Mi történik a sejttel a mitózis során. A mitózis, fázisai és biológiai jelentősége. A mitózis atipikus formái

Az élő szervezetek fejlődése és növekedése lehetetlen a sejtosztódási folyamat nélkül. A természetben az osztódásnak többféle típusa és módja létezik. Ebben a cikkben röviden és világosan beszélünk a mitózisról és a meiózisról, elmagyarázzuk e folyamatok fő jelentését, és bemutatjuk, hogy miben különböznek és miben hasonlítanak.

Mitózis

A természetben a közvetett hasadás, vagyis a mitózis folyamata a leggyakoribb. Az összes létező, nem nemi sejt osztódásán alapul, nevezetesen izom-, ideg-, hámsejtek és mások.

A mitózis négy fázisból áll: profázisból, metafázisból, anafázisból és telofázisból. Ennek a folyamatnak a fő szerepe a genetikai kód egyenletes eloszlása ​​a szülősejttől a két leánysejtig. Ugyanakkor az új generáció sejtjei egytől egyig hasonlítanak az anyákhoz.

Rizs. 1. A mitózis sémája

A hasadási folyamatok közötti időt ún interfázis . Leggyakrabban az interfázis sokkal hosszabb, mint a mitózis. Ezt az időszakot a következők jellemzik:

• fehérje és ATP molekulák szintézise a sejtben;
• a kromoszómák megkettőződése és két testvérkromatid kialakulása;
• az organellumok számának növekedése a citoplazmában.

Meiosis

A csírasejtek osztódását meiózisnak nevezzük, ez a kromoszómák számának felére csökkenésével jár. Ennek a folyamatnak az a sajátossága, hogy két szakaszban zajlik, amelyek folyamatosan követik egymást.

TOP 4 cikkakik ezzel együtt olvastak

A meiotikus osztódás két szakasza közötti interfázis olyan rövid, hogy szinte észrevehetetlen.

Rizs. 2. A meiózis sémája

A meiózis biológiai jelentősége a tiszta ivarsejtek kialakulása, amelyek haploidot, más szóval egyetlen kromoszómakészletet tartalmaznak. A megtermékenyítés után helyreáll a diplomidia, vagyis az anyai és apai sejtek összeolvadása. Két ivarsejt fúziójának eredményeként egy teljes kromoszómakészlettel rendelkező zigóta jön létre.

A meiózis során a kromoszómák számának csökkenése nagyon fontos, mert különben a kromoszómák száma minden osztódással növekedne. A redukciós osztódás miatt a kromoszómák állandó száma megmarad.

Összehasonlító jellemzők

A mitózis és a meiózis közötti különbség a fázisok és a bennük zajló folyamatok időtartama. Az alábbiakban egy „Mitózis és meiózis” táblázatot kínálunk, amely bemutatja a két osztási módszer közötti főbb különbségeket. A meiózis fázisai megegyeznek a mitózis fázisaival. A két folyamat közötti hasonlóságokról és különbségekről egy összehasonlító leírásban tudhat meg többet.

Rizs. 3. A mitózis és a meiózis összehasonlító sémája

Mit tanultunk?

A természetben a sejtosztódás céljuktól függően eltérő. Így például a nem nemi sejtek mitózissal, a nemi sejtek pedig meiózissal osztódnak. Ezek a folyamatok bizonyos lépésekben hasonló felosztási sémákkal rendelkeznek. A fő különbség a kromoszómák számának jelenléte a kialakult új generációs sejtekben. Tehát a mitózis során az újonnan kialakult nemzedéknek diploid, a meiózis során pedig haploid kromoszómakészlete van. A felosztási fázisok időpontja is eltérő. Mindkét osztódási módszer óriási szerepet játszik az élőlények életében. Mitózis nélkül a régi sejtek egyetlen megújulása, a szövetek és szervek reprodukciója sem megy végbe. A meiózis segít fenntartani a kromoszómák állandó számát az újonnan képződött szervezetben a szaporodás során.

Téma kvíz

Jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.3. Összes értékelés: 4199.

azonos genetikai anyaggal.

Interfázis

Mielőtt egy osztódó sejt mitózisba lépne, egy interfázisnak nevezett növekedési perióduson megy keresztül. Normál körülmények között a sejt idejének körülbelül 90%-a interfázisban tölthető, amely három fő fázisban fordul elő:

• G1 fázis: DNS-szintézis előtti időszak. Ebben a fázisban a sejt tömege növekszik, felkészülve az osztódásra.
• S-fázis: az az időszak, amely alatt a DNS-szintézis megtörténik. A legtöbb sejtben ez a szakasz nagyon rövid idő alatt következik be.
• G2 fázis: a sejt folytatja a további fehérjék szintetizálását a méret növelése érdekében.

Az interfázis utolsó részében a sejt még mindig tartalmaz magvakat. A sejtmagot a nukleáris membrán korlátozza, és megkettőződik, de kromatin formájában vannak. Az egy pár replikációjából létrejövő két centriolpár a magon kívül helyezkedik el.

A G2 fázis után mitózis következik be, amely viszont több szakaszból áll, és citokinézissel (sejtosztódással) végződik.

A mitózis fázisai:

Preprofázis (növényi sejtekben)

A preprofázis egy további fázis a mitózis során, amely nem fordul elő más eukariótákban, például állatokban vagy gombákban. Megelőzi a prófézit, és két különböző esemény jellemzi.

A preprofázisban bekövetkező változások:

• Előprofázis sáv kialakulása - alatta sűrű mikrotubuláris gyűrű.
• A mikrotubulusok magképződésének kezdete a magburokban.

Prophase

Profázisban különálló kromoszómákká kondenzálódik. A sejtmag membránja eltörik, és a sejt ellentétes pólusain kialakul az osztódási orsó. A profázis (az interfázissal szemben) a mitotikus folyamat első igazi lépése.

A profázis során bekövetkező változások:

• A kromatin rostok kromoszómákká alakulnak, amelyek mindegyike összekapcsolódik, és egy centromert alkot. A hasadási rostok mikrotubulusokból és fehérjékből állnak.
• Az állati sejtekben a hasadó rostok kezdetben őszirózsáknak nevezett struktúrákként jelennek meg, amelyek körülvesznek minden egyes centriolpárt.
• Két pár centriol (egy pár interfázisban történő replikációjából keletkezik) a közöttük kialakult mikrotubulusok megnyúlása miatt távolodik el egymástól a sejt ellentétes pólusai felé.

prometafázis

A prometafázis az eukarióta szomatikus sejtekben a profázist követő és azt megelőző metafázis utáni mitózis fázisa. Egyes források a prometafázisban lezajló folyamatokat a késői profázisnak és a metafázis kezdeti szakaszának tulajdonítják.

A prometafázisban bekövetkező változások:

• A nukleáris burok szétesik.
• A sarki rostok, amelyek az orsószálakat alkotó mikrotubulusok, minden pólustól a sejt egyenlítőjéig terjednek.
• A kinetokorok, amelyek a kromoszómák centromereinek speciális régiói, egyfajta mikrotubulushoz kapcsolódnak, amelyet kinetochore filamentumoknak neveznek.
• A kinetokor filamentumai "kölcsönhatásba lépnek" a hasadási orsóval.
• A kromoszómák elkezdenek vándorolni a sejt közepe felé.

metafázis

A metafázisban a hasadási rostok teljesen kifejlődnek, és a kromoszómák a metafázis (egyenlítői) lemezen (a két pólustól egyenlő távolságra lévő síkon) illeszkednek.

A metafázisban bekövetkező változások:

• A nukleáris membrán teljesen eltűnik.
• Állati sejtekben a két pár ellentétes irányban tér el a sejt pólusai felé.
• A poláris rostok (az orsó rostjait alkotó mikrotubulusok) tovább terjednek a pólusoktól a középpont felé. A kromoszómák véletlenszerűen mozognak mindaddig, amíg hozzá nem kapcsolódnak (kinetokorjaikon keresztül) a centromerek mindkét oldalán lévő poláris rostokhoz.
• A metafázis lemezen a kromoszómák derékszögben helyezkednek el az orsó pólusaihoz képest.
• A kromoszómákat a poláris rostok egyenlő ereje tartja a metafázis lemezen, amelyek megnyomják centromereiket.

Anafázis

Az anafázisban a páros kromoszómák () szétválnak, és elkezdenek mozogni a sejt ellentétes végei (pólusai) felé. A kromatidákhoz nem kapcsolódó orsószálak nyújtják és meghosszabbítják a sejtet. Az anafázis végén minden pólus a kromoszómák teljes összeállítását tartalmazza.

Anafázisban bekövetkező változások:

• Az egyes kromoszómákban lévő párosok elkezdenek eltávolodni egymástól.
• Miután a páros testvérkromatidok elkülönülnek egymástól, mindegyiket "teljes" kromoszómának tekintik. Leánykromoszómáknak nevezik őket.
• Az osztóorsó segítségével a cella ellentétes végén lévő pólusokhoz mozognak.
• A leánykromoszómák először a centromerre vándorolnak, és a kinetochore filamentumok rövidebbek lesznek, mint a pólusok közelében lévő kromoszómák.
• A telofázisra készülve a sejt két pólusa is eltávolodik egymástól az anafázis során. Az anafázis végén minden pólus a kromoszómák teljes összeállítását tartalmazza.
• Megkezdődik a citokinézis folyamata (az eredeti sejt citoplazmájának szétválása), amely a telofázis után ér véget.

Telofázis

A telofázisban a kromoszómák elérik az új leánysejtek magját.

Telofázisban bekövetkező változások:

• A poláris szálak tovább nyúlnak.
• A magok az ellentétes pólusokon kezdenek kialakulni.
• Az új magmembránok az anyasejt magmembránjának maradványaiból és az endomembránrendszer darabjaiból jönnek létre.
• Megjelenik a nucleolus.
• A kromoszómák kromatin rostjai letekercselődnek.
• E változások után a telofázis és a mitózis lényegében befejeződik, és egy sejt genetikai tartalma két részre oszlik.

citokinézis

A citokinézis a sejt citoplazmájának osztódása. A mitózis vége előtt kezdődik az anafázisban, és röviddel a telofázis után ér véget. A citokinézis végén két genetikailag azonos leánysejt képződik.

leánysejtek

A mitózis és a citokinézis végén a kromoszómák egyenlően oszlanak el a két leánysejt között. Ezek a sejtek azonosak, mindegyik kromoszómák teljes készletét tartalmazza.

A mitózissal előállított sejtek különböznek a . A meiózis négy leánysejtet termel. Ezek a sejtek az eredeti sejt kromoszómáinak felét tartalmazzák. meiózison mennek keresztül. Amikor a csírasejtek a megtermékenyítés során osztódnak, a haploid sejtek diploid sejtekké válnak.

A G1 fázist az intenzív bioszintézis folyamatok újraindulása jellemzi, ami a mitózis során meredeken lelassul, és a citokinézis rövid időre teljesen leáll. A teljes fehérjetartalom ebben a fázisban folyamatosan növekszik. A legtöbb sejt esetében a G1 fázisban van egy kritikus pont, az úgynevezett restrikciós pont. Áthaladása során a sejtben belső változások következnek be, amelyek után a sejtnek át kell mennie a sejtciklus minden további fázisán. Az S és G2 fázis közötti határt egy anyag - az S-fázis aktivátor - megjelenése határozza meg.

A G2 fázist a sejt mitózisra való felkészülésének időszakának tekintik. Időtartama rövidebb, mint más időszakok. Ebben a hasadási fehérjék (tubulin) szintézise történik, és a kromatin kondenzációjában részt vevő fehérjék foszforilációja figyelhető meg.

A profázis során két párhuzamos folyamat megy végbe. Ez a kromatin fokozatos kondenzációja, a jól látható kromoszómák megjelenése és a sejtmag szétesése, valamint az osztódási orsó kialakulása, amely biztosítja a kromoszómák helyes eloszlását a leánysejtek között. Ezt a két folyamatot térben elválasztja a magburok, amely a teljes profázis alatt fennmarad, és csak a végén omlik össze. A mikrotubulusok szerveződési központja a legtöbb állati és néhány növényi sejtben a sejtközpont vagy centroszóma. Az interfázisú sejtben a sejtmag oldalán található. A centroszóma középső részében két centriol található, amelyek egymásra merőlegesen merítve vannak az anyagában. A centroszóma perifériás részéből számos, a proteintubulin által alkotott cső távozik. Az interfázisú sejtben is léteznek, és abban citoszkeletont alkotnak. A mikrotubulusok nagyon gyorsan össze- és szétszerelhetők. Instabilok, és a tömbjük folyamatosan frissül. Például in vitro tenyésztett fibroblaszt sejtekben a mikrotubulusok átlagos élettartama kevesebb, mint 10 perc. A mitózis kezdetén a citoplazma mikrotubulusai szétesnek, majd megindul a gyógyulásuk. Először is a körkörös zónában jelennek meg, és sugárzó szerkezetet alkotnak - egy csillagot. Kialakulásának központja a centroszóma. A mikrotubulusok poláris szerkezetek, mivel a tubulin molekulák, amelyekből keletkeznek, bizonyos módon orientáltak. Az egyik vége háromszor gyorsabban nyúlik meg, mint a többi. A gyorsan növekvő végeket pluszvégeknek, a lassan növekvő mínusz végeknek nevezzük. Plusz a végek előre vannak orientálva a növekedés irányába. A centriol egy kis, hengeres organellum, körülbelül 0,2 µm vastag és 0,4 µm hosszú. Falát kilenc tubulushármas csoport alkotja. Egy hármasban egy tubulus teljes, és két szomszédos cső hiányos. Mindegyik hármas a központi tengely felé hajlik. A szomszédos hármasokat keresztkötések kötik össze. Az új centriolok csak a meglévők megkettőzésével keletkeznek. Ez a folyamat egybeesik az S-fázisban a DNS-szintézis idejével. A G1 periódusban az egypárt alkotó centriolok több mikronnal távolodnak egymástól. Ezután mindegyik centriolra, annak középső részében derékszögben egy-egy leánycentriol épül. A leánycentriolok növekedése a G2 fázisban fejeződik be, de még mindig egyetlen tömegű centroszómaanyagba merülnek. A profázis elején minden centriolpár egy külön centroszóma részévé válik, amelyből egy radiális mikrotubulus-köteg - egy csillag - távozik. A kialakult csillagok a mag két oldalán távolodnak el egymástól, majd a hasadási orsó pólusaivá válnak.

A prometafázis a nukleáris burok gyors szétesésével kezdődik membránfragmensekre, amelyek megkülönböztethetetlenek az EPS-fragmensektől. A kromoszómák és az osztódási orsó a sejt perifériájára tolják őket. A kromoszómák centromerjein fehérjekomplex képződik, amely az elektronikus fényképeken úgy néz ki, mint egy lamellás háromrétegű szerkezet - kinetochore. Mindkét kromatid egy-egy kinetokort hordoz, amelyhez a hasadási orsó fehérje mikrotubulusai kapcsolódnak. A molekuláris genetikai módszerekkel megállapították, hogy a kinetokorok specifikus kialakítását meghatározó információ a centromer régióban található DNS nukleotid szekvenciában található. A kromoszóma kinetokorokhoz kapcsolódó orsó mikrotubulusok nagyon fontos szerepet játszanak, egyrészt az osztódási orsóhoz viszonyítva orientálják az egyes kromoszómákat úgy, hogy annak két kinetochore a sejt ellentétes pólusai felé nézzen. Másodszor, a mikrotubulusok úgy mozgatják a kromoszómákat, hogy centromereik a sejt egyenlítőjének síkjában helyezkedjenek el. Ez a folyamat emlős sejtekben 10-20 percig tart, és a prometafázis végére fejeződik be. Az egyes kinetokorokhoz kapcsolódó mikrotubulusok száma fajonként változik. Emberben 20-40 van belőlük, élesztőben - 1. Ráadásul a mikrotubulusok végei a kromoszómákhoz kötődnek. Az orsó a kinetochore mikrotubulusokon kívül pólusmikrotubulusokat is tartalmaz, amelyek az ellentétes pólusokból nyúlnak ki, és az egyenlítőn speciális fehérjékkel fuzionálódnak. A centroszómából kinyúló és az osztódási orsóba nem tartozó mikrotubulusokat asztrálisnak nevezzük, csillagot alkotnak.

Metafázis. A mitózis jelentős részét foglalja el. Könnyen felismerhető két jellemzőről: egy bipoláris orsószerkezetről és egy metafázisú kromoszómalemezről. Ez a sejt viszonylag stabil állapota, sok sejt metafázisban maradhat órákig vagy napokig, ha olyan anyagokkal kezelik, amelyek depolimerizálják az orsócsöveket. A szer eltávolítása után a mitotikus orsó képes regenerálódni, és a sejt képes a mitózis befejezésére.

Az anafázis az összes kromoszóma gyors szinkron felosztásával kezdődik testvérkromatidákra, amelyek mindegyikének megvan a maga kinetochore. A kromoszómák kromatidákra való hasadása a centromer régióban történő DNS-replikációhoz kapcsolódik. Egy ilyen kis terület replikációja néhány másodperc alatt megtörténik. Az anafázis kezdetének jele a citoszolból származik, ez a kalciumionok koncentrációjának rövid távú, gyors, tízszeres növekedésével jár. Az elektronmikroszkópos vizsgálat kimutatta, hogy az orsó pólusain kalciumban gazdag membrán hólyagok halmozódnak fel. Egy anafázis jelre válaszul a testvérkromatidák elkezdenek mozogni a pólusok felé. Ennek oka először a kinetochore tubulusok lerövidülése (A anafázis), majd maguk a pólusok szétterjedése, ami a poláris mikrotubulusok megnyúlásával jár (anafázis B). A folyamatok viszonylag függetlenek, amit a mérgekre való eltérő érzékenységük is jelez. Különböző szervezetekben az anafázis A és az anafázis B különböző mértékben járul hozzá a kromoszómák végső divergenciájához. Például emlőssejtekben a B anafázis az A anafázis után kezdődik, és akkor ér véget, amikor az orsó 1,5-2-szer nagyobb hosszúságot ér el, mint a metafázisban. A protozoonokban az anafázis B dominál, aminek következtében az orsó 15-szörösére megnyúlik. A kinetochore tubulusok lerövidülése depolimerizációjuk révén megy végbe. Az alegységek elvesznek a plusz végből, azaz. a kinetochore oldaláról ennek hatására a kinetokor a kromoszómával együtt a pólus felé mozdul el. Ami a poláris mikrotubulusokat illeti. Ezután anafázisban összeállnak és megnyúlnak, ahogy a pólusok eltávolodnak egymástól. Az anafázis végére a kromoszómák teljesen szétválnak két azonos csoportra a sejt pólusain.

A sejtmag és a citoplazma osztódása összekapcsolódik. Ebben fontos szerepet játszik a mitotikus orsó. Az állati sejtekben már anafázisban hasadási barázda jelenik meg az orsó egyenlítőjének síkjában. A mitotikus orsó hossztengelyére merőlegesen helyezkedik el. A barázda kialakulása a sejtmembrán alatt elhelyezkedő kontraktilis gyűrű aktivitásának köszönhető. A legvékonyabb szálakból - aktinszálakból áll. Az összehúzó gyűrű elég erős ahhoz, hogy meghajlítsa a sejtbe szúrt vékony üvegtűt. Ahogy a horony mélyül, a kontraktilis gyűrű vastagsága nem növekszik, mivel a szálak egy része elveszik, amikor a sugara csökken. A citokinézis befejeződése után a kontraktilis gyűrű teljesen szétesik, és a hasadási barázda tartományában a plazmamembrán összehúzódik. Egy ideig az újonnan képződött sejtek érintkezési zónájában szorosan egymásra épülő mikrotubulusok maradványai maradnak. A merev sejtmembránnal rendelkező növényi sejtekben a citoplazma a leánysejtek határán új fal képződésével osztódik fel. A növényi sejteknek nincs összehúzódó gyűrűje. A sejt egyenlítőjének síkjában phragmoplaszt képződik, amely a sejt közepétől fokozatosan a perifériájára terjeszkedik, amíg a növekvő sejtlemez el nem éri az anyasejt plazmamembránját. A membránok összeolvadnak, teljesen elválasztva a keletkező sejteket.

A mitotikus ciklus fázisainak sorrendje a 1. ábrán látható. négy.

Rizs. 4. A mitózis fázisai

Prophase. Profázisban a sejtmag megnagyobbodik, és jól láthatóvá válnak benne a kromoszómaszálak, amelyek ekkor már spirálosak.

Az interfázisban történő reduplikáció után minden kromoszóma két testvérkromatidból áll, amelyeket egy centromer köt össze. A profázis végén a nukleáris burok és a magok általában eltűnnek. Néha a nucleolus eltűnik a mitózis következő fázisában. Az előkészületeknél mindig lehet találni korai és késői jóslatokat, és összehasonlítani őket egymással. A változások jól láthatóak: a mag és a mag héja eltűnik. A kromoszómális szálak tisztábban láthatók a késői profázisban, és nem ritka, hogy megkétszereződnek. A profázisban a centriolok divergenciája is megfigyelhető, amelyek a sejt két pólusát alkotják.

prometafázis a sejtmag membránjának gyors szétesésével kezdődik, kis darabokra, amelyek megkülönböztethetetlenek az endoplazmatikus retikulum töredékeitől (5. ábra). A kromoszómák a centromer mindkét oldalán a prometafázisban speciális struktúrákat alkotnak, amelyeket kinetokoroknak neveznek. A mikrotubulusok egy speciális csoportjához kapcsolódnak, amelyeket kinetochore filamentumoknak vagy kinetochore mikrotubulusoknak neveznek. Ezek a filamentumok az egyes kromoszómák mindkét oldaláról nyúlnak ki, ellentétes irányban futnak, és kölcsönhatásba lépnek a bipoláris orsó filamentumaival. Ebben az esetben a kromoszómák intenzíven mozognak.

Rizs. 5. Prometaphase (a szülőcsillag alakja sorakozik) egy nem pigmentált cellában. Vas hematoxilinnel festve Heidenhain szerint. Átlagos nagyítás

Metafázis. A magburok eltűnése után látható, hogy a kromoszómák elérték a maximális spiralizációt, lerövidülnek és a sejt egyenlítője felé haladnak, ugyanabban a síkban. A sejt pólusain elhelyezkedő centriolák teszik teljessé az osztódási orsó kialakulását, fonalai a centromer régióban a kromoszómákhoz kapcsolódnak. Az összes kromoszóma centromerei ugyanabban az egyenlítői síkban vannak, és a karok elhelyezkedhetnek felette vagy alatta. A kromoszómák ezen pozíciója kényelmes a számoláshoz és a morfológia tanulmányozásához.

Anafázis a hasadási orsószálak összehúzódásával kezdődik, ami miatt elhelyezkedhet fent vagy alatt. Mindez kényelmes a kromoszómák számának megszámlálásához, morfológiájuk tanulmányozásához és a centromerek felosztásához. A mitózis anafázisában a kétkromatid kromoszómák mindegyikének centromer régiója felhasad, ami a testvérkromatidák szétválásához és független kromoszómákká való átalakulásához vezet (a kromoszómák számának és a DNS-molekulák számának formális aránya 4n4c).

Így történik a genetikai anyag pontos eloszlása, és minden póluson ugyanannyi kromoszóma található, mint amennyi az eredeti sejtnek a megkettőződése előtt volt.

A kromatidák pólusokhoz való mozgása a nyújtószálak összehúzódása és a mitotikus orsó tartószálainak megnyúlása miatt következik be.

Telofázis. A kromoszómáknak az anyasejt pólusaihoz való divergenciájának befejezése után a telofázisban két leánysejt képződik, amelyek mindegyike megkapja az anyasejt egykromatid kromoszómáinak teljes készletét (2n2c képlet mindegyik leánysejtre).

A telofázisban az egyes pólusokon lévő kromoszómák despiralizáción mennek keresztül, azaz. folyamat ellentétes a profázisban történtekkel. A kromoszómák körvonalai elveszítik tisztaságukat, a mitotikus orsó elpusztul, a magburok helyreáll, és magvak jelennek meg. A sejtmagok osztódását kariokinézisnek nevezzük (6. ábra).

Ezután a phragmoplasztból sejtfal képződik, amely a citoplazma teljes tartalmát két egyenlő részre osztja. Ezt a folyamatot citokinézisnek nevezik. Így ér véget a mitózis.

Rizs. 6. A mitózis fázisai különböző növényekben

Rizs. 7. A homológ kromoszómák és a bennük található gének megoszlása ​​a mitotikus ciklus során hipotetikus organizmusban (2n = 2) generációk és az élet genetikai folytonossága a szervezetek ivartalan szaporodása esetén.

Alapfogalmak és fogalmak: anafázis; leánysejt; interfázis; anyai (szülői) sejt; metafázis; mitózis (M periódus); mitotikus (sejtes) ciklus; posztszintetikus időszak (G 2); preszintetikus időszak (G 1); profázis; testvérkromatidák; szintetikus periódus (S); telofázis; kromatid; kromatin; kromoszóma; centromer.

sejtciklus a sejt életének egyik szakasza az egyik osztódástól a másikig. Interfázisokból és felosztási periódusokból áll. A sejtciklus időtartama különböző szervezetekben eltérő (baktériumokban - 20-30 perc, eukarióta sejtekben - 10-80 óra).

Interfázis

Interfázis (a lat. inter- között, fázisok- megjelenés) a sejtosztódások közötti vagy az osztódástól a haláláig eltelt időszak. A sejtosztódástól a haláláig eltelt időszak jellemző a többsejtű szervezet sejtjeire, amelyek az osztódás után elveszítették erre való képességüket (eritrociták, idegsejtek stb.). Az interfázis a sejtciklus körülbelül 90%-át foglalja el.

Az interfázis tartalmazza:

1) preszintetikus időszak (G 1) - intenzív bioszintézis folyamatok indulnak be, a sejt növekszik, mérete nő. Ebben a halál előtti időszakban maradnak meg a többsejtű szervezetek sejtjei, amelyek elvesztették osztódási képességüket;

2) szintetikus (S) - a DNS megkettőződése, kromoszómák lépnek fel (a sejt tetraploid lesz), a centriolok megkétszereződnek, ha vannak;

3) posztszintetikus (G 2) - alapvetően a sejtben a szintézis folyamatok leállnak, a sejt osztódásra készül.

Megtörténik a sejtosztódás közvetlen(amitózis) és közvetett(mitózis, meiózis).

Amitózis

Amitózis - közvetlen sejtosztódás, amelyben az osztódási apparátus nem alakul ki. A mag a gyűrűs szűkület miatt kettéválik. A genetikai információnak nincs egységes eloszlása. A természetben a csillók makronukleuszai (nagy magjai), emlősök méhlepénysejtjei amitózissal osztódnak. A rákos sejtek amitózissal osztódhatnak.

A közvetett felosztás az osztóapparátus kialakításához kapcsolódik. Az osztókészülék olyan alkatrészeket tartalmaz, amelyek biztosítják a kromoszómák egyenletes eloszlását a sejtek között (osztódási orsó, centromerek, ha vannak, centriolok). A sejtosztódás feltételesen nukleáris osztódásra osztható ( mitózis) és a citoplazma osztódása ( citokinézis). Ez utóbbi az atommaghasadás vége felé kezdődik. A mitózis és a meiózis a leggyakoribb a természetben. Néha találtak endomitózis- közvetett hasadás, amely az atommagban a héj elpusztítása nélkül megy végbe.

Mitózis

Mitózis - ez egy közvetett sejtosztódás, amelyben két azonos genetikai információkészlettel rendelkező leánysejt képződik az anyából.

A mitózis fázisai:

1) próféta - kromatin tömörödés (kondenzáció) következik be, a kromatidák spiralizálódnak és megrövidülnek (fénymikroszkópban láthatóvá válnak), a sejtmagok és a magburok eltűnnek, hasadási orsó keletkezik, fonalai a kromoszómák centromereihez kapcsolódnak, a centriolok osztódnak és szétválnak a a sejt pólusai;

2) metafázis - a kromoszómák maximálisan spirálisak és az egyenlítő mentén helyezkednek el (az egyenlítői lemezben), a homológ kromoszómák egymás mellett helyezkednek el;

3) anafázis - az orsórostok egyszerre húzódnak össze, és a kromoszómák a pólusokig nyúlnak (a kromoszómák egykromatidá válnak), a mitózis legrövidebb fázisa;

4) telofázis - A kromoszómák despiralizálódnak, sejtmagok, magburok képződnek, megindul a citoplazmaosztódás.

A mitózis főként a szomatikus sejtekre jellemző. A mitózis állandó számú kromoszómát tart fenn. Elősegíti a sejtek számának növekedését, ezért a növekedés, regeneráció, vegetatív szaporodás során figyelhető meg.

Meiosis

Meiosis (görögből. meiózis- redukció) egy közvetett redukciós sejtosztódás, amelyben az anyából négy, nem azonos genetikai információval rendelkező leánysejt képződik.

Két felosztása van: meiosis I. és meiosis II. Az I. interfázis hasonló a mitózis előtti interfázishoz. Az interfázis posztszintetikus periódusában a fehérjeszintézis folyamatai nem állnak le, és az első osztódás profázisában folytatódnak.

Meiosis I:

– Prófázis I - a kromoszómák spiralizálódnak, a mag és a magmembrán eltűnik, hasadási orsó képződik, homológ kromoszómák közelednek és összetapadnak a testvérkromatidák mentén (mint villám a kastélyban) - előfordul konjugáció, így kialakul tetradák, vagy bivalensek kromoszómák keresztezése és helycsere jön létre - átkelés, akkor a homológ kromoszómák taszítják egymást, de kapcsolódva maradnak azokon a területeken, ahol a keresztezés megtörtént; a szintézis folyamatok befejeződnek;

– metafázis I - a kromoszómák az egyenlítő mentén helyezkednek el, homológok - a kétkromatid kromoszómák egymással szemben helyezkednek el az Egyenlítő mindkét oldalán;

– anafázis I - az osztódó orsószálak egyidejűleg összehúzódnak, egy homológ kétkromatid kromoszóma mentén nyúlnak a pólusokig;

– telofázis I (ha van) - a kromoszómák despiralizálódnak, kialakul a mag és a magmembrán, megtörténik a citoplazma eloszlása ​​(a kialakuló sejtek haploidok).

Interfázis II(ha van): nem történik DNS-duplikáció.

Meiosis II:

– prófázis II - a kromoszómák sűrűbbé válnak, a mag és a magmembrán eltűnik, hasadási orsó alakul ki;

– metafázis II - a kromoszómák az egyenlítő mentén helyezkednek el;

– anafázis II - az orsószálak egyidejű összehúzódásával járó kromoszómák a pólusokhoz térnek el;

– telofázis II - a kromoszómák despiralizálódnak, kialakul a sejtmag és a magburok, a citoplazma osztódik.

A meiózis a csírasejtek kialakulása előtt következik be. Lehetővé teszi a csírasejtek fúziója során a faj kromoszómáinak állandóságának fenntartását (kariotípus). Kombinatív variálhatóságot biztosít.