Komparativne karakteristike mitoze i mejoze. Ćelijski ciklus. Interfaza. Amitoza. Mitoza i mejoza Zajedničke karakteristike mitoze i mejoze

Podjela ćelije putem mejoze odvija se u dvije glavne faze: mejoza I i mejoza II. Na kraju mejotičkog procesa formiraju se četiri. Prije nego što ćelija koja se dijeli uđe u mejozu, prolazi kroz period koji se naziva interfaza.

Interfaza

• Faza G1: faza razvoja ćelije prije sinteze DNK. U ovoj fazi, ćelija, koja se priprema za podelu, povećava se u masi.
• S-faza: period tokom kojeg se DNK sintetiše. Za većinu ćelija ova faza traje kratak vremenski period.
• Faza G2: period nakon sinteze DNK, ali prije početka profaze. Ćelija nastavlja sintetizirati dodatne proteine ​​i povećava se u veličini.

U posljednjoj fazi interfaze, stanica još uvijek ima jezgre. okruženi nuklearnom membranom, a ćelijski hromozomi su duplicirani, ali su u obliku. Dva para, nastala replikacijom jednog para, nalaze se izvan jezgra. Na kraju interfaze, ćelija ulazi u prvu fazu mejoze.

mejoza I:

Profaza I

U profazi I mejoze javljaju se sljedeće promjene:

• Kromosomi se kondenziraju i vežu za nuklearni omotač.
• Nastaje sinapsa (parno spajanje homolognih hromozoma) i formira se tetrada. Svaka tetrada se sastoji od četiri hromatide.
• Može doći do genetske rekombinacije.
• Kromosomi se kondenziraju i odvajaju od nuklearne ovojnice.
• Slično, centriole migriraju jedna od druge, a nuklearni omotač i nukleoli su uništeni.
• Kromosomi počinju migraciju na metafaznu (ekvatorijalnu) ploču.

Na kraju profaze I, ćelija ulazi u metafazu I.

Metafaza I

U metafazi I mejoze javljaju se sljedeće promjene:

• Tetrade su poređane na metafaznoj ploči.
• homologni hromozomi su orijentisani na suprotne polove ćelije.

Na kraju metafaze I, ćelija ulazi u anafazu I.

Anafaza I

U anafazi I mejoze se javljaju sljedeće promjene:

• Hromozomi se kreću na suprotne krajeve ćelije. Slično mitozi, kinetohori stupaju u interakciju s mikrotubulama kako bi pomjerili hromozome do polova ćelije.
• Za razliku od mitoze, oni ostaju zajedno nakon prelaska na suprotne polove.

Na kraju anafaze I, ćelija ulazi u telofazu I.

Telofaza I

U telofazi I mejoze javljaju se sljedeće promjene:

• Vlakna vretena nastavljaju pomicati homologne hromozome do polova.
• Kada se kretanje završi, svaki pol ćelije ima haploidni broj hromozoma.
• U većini slučajeva, citokineza (podjela) se događa istovremeno s telofazom I.
• Na kraju telofaze I i citokineze nastaju dvije kćerke ćelije, svaka sa polovinom broja hromozoma od originalne roditeljske ćelije.
• Ovisno o tipu ćelije, mogu se pojaviti različiti procesi u pripremi za mejozu II. Međutim, genetski materijal se ne replicira ponovo.

Na kraju telofaze I, ćelija ulazi u profazu II.

Mejoza II:

Profaza II

U profazi II mejoze javljaju se sljedeće promjene:

• Jezgra i jezgra se uništavaju dok se pojavljuje fisijsko vreteno.
• U ovoj fazi se hromozomi više ne repliciraju.
• Kromosomi počinju migrirati u metafaznu ploču II (na ekvatoru stanica).

Na kraju profaze II ćelije ulaze u metafazu II.

Metafaza II

U metafazi II mejoze javljaju se sljedeće promjene:

• Kromosomi se nižu na metafaznoj ploči II u centru ćelije.
• Kinetohorne niti sestrinskih hromatida divergiraju na suprotne polove.

Na kraju metafaze II ćelije ulaze u anafazu II.

Anafaza II

U anafazi II mejoze javljaju se sljedeće promjene:

• Sestrinske hromatide se odvajaju i počinju da se kreću na suprotne krajeve (polove) ćelije. Vlakna vretena koja nisu povezana sa hromatidama izdužuju i produžavaju ćelije.
• Jednom kada se uparene sestrinske hromatide odvoje jedna od druge, svaka se smatra kompletnim hromozomom, koji se naziva hromozom.
• U pripremi za sljedeću fazu mejoze, dva ćelijska pola se također udaljavaju jedan od drugog tokom anafaze II. Na kraju anafaze II, svaki pol sadrži kompletnu kompilaciju hromozoma.

Nakon anafaze II, stanice ulaze u telofazu II.

Telofaza II

U telofazi II mejoze javljaju se sljedeće promjene:

• Odvojena jezgra se formiraju na suprotnim polovima.
• Dolazi do citokineze (podjela citoplazme i stvaranje novih stanica).
• Na kraju mejoze II nastaju četiri ćelije kćeri. Svaka ćelija ima upola manji broj hromozoma od originalne roditeljske ćelije.

Rezultat mejoze

Krajnji rezultat mejoze je proizvodnja četiri kćeri ćelije. Ove ćelije imaju upola manje hromozoma od roditelja. Tokom mejoze nastaju samo polni dijelovi. Drugi se dijele mitozom. Kada se polovi ujedine tokom oplodnje, postaju . Diploidne ćelije imaju pun skup homolognih hromozoma.

Komparativne karakteristike mitoze i mejoze

Mitoza, ili indirektna fisija, najraširenija je u prirodi. Mitoza je osnova diobe svih nereproduktivnih stanica (epitelnih, mišićnih, nervnih, koštanih, itd.)

Mejoza je dioba u zoni sazrijevanja zametnih stanica, praćena prepolovljenjem broja hromozoma.

Poređenje mitoze i mejoze

Usporedna pitanja
1) Koje promjene se dešavaju u jezgru prije početka diobe (u interfazi)?	Duplikacija DNK, sinteza proteina i drugih organskih supstanci ćelije, umnožavanje ćelijskih organela, sinteza ATP-a	Duplikacija DNK (samo prije mejoze I), sinteza proteina, sinteza ATP-a. Prije drugog podjela međufaza je kratka, jer Ne dolazi do udvostručavanja DNK
2) Koje su faze podjele?	Profaza, metafaza, anafaza, telofaza	Dvije faze podjele: 1 podjela profaza I, metafaza I, anafaza I, telofaza I; Divizija 2 profaza II, metafaza II, anafaza II, telofaza II
3) Da li je karakteristična konjugacija homolognih hromozoma?	Ne, nije tipično	Da, konjugacija je karakteristična
4) Koliki broj hromozoma dobija svaka ćerka ćelija?	n, haploid (single)	2n, diploidni (dvostruki)
5) Gdje se odvija ovaj proces?	U zoni rasta, u zoni podjele somatskih stanica (na primjer, na vrhu korijena, u čvorovima i na vrhu izbojka, rast stabljike u dužinu, u sloju kambija - rast korijen i stabljika u širinu, na krajevima cjevastih kostiju - rast kostiju u dužinu, u periostumu - rast kostiju u širinu)	U zoni zrenja
6) Kakav je značaj za postojanje vrste?	Razmnožavanje jednoćelijskih organizama nespolno (diobom), rast organizama, regeneracija, prijenos nasljednih karakteristika s matičnog organizma na organizam kćer	Formiraju se nove polne ćelije, što prethodi seksualnoj reprodukciji; evolucijski značaj, karakteriziran varijabilnosti uglavnom zbog konjugacije

	1 divizija	2 divizija
Interfaza	Kromosomski set 2n Postoji intenzivna sinteza proteina, ATP-a i drugih organskih supstanci Kromosomi se udvostručuju, svaki se sastoji od dvije sestrinske hromatide koje se drže zajedno zajedničkom centromerom.	Skup hromozoma 2n Isti procesi se primećuju kao i kod mitoze, ali duži, posebno tokom formiranja jajnih ćelija.	Skup hromozoma je haploidni (n). Nema sinteze organskih supstanci.
	Kratkotrajna, dolazi do spiralizacije hromozoma, nuklearna membrana i nukleolus nestaju, formira se vreteno	Dugotrajnije. Na početku faze odvijaju se isti procesi kao u mitozi. Osim toga, dolazi do konjugacije hromozoma, u kojoj se homologni hromozomi spajaju cijelom dužinom i uvijaju. U tom slučaju može doći do razmjene genetskih informacija (ukrštanja hromozoma) - crossing overa. Zatim se hromozomi odvajaju.	Kratko; isti procesi kao u mitozi, ali sa n hromozomima.
Metafaza	Dolazi do daljnje spiralizacije hromozoma, njihove centromere se nalaze duž ekvatora.	Javljaju se procesi slični onima u mitozi.	Ista stvar se dešava kao u mitozi, ali sa n hromozomima.
	Centromere koje drže sestrinske hromatide zajedno se dijele, svaka od njih postaje novi kromosom i kreće se na suprotne polove.	Centromere se ne dijele. Jedan od homolognih hromozoma, koji se sastoji od dvije hromatide koje se drže zajedno zajedničkom centromerom, odlazi na suprotne polove.	Ista stvar se dešava kao u mitozi, ali sa n hromozomima.
Telofaza	Citoplazma se dijeli, formiraju se dvije kćerke ćelije, svaka sa diploidnim skupom hromozoma. Vreteno nestaje i formiraju se jezgre.	Ne traje dugo.Homologni hromozomi završavaju u različitim ćelijama sa haploidnim skupom hromozoma. Citoplazma se ne dijeli uvijek.	Citoplazma se dijeli. Nakon dvije mejotske diobe formiraju se 4 ćelije sa haploidnim setom hromozoma.

Sličnosti:

• Š Imaju iste faze podjele
• Š Prije mitoze i mejoze dolazi do samoduplikacije hromozoma, spiralizacije i udvostručavanja molekula DNK

mitoza mejoza dioba stanica

Mejoza- metoda indirektne podjele primarnih zametnih stanica (2p2s), in usled čega nastaju haploidne ćelije (lnlc), najčešće polne ćelije.

Za razliku od mitoze, mejoza se sastoji od dvije uzastopne ćelijske diobe, od kojih svakoj prethodi interfaza (slika 2.53). Prva podjela mejoze (mejoza I) se zove redukcionista, budući da je u ovom slučaju broj hromozoma prepolovljen, a druga podjela (mejoza II) -jednačenje, budući da je u njegovom procesu sačuvan broj hromozoma (vidi tabelu 2.5).

Interfaza I nastavlja kao interfaza mitoze. Mejoza I podijeljen je u četiri faze: profaza I, metafaza I, anafaza I i telofaza I. B profaza I Događaju se dva važna procesa - konjugacija i krosing. Konjugacija- Ovo je proces fuzije homolognih (uparenih) hromozoma cijelom dužinom. Parovi hromozoma nastali tokom konjugacije čuvaju se do kraja metafaze I.

Prelazak- međusobna razmena homolognih regiona homolognih hromozoma (slika 2.54). Kao rezultat križanja, hromozomi koje tijelo primi od oba roditelja dobivaju nove kombinacije gena, što uzrokuje pojavu genetski raznolikog potomstva. Na kraju profaze I, kao iu profazi mitoze, jezgro nestaje, centriole se divergiraju prema polovima ćelije, a nuklearna membrana se raspada.

INmetafaza I parovi hromozoma poredani su duž ekvatora ćelije, a vretenaste mikrotubule su pričvršćene za njihove centromere.

IN anafaza I Cijeli homologni hromozomi, koji se sastoje od dvije hromatide, divergiraju do polova.

IN telofaza I Nuklearne membrane se formiraju oko klastera hromozoma na polovima ćelije i formiraju se jezgre.

Citokineza I osigurava odvajanje citoplazme ćelija kćeri.

Ćerke ćelije (1n2c) nastale kao rezultat mejoze I su genetski heterogene, jer njihovi hromozomi, nasumično raspoređeni na polove ćelije, sadrže različite gene.

Interfaza II vrlo kratko, pošto u njemu ne dolazi do udvostručenja DNK, odnosno nema S-perioda.

Mejoza II također podijeljen u četiri faze: profaza II, metafaza II, anafaza II i telofaza II. IN profaza II isti procesi se dešavaju kao u profazi I, sa izuzetkom konjugacije i krosingovera.

IN metafaza II hromozomi se nalaze duž ekvatora ćelije.

IN anafaza II hromozomi su podijeljeni na centromerima i hromatide su rastegnute prema polovima.

IN telofaza II Nuklearne membrane i jezgre formiraju se oko klastera kćeri hromozoma.

Poslije citokineza II genetska formula sve četiri ćelije kćeri - 1n1c, međutim, svi oni imaju drugačiji skup gena, što je rezultat ukrštanja i slučajne kombinacije hromozoma majčinih i očinskih organizama u ćelijama kćeri.

Tokom seksualne reprodukcije, organizam kćer nastaje kao rezultat fuzije dvije polne ćelije ( gamete) i kasniji razvoj iz oplođenog jajeta - zigote.

Polne ćelije roditelja imaju haploidni skup ( n) hromozoma, a u zigoti, kada se spoje dva takva skupa, broj hromozoma postaje diploidan (2 n): svaki par homolognih hromozoma sadrži jedan očinski i jedan majčinski hromozom.

Haploidne ćelije nastaju od diploidnih kao rezultat posebne stanične diobe - mejoze.

mejoza - vrsta mitoze, usled koje se iz diploidnih (2p) somatskih ćelija istiformiraju se haploidne gamete (1n). Tokom oplodnje, jezgra gameta se spajaju i diploidni set hromozoma se obnavlja. Dakle, mejoza osigurava da skup hromozoma i količina DNK ostanu konstantni za svaku vrstu.

Mejoza je kontinuirani proces koji se sastoji od dvije uzastopne podjele koje se nazivaju mejoza I i mejoza II. U svakoj diviziji razlikuju se profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Kao rezultat mejoze I, broj hromozoma je prepolovljen ( podjela redukcije): Tokom mejoze II, haploidija ćelija je očuvana (jednaka podjela).Ćelije koje ulaze u mejozu sadrže 2n2xp genetske informacije (slika 1).

U profazi mejoze I dolazi do postepene spiralizacije hromatina kako bi se formirali hromozomi. Homologni hromozomi se spajaju i formiraju zajedničku strukturu koja se sastoji od dva hromozoma (bivalentni) i četiri hromatide (tetrade). Kontakt dva homologna hromozoma duž cele dužine naziva se konjugacija. Tada se između homolognih hromozoma pojavljuju odbojne sile, a hromozomi se prvo odvajaju na centromerima, ostajući povezani na krakovima, i formiraju decusacije (chiasmate). Divergencija hromatida se postepeno povećava, a nišani se pomiču prema njihovim krajevima. Tokom procesa konjugacije može doći do razmene delova između nekih hromatida homolognih hromozoma – crossing over, što dovodi do rekombinacije genetskog materijala. Do kraja profaze, nuklearni omotač i jezgre se rastvaraju i formira se akromatsko vreteno. Sadržaj genetskog materijala ostaje isti (2n2hr).

U metafazi U mejozi I, bivalenti hromozoma nalaze se u ekvatorijalnoj ravni ćelije. U ovom trenutku njihova spiralizacija dostiže svoj maksimum. Sadržaj genetskog materijala se ne mijenja (2n2xr).

U anafazi Homologni hromozomi Mejoze I, koji se sastoje od dvije hromatide, konačno se udaljavaju jedan od drugog i divergiraju do polova ćelije. Shodno tome, iz svakog para homolognih hromozoma, samo jedan ulazi u ćeliju ćerku - broj hromozoma se prepolovi (dolazi do redukcije). Sadržaj genetskog materijala postaje 1n2xp na svakom polu.

U telofazi Formiraju se jezgre i citoplazma se dijeli - formiraju se dvije kćeri ćelije. Ćerke ćelije sadrže haploidni skup hromozoma, svaki hromozom sadrži dve hromatide (1n2hr).

Interkineza- kratak interval između prve i druge mejotičke diobe. U ovom trenutku ne dolazi do replikacije DNK, a dvije kćerke ćelije brzo ulaze u mejozu II, koja se odvija kao mitoza.

Rice. 1. Dijagram mejoze (prikazan je jedan par homolognih hromozoma). Mejoza I: 1, 2, 3. 4. 5 - profaza; 6 - metafaza; 7 - anafaza; 8 - telofaza; 9 - interkineza. Mejoza II; 10 - metafaza; II - anafaza; 12 - ćelije kćeri.

U profazi U mejozi II odvijaju se isti procesi kao u profazi mitoze. U metafazi, hromozomi se nalaze u ekvatorijalnoj ravni. Nema promjena u sadržaju genetskog materijala (1n2hr). U anafazi mejoze II, hromatide svakog hromozoma se kreću na suprotne polove ćelije, a sadržaj genetskog materijala na svakom polu postaje lnlxp. U telofazi se formiraju 4 haploidne ćelije (lnlxp).

Dakle, kao rezultat mejoze, iz jedne diploidne matične ćelije nastaju 4 ćelije sa haploidnim setom hromozoma. Osim toga, u profazi mejoze I dolazi do rekombinacije genetskog materijala (crossing overa), au anafazi I i II hromozomi i hromatide nasumično se kreću na jedan ili drugi pol. Ovi procesi su uzrok varijabilnosti kombinacija.

Biološki značaj mejoze:

1) je glavna faza gametogeneze;

2) obezbeđuje prenos genetičke informacije sa organizma na organizam tokom polne reprodukcije;

3) ćelije kćeri nisu genetski identične majci i jedna drugoj.

Takođe, biološki značaj mejoze leži u činjenici da je smanjenje broja hromozoma neophodno prilikom formiranja zametnih ćelija, jer se prilikom oplodnje spajaju jezgra gameta. Ako do ove redukcije nije došlo, tada bi u zigoti (a samim tim i u svim ćelijama organizma kćeri) bilo dvostruko više hromozoma. Međutim, ovo je u suprotnosti s pravilom konstantnog broja hromozoma. Zahvaljujući mejozi, polne ćelije su haploidne, a nakon oplodnje u zigoti se obnavlja diploidni set hromozoma (sl. 2 i 3).

Rice. 2. Šema gametogeneze: ? - spermatogeneza; ? - ovegeneze

Rice. 3.Dijagram koji ilustruje mehanizam održavanja diploidnog seta hromozoma tokom seksualne reprodukcije

U višeznačnoj biologiji postoji mnogo zanimljivih i istovremeno pomalo zbunjujućih tema, a jedna od njih su, bez sumnje, metode diobe stanica: mitoza i mejoza. Na prvi pogled postoje sličnosti između mitoze i mejoze - dioba stanica se događa i kod jedne i druge, ali istovremeno postoje značajne razlike između njih. Ali prvo, pogledajmo šta je mitoza, šta je mejoza i koji je njihov biološki značaj.

Šta je mitoza

U biologiji se mitoza obično naziva najčešćom metodom diobe svih somatskih stanica (tjelesnih stanica) bilo kojeg živog bića. Njime se od izvorne matične ćelije formiraju dvije kćerke ćelije, koje su apsolutno identične po svojstvima, kako jedna s drugom tako i sa matičnom ćelijom. Mitoza je najčešća u prirodi, jer je u osnovi diobe svih nereproduktivnih stanica (nervne, koštane, mišićne, itd.).

Faze mitoze

Podjela ćelije putem mitoze sastoji se od četiri faze:

• interfaza je period života ćelije između dve mitoze; u to vreme se dešava niz važnih procesa koji prethode deobi ćelije: sintetiziraju se proteini i molekuli ATP-a, svaki se udvostručuje, formirajući dva sestrinska hromozoma, koje zajedno drži jedna centromera . Zapravo, interfaza se može nazvati pripremnom fazom za mitozu; vremenom je desetine puta duža od same mitoze.
• profaza - u njoj dolazi do zadebljanja hromozoma, koji se sastoje od dvije sestrinske hromatide, koje zajedno drže centromera. Na kraju ove faze nestaju nukleoli i jezgra, hromozomi se rasipaju po ćeliji.
• metafaza - tokom ovog procesa dolazi do dalje spirilizacije hromozoma, kroz koje je u ovom trenutku vrlo zgodno posmatrati.
• anafaza - u ovoj fazi se centromere dijele, sestrinske hromatide se odvajaju jedna od druge i kreću na suprotne krajeve ćelije.
• telofaza je poslednja faza mitoze tokom koje dolazi do deobe. Kromosomi se odmotaju i ponovo formiraju jezgre i nuklearne membrane. I ovako se jedna ćelija pretvara u dvije.

Suština mitoze na slici.

Šta je mejoza

Šta je sa mejozom? I koje su razlike između mitoze i mejoze? Dakle, mejozom se obično naziva vrsta reproduktivne diobe stanica koja dovodi do stvaranja čak četiri iz jedne ćelije. Ali novoformirane ćelije imaju samo polovinu haploidnog seta hromozoma. Šta to znači? A činjenica da, prema nekim biolozima, mejoza nije čak ni, striktno govoreći, reprodukcija ćelija, jer je to način formiranja haploidnih ćelija, odnosno spora (kod biljaka) i gameta (kod životinja). Same gamete će tek nakon oplodnje, koja će u našem slučaju biti seksualna reprodukcija, poslužiti za formiranje novog organizma.

Suština mejoze je na slici.

Faze mejoze

I, naravno, faze mejoze se razlikuju od onih mitoze. Profaza u mejozi je višestruko duža, jer u njoj dolazi do konjugacije - spajanja homolognih kromosoma i razmjene genetskih informacija. Tokom anafaze, centromere se ne dijele. Interfaza je veoma kratka i DNK se tokom nje ne sintetiše. Ćelije nastale kao rezultat dvije mejotske podjele sadrže jedan set hromozoma. I tek fuzijom dvije ćelije: majčinske i očinske, diploidnost se obnavlja. Također, između ostalog, mejoza se javlja u dvije faze, poznate kao mejoza I i mejoza II.

Opet, možete vidjeti vizualno poređenje mitoze i mejoze i njihovih faza na slici.

Biološki značaj mitoze i mejoze

Pokušajmo sada što jednostavnije objasniti ne samo u čemu je razlika između mitoze i mejoze, već i koji je njihov biološki značaj. Mitozom se razmnožavaju sve nespolne ćelije tela, a mejoza je samo način formiranja polnih ćelija, ali samo kod životinjskih organizama; u biljkama se zahvaljujući mejotičkoj deobi razmnožavaju spore, a zatim iz tih spora mitozom, formiraju se polne ćelije biljaka – gamete.