Interfaza je obdobje med dvema celičnima delitvama. V interfazi je jedro kompaktno, nima izrazite strukture, nukleoli so jasno vidni. Zbirka interfaznih kromosomov je kromatin. Sestava kromatina vključuje: DNA, beljakovine in RNA v razmerju 1: 1,3: 0,2 ter anorganske ione. Struktura kromatina je spremenljiva in odvisna od stanja celice.
Kromosomi v interfazi niso vidni, zato jih proučujemo z elektronsko mikroskopijo in biokemijskimi metodami. Interfaza vključuje tri stopnje: predsintetično (G1), sintetično (S) in postsintetično (G2). Simbol G je okrajšava za angleščino. vrzel – interval; simbol S je okrajšava za angleščino. synthesis – sinteza. Oglejmo si te faze podrobneje.
Predsintetska stopnja (G1). Vsak kromosom temelji na eni dvoverižni molekuli DNA. Količina DNK v celici v predsintetski fazi je označena s simbolom 2c (iz angleške vsebine). Celica aktivno raste in deluje normalno.
Sintetična stopnja (S). Pojavi se samopodvajanje ali replikacija DNK. V tem primeru se nekatere kromosomske regije podvojijo prej, druge kasneje, to pomeni, da replikacija DNA poteka asinhrono. Vzporedno se pojavi podvojitev centriolov (če obstajajo).
Postsintetska stopnja (G2). Replikacija DNK je končana. Vsak kromosom vsebuje dve dvojni molekuli DNK, ki sta natančni kopiji originalne molekule DNK. Količina DNA v celici v postsintetski fazi je označena s simbolom 4c. Sintetizirajo se snovi, potrebne za delitev celic. Na koncu interfaze se sintezni procesi ustavijo.
Proces mitoze
Profaza– prva faza mitoze. Kromosomi se spiralizirajo in postanejo vidni v svetlobnem mikroskopu v obliki tankih niti. Centrioli (če so prisotni) se razhajajo do polov celice. Na koncu profaze nukleoli izginejo, jedrska membrana se uniči in kromosomi se sprostijo v citoplazmo.
V profazi se volumen jedra poveča, zaradi spiralizacije kromatina pa nastanejo kromosomi. Ob koncu profaze je jasno, da je vsak kromosom sestavljen iz dveh kromatid. Jedrca in jedrska membrana se postopoma raztopijo, kromosomi pa se pojavijo naključno v citoplazmi celice. Centrioli se razhajajo proti polom celice. Oblikuje se cepitveno vreteno akromatina, katerega niti gredo od pola do pola, nekatere pa so pritrjene na centromere kromosomov. Vsebnost genskega materiala v celici ostane nespremenjena (2n2хр).
riž. 1. Shema mitoze v celicah korenine čebule
riž. 2. Shema mitoze v celicah korenine čebule: 1- interfaza; 2.3 - profaza; 4 - metafaza; 5,6 - anafaza; 7,8 - telofaza; 9 - tvorba dveh celic
riž. 3. Mitoza v celicah konice korenine čebule: a - interfaza; b - profaza; c - metafaza; g - anafaza; l, e - zgodnje in pozne telofaze
Metafaza. Začetek te faze se imenuje prometafaza. V prometafazi se kromosomi nahajajo v citoplazmi precej naključno. Oblikuje se mitotični aparat, ki vključuje vreteno in centriole ali druga središča za organizacijo mikrotubulov. V prisotnosti centriolov se mitotični aparat imenuje astralni (pri večceličnih živalih), v odsotnosti pa anastalni (pri višjih rastlinah). Vreteno (ahromatinsko vreteno) je sistem tubulinskih mikrotubulov v deleči se celici, ki zagotavlja razhajanje kromosomov. Vreteno je sestavljeno iz dveh vrst filamentov: polarnih (podpornih) in kromosomskih (vlečnih).
Po nastanku mitotičnega aparata se kromosomi začnejo premikati v ekvatorialno ravnino celice; to gibanje kromosomov imenujemo metakineza.
V metafazi so kromosomi maksimalno spiralizirani. Centromeri kromosomov se nahajajo v ekvatorialni ravnini celice neodvisno drug od drugega. Polarni filamenti vretena se raztezajo od celičnih polov do kromosomov, kromosomski filamenti pa od centromer (kinetohorov) do polov. Zbirka kromosomov v ekvatorialni ravnini celice tvori metafazno ploščo.
Anafaza. Kromosomi so razdeljeni na kromatide. Od tega trenutka vsaka kromatida postane neodvisen enokromatidni kromosom, ki temelji na eni molekuli DNA. Enokromatidni kromosomi v anafaznih skupinah se razpršijo do polov celice. Ko se kromosomi razhajajo, se kromosomski mikrotubuli skrajšajo, polarni mikrotubuli pa podaljšajo. V tem primeru polarne in kromosomske niti drsijo druga vzdolž druge.
Telofaza. Fisijsko vreteno je uničeno. Kromosomi na celičnih polih se despirirajo, okoli njih pa nastanejo jedrske membrane. V celici nastaneta dve jedri, genetsko enaki prvotnemu jedru. Vsebnost DNK v hčerinskih jedrih postane enaka 2c.
Citokineza. Pri citokinezi se citoplazma razdeli in nastanejo membrane hčerinskih celic. Pri živalih se citokineza pojavi z ligacijo celic. Pri rastlinah poteka citokineza drugače: v ekvatorialni ravnini nastanejo vezikli, ki se združijo in tvorijo dve vzporedni membrani.
Na tej točki se mitoza konča in začne se naslednja interfaza.
Mitoza- glavna metoda delitve evkariontskih celic, pri kateri se najprej pojavi podvojitev, nato pa se dedni material enakomerno porazdeli med hčerinske celice.
Mitoza je neprekinjen proces s štirimi fazami: profazo, metafazo, anafazo in telofazo. Pred mitozo se celica pripravi na delitev ali interfazo. Obdobje priprave celice na mitozo in sama mitoza skupaj tvorita mitotski cikel. Spodaj je kratek opis faz cikla.
Interfaza je sestavljen iz treh obdobij: predsintetičnega ali postmitotskega - G 1, sintetičnega - S, postsintetičnega ali premitotskega - G 2.
Predsintetično obdobje (2n 2c, Kje n- število kromosomov, z- število molekul DNK) - rast celic, aktivacija procesov biološke sinteze, priprava na naslednje obdobje.
Sintetično obdobje (2n 4c) - replikacija DNK.
Postsintetično obdobje (2n 4c) - priprava celice za mitozo, sintezo in kopičenje beljakovin in energije za prihajajočo delitev, povečanje števila organelov, podvojitev centriolov.
Profaza (2n 4c) - razgradnja jedrskih membran, razhajanje centriolov na različne pole celice, nastanek vretenastih filamentov, "izginotje" nukleolov, kondenzacija biromatidnih kromosomov.
Metafaza (2n 4c) - poravnava maksimalno kondenziranih bikromatidnih kromosomov v ekvatorialni ravnini celice (metafazna plošča), pritrditev vretenskih niti na enem koncu na centriole, na drugem na centromere kromosomov.
Anafaza (4n 4c) - delitev dvokromatidnih kromosomov v kromatide in razhajanje teh sestrskih kromatid na nasprotne pole celice (v tem primeru postanejo kromatide neodvisni enokromatidni kromosomi).
Telofaza (2n 2c v vsaki hčerinski celici) - dekondenzacija kromosomov, nastanek jedrnih membran okoli vsake skupine kromosomov, razpad vretenskih niti, pojav nukleolusa, delitev citoplazme (citotomija). Citotomija v živalskih celicah se pojavi zaradi cepitvene brazde, v rastlinskih celicah - zaradi celične plošče.
1 - profaza; 2 - metafaza; 3 - anafaza; 4 - telofaza.
Biološki pomen mitoze. Hčerinske celice, ki nastanejo kot posledica te metode delitve, so genetsko enake materinim. Mitoza zagotavlja stalnost kromosomskega nabora v več celičnih generacijah. Je osnova procesov, kot so rast, regeneracija, nespolno razmnoževanje itd.
je posebna metoda delitve evkariontskih celic, zaradi katere celice preidejo iz diploidnega stanja v haploidno stanje. Mejoza je sestavljena iz dveh zaporednih delitev, pred katerimi sledi ena replikacija DNA.
Prva mejotska delitev (mejoza 1) imenujemo redukcija, saj se pri tej delitvi število kromosomov prepolovi: iz ene diploidne celice (2 n 4c) dva haploidna (1 n 2c).
Interfaza 1(na začetku - 2 n 2c, na koncu - 2 n 4c) - sinteza in kopičenje snovi in energije, potrebne za obe delitvi, povečanje velikosti celice in števila organelov, podvojitev centriolov, replikacija DNK, ki se konča v profazi 1.
profaza 1 (2n 4c) - razgradnja jedrskih membran, razhajanje centriolov na različne pole celice, nastanek vretenastih filamentov, "izginotje" nukleolov, kondenzacija bikromatidnih kromosomov, konjugacija homolognih kromosomov in križanje. Konjugacija- proces združevanja in prepletanja homolognih kromosomov. Par konjugiranih homolognih kromosomov se imenuje dvovalenten. Crossing over je proces izmenjave homolognih regij med homolognimi kromosomi.
Profaza 1 je razdeljena na stopnje: leptoten(dokončanje replikacije DNK), zigoten(konjugacija homolognih kromosomov, tvorba bivalentov), pahiten(križanje, rekombinacija genov), diploten(odkrivanje chiasmata, 1 blok oogeneze pri ljudeh), diakineza(terminalizacija chiasmata).
1 - leptoten; 2 - zigoten; 3 - pahiten; 4 - diploten; 5 - diakineza; 6 - metafaza 1; 7 - anafaza 1; 8 - telofaza 1;
9 - profaza 2; 10 - metafaza 2; 11 - anafaza 2; 12 - telofaza 2.
Metafaza 1 (2n 4c) - poravnava bivalentov v ekvatorialni ravnini celice, pritrditev vretenskih filamentov na enem koncu na centriole, na drugem na centromere kromosomov.
Anafaza 1 (2n 4c) - naključna neodvisna divergenca dvokromatidnih kromosomov na nasprotnih polih celice (iz vsakega para homolognih kromosomov gre en kromosom na en pol, drugi na drugega), rekombinacija kromosomov.
Telofaza 1 (1n 2c v vsaki celici) - tvorba jedrnih membran okoli skupin dikromatidnih kromosomov, delitev citoplazme. Pri mnogih rastlinah gre celica iz anafaze 1 takoj v profazo 2.
Druga mejotska delitev (mejoza 2) klical enačen.
Interfaza 2, oz interkineza (1n 2c), je kratek premor med prvo in drugo mejotsko delitvijo, med katerim ne pride do replikacije DNK. Značilnost živalskih celic.
Profaza 2 (1n 2c) - razgradnja jedrskih membran, razhajanje centriolov na različne pole celice, nastanek vretenskih filamentov.
Metafaza 2 (1n 2c) - poravnava bikromatidnih kromosomov v ekvatorialni ravnini celice (metafazna plošča), pritrditev vretenskih filamentov na enem koncu na centriole, na drugem na centromere kromosomov; 2 blok oogeneze pri ljudeh.
Anafaza 2 (2n 2z) - delitev dvokromatidnih kromosomov na kromatide in razhajanje teh sestrskih kromatid na nasprotne pole celice (v tem primeru kromatide postanejo neodvisni enokromatidni kromosomi), rekombinacija kromosomov.
Telofaza 2 (1n 1c v vsaki celici) - dekondenzacija kromosomov, tvorba jedrnih membran okoli vsake skupine kromosomov, razpad filamentov vretena, pojav nukleola, delitev citoplazme (citotomija) s posledično tvorbo štirih haploidnih celic.
Biološki pomen mejoze. Mejoza je osrednji dogodek gametogeneze pri živalih in sporogeneze pri rastlinah. Kot osnova kombinacijske variabilnosti mejoza zagotavlja genetsko raznolikost gamet.
Amitoza
Amitoza- neposredna delitev interfaznega jedra s konstrikcijo brez tvorbe kromosomov, zunaj mitotskega cikla. Opisano za starajoče se, patološko spremenjene in propadle celice. Po amitozi se celica ne more vrniti v normalni mitotični cikel.
celični cikel
celični cikel- življenje celice od trenutka njenega nastanka do delitve ali smrti. Bistvena sestavina celičnega cikla je mitotski cikel, ki vključuje obdobje priprave na delitev in samo mitozo. Poleg tega v življenjskem ciklu obstajajo obdobja počitka, med katerimi celica opravlja svoje inherentne funkcije in izbere svojo nadaljnjo usodo: smrt ali vrnitev v mitotični cikel.
Pojdi do predavanja št. 12"Fotosinteza. kemosinteza"
Pojdi do predavanja št. 14"Razmnoževanje organizmov"
Mitoza- glavna metoda delitve evkariontskih celic, pri kateri se najprej pojavi podvojitev, nato pa se dedni material enakomerno porazdeli med hčerinske celice.
Mitoza je neprekinjen proces s štirimi fazami: profazo, metafazo, anafazo in telofazo. Pred mitozo se celica pripravi na delitev ali interfazo. Obdobje priprave celice na mitozo in sama mitoza skupaj tvorita mitotski cikel. Spodaj je kratek opis faz cikla.
Interfaza je sestavljen iz treh obdobij: predsintetičnega ali postmitotskega - G 1, sintetičnega - S, postsintetičnega ali premitotskega - G 2.
Predsintetično obdobje (2n 2c, Kje n- število kromosomov, z- število molekul DNK) - rast celic, aktivacija procesov biološke sinteze, priprava na naslednje obdobje.
Sintetično obdobje (2n 4c) - replikacija DNK.
Postsintetično obdobje (2n 4c) - priprava celice za mitozo, sintezo in kopičenje beljakovin in energije za prihajajočo delitev, povečanje števila organelov, podvojitev centriolov.
Profaza (2n 4c) - razgradnja jedrskih membran, razhajanje centriolov na različne pole celice, nastanek vretenastih filamentov, "izginotje" nukleolov, kondenzacija biromatidnih kromosomov.
Metafaza (2n 4c) - poravnava maksimalno kondenziranih bikromatidnih kromosomov v ekvatorialni ravnini celice (metafazna plošča), pritrditev vretenskih niti na enem koncu na centriole, na drugem na centromere kromosomov.
Anafaza (4n 4c) - delitev dvokromatidnih kromosomov v kromatide in razhajanje teh sestrskih kromatid na nasprotne pole celice (v tem primeru postanejo kromatide neodvisni enokromatidni kromosomi).
Telofaza (2n 2c v vsaki hčerinski celici) - dekondenzacija kromosomov, nastanek jedrnih membran okoli vsake skupine kromosomov, razpad vretenskih niti, pojav nukleolusa, delitev citoplazme (citotomija). Citotomija v živalskih celicah se pojavi zaradi cepitvene brazde, v rastlinskih celicah - zaradi celične plošče.
1 - profaza; 2 - metafaza; 3 - anafaza; 4 - telofaza.
Biološki pomen mitoze. Hčerinske celice, ki nastanejo kot posledica te metode delitve, so genetsko enake materinim. Mitoza zagotavlja stalnost kromosomskega nabora v več celičnih generacijah. Je osnova procesov, kot so rast, regeneracija, nespolno razmnoževanje itd.
je posebna metoda delitve evkariontskih celic, zaradi katere celice preidejo iz diploidnega stanja v haploidno stanje. Mejoza je sestavljena iz dveh zaporednih delitev, pred katerimi sledi ena replikacija DNA.
Prva mejotska delitev (mejoza 1) imenujemo redukcija, saj se pri tej delitvi število kromosomov prepolovi: iz ene diploidne celice (2 n 4c) dva haploidna (1 n 2c).
Interfaza 1(na začetku - 2 n 2c, na koncu - 2 n 4c) - sinteza in kopičenje snovi in energije, potrebne za obe delitvi, povečanje velikosti celice in števila organelov, podvojitev centriolov, replikacija DNK, ki se konča v profazi 1.
profaza 1 (2n 4c) - razgradnja jedrskih membran, razhajanje centriolov na različne pole celice, nastanek vretenastih filamentov, "izginotje" nukleolov, kondenzacija bikromatidnih kromosomov, konjugacija homolognih kromosomov in križanje. Konjugacija- proces združevanja in prepletanja homolognih kromosomov. Par konjugiranih homolognih kromosomov se imenuje dvovalenten. Crossing over je proces izmenjave homolognih regij med homolognimi kromosomi.
Profaza 1 je razdeljena na stopnje: leptoten(dokončanje replikacije DNK), zigoten(konjugacija homolognih kromosomov, tvorba bivalentov), pahiten(križanje, rekombinacija genov), diploten(odkrivanje chiasmata, 1 blok oogeneze pri ljudeh), diakineza(terminalizacija chiasmata).
1 - leptoten; 2 - zigoten; 3 - pahiten; 4 - diploten; 5 - diakineza; 6 - metafaza 1; 7 - anafaza 1; 8 - telofaza 1;
9 - profaza 2; 10 - metafaza 2; 11 - anafaza 2; 12 - telofaza 2.
Metafaza 1 (2n 4c) - poravnava bivalentov v ekvatorialni ravnini celice, pritrditev vretenskih filamentov na enem koncu na centriole, na drugem na centromere kromosomov.
Anafaza 1 (2n 4c) - naključna neodvisna divergenca dvokromatidnih kromosomov na nasprotnih polih celice (iz vsakega para homolognih kromosomov gre en kromosom na en pol, drugi na drugega), rekombinacija kromosomov.
Telofaza 1 (1n 2c v vsaki celici) - tvorba jedrnih membran okoli skupin dikromatidnih kromosomov, delitev citoplazme. Pri mnogih rastlinah gre celica iz anafaze 1 takoj v profazo 2.
Druga mejotska delitev (mejoza 2) klical enačen.
Interfaza 2, oz interkineza (1n 2c), je kratek premor med prvo in drugo mejotsko delitvijo, med katerim ne pride do replikacije DNK. Značilnost živalskih celic.
Profaza 2 (1n 2c) - razgradnja jedrskih membran, razhajanje centriolov na različne pole celice, nastanek vretenskih filamentov.
Metafaza 2 (1n 2c) - poravnava bikromatidnih kromosomov v ekvatorialni ravnini celice (metafazna plošča), pritrditev vretenskih filamentov na enem koncu na centriole, na drugem na centromere kromosomov; 2 blok oogeneze pri ljudeh.
Anafaza 2 (2n 2z) - delitev dvokromatidnih kromosomov na kromatide in razhajanje teh sestrskih kromatid na nasprotne pole celice (v tem primeru kromatide postanejo neodvisni enokromatidni kromosomi), rekombinacija kromosomov.
Telofaza 2 (1n 1c v vsaki celici) - dekondenzacija kromosomov, tvorba jedrnih membran okoli vsake skupine kromosomov, razpad filamentov vretena, pojav nukleola, delitev citoplazme (citotomija) s posledično tvorbo štirih haploidnih celic.
Biološki pomen mejoze. Mejoza je osrednji dogodek gametogeneze pri živalih in sporogeneze pri rastlinah. Kot osnova kombinacijske variabilnosti mejoza zagotavlja genetsko raznolikost gamet.
Amitoza
Amitoza- neposredna delitev interfaznega jedra s konstrikcijo brez tvorbe kromosomov, zunaj mitotskega cikla. Opisano za starajoče se, patološko spremenjene in propadle celice. Po amitozi se celica ne more vrniti v normalni mitotični cikel.
celični cikel
celični cikel- življenje celice od trenutka njenega nastanka do delitve ali smrti. Bistvena sestavina celičnega cikla je mitotski cikel, ki vključuje obdobje priprave na delitev in samo mitozo. Poleg tega v življenjskem ciklu obstajajo obdobja počitka, med katerimi celica opravlja svoje inherentne funkcije in izbere svojo nadaljnjo usodo: smrt ali vrnitev v mitotični cikel.
Pojdi do predavanja št. 12"Fotosinteza. kemosinteza"
Pojdi do predavanja št. 14"Razmnoževanje organizmov"
Delitev celic je biološki proces, ki je osnova razmnoževanja in individualnega razvoja vseh živih organizmov.
Najbolj razširjena oblika razmnoževanja celic v živih organizmih je posredna delitev ali mitoza (iz grščine "mitos" - nit). Mitoza je sestavljena iz štirih zaporednih faz. Mitoza zagotavlja, da so genetske informacije matične celice enakomerno porazdeljene med hčerinske celice.
Obdobje celičnega življenja med dvema mitozama se imenuje interfaza. Je desetkrat daljša od mitoze. Pred delitvijo celice se v njem zgodi vrsta zelo pomembnih procesov: sintetizirajo se ATP in beljakovinske molekule, vsak kromosom se podvoji, pri čemer nastaneta dve sestrski kromatidi, ki ju drži skupna centromera, in poveča se število glavnih organelov celice.
Mitoza
V procesu mitoze so štiri faze: profaza, metafaza, anafaza in telofaza.
- I. Profaza je najdaljša faza mitoze. V njem se kromosomi, sestavljeni iz dveh sestrskih kromatid, ki ju drži skupaj centromera, spiralno zavijejo in posledično zgostijo. Do konca profaze jedrska membrana in nukleoli izginejo in kromosomi so razpršeni po celici. V citoplazmi se proti koncu profaze centrioli razširijo na proge in tvorijo vreteno.
- II. Metafaza - kromosomi se še naprej spiralno vrtijo, njihovi centromeri se nahajajo vzdolž ekvatorja (v tej fazi so najbolj vidni). Na njih so pritrjeni navoji vretena.
- III. Anafaza – centromere se delijo, sestrske kromatide se med seboj ločijo in se zaradi krčenja vretenastih filamentov premaknejo na nasprotna pola celice.
- IV. Telofaza - citoplazma se deli, kromosomi se odvijejo, ponovno nastanejo nukleoli in jedrne membrane. Po tem se v ekvatorialnem območju celice oblikuje zožitev, ki ločuje dve sestrski celici.
Tako iz ene začetne celice (materine) nastaneta dve novi - hčerinski, ki imata nabor kromosomov, ki je glede na količino in kakovost, vsebino dednih informacij, morfološke, anatomske in fiziološke značilnosti popolnoma enak starševskim.
Rast, individualni razvoj in stalno obnavljanje tkiv večceličnih organizmov določajo procesi mitotične celične delitve.
Vse spremembe, ki se zgodijo med mitozo, so pod nadzorom nevroregulacijskega sistema, to je živčnega sistema, hormonov nadledvične žleze, hipofize, ščitnice itd.
Mejoza (iz grške "meiosis" - zmanjšanje) je delitev v območju zorenja zarodnih celic, ki jo spremlja prepolovitev števila kromosomov. Sestavljen je tudi iz dveh zaporednih delitev, ki imata enake faze kot mitoza. Vendar se trajanje posameznih faz in procesi, ki se v njih odvijajo, bistveno razlikujejo od procesov, ki se dogajajo v mitozi.
Te razlike so predvsem naslednje. Pri mejozi je profaza I daljša. Tam pride do konjugacije (povezave) kromosomov in izmenjave genetskih informacij. (Na zgornji sliki je profaza označena s številkami 1, 2, 3, konjugacija je prikazana s številko 3). V metafazi pride do enakih sprememb kot v metafazi mitoze, vendar s haploidnim nizom kromosomov (4). V anafazi I se centromere, ki držijo kromatide skupaj, ne delijo in eden od homolognih kromosomov se premakne na poli (5). V telofazi II nastanejo štiri celice s haploidnim naborom kromosomov (6).
Interfaza pred drugo delitvijo v mejozi je zelo kratka, med katero se DNK ne sintetizira. Celice (gamete), ki nastanejo kot posledica dveh mejotskih delitev, vsebujejo haploiden (enoten) nabor kromosomov.
Celoten nabor kromosomov - diploid 2n - se obnovi v telesu med oploditvijo jajčeca, med spolnim razmnoževanjem.
Za spolno razmnoževanje je značilna izmenjava genetskih informacij med samicami in samci. Povezan je s tvorbo in fuzijo posebnih haploidnih zarodnih celic - gamet, ki nastanejo kot posledica mejoze. Oploditev je proces zlitja jajčeca in semenčice (ženske in moške gamete), med katerim se obnovi diploidni nabor kromosomov. Oplojeno jajčece imenujemo zigota.
Med procesom oploditve lahko opazimo različne različice povezave gamet. Na primer, ko se obe gameti, ki imata enake alele enega ali več genov, združita, nastane homozigot, katerega potomci ohranijo vse lastnosti v čisti obliki. Če so geni v gametah predstavljeni z različnimi aleli, nastane heterozigot. V njenih potomcih najdemo dedne zametke, ki ustrezajo različnim genom. Pri ljudeh je homozigotnost le delna, za posamezne gene.
Osnovne vzorce prenosa dednih lastnosti od staršev do potomcev je določil G. Mendel v drugi polovici 19. stoletja. Od takrat so v genetiki (znanost o zakonih dednosti in variabilnosti organizmov) trdno uveljavljeni koncepti, kot so dominantne in recesivne lastnosti, genotip in fenotip itd v naslednjih generacijah. V genetiki so te lastnosti označene s črkami latinske abecede: dominantne so označene z velikimi črkami, recesivne so označene z malimi črkami. V primeru homozigotnosti vsak od para genov (alelov) odraža bodisi prevladujoče bodisi recesivne lastnosti, ki kažejo svoj učinek v obeh primerih.
Pri heterozigotnih organizmih se dominantni alel nahaja na enem kromosomu, recesivni alel, ki ga potisne dominantni, pa je v ustreznem območju drugega homolognega kromosoma. Pri oploditvi nastane nova kombinacija diploidnega sklopa. Posledično se nastanek novega organizma začne s fuzijo dveh zarodnih celic (gamet), ki nastanejo pri mejozi. Med mejozo pride do prerazporeditve genetskega materiala (rekombinacija genov) v potomcih ali do izmenjave alelov in njihove kombinacije v novih variacijah, kar določa pojav novega osebka.
Kmalu po oploditvi pride do sinteze DNK, podvojitve kromosomov in prve delitve jedra zigote, ki poteka z mitozo in predstavlja začetek razvoja novega organizma.
Razvoj in rast živih organizmov sta nemogoča brez procesa celične delitve. V naravi obstaja več vrst in načinov delitve. V tem članku bomo na kratko in jasno spregovorili o mitozi in mejozi, razložili glavni pomen teh procesov ter predstavili, v čem se razlikujeta in v čem sta si podobna.
Mitoza
V naravi najpogosteje najdemo proces posredne delitve ali mitoze. Je osnova za delitev vseh obstoječih nereproduktivnih celic, in sicer mišičnih, živčnih, epitelijskih in drugih.
Mitoza je sestavljena iz štirih faz: profaze, metafaze, anafaze in telofaze. Glavna vloga tega procesa je enakomerna porazdelitev genetske kode iz matične celice v dve hčerinski celici. Hkrati so celice nove generacije ena proti ena podobne materinim.
riž. 1. Shema mitoze
Čas med procesi delitve se imenuje medfaza . Najpogosteje je interfaza veliko daljša od mitoze. Za to obdobje je značilno:
- sinteza beljakovin in molekul ATP v celici;
- podvajanje kromosomov in nastanek dveh sestrskih kromatid;
- povečanje števila organelov v citoplazmi.
Mejoza
Delitev zarodnih celic se imenuje mejoza, spremlja pa jo prepolovitev števila kromosomov. Posebnost tega procesa je, da poteka v dveh fazah, ki si neprekinjeno sledita.
TOP 4 člankiki berejo skupaj s tem
Interfaza med obema fazama mejotske delitve je tako kratka, da je praktično neopazna.
riž. 2. Shema mejoze
Biološki pomen mejoze je tvorba čistih gamet, ki vsebujejo haploidne, z drugimi besedami eno samo vrsto kromosomov. Diploidija se obnovi po oploditvi, to je zlitju materine in očetovske celice. Kot rezultat zlitja dveh gamet nastane zigota s polnim nizom kromosomov.
Zmanjšanje števila kromosomov med mejozo je zelo pomembno, saj bi sicer število kromosomov z vsako delitvijo naraščalo. Zahvaljujoč redukcijski delitvi se ohranja konstantno število kromosomov.
Primerjalne značilnosti
Razlika med mitozo in mejozo je trajanje faz in procesov, ki se v njih pojavljajo. Spodaj vam ponujamo tabelo "Mitoza in mejoza", ki prikazuje glavne razlike med obema metodama delitve. Faze mejoze so enake fazam mitoze. Več o podobnostih in razlikah med obema procesoma lahko izveste v primerjalnem opisu.
|
Faze |
Mitoza |
Mejoza |
|
|
Prva divizija |
Druga divizija |
||
|
Interfaza |
Nabor kromosomov matične celice je diploiden. Sintetizirajo se beljakovine, ATP in organske snovi. Kromosomi se podvojijo in nastaneta dve kromatidi, povezani s centromero. |
Diploidni nabor kromosomov. Pojavijo se enaka dejanja kot med mitozo. Razlika je v trajanju, predvsem med nastajanjem jajčec. |
Haploidni nabor kromosomov. Sinteze ni. |
|
Kratka faza. Jedrske membrane in nukleolus se raztopijo in nastane vreteno. |
Traja dlje kot mitoza. Izgineta tudi jedrska ovojnica in jedrce in nastane cepitveno vreteno. Poleg tega je opazen proces konjugacije (združevanje in spajanje homolognih kromosomov). V tem primeru pride do križanja - izmenjave genetskih informacij na nekaterih področjih. Nato se kromosoma ločita. |
Trajanje je kratka faza. Procesi so enaki kot pri mitozi, le s haploidnimi kromosomi. |
|
|
Metafaza |
Opazimo spiralizacijo in razporeditev kromosomov v ekvatorialnem delu vretena. |
Podobno mitozi |
Enako kot pri mitozi, le s haploidnim nizom. |
|
Centromeri so razdeljeni na dva neodvisna kromosoma, ki se razhajata na različna pola. |
Do delitve centromere ne pride. En kromosom, sestavljen iz dveh kromatid, sega do polov. |
Podobno mitozi, le s haploidnim nizom. |
|
|
Telofaza |
Citoplazma je razdeljena na dve enaki hčerinski celici z diploidnim sklopom in nastanejo jedrske membrane z nukleoli. Vreteno izgine. |
Trajanje faze je kratko. Homologni kromosomi se nahajajo v različnih celicah s haploidnim nizom. Citoplazma se ne deli v vseh primerih. |
Citoplazma se deli. Nastanejo štiri haploidne celice. |
riž. 3. Primerjalni diagram mitoze in mejoze
Kaj smo se naučili?
V naravi se delitev celic razlikuje glede na njihov namen. Na primer, nereproduktivne celice se delijo z mitozo, spolne celice pa z mejozo. Ti procesi imajo na nekaterih stopnjah podobne vzorce delitve. Glavna razlika je prisotnost števila kromosomov v oblikovani novi generaciji celic. Torej ima novonastala generacija med mitozo diploiden niz, med mejozo pa haploiden niz kromosomov. Tudi časovni razpored faz cepitve se razlikuje. Oba načina delitve igrata ogromno vlogo v življenju organizmov. Brez mitoze ne poteka nobena obnova starih celic, razmnoževanje tkiv in organov. Mejoza pomaga ohranjati stalno število kromosomov v novonastalem organizmu med razmnoževanjem.
Test na temo
Ocena poročila
Povprečna ocena: 4.3. Skupaj prejetih ocen: 4199.