A sejt életciklusa: interfázis (a sejt osztódásra való felkészülésének időszaka) és mitózis (osztódás). Sejtciklus. A sejt felkészítése az osztódásra. Közvetlen és közvetett sejtosztódás. Mitózis, a mitózis biológiai lényege és jelentősége

Cél: aktualizálni a hallgatók személyes jelentőségét a vizsgált téma témaköreinek fontosságát a hallgatók számára, bemutatva a mitózis és a meiózis biológiai jelentőségét

Feladatok:

Szervezeti feltételek megteremtése a cél elérésében való kitartás elősegítése érdekében;

Kommunikációs készségek fejlesztése kiscsoportos munkával.

Eszközök: tankönyv, számítógép (internet hozzáféréssel), multimédiás projektor, Open Biology CD, biológia szakirodalom.

Az órák alatt:

1. Az óra témájának meghatározása.

Tudásfrissítés

A tanulók kártyákat kaptak egy feladattal: minden, a bal oldali oszlopban jelzett kifejezéshez válassza ki a megfelelő definíciót a jobb oldali oszlopban.

Válasz: 1 - D, G; 2 - B; 3 - B; 4 - A; 5 - E

3. Új anyag elsajátítása

3.1 Tanári történet a mitózisról (használhatja a mitózis modelljét, amely elérhető az "Open Biology" lemezen).

3.2 Önálló munkavégzés hallgatók.

Készítsen történetet a meiózisról bármilyen információforrás (tankönyv, szakirodalom, internet) felhasználásával. Munka közben ne feledje! Az ókori római szónok, Cicero úgy gondolta, hogy a megfelelően artikulált beszéd hét kérdésre ad választ: Mi? Hol, Hogyan?, Mikor (milyen feltételekkel), Mit?, Miért?, Miért? Természetesen nem mindig lehet választ találni az algoritmus minden kérdésére, de a legtöbb kérdésre meg kell próbálnunk válaszolni, miközben próbálunk viszonylag összefüggő szöveget kapni (a tanulók csoportokban dolgoznak, hiszen a számítógépek száma az osztályteremben korlátozott).

Lehetséges információforrások:

K. Wiley Biológia. - M.: Mir, 1966, angol nyelvű fordítás, - 685 p.: ill.

Biológia: Nagy kézikönyv iskolásoknak és egyetemre jelentkezőknek / stb. - 3. kiadás, sztereotípia. – M.: Túzok, 2000. - 668 p.: ill. - (Nagy kézikönyvek iskolásoknak és egyetemekre jelentkezőknek).

Biológia. Nagy enciklopédikus szótár/ Ch. szerk. . - 3. kiadás – M.: Bolsaya Orosz Enciklopédia, 1999. - 864 p. - ill., 30 lap. col. beteg.

Enciklopédia gyerekeknek. T. 2. Biológia / Összeáll. - 3. kiadás Átdolgozva És extra. – M.: Avanta+, 1996. – 704 p.: ill.

Weboldalak:

http://ru. wikipédia. org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B9%D0%BE%D0%B7

http://ru. wikipédia. org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%8A%D1%8E%D0%B3%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F

http://ru. wikipédia. org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%B7

http://ru. wikipédia. org/wiki/%D0%96%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%86%D0%B8%D0 %BA%D0%BB

http://ru. wikipédia. org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1 %80

"Nyílt biológia"

3.3 A feladatok kölcsönös ellenőrzése.

4. Reflexió

A tanulók kártyákat kaptak. Töltse ki a táblázatot1

A munka eredményeit felhasználva hasonlítsa össze a mitózist és a meiózist

Gondoljon arra, hogy a környezeti feltételek befolyásolhatják-e a mitózis és a meiózis folyamatait? Milyen következményekkel járhat ez a szervezetre nézve?

A tankönyv megfelel a szövetségi állam középfokú oktatási szabványának (teljes) Általános oktatás, amelyet az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma ajánlott és tartalmazza szövetségi lista tankönyvek.

A tankönyv a 10. évfolyamos tanulóknak szól, és a tárgy heti 1 vagy 2 órában történő oktatására készült.

Modern dizájn, többszintű kérdések és feladatok, további információ valamint az elektronikus alkalmazással párhuzamos munkavégzés lehetősége hozzájárul az oktatási anyagok hatékony asszimilációjához.

Emlékezik!

Hogyan történik a sejtelmélet szerint a sejtek számának növekedése?

Ön szerint egy többsejtű szervezetben a különböző típusú sejtek élettartama azonos? Indokolja meg véleményét.

Születéskor egy gyermek átlagosan 3-3,5 kg és körülbelül 50 cm magas, egy barnamedve kölyök, akinek a szülei elérik a 200 kg-ot vagy azt meghaladó súlyt, nem haladja meg az 500 g-ot, egy apró kenguru pedig kevesebbet nyom. 1 g-nál egy gyönyörű hattyú nő ki a fiókából, egy fürge ebihal nyugodt varangyba változik, a ház mellé ültetett makkból pedig egy hatalmas tölgyfa nő, amely száz év után új generációkat örvendezteti meg. szépség. Mindezek a változások az élőlények növekedési és fejlődési képességének köszönhetően lehetségesek. A fa nem lesz magva, a hal nem tér vissza a tojásba - a növekedési és fejlődési folyamatok visszafordíthatatlanok. Az élő anyag e két tulajdonsága elválaszthatatlanul összefügg egymással, és a sejt osztódási és specializálódási képességén alapulnak.

A csillók vagy amőbák növekedése a bioszintézis folyamatok következtében az egyes sejt méretének növekedése és szerkezetének komplikációja. De egy többsejtű szervezet növekedése nemcsak a sejtek méretének növekedését jelenti, hanem aktív osztódásukat is - számának növekedését. A növekedési ütem, a fejlődési jellemzők, a méret, amelyre egy adott egyed felnőhet - mindez sok tényezőtől függ, beleértve a környezet hatását is. De mindezen folyamatok fő, meghatározó tényezője az örökletes információ, amely kromoszómák formájában tárolódik az egyes sejtmagokban. A többsejtű szervezet minden sejtje egyetlen megtermékenyített petesejtből származik. A növekedés folyamatában minden újonnan képződött sejtnek meg kell kapnia a genetikai anyag pontos másolatát, hogy a szervezet közös örökletes programjával specializálódjon, és sajátos funkcióját ellátva az egész szerves része legyen.

A differenciálással, azaz a felosztással kapcsolatban különböző típusok, egy többsejtű szervezet sejtjeinek élettartama egyenlőtlen. Például, idegsejtek ugyanakkor hagyja abba az osztást prenatális fejlődés, és a szervezet élete során számuk csak csökkenhet. Miután felbukkantak, már nem osztódnak, és addig élnek, amíg a szövet vagy szerv, amelynek részét képezik, csíkos sejteket alkotnak. izomszövetekállatokban és a növények raktárszöveteiben. A vörösvértestek folyamatosan osztódnak csontvelő, vérsejteket képez, amelyek élettartama korlátozott. Feladataik ellátása során a bőrhám sejtjei gyorsan elpusztulnak, ezért az epidermisz növekedési zónájában a sejtek nagyon intenzíven osztódnak. A növényekben a kambiális sejtek és a növekedési kúpsejtek aktívan osztódnak. Minél magasabb a sejtek specializációja, annál gyengébb a szaporodási képességük.

Az emberi testben körülbelül 10 14 sejt található. Naponta körülbelül 70 milliárd sejt pusztul el bélhámés 2 milliárd vörösvérsejt. A legrövidebb életű sejtek a bélhám, amelynek élettartama mindössze 1-2 nap.

Egy sejt életciklusa.

A sejt életének időszaka az osztódási folyamatban való megjelenés pillanatától a halálig vagy az azt követő osztódás végéig hívott életciklus . A sejt az anyasejt osztódása során keletkezik, és saját osztódása vagy halála során eltűnik. Az életciklus időtartama a különböző sejtekben nagymértékben változó, és függ a sejttípustól és a környezeti feltételektől (hőmérséklet, oxigén stb.). tápanyagok). Például, életciklus Az amőba 36 órás, míg a baktériumok 20 percenként osztódnak.

Bármely sejt életciklusa olyan események összessége, amelyek a sejtben az osztódás eredményeként való keletkezésének pillanatától a halálig vagy az azt követő halálig zajlanak. mitózis. Az életciklus tartalmazhat egy mitózisos ciklust, amely a mitózisra való felkészülésből áll interfázisés maga az osztódás, valamint a specializáció - differenciálódás szakasza, amely során a sejt sajátos funkcióit látja el. Az interfázis időtartama mindig hosszabb, mint maga az osztás. A rágcsálók bélhám sejtjeiben az interfázis átlagosan 15 óráig tart, az osztódás 0,5-1 óra alatt megy végbe. Az interfázis során a sejtben aktívan zajlanak a bioszintézis folyamatok, a sejt növekszik, organellumokat képez és felkészül a következő osztódásra. De kétségtelenül a legfontosabb folyamat, amely az interfázis során fellép az osztódásra való felkészülés során, a DNS megkettőződése ().

A DNS-molekula két hélixe szétválik, és mindegyiken új polinukleotid lánc szintetizálódik. A DNS-reduplikáció a legnagyobb pontossággal megy végbe, amit a komplementaritás elve biztosít. Az új DNS-molekulák teljesen azonos másolatai az eredetinek, és a megkettőzési folyamat befejeződése után a centromer régióban kapcsolatban maradnak. Az alkotó DNS-molekulák kromoszómák reduplikáció után ún kromatidák.

A reduplikációs folyamat pontosságában mélyreható biológiai érzék: a másolás megsértése az örökletes információk torzulásához vezetne, és ennek következtében a leánysejtek és az egész szervezet működésének megzavarásához.

Ha a DNS megkettőződése nem történik meg, akkor minden sejtosztódással a kromoszómák száma felére csökkenne, és hamarosan egyáltalán nem maradna kromoszóma az egyes sejtekben. Tudjuk azonban, hogy egy többsejtű szervezet testének minden sejtjében a kromoszómák száma azonos, és nem változik generációról generációra. Ez az állandóság mitotikus sejtosztódással érhető el.

Mitózis. Az osztódást, melynek során a pontosan lemásolt kromoszómák szigorúan azonos eloszlása ​​megy végbe a leánysejtek között, ami biztosítja a genetikailag azonos - azonos - sejtek kialakulását, ún. mitózis.

Sejtosztódás. Mitosis" class="img-responsive img-thumbnail">

Rizs. 57. A mitózis fázisai

A mitotikus osztódás teljes folyamata feltételesen négy fázisra oszlik eltérő időtartamú: profázis, metafázis, anafázis és telofázis (57. ábra).

NÁL NÉL próféta kromoszómák kezdenek aktívan spiralizálni - csavarják és kompakt formát szerezzenek. Az ilyen csomagolás eredményeként lehetetlenné válik az információ leolvasása a DNS-ből, és az RNS szintézis leáll. A kromoszóma spiralizációja az előfeltétel a genetikai anyag sikeres szétválasztása a leánysejtek között. Képzelj el egy kis szobát, amelynek teljes térfogata 46 szállal van tele, teljes hossz amelyek több százezerszer nagyobbak ennek a helyiségnek a méreténél. Ez a mag emberi sejt. A reduplikáció során minden kromoszóma megduplázódik, és máris 92 összegabalyodott szálunk van ugyanabban a térfogatban. Szinte lehetetlen egyenlően elosztani őket anélkül, hogy összezavarodnának és szakadás nélkül. De tekerje fel ezeket a szálakat golyókká, és könnyen szétoszthatja őket két egyenlő csoportra - mindegyikben 46 golyó. Valami hasonló történik a mitotikus osztódás során.

A profázis végére a magmembrán felbomlik, és az orsószálak a sejt pólusai közé húzódnak - ez a berendezés biztosítja a kromoszómák egyenletes eloszlását.

NÁL NÉL metafázis a kromoszómák spiralizációja maximálissá válik, és a kompakt kromoszómák a sejt egyenlítői síkjában helyezkednek el. Ebben a szakaszban világosan látható, hogy minden kromoszóma két testvérkromatidból áll, amelyek a centromérán kapcsolódnak össze. Az orsó szálai a centromerhez kapcsolódnak.

Anafázis nagyon gyorsan folyik. A centromerek kettéhasadnak, és ettől a pillanattól kezdve a testvérkromatidák független kromoszómákká válnak. A centromerekhez kapcsolódó orsórostok a kromoszómákat a sejt pólusaihoz húzzák.

A színpadon telofázis a sejt pólusain összegyűlt leánykromoszómák ellazulnak és megnyúlnak. Ismét kromatinná alakulnak, és fénymikroszkópban rosszul megkülönböztethetők. Új magmembránok képződnek a kromoszómák körül a sejt mindkét pólusán. Két mag képződik, amelyek ugyanazokat a diploid kromoszómakészleteket tartalmazzák.

Rizs. 58. A citoplazma osztódása állati (A) és növényi (B) sejtekben

A mitózis a citoplazma osztódásával ér véget. A kromoszómák divergenciájával egyidejűleg a sejt organellumai megközelítőleg egyenletesen oszlanak el a két pólus mentén. állati sejtekben sejt membrán elkezd befelé domborodni, és a sejt szűkülettel osztódik (58. ábra). A növényi sejtekben a membrán a sejt belsejében, az egyenlítői síkban jön létre, és a perifériára terjedve két egyenlő részre osztja a sejtet.

Mitózis jelentése. A mitózis hatására két leánysejt keletkezik, amelyek ugyanannyi kromoszómát tartalmaznak, mint amennyi az anyasejt sejtmagjában volt, azaz a szülősejttel azonos sejtek képződnek. NÁL NÉL normál körülmények között nem történik változás a genetikai információban a mitózis során, ezért mitotikus osztódás támogatja genetikai stabilitás sejteket. A mitózis a többsejtű szervezetek növekedésének, fejlődésének és vegetatív szaporodásának az alapja. A mitózisnak köszönhetően a haldokló sejtek regenerációs és pótlási folyamatai végbemennek (59. ábra). Az egysejtű eukariótákban a mitózis biztosítja az ivartalan szaporodást.

Rizs. 59. A mitózis jelentősége: A - növekedés (gyökércsúcs); B - vegetatív szaporítás (élesztő bimbózása); B - regeneráció (gyík farka)

Tekintse át a kérdéseket és a feladatokat

1. Mi a sejt életciklusa?

2. Hogyan történik a DNS megkettőződése a mitotikus ciklusban? Magyarázza el, mi ennek a folyamatnak a biológiai jelentése!

3. Mi a sejt előkészítése a mitózisra?

4. Sorolja fel a mitózis fázisait.

5. Rajzoljon egy diagramot, amely szemlélteti a mitózis biológiai jelentőségét!

Gondol! Végrehajt!

1. Magyarázza meg, hogy a mitózis kiteljesedése – a citoplazma osztódása – miért megy végbe eltérően az állati és növényi sejtekben!

2. Milyen növényi szövetek sejtjei osztódnak aktívan, és minden más növényi szövetet létrehoznak?

Dolgozzon számítógéppel

Lásd az elektronikus jelentkezést. Tanulmányozza az anyagot, és oldja meg a feladatokat.

Interfázis. Azt a szakaszt, amelyben a sejt osztódásra készül fel, az úgynevezett interfázis Több időszakra oszlik.

Preszintetikus időszak(G1) a sejtosztódás (mitózis) után a sejtciklus leghosszabb időszaka. A kromoszómák száma és a DNS-tartalom - 2 n 2Val vel. Nál nél különböző típusok sejtekben a G1 periódus több órától több napig is tarthat. Ebben az időszakban a sejtben aktívan szintetizálódnak a fehérjék, nukleotidok és minden típusú RNS, osztódnak a mitokondriumok és a proplasztidok (növényekben), riboszómák és minden egymembrán organellum képződik, nő a sejttérfogat, felhalmozódik az energia, folynak az előkészületek. DNS-reduplikációhoz.

Szintetikus időszak Az (S) a sejt életében a legfontosabb időszak, amely során a DNS-kettőződés (reduplikáció) megtörténik. Az S-periódus időtartama 6-10 óra. Ugyanakkor a kromoszómákat alkotó hisztonfehérjék aktív szintézise és a sejtmagba való vándorlása zajlik. A periódus végére minden kromoszóma két testvérkromatidából áll, amelyek a centromérán kapcsolódnak egymáshoz. Így a kromoszómák száma nem változik (2 n), és a DNS mennyisége megduplázódik (4 Val vel).

Posztszintetikus időszak(G2) a kromoszóma-duplikáció befejezése után következik be. Ez a sejt felkészítésének időszaka az osztódásra. 2-6 óráig tart. Ekkor az energia aktívan felhalmozódik a közelgő osztódáshoz, szintetizálódnak a mikrotubulus fehérjék (tubulinok) és a mitózist kiváltó szabályozó fehérjék.

a mitózis formái. A természetben a mitotikus sejtosztódásnak számos változata létezik.

szimmetrikus mitózis. A mitózis leggyakoribb formája a természetben, amely két egyforma sejtet eredményez.

aszimmetrikus mitózis. Mitózis, amelyben a citoplazma egyenetlen eloszlása ​​van a leánysejtek között vagy a speciális fehérjék egyenetlen eloszlása ​​- differenciációs faktorok, amelyek meghatározzák további sorsa sejtosztódás után.

Zárt mitózis . Egyes csillófélékben, algákban és gombákban a mitózis a magmembrán megsemmisülése nélkül megy végbe. Ebben az esetben a hasadási orsó egy speciális csatornán belül helyezkedhet el, amely a magban képződik. A zárt mitózis molekuláris mechanizmusai még mindig nem teljesen ismertek.

Amitózis. Amitózis, vagy közvetlen osztódás, - sejtosztódás osztódási orsó kialakulása nélkül. Az interfázisú magot szűkítéssel két részre osztják. Ebben az esetben a genetikai anyag nem oszlik meg egyenletesen két leánysejt között. Az amitózis leggyakrabban olyan nagyon specializált szövetek sejtjeiben fordul elő, amelyeknek már nem kell tovább osztódniuk, az öregedés, a szöveti degeneráció során, valamint a rosszindulatú daganatsejtekben.

Meg kell jegyezni, hogy jelenleg a legtöbb tudós úgy gondolja, hogy az amitózisnak tulajdonítható összes jelenség bizonyos jelenségek leírása. kóros folyamatok vagy a rosszul elkészített mikropreparátumok félreértelmezésének eredménye. Az eukarióta sejtekben a nukleáris osztódás egyes változatai azonban nem tulajdoníthatók sem mitózisnak, sem meiózisnak. Ilyen például a sok csillós makronukleusz osztódása, amely hasadási orsó kialakulása nélkül történik.

Növények

Oktatási szövetek. A speciális növényi szövetek (integumentáris, mechanikus, vezetőképes) sejtjei nem képesek osztódni. Ezért kell a növényben olyan szöveteknek lennie, amelyek egyetlen funkciója az új sejtek képzése. Csak tőlük függ a növény növekedésének lehetősége. Ezek oktatási szövetek vagy merisztémák (görögül. meristos- osztható).

A nevelési szövetek vagy merisztémák kis vékony falú, nagy magvú sejtekből állnak, amelyek proplasztidokat, mitokondriumokat és kis vakuolákat tartalmaznak, amelyek fénymikroszkóp alatt gyakorlatilag megkülönböztethetetlenek. A merisztémák biztosítják a növények növekedését és minden más típusú szövet kialakulását. Sejtjeik mitózissal osztódnak. Minden osztódás után az egyik testvérsejt megtartja az anyasejt tulajdonságait, míg a másik hamarosan abbahagyja az osztódást, és a differenciálódás kezdeti szakaszába lép, majd egy bizonyos szövet sejtjeit képezi.

A nevelési szövetek a növényi testben helyezkednek el különböző helyeken, mellyel kapcsolatban több csoportra oszlanak.

Apikális (csúcsi) merisztémák. Az axiális szervek - a szár és a gyökér - tetején helyezkednek el, biztosítva ezeknek a szerveknek a növekedését. Amint az elágazás megtörténik, minden új oldalhajtás vagy gyökér saját csúcsi merisztémákat fejleszt.

Oldal (oldalsó) merisztémák. Biztosítja az axiális szervek megvastagodását. Ez a gymnosperms és a kétszikű növényekre jellemző kambium, valamint a bélszövetet alkotó fellogén - parafa vagy fellema.

Beillesztés (interkaláris) merisztémák. A kalászosok szárának internódiumának alsó részén és a fiatal levelek tövében helyezkednek el, biztosítva e szervek növekedését. Amint a levél- vagy szárrész növekedése véget ér, az interkaláris merisztéma állandó szövetekké alakul.

Az egyik kritikus folyamatok ban ben egyéni fejlődésélő szervezet a mitózis. Ebben a cikkben röviden és világosan megpróbáljuk elmagyarázni, hogy milyen folyamatok mennek végbe a sejtosztódás során, beszélni fogunk biológiai jelentősége mitózis.

Fogalom meghatározása

A 10. osztályos biológia tankönyvekből tudjuk, hogy a mitózis sejtosztódás, melynek eredményeként egy anyasejtből két azonos kromoszómakészletű leánysejt képződik.

Az ókori görög nyelvről lefordítva a "mitózis" kifejezés "szálat" jelent. Olyan, mint egy kapcsolat a régi és az új sejtek között, amelyben a genetikai kód tárolódik.

Az osztódási folyamat egésze a sejtmagtól kezdődik és a citoplazmával ér véget. Mitotikus ciklusnak nevezik, amely a mitózis szakaszából és az interfázisból áll. A diploid osztódás eredményeként szomatikus sejt két leánysejt képződik. Ennek a folyamatnak köszönhetően a szöveti sejtek számának növekedése következik be.

A mitózis szakaszai

Alapján morfológiai jellemzők, a felosztási folyamat a következő szakaszokra oszlik:

• Prophase ;

A ezt a szakaszt a sejtmag megvastagszik, benne kondenzálódik a kromatin, ami spirálba csavarodik, mikroszkóp alatt szemlélik a kromoszómákat.

TOP 4 cikkakik ezzel együtt olvastak

Az enzimek hatására a magok és membránjaik feloldódnak, a kromoszómák ebben az időszakban véletlenszerűen helyezkednek el a citoplazmában. Később megtörténik a centriolok szétválása a pólusokhoz, kialakul a sejtosztódás orsója, melynek fonalai a pólusokhoz, kromoszómákhoz kapcsolódnak.

Ezt a szakaszt a DNS megkettőződése jellemzi, de a kromoszómapárok még mindig egymáshoz tapadnak.

A próféta szakasz előtt növényi sejt van egy előkészítő szakasz - preprofázis. Ebben a szakaszban érthető, hogy mi a sejt előkészítése a mitózisra. Jellemzője a preprofázis gyűrű, a fragmoszómák kialakulása, valamint a sejtmag körüli mikrotubulusok magképződése.

• prometafázis ;

Ebben a szakaszban a kromoszómák elkezdenek mozogni, és a legközelebbi pólus felé haladnak.

Sokban oktatási segédletek a preprofázis és a prometofázis a profázisnak minősül.

• metafázis ;

A kezdeti szakaszban a kromoszómák az orsó egyenlítői részén helyezkednek el, így a pólusok nyomása egyenletesen hat rájuk. Ebben a szakaszban az orsó mikrotubulusainak száma folyamatosan növekszik és megújul.

A kromoszómák az orsó egyenlítője mentén, szigorú sorrendben spirálisan, páronként sorakoznak fel. A kromatidák fokozatosan leválnak, de továbbra is ragaszkodnak az orsómenetekhez.

• Anafázis ;

Ebben a szakaszban a kromatidák megnyúlása következik be, amelyek az orsómenetek összehúzódásával fokozatosan a pólusok felé oszlanak el. Leánykromoszómák képződnek.

Időben ez a legrövidebb fázis. A testvérkromatidák hirtelen szétválnak és különböző pólusokra költöznek.

• Telofázis ;

Ez az osztódás utolsó fázisa, amikor a kromoszómák megnyúlnak, és minden pólus közelében új magburok képződik. Az orsót alkotó szálak teljesen tönkremennek. Ebben a szakaszban a citoplazma osztódik.

Befejezés utolsó szakasza egybeesik az anyasejt osztódásával, amit citokinézisnek neveznek. Ennek a folyamatnak a lefutásától függ, hogy hány sejt képződik az osztódás során, lehet kettő vagy több is.

Rizs. 1. A mitózis szakaszai

Mitózis jelentése

A sejtosztódás folyamatának biológiai jelentősége tagadhatatlan.

• Neki köszönhető, hogy lehetséges egy állandó kromoszómakészletet fenntartani.
• Azonos sejt szaporodása csak mitózissal lehetséges. Ily módon bőrsejtek, bélhám, vörösvértestek cserélődnek ki, amelyek életciklusa mindössze 4 hónap.
• Másolás, és ezáltal a genetikai információ megőrzése.
• A sejtek fejlődésének és növekedésének biztosítása, melynek köszönhetően egysejtű zigótából többsejtű szervezet jön létre.
• Egy ilyen felosztás segítségével egyes élő szervezetekben lehetséges a testrészek regenerációja. Például egy tengeri csillag sugarai helyreállnak.

Rizs. 2. A tengeri csillag regenerációja

• Biztonság aszexuális szaporodás. Például a hidra bimbózása, valamint a növények vegetatív szaporítása.

Rizs. 3. Hydra Budding

Mit tanultunk?

A sejtosztódást mitózisnak nevezik. Neki köszönhetően a sejt genetikai információit másolják és tárolják. A folyamat több szakaszban zajlik: előkészítő fázis, profázis, metafázis, anafázis, telofázis. Ennek eredményeként két leánysejt képződik, amelyek teljesen hasonlóak az eredeti anyasejthez. A természetben a mitózis jelentősége nagy, hiszen lehetővé teszi az egy- és többsejtű szervezetek fejlődését, növekedését, egyes testrészek regenerálódását, az ivartalan szaporodást.

Téma kvíz

Jelentés értékelése

átlagos értékelés: 4.6. Összes értékelés: 296.

A sejt életciklusa

A sejtek időbeni létezésének mintái

A sejt szaporodási képessége az élőlények egyik alapvető tulajdonsága. A sejtosztódás az embriogenezis és a regeneráció alapja.

A sejt szerkezeti és funkcionális jellemzőinek idővel történő rendszeres változásai alkotják a tartalmat sejt életciklusa (sejtciklus). A sejtciklus a sejt létezésének időszaka az anyasejt osztódása általi kialakulásának pillanatától a saját osztódásáig vagy haláláig.

Fontos komponens sejtciklus az mitotikus (proliferatív) ciklus- egymással összefüggő és időben összehangolt események komplexuma, amelyek a sejt osztódásra való felkészítése és maga az osztódás során fordulnak elő. Ezenkívül az életciklus magában foglalja cella végrehajtási időszaka többsejtű szervezet konkrét funkciókat valamint nyugalmi időszakok. Pihenési időszakokban a sejt közvetlen sorsa nincs meghatározva: megkezdheti a mitózisra való felkészülést, vagy megkezdheti a specializálódást egy bizonyos funkcionális irányba.

A mitotikus ciklus időtartama a legtöbb sejtnél 10-50 óra, értéke jelentősen változó: baktériumoknál 20-30 perc, cipőnél napi 1-2 alkalommal, amőbánál kb.1,5 nap. A ciklus időtartamát az összes periódus időtartamának megváltoztatásával szabályozzák. A többsejtű sejteknek is van eltérő képesség a felosztásra. A korai embriogenezisben gyakran osztódnak, és a felnőtt szervezetben javarészt szakosodva elveszítik ezt a képességüket. De még egy szervezetben is, amely elérte teljes fejlődés, sok sejtnek osztódnia kell, hogy pótolja az elhasználódott sejteket, amelyek folyamatosan hullanak, és végül új sejtekre van szükség a sebek gyógyulásához.

Ezért egyes sejtpopulációkban az osztódásnak az élet során meg kell történnie. Ennek alapján az összes sejt felosztható három kategória:

1. A magasabb gerincesek testében nem minden sejt osztódik folyamatosan. Vannak speciális sejtek, amelyek elvesztették osztódási képességüket (neutrofilek, bazofilek, eozinofilek, idegsejtek). A gyermek születésére az idegsejtek erősen specializált állapotba kerülnek, elveszítik osztódási képességüket, az ontogenezis során számuk folyamatosan csökken. Ennek a körülménynek van egy jó oldal; ha az idegsejtek osztódtak, akkor magasabb idegi funkciók(memória, gondolkodás) sérülne.

2. A sejtek egy másik kategóriája szintén erősen specializálódott, de folyamatos hámlásuk miatt újak váltják fel őket, és ezt a funkciót az azonos vonalú, de még nem specializálódott és osztódási képességüket nem vesztett sejtek látják el. Ezeket a sejteket megújulónak nevezik. Ilyen például a bélhám folyamatosan megújuló sejtjei, a vérképző sejtek. Még a sejtek is csontszövet nem specializáltból képes kialakulni (ez a reparatív regeneráció során figyelhető meg csonttörések). A nem specializálódott sejtek osztódási képességét megőrző populációit általában őssejteknek nevezik.

3. A sejtek harmadik kategóriája kivételt képez, ha nagyon speciális sejtek bizonyos feltételek beléphet a mitotikus ciklusba. Ez körülbelül olyan sejtekről, amelyek élettartama hosszú, és ahol a teljes növekedés után ritkán történik sejtosztódás. Ilyen például a hepatociták. De ha a máj 2/3-át eltávolítják egy kísérleti állatból, akkor kevesebb mint két hét alatt visszaáll a korábbi méretére. Ugyanígy a mirigyek hormonokat termelő sejtjei is: normál körülmények között csak kevesen képesek szaporodni, megváltozott körülmények között a legtöbbjük osztódásba kezd.

A mitotikus ciklus két fő eseménye szerint megkülönböztetik szaporodóés osztva megfelelő fázisok interfázisés mitózis klasszikus citológia.

Az interfázis kezdeti szegmensében (eukariótákban 8-10 óra) (posztmitotikus, preszintetikus vagy G 1 időszak) helyreállnak az interfázisú sejt szerveződésének sajátosságai, befejeződik a telofázisban megkezdődött magképződés. A citoplazmából jelentős mennyiségű (akár 90%) fehérje kerül a sejtmagba. A citoplazmában az ultrastruktúra átrendeződésével párhuzamosan a fehérjeszintézis felerősödik. Ez hozzájárul a sejttömeg növekedéséhez. Ha egy leánysejt a következő mitotikus ciklusba való belépéshez a szintézisek irányított jelleget kapnak: a DNS kémiai prekurzorai képződnek, enzimek, amelyek katalizálják a DNS-reduplikáció reakcióját, szintetizálódik egy fehérje, amely elindítja ezt a reakciót. Így az interfázis következő periódusának - a szintetikusnak - előkészítési folyamatait hajtják végre. A sejteknek van diploid halmaz kromoszómák 2n és 2c genetikai anyag DNS (a sejt genetikai képlete).

NÁL NÉL szintetikus vagy S-időszak (6-10 óra) a sejt örökítőanyagának mennyisége megduplázódik. Kevés kivétellel kettőzés(néha a DNS megkettőződésére utal a kifejezés replikáció, elhagyva a kifejezést kettőzés a kromoszómák megkettőződésének jelölésére.) A DNS-t félkonzervatív módon végezzük. Ez abból áll, hogy a DNS-hélix két láncra szakad, majd mindegyik mellett egy komplementer lánc szintézise következik. Az eredmény két egyforma tekercs. Az anyai molekulákkal komplementer DNS-molekulák a kromoszóma hosszában külön-külön fragmentumokban jönnek létre, sőt, nem egyidejűleg (aszinkron módon) ugyanannak a kromoszómának különböző részein, valamint különböző kromoszómákban. Ezután a csomagok (replikációs egységek - replikonok) az újonnan képződött DNS „térhálósodik” egyetlen makromolekulává. Egy emberi sejtben több mint 50 000 replikon található. Mindegyik hossza körülbelül 30 µm. Számuk az ontogenezisben változik. A replikonok általi DNS-replikáció jelentése világossá válik a következő összehasonlításokból. A DNS-szintézis sebessége 0,5 µm/perc. Ebben az esetben egy körülbelül 7 cm hosszú emberi kromoszóma DNS-szálának megkettőződése körülbelül három hónapot vesz igénybe. A kromoszómák azon régióit, ahol a szintézis megindul, nevezzük kezdőpontok. Talán ezek az interfázisú kromoszómák a magburok belső membránjához való kapcsolódási helyei. Elképzelhető, hogy az egyes frakciók DNS-e, amelyekről kb majd beszélünk alább, az S-periódus szigorúan meghatározott szakaszában redukálódik. Így a legtöbb rRNS gének megduplázzák a DNS-t az időszak elején. A reduplikációt a citoplazmából a sejtmagba jutó jel váltja ki, amelynek természete nem tisztázott. A replikonban a DNS-szintézist RNS-szintézis előzi meg. Ketrecben, elmúlt S-időszak interfázis, a kromoszómák kétszeres mennyiségű genetikai anyagot tartalmaznak. A szintetikus periódusban a DNS-sel együtt intenzíven képződik az RNS és a fehérje, a hisztonok száma pedig szigorúan megduplázódik.

Az állati sejt DNS-ének körülbelül 1%-a található a mitokondriumokban. A mitokondriális DNS jelentéktelen része replikálódik a szintetikus periódusban, míg a jelentős része az interfázis posztszintetikus periódusában. Ugyanakkor ismeretes, hogy például a májsejtek mitokondriumainak élettartama 10 nap. Tekintettel arra, hogy benne normál körülmények között Mivel a hepatociták ritkán osztódnak, feltételezni kell, hogy a mitokondriális DNS-reduplikáció a mitotikus ciklus szakaszaitól függetlenül megtörténhet. Mindegyik kromoszóma két testvérkromatidából áll ( 2n), DNS-t tartalmaz 4c.

A szintetikus periódus végétől a mitózis kezdetéig tartó idő eltelik posztszintetikus (pre-mitotikus), vagy G 2 - periódus interfázis ( 2n és 4c) (3-6 óra). Az RNS és különösen a fehérje intenzív szintézise jellemzi. A citoplazma tömegének megduplázódása az interfázis kezdetéhez képest befejeződik. Ez szükséges ahhoz, hogy a sejt mitózisba kerüljön. A képződött fehérjék (tubulinok) egy részét később orsó mikrotubulusok építésére használják fel. A szintetikus és posztszintetikus időszakok közvetlenül kapcsolódnak a mitózishoz. Ez lehetővé teszi, hogy kiemelje őket egy speciális interfázis-időszakban - preprophase.

Létezik háromféle sejtosztódás: mitózis, amitózis, meiózis.