Prisiminti!

Kaip, remiantis ląstelių teorija, didėja ląstelių skaičius?

Naujos dukterinės ląstelės susidaro dalijantis motininei ląstelei, todėl organizmo dauginimosi procesas yra ląstelinio pobūdžio.

Ar manote, kad skirtingų tipų ląstelių gyvenimo trukmė daugialąsčiame organizme yra vienoda? Pagrįskite savo nuomonę.

Ne, trukmė priklauso nuo struktūros ir atliekamų funkcijų

Peržiūrėkite klausimus ir užduotis

1. Koks yra ląstelės gyvavimo ciklas?

Ląstelės arba ląstelės gyvenimo ciklas yra ląstelės gyvenimas nuo jos atsiradimo iki dalijimosi ar mirties. Ląstelių ciklas sutartinai skirstomas į du periodus: ilgą – tarpfazę ir santykinai trumpą – patį dalijimąsi.

2. Kaip vyksta DNR dubliavimasis mitoziniame cikle? Paaiškinkite šio proceso biologinę prasmę.

DNR dubliavimasis vyksta sintetinėje tarpfazės fazėje. Kiekviena DNR molekulė virsta dviem identiškomis dukterinėmis DNR molekulėmis. Tai būtina, kad ląstelių dalijimosi metu kiekviena dukterinė ląstelė gautų savo DNR kopiją. DNR helikazės fermentas nutraukia vandenilio ryšius tarp azoto bazių, dviguba DNR grandinė išsivynioja į dvi atskiras grandines. Tada fermentas DNR polimerazė užbaigia kiekvieną atskirą grandinę į dvigubą grandinę pagal komplementarumo principą. Kiekvienoje dukterinėje DNR yra viena grandinė iš motinos DNR ir viena naujai susintetinta – toks yra pusiau konservatyvumo principas. Pagal antiparalelizmo principą DNR grandinės yra viena kitai priešinguose galuose. DNR gali tęstis tik 3" gale, todėl kiekvienoje replikacijos šakėje nuolat sintetinama tik viena iš dviejų grandinių. Antroji grandinė (atsilikusi) auga 5" kryptimi trumpų (100-200 nukleotidų) Okazaki fragmentų pagalba. , kurių kiekvienas auga 3" kryptimi, o tada, padedamas DNR ligazės fermento, prisijungia prie ankstesnės grandinės. Replikacijos greitis eukariotuose yra 50-100 nukleotidų per sekundę. Kiekviena chromosoma turi daug replikacijos pradų, iš kiekvienos kurios skiriasi 2 replikacijos šakės; nes visa replikacija trunka apie valandą. DNR padvigubėjimas yra sudėtingas jos savaiminio dauginimosi procesas. Dėl DNR molekulių savybės daugintis galima daugintis, taip pat perduoti paveldimumą organizmas savo palikuonims, nes visi duomenys apie sandarą ir funkcionavimą yra užkoduoti genetinėje organizmų informacijoje.DNR yra daugumos mikroorganizmų ir makroorganizmų paveldimų medžiagų pagrindas.Teisingas DNR dubliavimosi proceso pavadinimas yra replikacija. (reduplikacija).

3. Koks yra ląstelės paruošimas mitozei?

Ląstelių paruošimo dalijimuisi etapas vadinamas interfaze. Jis suskirstytas į kelis laikotarpius. Presintetinis laikotarpis (G1) yra ilgiausias ląstelės ciklo laikotarpis, atsirandantis po ląstelių dalijimosi (mitozės). Chromosomų skaičius ir

DNR kiekis – 2n2c. Įvairių tipų ląstelėse G1 laikotarpis gali trukti nuo kelių valandų iki kelių dienų. Šiuo laikotarpiu ląstelėje aktyviai sintetinami baltymai, nukleotidai ir visų tipų RNR, dalijasi mitochondrijos ir proplastidai (augaluose), formuojasi ribosomos ir visos vienamembranės organelės, didėja ląstelės tūris, kaupiasi energija, ir ruošiamasi DNR replikacijai. Sintetinis periodas (S) – svarbiausias laikotarpis ląstelės gyvenime, kurio metu vyksta DNR padvigubėjimas (reduplikacija). S periodo trukmė – nuo ​​6 iki 10 valandų. Tuo pačiu metu vyksta aktyvi histono baltymų, sudarančių chromosomas, sintezė ir jų migracija į branduolį. Iki laikotarpio pabaigos kiekvieną chromosomą sudaro dvi seserinės chromatidės, sujungtos viena su kita centromeroje. Taigi chromosomų skaičius nekinta (2n), bet DNR kiekis padvigubėja (4c). Postsintetinis laikotarpis (G2) atsiranda pasibaigus chromosomų dubliavimuisi. Tai yra ląstelės paruošimo dalijimuisi laikotarpis. Tai trunka 2-6 valandas. Šiuo metu aktyviai kaupiama energija artėjančiam padalijimui, sintetinami mikrovamzdelių baltymai (tubulinai) ir mitozę sukeliantys reguliuojantys baltymai.

4. Iš eilės apibūdinkite mitozės fazes.

Mitozės procesas paprastai skirstomas į keturias pagrindines fazes: profazę, metafazę, anafazę ir telofazę. Kadangi jis yra nuolatinis, fazių kaita vyksta sklandžiai - viena nepastebimai pereina į kitą. 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 (2n4c). Metafazėje chromosomos pasiekia didžiausią spiralizaciją ir yra tvarkingai išsidėsčiusios ties ląstelės pusiauju, todėl šiuo laikotarpiu jos skaičiuojamos ir tiriamos. Genetinės medžiagos kiekis nekinta (2n4c). Anafazėje kiekviena chromosoma "suskyla" į dvi chromatides, kurios vėliau vadinamos dukterinėmis chromosomomis. Prie centromerų pritvirtintos verpstės gijos susitraukia ir traukia chromatides (dukterines chromosomas) link priešingų ląstelės polių. Genetinės medžiagos kiekis ląstelėje kiekviename poliuje yra vaizduojamas diploidiniu chromosomų rinkiniu, tačiau kiekvienoje chromosomoje yra viena chromatidė (4n4c). Telofazėje chromosomos, esančios ties ašigaliais, nukrypsta ir tampa blogai matomos. Aplink kiekvieno poliaus chromosomas iš citoplazmos membraninių struktūrų susidaro branduolinė membrana, o branduoliuose – branduoliai. Skilimo velenas sunaikinamas. Tuo pačiu metu citoplazma dalijasi. Dukterinės ląstelės turi diploidinį chromosomų rinkinį, kurių kiekviena susideda iš vienos chromatidės (2n2c).

Jį sudaro tai, kad mitozė užtikrina paveldimą savybių ir savybių perdavimą ląstelių kartų serijomis vystantis daugialąsčiui organizmui. Dėl tikslaus ir vienodo chromosomų pasiskirstymo mitozės metu visos vieno organizmo ląstelės yra genetiškai identiškos. Mitozinis ląstelių dalijimasis yra visų vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų nelytinio dauginimosi formų pagrindas. Mitozė lemia svarbiausius gyvybės reiškinius: audinių ir organų augimą, vystymąsi ir atkūrimą bei nelytinį organizmų dauginimąsi.

Pagalvok! Prisiminti!

1. Paaiškinkite, kodėl mitozės – citoplazmos dalijimosi pabaiga skirtingai vyksta gyvūnų ir augalų ląstelėse.

Kadangi augalų ir gyvūnų organizmai turi skirtingas ląsteles ir audinius. Pavyzdžiui, specializuotų augalų audinių ląstelės (integumentinės, mechaninės, laidžios) nėra pajėgios dalytis. Todėl augalas turi turėti audinių, kurių vienintelė funkcija – naujų ląstelių formavimas. Tik nuo jų priklauso augalų augimo galimybė. Tai edukaciniai audiniai, arba meristemos (iš graikų meristos – dalijamasi).

2. Kokių augalų audinių ląstelės aktyviai dalijasi ir iš jų atsiranda visi kiti augalo audiniai?

Lavinamieji audiniai arba meristemos susideda iš mažų plonasienių didelių branduolių ląstelių, kuriose yra proplastidų, mitochondrijų ir mažų vakuolių, praktiškai neatskiriamų šviesos mikroskopu. Meristemos užtikrina augalų augimą ir visų kitų audinių formavimąsi. Jų ląstelės dalijasi mitozės būdu. Po kiekvieno dalijimosi viena iš seserinių ląstelių išsaugo motinos savybes, o kita greitai nustoja dalytis ir pradeda pirminius diferenciacijos etapus, vėliau formuojasi tam tikro audinio ląstelės.

1 klausimas. Koks yra ląstelės gyvavimo ciklas?

Ląstelės gyvavimo ciklas yra jos gyvenimo laikotarpis nuo jos atsiradimo dalijimosi proceso metu iki mirties arba vėlesnio dalijimosi pabaigos. Gyvavimo ciklo trukmė labai skiriasi ir priklauso nuo ląstelių tipo bei aplinkos sąlygų: temperatūros, deguonies ir maistinių medžiagų prieinamumo. Amebos gyvenimo ciklas yra 36 valandos, o kai kurių bakterijų - 20 minučių. Nervinėms ląstelėms arba, pavyzdžiui, lęšiuko ląstelėms, jo trukmė yra metai ir dešimtmečiai.

2 klausimas. Kaip vyksta DNR dubliavimasis mitoziniame cikle? Kokia šio proceso esmė?

DNR dubliavimasis vyksta tarpfazės metu. Pirma, dvi DNR molekulės grandinės išsiskiria, o po to kiekvienoje iš jų pagal komplementarumo principą susintetinama nauja polinukleotidų seka. Šį procesą kontroliuoja specialūs fermentai, naudojantys ATP energiją. Naujos DNR molekulės yra visiškai identiškos originalios (motinos) kopijos. Genų pakitimų nevyksta, o tai užtikrina paveldimos informacijos stabilumą, neleidžia sutrikdyti dukterinių ląstelių ir viso organizmo funkcionavimui. DNR dubliavimasis taip pat užtikrina, kad chromosomų skaičius iš kartos į kartą išliks pastovus.

3 klausimas. Koks yra ląstelės paruošimas mitozei?

Ląstelės paruošimas mitozei vyksta tarpfazėje. Interfazės metu vyksta aktyvūs biosintezės procesai, ląstelė auga, formuojasi organoidus, kaupia energiją, o svarbiausia – vyksta DNR padvigubėjimas (reduplikacija). Dėl reduplikacijos susidaro dvi identiškos DNR molekulės, sujungtos centromeroje. Tokios molekulės vadinamos chromatidėmis. Dvi suporuotos chromatidės sudaro chromosomą.

4 klausimas. Paeiliui apibūdinkite mitozės fazes.

Mitozė paprastai skirstoma į keturias fazes.

Profazė. Branduolyje esančios chromosomos pradeda aktyviai suktis spirale, įgaudamos kompaktišką formą. Dėl to nuskaityti informaciją iš DNR tampa neįmanoma, o RNR sintezė sustoja. Profazės pabaigoje branduolinis apvalkalas suyra; Centroliai, esantys ląstelės poliuose, sudaro verpstės siūlus.

Metafazė. Šiame etape stebima maksimali chromosomų spiralizacija (sutankėjimas). Jie yra ląstelės pusiaujo srityje. Verpstės gijos yra pritvirtintos prie centromerų.

Anafazė. Chromosomose atsiveria centromerai ir dėl to atsiskiria chromatidės. Verpstės sriegiai traukia chromatides (kiekviena iš jų dabar tampa atskira chromosoma) link ląstelės polių.

Telofazė. Chromosomos, patekusios į ląstelės polius, išsivynioja; Aplink juos abiejuose ląstelės poliuose susidaro branduolinės membranos. Susidaro branduoliai, kuriuose yra identiški diploidiniai chromosomų rinkiniai. Įvyksta galutinis ląstelės padalijimas į dvi dalis.

Dėl mitozės susidaro dvi dukterinės ląstelės, kurios yra identiškos pradinei motininei ląstelei.

5 klausimas. Kokia yra myuse biologinė reikšmė?

Mitozė yra svarbiausias biologinis procesas, nes:

dėl mitozės iš vienos motininės ląstelės susidaro dvi dukterinės ląstelės,
identiškas, kuris užtikrina ląstelių genetinio stabilumo palaikymą;
mitozė užtikrina organizmų augimą;
mitozės dėka vyksta mirštančių ląstelių regeneracija ir pakeitimas;
Mitozė užtikrina vegetatyvinį dauginimąsi augaluose ir nelytinį dauginimąsi vienaląsčiuose eukariotuose.

Vienas iš svarbiausių gyvo organizmo individualaus vystymosi procesų yra mitozė. Šiame straipsnyje trumpai ir aiškiai pabandysime paaiškinti, kokie procesai vyksta ląstelių dalijimosi metu ir pakalbėsime apie biologinę mitozės reikšmę.

Sąvokos apibrėžimas

Iš biologijos 10 klasei skirtų vadovėlių žinome, kad mitozė yra ląstelių dalijimasis, dėl kurio iš vienos motininės ląstelės susidaro dvi dukterinės ląstelės su vienodu chromosomų rinkiniu.

Išvertus iš senovės graikų kalbos, terminas „mitozė“ reiškia „siūlas“. Tai tarsi grandis tarp senų ir naujų ląstelių, kuriose išsaugomas genetinis kodas.

Visas dalijimosi procesas prasideda nuo branduolio ir baigiasi citoplazmoje. Jis vadinamas mitoziniu ciklu, kurį sudaro mitozės stadija ir tarpfazė. Dėl diploidinės somatinės ląstelės dalijimosi susidaro dvi dukterinės ląstelės. Dėl šio proceso padidėja audinių ląstelių skaičius.

Mitozės stadijos

Atsižvelgiant į morfologines savybes, padalijimo procesas skirstomas į šiuos etapus:

• Profazė ;

Šiame etape branduolys sutankinamas, jo viduje kondensuojasi chromatinas, kuris susisuka į spiralę, pro mikroskopą matomos chromosomos.

TOP 4 straipsniaikurie skaito kartu su tuo

Veikiant fermentams, branduoliai ir jų apvalkalai ištirpsta, chromosomos šiuo laikotarpiu atsitiktinai išsidėsto citoplazmoje. Vėliau centrioliai atsiskiria į polius, susidaro ląstelių dalijimosi verpstė, kurios siūlai prisitvirtina prie polių ir chromosomų.

Šiam etapui būdingas DNR padvigubėjimas, tačiau chromosomų poros vis tiek prilimpa viena prie kitos.

Prieš profazės stadiją augalo ląstelė turi parengiamąją fazę – preprofazę. Šiame etape galima suprasti, ką reiškia ląstelės paruošimas mitozei. Jam būdingas preprofazinio žiedo, fragmosomų susidarymas ir mikrotubulių branduolių susidarymas aplink branduolį.

• Prometafazė ;

Šiame etape chromosomos pradeda judėti ir judėti link artimiausio ašigalio.

Daugelyje vadovėlių išankstinė fazė ir prometofazė vadinama profazės etapu.

• Metafazė ;

Pradiniame etape chromosomos išsidėsčiusios ašies pusiaujo dalyje, todėl polių slėgis jas veiktų tolygiai. Šio etapo metu verpstės mikrovamzdelių skaičius nuolat auga ir atnaujinamas.

Chromosomos yra išsidėsčiusios poromis spirale palei veleno pusiaują griežta tvarka. Chromatidės palaipsniui atsiskiria, bet vis tiek laikosi prie veleno sriegių.

• Anafazė ;

Šiame etape chromatidės pailgėja ir palaipsniui juda link polių, nes veleno gijos susitraukia. Susidaro dukterinės chromosomos.

Tai trumpiausias laiko atžvilgiu etapas. Seserinės chromatidės staiga atsiskiria ir persikelia į skirtingus polius.

• Telofazė ;

Tai paskutinė dalijimosi fazė, kai chromosomos pailgėja ir prie kiekvieno poliaus susidaro naujas branduolio apvalkalas. Sriegiai, sudarę veleną, yra visiškai sunaikinami. Šiame etape citoplazma dalijasi.

Paskutinio etapo pabaiga sutampa su motininės ląstelės dalijimusi, kuris vadinamas citokineze. Būtent šio proceso eiga lemia, kiek ląstelių susidaro dalijimosi metu, jų gali būti dvi ar daugiau.

Ryžiai. 1. Mitozės stadijos

Mitozės reikšmė

Ląstelių dalijimosi proceso biologinė reikšmė neabejotina.

• Būtent jo dėka galima išlaikyti pastovų chromosomų rinkinį.
• Identiškos ląstelės dauginimasis įmanomas tik mitozės būdu. Tokiu būdu pakeičiamos odos ląstelės, žarnyno epitelis, raudonieji kraujo kūneliai, kurių gyvavimo ciklas – tik 4 mėnesiai.
• Kopijuoti, taigi ir išsaugoti genetinę informaciją.
• Ląstelių vystymosi ir augimo užtikrinimas, dėl kurio iš vienaląstės zigotos susidaro daugialąstelis organizmas.
• Tokio padalijimo pagalba kai kuriuose gyvuose organizmuose įmanoma kūno dalių regeneracija. Pavyzdžiui, atkuriami jūros žvaigždės spinduliai.

Ryžiai. 2. Jūrų žvaigždės regeneracija

• Nelytinio dauginimosi užtikrinimas. Pavyzdžiui, hidra pumpuravimas, taip pat vegetatyvinis augalų dauginimas.

Ryžiai. 3. Hydra Budding

Ko mes išmokome?

Ląstelių dalijimasis vadinamas mitoze. Jos dėka nukopijuojama ir saugoma ląstelės genetinė informacija. Procesas vyksta keliais etapais: parengiamoji fazė, profazė, metafazė, anafazė, telofazė. Dėl to susidaro dvi dukterinės ląstelės, kurios yra visiškai panašios į pirminę motininę ląstelę. Gamtoje mitozės svarba yra didelė, nes jos dėka galimas vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų vystymasis ir augimas, kai kurių kūno dalių regeneracija, nelytinis dauginimasis.

Testas tema

Ataskaitos vertinimas

Vidutinis reitingas: 4.6. Iš viso gautų įvertinimų: 533.

Ląstelės gebėjimas daugintis yra viena iš pagrindinių gyvų būtybių savybių. Ląstelių dalijimasis yra embriogenezės ir regeneracijos pagrindas.

Reguliarūs ląstelės struktūrinių ir funkcinių savybių pokyčiai laikui bėgant sudaro turinį ląstelių gyvavimo ciklas (ląstelių ciklas). Ląstelės ciklas – tai ląstelės egzistavimo laikotarpis nuo jos susiformavimo dalijantis motininei ląstelei iki jos pačios dalijimosi arba mirties.

Svarbus ląstelių ciklo komponentas yra mitozinis (proliferacinis) ciklas- kompleksas tarpusavyje susijusių ir laiku suderintų įvykių, atsirandančių ruošiant ląstelę dalijimuisi ir pačiam dalijantis. Be to, gyvavimo ciklas apima ląstelės vykdymo laikotarpis daugialąstelis organizmas specifinės funkcijos, taip pat poilsio laikotarpiai. Poilsio laikotarpiais tiesioginis ląstelės likimas nenustatytas: ji gali arba pradėti ruoštis mitozei, arba pradėti specializaciją tam tikra funkcine kryptimi.

Daugumos ląstelių mitozinio ciklo trukmė – nuo ​​10 iki 50 val.. Jo trukmė labai skiriasi: bakterijoms 20-30 min., šlepetei 1-2 kartus per dieną, amebai apie 1,5 paros. Ciklo trukmė reguliuojama keičiant visų jo periodų trukmę. Daugialąstės ląstelės taip pat turi skirtingus gebėjimus dalytis. Ankstyvoje embriogenezėje jie dažnai dalijasi, o suaugusiųjų organizme dažniausiai praranda šį gebėjimą, kai tampa specializuoti. Tačiau net ir pilnai išsivysčiusiame organizme daugelis ląstelių turi dalytis, kad pakeistų susidėvėjusias ląsteles, kurios nuolat šlifuoja, ir galiausiai reikia naujų ląstelių, kad užgytų žaizdas.

Todėl kai kuriose ląstelių populiacijose dalijimasis turi vykti visą gyvenimą. Atsižvelgiant į tai, visas ląsteles galima suskirstyti į trys kategorijos:

1. Aukštesniųjų stuburinių organizme ne visos ląstelės nuolat dalijasi. Yra specializuotų ląstelių, kurios prarado gebėjimą dalytis (neutrofilai, bazofilai, eozinofilai, nervinės ląstelės). Gimus vaikui, nervinės ląstelės pasiekia labai specializuotą būseną, praranda gebėjimą dalytis.Ontogenezės metu jų skaičius nuolat mažėja. Ši aplinkybė turi ir vieną gerą pusę; pasidalijus nervinėms ląstelėms, sutriktų aukštesnės nervų funkcijos (atmintis, mąstymas).

2. Dar viena ląstelių kategorija taip pat labai specializuota, tačiau dėl nuolatinio šveitimo jas keičia naujos ir šią funkciją atlieka tos pačios linijos ląstelės, bet dar nespecializuotos ir nepraradusios gebėjimo dalytis. Šios ląstelės vadinamos atsinaujinančiomis ląstelėmis. Pavyzdys yra nuolat atnaujinamos žarnyno epitelio ląstelės, kraujodaros ląstelės. Iš nespecializuotų gali susidaryti net kaulinio audinio ląstelės (tai galima pastebėti reparatyviosios kaulų lūžių regeneracijos metu). Nespecializuotų ląstelių populiacijos, kurios išlaiko gebėjimą dalytis, paprastai vadinamos kamieninėmis ląstelėmis.

3. Trečioji ląstelių kategorija yra išimtis, kai labai specializuotos ląstelės tam tikromis sąlygomis gali patekti į mitozinį ciklą. Mes kalbame apie ląsteles, kurių gyvenimo trukmė yra ilga ir kuriose po visiško augimo ląstelių dalijimasis vyksta retai. Pavyzdys yra hepatocitai. Bet jei iš eksperimentinio gyvūno pašalinama 2/3 kepenų, mažiau nei per dvi savaites jos atkuriamos iki ankstesnio dydžio. Hormonus gaminančios liaukos ląstelės yra vienodos: normaliomis sąlygomis tik kelios iš jų sugeba daugintis, o pakitusiomis sąlygomis dauguma gali pradėti dalytis.

Remiantis dviem pagrindiniais mitozinio ciklo įvykiais, jis išskiriamas reprodukcinis Ir dalijant atitinkančias fazes tarpfazė Ir mitozė klasikinė citologija.

Pradiniu tarpfazės laikotarpiu (eukariotuose 8-10 valandų) (postmitozinis, presintetinis arba G 1 laikotarpis) atkuriami tarpfazinės ląstelės organizaciniai ypatumai, baigiamas formuotis branduolys, prasidėjęs telofazėje. Nemažas (iki 90%) baltymų kiekis patenka į branduolį iš citoplazmos. Citoplazmoje, lygiagrečiai su ultrastruktūros pertvarkymu, suaktyvėja baltymų sintezė. Tai skatina ląstelių masės augimą. Jei dukterinė ląstelė turi patekti į kitą mitozinį ciklą, sintezės tampa nukreiptos: susidaro cheminiai DNR pirmtakai, fermentai, katalizuojantys DNR reduplikacijos reakciją, sintetinamas baltymas, kuris pradeda šią reakciją. Taigi, atliekami pasiruošimo kitam tarpfazės periodui – sintetiniam – procesai. Ląstelės turi diploidinį chromosomų rinkinį 2n ir 2c genetinės medžiagos DNR (ląstelės genetinė formulė).

IN sintetinis arba S laikotarpis (6-10 val.) paveldimos medžiagos kiekis ląstelėje padvigubėja. Su keliomis išimtimis reduplikacija(DNR padvigubėjimas kartais vadinamas replikacija, išvykimo terminas reduplikacija chromosomų dubliavimuisi žymėti.) DNR atliekama pusiau konservatyviu būdu. Jį sudaro DNR ritės išsiskyrimas į dvi grandines, o po to šalia kiekvienos iš jų sintezuojama papildoma grandinė. Dėl to atsiranda dvi identiškos ritės. DNR molekulės, komplementarios motininėms, susidaro atskirais fragmentais išilgai chromosomos, o ne vienu metu (asinchroniškai) skirtingose ​​tos pačios chromosomos dalyse, taip pat skirtingose ​​chromosomose. Tada skyriai (replikacijos vienetai - replikonai) naujai suformuota DNR yra „susiuvusi“ į vieną makromolekulę. Žmogaus ląstelėje yra daugiau nei 50 000 replikonų. Kiekvieno iš jų ilgis yra apie 30 mikronų. Jų skaičius kinta ontogenezės metu. DNR reduplikacijos replikonais prasmė paaiškėja iš šių palyginimų. DNR sintezės greitis yra 0,5 µm/min. Tokiu atveju vienos žmogaus chromosomos maždaug 7 cm ilgio DNR grandinės reduplikacija užtruktų apie tris mėnesius. Chromosomų sritys, kuriose prasideda sintezė, vadinamos pradžios taškai. Galbūt jos yra tarpfazių chromosomų prisitvirtinimo prie branduolinės membranos vidinės membranos vietos. Galima manyti, kad atskirų frakcijų DNR, apie kurią bus kalbama toliau, yra pakartota griežtai apibrėžtoje S laikotarpio fazėje. Taigi dauguma rRNR genų periodo pradžioje dubliuoja DNR. Reduplikaciją sukelia signalas, patenkantis į branduolį iš citoplazmos, kurio pobūdis nėra aiškus. Prieš DNR sintezę replikone vyksta RNR sintezė. Ląstelėje, kuri išgyveno tarpfazės S laikotarpį, chromosomose yra dvigubai daugiau genetinės medžiagos. Kartu su DNR sintetiniu laikotarpiu intensyviai formuojasi RNR ir baltymai, o histonų skaičius griežtai padvigubėja.

Maždaug 1% gyvūno ląstelės DNR randama mitochondrijose. Nedidelė mitochondrijų DNR dalis pakartotinai pasikartoja sintetiniu laikotarpiu, o pagrindinė dalis – posintezės tarpfazės periodu. Tuo pačiu metu žinoma, kad, pavyzdžiui, kepenų ląstelėse esančių mitochondrijų gyvenimo trukmė yra 10 dienų. Atsižvelgiant į tai, kad normaliomis sąlygomis hepatocitai retai dalijasi, reikėtų manyti, kad mitochondrijų DNR dauginimasis gali vykti nepriklausomai nuo mitozinio ciklo etapų. Kiekviena chromosoma susideda iš dviejų seserinių chromatidžių ( 2n), yra DNR 4c.

Laikas nuo sintetinio laikotarpio pabaigos iki mitozės pradžios yra postsintetinis (premitozinis), arba G 2 -periodas tarpfazė ( 2n ir 4c) (3-6 valandos). Jam būdinga intensyvi RNR ir ypač baltymų sintezė. Citoplazmos masės padvigubėjimas, palyginti su tarpfazės pradžia, baigtas. Tai būtina, kad ląstelė patektų į mitozę. Kai kurie gaminami baltymai (tubulinai) vėliau naudojami verpstės mikrotubulams kurti. Sintetinis ir postsintetinis laikotarpiai yra tiesiogiai susiję su mitoze. Tai leidžia mums juos izoliuoti specialiu tarpfazės laikotarpiu - išankstinė fazė.

Egzistuoti trys ląstelių dalijimosi būdai: mitozė, amitozė, mejozė.

1 klausimas. Koks yra ląstelės gyvavimo ciklas?
Ląstelių gyvavimo ciklas- tai jo gyvenimo laikotarpis nuo jo atsiradimo dalijimosi procese iki mirties arba vėlesnio padalijimo pabaigos. Gyvavimo ciklo trukmė labai skiriasi ir priklauso nuo ląstelių tipo bei aplinkos sąlygų: temperatūros, deguonies ir maistinių medžiagų prieinamumo. Amebos gyvenimo ciklas yra 36 valandos, o kai kurių bakterijų - 20 minučių. Nervinėms ląstelėms arba, pavyzdžiui, lęšiuko ląstelėms, jo trukmė yra metai ir dešimtmečiai.

2 klausimas. Kaip vyksta DNR dubliavimasis mitoziniame cikle? Kokia šio proceso esmė?
DNR dubliavimasis vyksta tarpfazės metu. Pirma, dvi DNR molekulės grandinės išsiskiria, o po to kiekvienoje iš jų pagal komplementarumo principą susintetinama nauja polinukleotidų seka. Šį procesą kontroliuoja specialūs fermentai, naudojantys ATP energiją. Naujos DNR molekulės yra visiškai identiškos originalios (motinos) kopijos. Genų pakitimų nevyksta, o tai užtikrina paveldimos informacijos stabilumą, neleidžia sutrikdyti dukterinių ląstelių ir viso organizmo funkcionavimui. DNR dubliavimasis taip pat užtikrina, kad chromosomų skaičius iš kartos į kartą išliks pastovus.

3 klausimas. Koks yra ląstelės paruošimas mitozei?
Ląstelės paruošimas mitozei vyksta tarpfazėje. Interfazės metu vyksta aktyvūs biosintezės procesai, ląstelė auga, formuojasi organoidus, kaupia energiją, o svarbiausia – vyksta DNR dubliavimasis (reduplikacija). Dėl reduplikacijos susidaro dvi identiškos DNR molekulės, sujungtos centromeroje. Tokios molekulės vadinamos chromatidėmis. Dvi suporuotos chromatidės sudaro chromosomą.

4 klausimas. Paeiliui apibūdinkite mitozės fazes.
Mitozė ir jos fazės.
Mitozė (kariokinezė) – tai netiesioginis ląstelių dalijimasis, kurio metu išskiriamos šios fazės: profazė, metafazė, anafazė ir telofazė.
1. Profazei būdinga:
1) chromonemata spirale, storėja ir trumpėja.
2) išnyksta branduoliai, t.y. Branduolio chromonema yra supakuota ant chromosomų, turinčių antrinį susiaurėjimą, kuris vadinamas branduolio organizatoriumi.
3) citoplazmoje susidaro du ląstelių centrai (centrioliai) ir formuojasi verpstės siūleliai.
4) profazės pabaigoje branduolinė membrana suyra ir chromosomos patenka į citoplazmą.
Profazinių chromosomų rinkinys yra 2n4c.
2. Metafazei būdinga:
1) verpstės sriegiai prisitvirtina prie chromosomų centromerų ir chromosomos pradeda judėti ir išsirikiuoja ties ląstelės pusiauju.
2) metafazė vadinama „ląstelės pasu“, nes Aiškiai matyti, kad chromosoma susideda iš dviejų chromatidžių. Chromosomos yra maksimaliai spiralizuotos, chromatidės pradeda viena kitą atstumti, bet vis tiek yra susijungusios centromeroje. Šiame etape tiriamas ląstelių kariotipas, nes aiškiai matomas chromosomų skaičius ir forma. Fazė labai trumpa.
Metafazių chromosomų rinkinys yra 2n4c.
3. Anafazei būdinga:
1) chromosomų centromerai dalijasi, o seserinės chromatidės pereina į ląstelės polius ir tampa nepriklausomomis chromatidėmis, kurios vadinamos dukterinėmis chromosomomis. Kiekviename ląstelės poliuje yra diploidinis chromosomų rinkinys.
Anafazinių chromosomų rinkinys yra 4n4c.
4. Telofazei būdinga:
Vienos chromatidinės chromosomos ląstelės poliuose despiruoja, susidaro branduoliai, atkuriama branduolio membrana.
Telofazinių chromosomų rinkinys yra 2n2c.
Telofazė baigiasi citokineze. Citokinezė yra citoplazmos dalijimosi tarp dviejų dukterinių ląstelių procesas. Citokinezė augalams ir gyvūnams pasireiškia skirtingai.
Gyvūnų ląstelėje. Ties ląstelės pusiauju atsiranda žiedo formos susiaurėjimas, kuris pagilina ir visiškai suriša ląstelės kūną. Dėl to susidaro dvi naujos ląstelės, kurios yra perpus mažesnės už motininę ląstelę. Susiaurėjimo srityje yra daug aktino, t.y. Mikrofilamentai vaidina svarbų vaidmenį judėjime.
Citokinezė vyksta susiaurėjimo būdu.
Augalų ląstelėje. Ties pusiauju, ląstelės centre, susikaupus Golgi komplekso diktiozomų pūslelėms, susidaro ląstelės plokštelė, kuri auga iš centro į periferiją ir veda prie motininės ląstelės dalijimosi į dvi ląstelės. Vėliau pertvara sustorėja dėl celiuliozės nusėdimo ir susidaro ląstelės sienelė.
Citokinezė vyksta per pertvarą.

5 klausimas. Kokia yra mitozės biologinė reikšmė?
Mitozės reikšmė:
1. Genetinis stabilumas, nes chromatidės susidaro dėl replikacijos, t.y. jų paveldima informacija yra tokia pati kaip motinos.
2. Organizmų augimas, nes Dėl mitozės ląstelių skaičius didėja.
3. Nelytinis dauginimasis – daugelis augalų ir gyvūnų rūšių dauginasi mitozinio dalijimosi būdu.
4. Ląstelių regeneracija ir pakeitimas vyksta per mitozę.
Biologinė mitozės reikšmė.
Dėl mitozės susidaro dvi dukterinės ląstelės, turinčios tą patį chromosomų rinkinį kaip ir motininė ląstelė.

Panašūs straipsniai