po apvaisinimo įvyksta DNR sintezė, chromosomos padvigubėja ir įvyksta pirmasis zigotos branduolio dalijimasis, kuris vyksta per mitozę ir reiškia naujo organizmo vystymosi pradžią.
Gyvų organizmų vystymasis ir augimas neįmanomas be ląstelių dalijimosi proceso. Gamtoje yra keletas padalijimo tipų ir būdų. Šiame straipsnyje trumpai ir aiškiai pakalbėsime apie mitozę ir mejozę, paaiškinsime pagrindinę šių procesų reikšmę, supažindinsime, kuo jie skiriasi ir kuo panašūs.
Mitozė
Netiesioginio dalijimosi procesas, arba mitozė, dažniausiai randamas gamtoje. Tai yra visų esamų nereprodukcinių ląstelių, būtent raumenų, nervų, epitelio ir kitų, dalijimosi pagrindas.
Mitozė susideda iš keturių fazių: profazės, metafazės, anafazės ir telofazės. Pagrindinis šio proceso vaidmuo yra vienodas genetinio kodo paskirstymas iš pirminės ląstelės į dvi dukterines ląsteles. Tuo pačiu metu naujosios kartos ląstelės yra viena su kita panašios į motinines.
Ryžiai. 1. Mitozės schema
Laikas tarp padalijimo procesų vadinamas tarpfazė . Dažniausiai tarpfazė yra daug ilgesnė nei mitozė. Šiam laikotarpiui būdingi:
- baltymų ir ATP molekulių sintezė ląstelėje;
- chromosomų dubliavimasis ir dviejų seserinių chromatidžių susidarymas;
- organelių skaičiaus padidėjimas citoplazmoje.
Mejozė
Lytinių ląstelių dalijimasis vadinamas mejoze, jį lydi chromosomų skaičiaus sumažėjimas perpus. Šio proceso ypatumas yra tas, kad jis vyksta dviem etapais, kurie nuolat seka vienas kitą.
TOP 4 straipsniaikurie skaito kartu su tuo
Tarpfazė tarp dviejų mejozinio dalijimosi etapų yra tokia trumpa, kad praktiškai nepastebima.
Ryžiai. 2. Mejozės schema
Biologinė mejozės reikšmė yra grynų gametų, turinčių haploidinį, kitaip tariant vieną chromosomų rinkinį, susidarymas. Diploidija atkuriama po apvaisinimo, tai yra motinos ir tėvo ląstelių susiliejimo. Dėl dviejų gametų susiliejimo susidaro zigota su visu chromosomų rinkiniu.
Chromosomų skaičiaus sumažėjimas mejozės metu yra labai svarbus, nes priešingu atveju chromosomų skaičius padidėtų su kiekvienu dalijimusi. Dėl redukcijos padalijimo išlaikomas pastovus chromosomų skaičius.
Lyginamosios charakteristikos
Skirtumas tarp mitozės ir mejozės yra fazių trukmė ir jose vykstantys procesai. Žemiau siūlome lentelę „Mitozė ir mejozė“, kurioje pateikiami pagrindiniai skirtumai tarp dviejų padalijimo būdų. Mejozės fazės yra tokios pačios kaip ir mitozės. Daugiau apie dviejų procesų panašumus ir skirtumus galite sužinoti lyginamajame apraše.
|
Fazės |
Mitozė |
Mejozė |
|
|
Pirmas divizionas |
Antrasis skyrius |
||
|
Tarpfazė |
Motinos ląstelės chromosomų rinkinys yra diploidinis. Sintetinami baltymai, ATP ir organinės medžiagos. Susidaro chromosomos dvigubos ir dvi chromatidės, sujungtos centromeru. |
Diploidinis chromosomų rinkinys. Vyksta tie patys veiksmai kaip ir mitozės metu. Skirtumas yra trukmė, ypač kiaušinių formavimosi metu. |
Haploidinis chromosomų rinkinys. Sintezės nėra. |
|
Trumpa fazė. Branduolinės membranos ir branduolys ištirpsta, susidaro verpstė. |
Užtrunka ilgiau nei mitozė. Taip pat išnyksta branduolio apvalkalas ir branduolys, susidaro dalijimosi velenas. Be to, stebimas konjugacijos (homologinių chromosomų sujungimo ir sujungimo) procesas. Tokiu atveju įvyksta perėjimas – kai kuriose srityse apsikeičiama genetine informacija. Tada chromosomos atsiskiria. |
Trukmė yra trumpa fazė. Procesai tokie patys kaip ir mitozėje, tik su haploidinėmis chromosomomis. |
|
|
Metafazė |
Stebima spiralizacija ir chromosomų išsidėstymas ekvatorinėje verpstės dalyje. |
Panašus į mitozę |
Tas pats kaip ir mitozėje, tik su haploidiniu rinkiniu. |
|
Centromerai yra padalinti į dvi nepriklausomas chromosomas, kurios skiriasi į skirtingus polius. |
Centromerų dalijimasis nevyksta. Viena chromosoma, susidedanti iš dviejų chromatidžių, tęsiasi iki polių. |
Panašus į mitozę, tik su haploidiniu rinkiniu. |
|
|
Telofazė |
Citoplazma yra padalinta į dvi identiškas dukterines ląsteles su diploidiniu rinkiniu ir susidaro branduolinės membranos su branduoliais. Verpstė dingsta. |
Fazės trukmė trumpa. Homologinės chromosomos yra skirtingose ląstelėse su haploidiniu rinkiniu. Citoplazma dalijasi ne visais atvejais. |
Citoplazma dalijasi. Susidaro keturios haploidinės ląstelės. |
Ryžiai. 3. Lyginamoji mitozės ir mejozės diagrama
Ko mes išmokome?
Gamtoje ląstelių dalijimasis skiriasi priklausomai nuo jų paskirties. Pavyzdžiui, nereprodukcinės ląstelės dalijasi mitozės būdu, o lytinės ląstelės – mejozės būdu. Kai kuriuose etapuose šie procesai turi panašius padalijimo modelius. Pagrindinis skirtumas yra chromosomų skaičiaus buvimas suformuotose naujos kartos ląstelėse. Taigi mitozės metu naujai susiformavusi karta turi diploidinį rinkinį, o mejozės metu – haploidinį chromosomų rinkinį. Taip pat skiriasi dalijimosi fazių laikas. Abu dalijimosi būdai vaidina didžiulį vaidmenį organizmų gyvenime. Be mitozės nevyksta nei vienas senų ląstelių atsinaujinimas, audinių ir organų dauginimasis. Mejozė padeda išlaikyti pastovų chromosomų skaičių naujai susiformavusiame organizme dauginimosi metu.
Testas tema
Ataskaitos vertinimas
Vidutinis reitingas: 4.3. Iš viso gautų įvertinimų: 4199.