Sejtosztódási meiózis táblázat. A meiózison keresztüli sejtosztódás szakaszainak és mintázatának rövid leírása. A mitózis és a meiózis folyamatainak összehasonlítása

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 jelentőségét, és bemutatjuk, hogy miben különböznek és miben hasonlítanak.

Mitózis

A közvetett osztódás vagy mitózis folyamata leggyakrabban a természetben fordul elő. Ez az alapja az összes létező nem reproduktív sejt osztódásának, nevezetesen izom-, ideg-, hám- 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 hasonlóak az anyaihoz.

Rizs. 1. A mitózis sémája

Az osztási 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;
• kromoszóma duplikáció és két testvérkromatid képződése;
• 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 olvasnak

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

Rizs. 2. Meiózis séma

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 összeolvadásának 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 osztódásnak köszönhetően 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 felosztási módszer közötti főbb különbségeket. A meiózis fázisai megegyeznek a mitózis fázisaival. A két folyamat közötti hasonlóságokról és különbségekről az összehasonlító leírásban tudhat meg többet.

Fázisok	Mitózis	Meiosis
		Első osztály	Második osztály
Interfázis	Az anyasejt kromoszómáinak halmaza diploid. Fehérje, ATP és szerves anyagok szintetizálódnak. A kromoszómák kettős és két kromatid képződnek, amelyeket centromer köt össze.	Diploid kromoszómakészlet. Ugyanazok a műveletek történnek, mint a mitózis során. A különbség az időtartamban van, különösen a peték kialakulása során.	Haploid kromoszómakészlet. Nincs szintézis.
	Rövid fázis. A magmembránok és a magmembránok feloldódnak, és kialakul az orsó.	Tovább tart, mint a mitózis. Eltűnik a magburok és a mag is, és kialakul a hasadási orsó. Ezenkívül megfigyelhető a konjugációs folyamat (homológ kromoszómák összehozása és egyesítése). Ebben az esetben átlépés történik - bizonyos területeken genetikai információcsere. Ezután a kromoszómák szétválnak.	Az időtartam egy rövid szakasz. A folyamatok ugyanazok, mint a mitózisban, csak haploid kromoszómákkal.
Metafázis	Megfigyelhető a kromoszómák spiralizációja és elrendeződése az orsó egyenlítői részén.	Hasonló a mitózishoz	Ugyanaz, mint mitózisban, csak haploid készlettel.
	A centromerek két független kromoszómára oszlanak, amelyek különböző pólusokra oszlanak el.	Centromer osztódás nem fordul elő. Egy kromoszóma, amely két kromatidából áll, a pólusokig terjed.	Hasonló a mitózishoz, csak haploid készlettel.
Telofázis	A citoplazma két egyforma, diploid halmazú leánysejtre oszlik, és magmembránok képződnek nukleolusokkal. Az orsó eltűnik.	A fázis időtartama rövid. A homológ kromoszómák különböző sejtekben találhatók haploid halmazzal. A citoplazma nem minden esetben osztódik.	A citoplazma osztódik. Négy haploid sejt képződik.

Rizs. 3. A mitózis és a meiózis összehasonlító diagramja

Mit tanultunk?

A természetben a sejtosztódás céljuktól függően eltérő. Például a nem reproduktív sejtek mitózissal, a nemi sejtek meiózissal osztódnak. Ezek a folyamatok bizonyos szakaszokban hasonló felosztási mintákat mutatnak. 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 hasadási fázisok időzítése is eltérő. Mindkét osztódási mód 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.

Teszt a témában

A jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.3. Összes értékelés: 3417.

Az óra típusa: általánosító óra.

Óraforma: gyakorlati óra.

• továbbra is formálja a tanulók világképét az élet folytonosságáról;
• bemutassa a sejtben a mitózis és a meiózis során lezajló folyamatok közötti kémiai és biológiai különbséget;
• fejlessze a mitózis és meiózis folyamatainak következetes szervezésének képességét;
• képességek fejlesztése a sejtosztódási folyamatok összehasonlító elemzésében;

1. oktatási:

a) frissítse a tanulók tudását a sejtosztódás különböző típusairól (mitózis, amitózis, meiózis);

b) képet alkotnak a mitózis és a meiózis folyamatai közötti főbb hasonlóságokról és különbségekről, biológiai lényegükről;

2. oktatás: kognitív érdeklődés kialakítása a különböző tudományterületekről származó információk iránt;

3. fejlesztés:

a) fejleszteni kell a különböző típusú információkkal való munkavégzést és azok bemutatásának módjait;

b) folytassa a munkát a sejtosztódási folyamatok elemzéséhez és összehasonlításához szükséges készségek fejlesztésén;

Oktatási eszközök: számítógép multimédiás projektorral, alkalmazásmodell „Cellosztás. Mitózis és meiózis” (bemutató és elosztó készletek); táblázat „Mitózis. Meiózis".

Az óra felépítése (az óra egy órára készült, biológia tanteremben, multimédiás projektorral, 10. osztályos kémiai és biológiai profilra tervezve). Rövid óraterv:

1. szervezési mozzanat (2 perc);

2. a sejtosztódási folyamatokkal kapcsolatos ismeretek, alapfogalmak, fogalmak frissítése (8 perc);

3. ismeretek általánosítása a mitózis és meiózis folyamatairól (13 perc);

4. gyakorlati munka „Mitózis és meiózis hasonlóságai és különbségei (15 perc);

A tanult témával kapcsolatos ismeretek megszilárdítása (5 perc);

Házi feladat (2 perc).

Részletes leckejegyzetek:

1. szervezési mozzanat. Az óra céljának magyarázata, helye a vizsgált témában, megvalósításának jellemzői.

2. ismeretek frissítése, a sejtosztódás folyamataihoz kapcsolódó alapfogalmak és fogalmak: - sejtosztódás;

3. a sejtosztódási folyamatokkal kapcsolatos ismeretek általánosítása:

3.1. Mitózis:

A „Mitosis” interaktív modell bemutatása;

Gyakorlati munka a „Mitózis” alkalmazási modellel (minden tanuló számára szóróanyag, a tanulók képességének gyakorlása a mitózis folyamatok sorrendjének bemutatására);

Munka a „Mitosis” alkalmazási modellel (bemutató készlet, gyakorlati munka eredményeinek ellenőrzése)

Beszélgetés a mitózis fázisairól:

Mitózis fázis,kromoszómák halmaza(n-kromoszómák, c - DNS)	Rajz	A fázis jellemzői, a kromoszómák elrendezése
Prophase		Magmembránok lebontása, centriolok divergenciája a sejt különböző pólusaihoz, orsószálak kialakulása, nukleolusok „eltűnése”, bikromatid kromoszómák kondenzációja.
Metafázis		Maximálisan kondenzált bikromatid kromoszómák elrendezése a sejt ekvatoriális síkjában (metafázis lemez), orsószálak rögzítése az egyik végén a centriolákhoz, a másik végén a kromoszómák centromereihez.
Anafázis		A kétkromatid kromoszómák felosztása kromatidokra és ezeknek a testvérkromatidoknak a sejt ellentétes pólusaihoz való divergenciája (ebben az esetben a kromatidák független egykromatid kromoszómákká válnak).
Telofázis		Kromoszómák dekondenzációja, nukleáris membránok kialakulása az egyes kromoszómacsoportok körül, orsószálak szétesése, sejtmag megjelenése, citoplazma osztódása (citotómia). A citotomia állati sejtekben a hasítási barázda, növényi sejtekben – a sejtlemez miatt történik.

3.2. Meiosis.

A „Meiosis” interaktív modell bemutatása

Gyakorlati munka a „Meiosis” alkalmazási modellel (minden tanulónak szóróanyag, a tanulók azon képességének gyakorlása, hogy a meiózis folyamatok sorrendjét mutassák be);

Munka a „Meiosis” alkalmazási modellel (bemutató készlet, gyakorlati munka eredményeinek ellenőrzése)

Beszélgetés a meiózis fázisairól:

meiózis fázis,kromoszómák halmaza(n - kromoszómák, c - DNS)	Rajz	A fázis jellemzői, a kromoszómák elrendezése
1. próféta 2n4c		Magmembránok lebontása, centriolok divergenciája a sejt különböző pólusaihoz, orsófilamentumok kialakulása, nukleolusok „eltűnése”, bikromatid kromoszómák összecsapódása, homológ kromoszómák konjugációja és átkelés.
1. metafázis 2n4c		A bivalensek elrendeződése a sejt egyenlítői síkjában, orsószálak rögzítése az egyik végén a centriolokhoz, a másik a kromoszómák centromereihez.
1. anafázis 2n4c		A bikromatid kromoszómák véletlenszerű független divergenciája a sejt ellentétes pólusaihoz (minden homológ kromoszómapárból az egyik kromoszóma az egyik pólusba, a másik a másikba kerül), a kromoszómák rekombinációja.
1. telofázis mindkét sejtben 1n2c		Magmembránok kialakulása bikromatid kromoszómacsoportok körül, a citoplazma osztódása.
2. próféta 1n2c		Magmembránok lebontása, centriolok divergenciája a sejt különböző pólusaihoz, orsószálak kialakulása.
2. metafázis 1n2c		A bikromatid kromoszómák elrendezése a sejt egyenlítői síkjában (metafázis lemez), orsószálak rögzítése az egyik végén a centriolákhoz, a másik végén a kromoszómák centromereihez.
2. anafázis 2n2c		A kétkromatid kromoszómák felosztása kromatidokra és ezeknek a testvérkromatidoknak a sejt ellentétes pólusaihoz való divergenciája (ebben az esetben a kromatidák önálló egykromatid kromoszómákká válnak), a kromoszómák rekombinációja.
2. telofázis mindkét sejtben 1n1c Teljes 4-től 1n1c-ig		A kromoszómák dekondenzációja, a nukleáris membránok kialakulása az egyes kromoszómacsoportok körül, az orsószálak szétesése, a mag megjelenése, a citoplazma osztódása (citotomia) két, és végül mindkét meiotikus osztódás - négy haploid sejt - képződésével.

Beszélgetés a sejtmag képletének megváltoztatásáról

Beszélgetés a meiózis eredményeiről:

egy haploid anyasejt négy haploid leánysejtet termel

Beszélgetés a meiózis jelentéséről: A)egy faj kromoszómáinak állandó számát nemzedékről nemzedékre tartja fenn (a diploid kromoszómakészlet a megtermékenyítés során minden alkalommal helyreáll két haploid ivarsejt fúziója eredményeként;

b) a meiózis az örökletes variabilitás (kombinatív variabilitás) előfordulásának egyik mechanizmusa;

4. Gyakorlati munka „Mitózis és meiózis összehasonlítása” a „Mitózis és meiózis. Összehasonlító elemzés” (lásd 1. függelék)

A tanulóknak házi feladattáblázatuk van:

A mitózis és a meiózis közötti hasonlóságok kidolgozása:

A mitózis és a meiózis közötti általános különbségek kidolgozása (kisebb pontosításokkal az osztódás fázisairól):

Összehasonlítás	Mitózis	Meiosis
Hasonlóságok	1. Ugyanazok a felosztási fázisok.
	2. A mitózis és a meiózis előtt a kromoszómák DNS-molekuláinak önduplikációja (reduplikáció) és a kromoszómák spiralizációja következik be.
Különbségek	1. Egy osztás.	1. Két egymást követő osztás.
	2. A metafázisban minden duplikált kromoszóma külön-külön sorakozik az Egyenlítő mentén.
	3. Nincs ragozás	3. Van ragozás
	4. A DNS-molekulák megkettőződése interfázisban történik, elválasztva a két részleget.	4. Az első és a második osztódás között nincs interfázis, és nem történik DNS-molekulák duplikációja.
	5. Két diploid sejt (szomatikus sejt) keletkezik.	5. Négy haploid sejt (ivarsejtek) képződik.
	6.Szomatikus sejtekben fordul elő	6. érő csírasejtekben fordul elő
	7. Az ivartalan szaporodás alapja	7. Az ivaros szaporodás alapja

5. Az anyag rögzítése.

Az Egységes Államvizsga tesztanyagok B. részének feladatának teljesítése.

Párosítsa a sejtosztódás jellegzetes jellemzőit és típusait:

Megkülönböztető jellemzők A sejtosztódás típusai

1. Egy osztódás következik be	A) mitózis
2. A homológ duplikált kromoszómák az Egyenlítő mentén páronként (bivalensek) helyezkednek el.
3. Nincs ragozás	B) meiózis
4. Egy faj kromoszómáinak állandó számát nemzedékről nemzedékre fenntartja
5. Két egymást követő osztás.
6. A DNS-molekulák megkettőződése interfázisban történik, elválasztva a két részleget
7. Négy haploid sejt (ivarsejtek) képződik.
8. Az első és a második osztódás között nincs interfázis, és nem következik be a DNS-molekulák megkettőződése.
9. Van ragozás
10. Két diploid sejt (szomatikus sejt) keletkezik
11. A metafázisban minden duplikált kromoszóma külön-külön sorakozik az egyenlítő mentén 12. Biztosítja az ivartalan szaporodást, az elveszett részek regenerálódását, sejtpótlást a többsejtű szervezetekben
13. Biztosítja a szomatikus sejtek kariotípusának stabilitását az élet során
14. Az örökletes variabilitás (kombinatív variabilitás) kialakulásának egyik mechanizmusa;

6. Házi feladat:

Töltse ki a „Mitózis és meiózis összehasonlítása” táblázatot egy jegyzetfüzetbe

Ismételje meg a mitózisról és a meiózisról szóló anyagot (részletek a szakaszokról)

29.30 (V.V. Pasechnik), 19.22, 130-134. (G.M. Dymshits)

Készítsen táblázatot „A mitózis és a meiózis előrehaladásának összehasonlító jellemzői”

A mitózis és a meiózis összehasonlító jellemzői

A sejtciklus fázisai, kimenetele	Mitózis	Meiosis
		I felosztás	II. osztály
Interfázis: DNS, RNS, ATP, fehérjék szintézise, ​​növekedés organellumok száma, az egyes kromoszómák második kromatidjának befejezése
Profázis: a) kromoszóma spiralizáció b) a nukleáris héj megsemmisítése; c) nukleolusok elpusztítása; d) a mitotikus apparátus kialakulása: centriolák divergenciája a sejtpólusokhoz, osztódási orsó kialakulása
Metafázis: a) az egyenlítői lemez kialakulása - a kromoszómák szigorúan a sejt egyenlítője mentén sorakoznak; b) az orsószálak centromerekhez való rögzítése; c) a metafázis vége felé – a testvérkromatidák szétválásának kezdete
Anafázis: a) a testvérkromatidák szétválasztásának befejezése; b) a kromoszómák eltérése a sejt pólusaihoz
Telofázis- leánysejtek képződése: a) a mitotikus apparátus megsemmisülése; b) a citoplazma elválasztása; c) a kromoszómák despiralizációja;

Bibliográfia:

1. I.N. Pimenov, A.V. Pimenov - Előadások az általános biológiáról - Saratov, JSC Publishing House Lyceum, 2003.

2. Általános biológia: tankönyv 10-11 évfolyamos biológia elmélyült iskolai tanulással / Szerk. V. K. Shumny, G. M. Dymshits, A. O. – M., „Felvilágosodás”, 2004.

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Biológia: 3 kötetben. T.3.: ford. angolból/Szerk. R. Soper. – M., „Mir”, 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Biológia: kézikönyv középiskolásoknak és egyetemekre jelentkezőknek - M., „AST-PRESS SCHOOL”, 2004.

5. D.I. Mamontov – Nyílt biológia: teljes interaktív biológia tanfolyam (CD-n) – „Physicon”, 2005

Az élő szervezetekről ismert, hogy lélegeznek, táplálkoznak, szaporodnak és elpusztulnak. De miért történik mindez? A téglák miatt - olyan sejtek, amelyek lélegzik, táplálkoznak, meghalnak és szaporodnak. De hogyan történik ez?

A sejtek szerkezetéről

A ház téglából, tömbből vagy rönkből épült. Hasonlóképpen, egy szervezet elemi egységekre - sejtekre - osztható. Az élőlények teljes sokfélesége belőlük áll, a különbség csak mennyiségükben és típusukban van. Izmokból, csontszövetből, bőrből, minden belső szervből állnak - céljukban annyira különböznek. De függetlenül attól, hogy egy adott sejt milyen funkciókat lát el, mindegyik megközelítőleg azonos szerkezetű. Először is, minden „téglának” van egy héja és citoplazmája, benne organellákkal. Egyes sejteknek nincs magjuk, ezeket prokariótáknak nevezik, de minden többé-kevésbé fejlett szervezet eukariótákból áll, amelyekben van egy mag, amelyben a genetikai információ tárolódik.

A citoplazmában található organellumok változatosak és érdekesek, fontos funkciókat látnak el. Az állati eredetű sejtek közé tartozik az endoplazmatikus retikulum, riboszómák, mitokondriumok, Golgi-komplex, centriolok, lizoszómák és motoros elemek. Segítségükkel lezajlik minden olyan folyamat, amely a szervezet működését biztosítja.

Sejtaktivitás

Mint már említettük, minden élőlény eszik, lélegzik, szaporodik és meghal. Ez az állítás igaz az egész organizmusokra, azaz az emberekre, állatokra, növényekre stb., valamint a sejtekre. Elképesztő, de minden "téglának" megvan a maga élete. Szervcsontjainak köszönhetően tápanyagokat, oxigént kap és dolgoz fel, kívülről eltávolít mindent, ami felesleges. Maga a citoplazma és az endoplazmatikus retikulum szállító funkciót lát el, a mitokondriumok a légzésért is felelősek, valamint az energiaellátásért. A Golgi komplex felelős a sejthulladékok felhalmozódásáért és eltávolításáért. Más organellumok is részt vesznek az összetett folyamatokban. És egy bizonyos szakaszban elkezd osztódni, vagyis megtörténik a szaporodási folyamat. Érdemes részletesebben megfontolni.

Sejtosztódási folyamat

A szaporodás az élő szervezet fejlődésének egyik szakasza. Ugyanez vonatkozik a sejtekre is. Életciklusuk egy bizonyos szakaszában olyan állapotba kerülnek, amikor készen állnak a szaporodásra. egyszerűen kettéosztják, meghosszabbítják, majd partíciót alkotnak. Ez a folyamat egyszerű és szinte teljesen tanulmányozott a pálcika alakú baktériumok példáján.

A dolgok egy kicsit bonyolultabbak. Három különböző módon szaporodnak: amitózis, mitózis és meiózis. Ezen útvonalak mindegyikének megvannak a maga sajátosságai, ez egy bizonyos típusú sejtben rejlik. Amitózis

a legegyszerűbbnek tekinthető, közvetlen bináris hasadásnak is nevezik. Amikor ez megtörténik, a DNS-molekula megduplázódik. Hasadási orsó azonban nem képződik, így ez a módszer a legenergiatakarékosabb. Az amitózis az egysejtű szervezetekben fordul elő, míg a többsejtű szervezetek szövetei más mechanizmusok segítségével szaporodnak. Néha azonban megfigyelhető, ahol a mitotikus aktivitás csökken, például az érett szövetekben.

A közvetlen hasadást néha a mitózis egyik típusaként különböztetik meg, de egyes tudósok külön mechanizmusnak tekintik. Ez a folyamat meglehetősen ritkán fordul elő még a régi sejtekben is. Ezután a meiózist és fázisait, a mitózis folyamatát, valamint ezen módszerek hasonlóságait és különbségeit vizsgáljuk meg. Az egyszerű felosztáshoz képest bonyolultabbak és tökéletesebbek. Ez különösen igaz a redukciós felosztásra, így a meiózis fázisainak jellemzői lesznek a legrészletesebbek.

A sejtosztódásban fontos szerepet játszanak a centriolok - speciális organellumok, amelyek általában a Golgi komplexum mellett helyezkednek el. Mindegyik ilyen szerkezet 27 mikrotubulusból áll, amelyek három csoportba vannak csoportosítva. Az egész szerkezet hengeres. A centriolok közvetlenül részt vesznek a sejtosztódási orsó kialakulásában a közvetett osztódási folyamat során, amelyről később lesz szó.

Mitózis

A sejtek élettartama változó. Vannak, akik néhány napig élnek, és vannak, akik hosszú életűek közé sorolhatók, mivel teljes elváltozásuk nagyon ritkán következik be. És szinte mindegyik sejt mitózissal szaporodik. Legtöbbjüknél átlagosan 10-24 óra telik el az osztási időszakok között. Maga a mitózis rövid ideig tart - állatokban körülbelül 0,5-1

óra, a növényeknél pedig kb 2-3. Ez a mechanizmus biztosítja a sejtpopuláció növekedését és a genetikai tartalmukban azonos egységek szaporodását. Így tartható fenn elemi szinten a generációk folyamatossága. Ebben az esetben a kromoszómák száma változatlan marad. Ez a mechanizmus az eukarióta sejtek szaporodásának leggyakoribb típusa.

Az ilyen típusú felosztás jelentősége nagy - ez a folyamat elősegíti a szövetek növekedését és regenerálódását, aminek köszönhetően az egész szervezet fejlődése megtörténik. Ezenkívül a mitózis az ivartalan szaporodás hátterében. És még egy funkció a sejtek mozgatása és a már elavultak cseréje. Ezért helytelen azt feltételezni, hogy mivel a meiózis szakaszai összetettebbek, szerepe sokkal nagyobb. Mindkét folyamat különböző funkciókat lát el, és a maga módján fontos és pótolhatatlan.

A mitózis több fázisból áll, amelyek morfológiai jellemzőikben különböznek egymástól. Azt az állapotot, amelyben a sejt készen áll a közvetett osztódásra, interfázisnak nevezzük, és maga a folyamat további 5 szakaszra oszlik, amelyeket részletesebben meg kell vizsgálni.

A mitózis fázisai

Az interfázisban a sejt osztódásra készül: a DNS és a fehérjék szintetizálódnak. Ez a szakasz több részre oszlik, amely során a teljes szerkezet növekedése és a kromoszómák megkettőződése következik be. A sejt ebben az állapotban marad teljes életciklusának 90%-áig.

A fennmaradó 10%-ot maga a felosztás foglalja el, amely 5 szakaszra oszlik. A növényi sejtek mitózisa során preprofázis is felszabadul, ami minden más esetben hiányzik. Új struktúrák alakulnak ki, a mag a központba költözik. Előprofázis szalag keletkezik, amely jelzi a jövőbeni felosztás várható helyét.

Minden más sejtben a mitózis folyamata a következőképpen megy végbe:

Asztal 1

Művésznév	Jellegzetes
Prophase	A sejtmag mérete megnövekszik, a benne lévő kromoszómák spiráloznak és mikroszkóp alatt láthatóvá válnak. A citoplazmában hasadási orsó képződik. A nucleolus gyakran szétesik, de ez nem mindig történik meg. A sejtben lévő genetikai anyag tartalma változatlan marad.
Prometafázis	A magmembrán szétesik. A kromoszómák aktív, de véletlenszerű mozgásba kezdenek. Végső soron mindegyik a metafázis lemez síkjára érkezik. Ez a szakasz legfeljebb 20 percig tart.
Metafázis	A kromoszómák az orsó egyenlítői síkja mentén helyezkednek el, nagyjából egyenlő távolságra mindkét pólustól. A teljes szerkezetet stabil állapotban tartó mikrotubulusok száma eléri a maximumot. A testvérkromatidák taszítják egymást, és csak a centromérán tartják fenn a kapcsolatot.
Anafázis	A legrövidebb szakasz. A kromatidák elválnak egymástól és taszítják egymást a legközelebbi pólusok felé. Ezt a folyamatot néha külön izolálják, és A anafázisnak nevezik. Ezt követően maguk az osztópólusok eltérnek egymástól. Egyes protozoonok sejtjeiben az orsó hossza akár 15-szörösére is megnő. Ezt az alszakaszt pedig B anafázisnak nevezik. A folyamatok időtartama és sorrendje ebben a szakaszban változó.
Telofázis	Az ellentétes pólusokhoz való divergencia vége után a kromatidák megállnak. A kromoszómák dekondenzálódnak, vagyis megnő a méretük. Megkezdődik a leendő leánysejtek magmembránjainak rekonstrukciója. Az orsó mikrotubulusai eltűnnek. Magok képződnek, és az RNS szintézis újraindul.

Miután a genetikai információ felosztása befejeződött, citokinézis vagy citotómia következik be. Ez a kifejezés a leánysejttestek kialakulását jelenti az anyai testből. Ebben az esetben az organellumok általában felére oszlanak, bár kivételek lehetségesek egy szeptum. A citokinézis általában nem különül el, hanem a telofázis keretein belül történik.

Tehát a legérdekesebb folyamatok a kromoszómákat érintik, amelyek genetikai információt hordoznak. Mik ezek és miért olyan fontosak?

A kromoszómákról

Az emberek a genetikáról a legcsekélyebb fogalmuk nélkül is tudták, hogy az utódok számos tulajdonsága a szülőktől függ. A biológia fejlődésével nyilvánvalóvá vált, hogy minden sejtben elraktározódnak egy-egy élőlényről szóló információk, amelyek egy része továbbadódik a következő generációknak.

A 19. század végén kromoszómákat fedeztek fel - olyan struktúrákat, amelyek egy hosszú

DNS molekulák. Ez a mikroszkópok fejlesztésével vált lehetővé, és most is csak az osztás időszakában láthatóak. A felfedezés leggyakrabban W. Fleming német tudós nevéhez fűződik, aki nemcsak egyszerűsítette mindazt, amit előtte tanulmányozott, hanem saját maga is hozzájárult: az elsők között tanulmányozta a sejtszerkezetet, a meiózist és annak fázisait, és bevezette a „mitózis” kifejezést is. A „kromoszóma” fogalmát egy kicsit később javasolta egy másik tudós - G. Waldeyer német szövettan.

A jól látható kromoszómák szerkezete meglehetősen egyszerű - két kromatid, amelyeket középen centromer köt össze. Ez egy specifikus nukleotidszekvencia, és fontos szerepet játszik a sejtszaporodási folyamatban. Végső soron a kromoszóma profázisban és metafázisban, amikor a legjobban látható, az X betűhöz hasonlít.

1900-ban felfedezték az örökletes tulajdonságok átvitelét leíró elveket. Aztán végre világossá vált, hogy a kromoszómák pontosan azok, amelyeken keresztül a genetikai információ továbbítódik. Ezt követően a tudósok számos kísérletet végeztek ennek bizonyítására. Aztán a vizsgálat tárgya a sejtosztódás rájuk gyakorolt ​​hatása volt.

Meiosis

A mitózistól eltérően ez a mechanizmus végül két olyan sejt kialakulásához vezet, amelyek kromoszómakészlete kétszer kisebb, mint az eredeti. Így a meiózis folyamata átmenetként szolgál a diploid fázisból a haploid fázisba, és elsősorban

A sejtmag osztódásáról beszélünk, másodsorban pedig az egész sejt osztódásáról. A kromoszómák teljes készletének helyreállítása az ivarsejtek további fúziója eredményeként következik be. A kromoszómák számának csökkenése miatt ezt a módszert sejtosztódás csökkentésének is nevezik.

A meiózist és fázisait olyan híres tudósok tanulmányozták, mint V. Fleming, E. Strasburger, V. I. Belyaev és mások. Ennek a folyamatnak a tanulmányozása mind a növények, mind az állatok sejtjeiben még mindig folyamatban van – annyira összetett. Kezdetben ezt a folyamatot a mitózis egyik változatának tekintették, de szinte azonnal felfedezése után külön mechanizmusként azonosították. A meiózis jellemzőit és elméleti jelentőségét először August Weissmann írta le kellően még 1887-ben. Azóta a redukciós felosztás folyamatának vizsgálata nagyot haladt előre, de a levont következtetéseket még nem cáfolták.

A meiózist nem szabad összetéveszteni a gametogenezissel, bár mindkét folyamat szorosan összefügg. Mindkét mechanizmus részt vesz a csírasejtek kialakulásában, de számos komoly különbség van köztük. A meiózis az osztódás két szakaszában fordul elő, amelyek mindegyike 4 fő fázisból áll, köztük egy rövid szünettel. A teljes folyamat időtartama a sejtmagban lévő DNS mennyiségétől és a kromoszómális szerveződés szerkezetétől függ. Általában sokkal hosszabb a mitózishoz képest.

A jelentős fajdiverzitás egyik fő oka egyébként a meiózis. A redukciós osztódás eredményeként a kromoszómakészlet ketté válik, így új génkombinációk jelennek meg, amelyek elsősorban potenciálisan növelik az élőlények alkalmazkodó- és alkalmazkodóképességét, amelyek végső soron bizonyos tulajdonság- és minőségkészleteket kapnak.

A meiózis fázisai

Amint már említettük, a redukciós sejtosztódást hagyományosan két szakaszra osztják. Ezen szakaszok mindegyike további 4 szakaszra oszlik, és a meiózis első fázisa - az I. szakasz - további 5 szakaszra oszlik. Ennek a folyamatnak a tanulmányozása során a jövőben másokat is azonosíthatnak. Most a meiózis következő fázisait különböztetjük meg:

2. táblázat

Művésznév	Jellegzetes
Első osztály (csökkentés)
I. próféta
leptoten	Ezt a szakaszt másképpen vékony szálak szakaszának nevezik. A kromoszómák mikroszkóp alatt úgy néznek ki, mint egy kusza golyó. Néha a proleptoten megkülönböztethető, amikor az egyes szálakat még nehéz megkülönböztetni.
zigotén	A szálak egyesítésének szakasza. Homológ, azaz morfológiában és genetikában egymáshoz hasonló kromoszómapárok egyesülnek. A fúzió, azaz a konjugáció során bivalensek vagy tetradok képződnek. Így nevezik a kromoszómapárok meglehetősen stabil komplexeit.
pachytén	Vastag szálak szakasza. Ebben a szakaszban a kromoszómák spiráloznak és a DNS-replikáció befejeződik, chiasma képződik - a kromoszómák egyes részeinek érintkezési pontjai - kromatidák. Megtörténik az átkelés folyamata. A kromoszómák keresztezik egymást, és kicserélik a genetikai információkat.
diplotén	Kétszálú szakasznak is nevezik. A bivalensekben lévő homológ kromoszómák taszítják egymást, és csak a chiasmatában maradnak kapcsolatban.
diakinézis	Ebben a szakaszban a bivalensek szétszóródnak a mag perifériáján.
Metafázis I	A nukleáris héj megsemmisül, és hasadási orsó keletkezik. A bivalensek a sejt közepére mozognak, és az egyenlítői sík mentén sorakoznak.
Anafázis I	A bivalensek felbomlanak, majd a párból minden kromoszóma a sejt legközelebbi pólusához költözik. Nincs kromatidokra való szétválasztás.
Telofázis I	A kromoszóma szegregáció folyamata befejeződött. A leánysejtek külön magjai képződnek, mindegyik haploid halmazzal. A kromoszómák despirálnak és nukleáris burok képződik. Néha citokinézist figyelnek meg, vagyis magának a sejttestnek az osztódását.
Másodosztály (egyenlet)
Profázis II	A kromoszómák kondenzálódnak és a sejtközpont osztódik. A nukleáris membrán megsemmisül. Hasadási orsó keletkezik, amely merőleges az elsőre.
Metafázis II	Mindegyik leánysejtben a kromoszómák az Egyenlítő mentén sorakoznak. Mindegyik két kromatidból áll.
Anafázis II	Minden kromoszóma kromatidokra oszlik. Ezek a részek ellentétes pólusokba térnek el.
Telofázis II	A kapott egykromatid kromoszómák despiralizálódnak. A nukleáris burok kialakul.

Nyilvánvaló tehát, hogy a meiózis osztódási fázisai sokkal összetettebbek, mint a mitózis folyamata. De, mint már említettük, ez nem von le a közvetett osztódás biológiai szerepéből, mivel különböző funkciókat látnak el.

Egyébként egyes protozoonokban a meiózis és annak fázisai is megfigyelhetők. Általában azonban csak egy felosztást tartalmaz. Feltételezhető, hogy ez az egylépcsős forma később a modern kétlépcsős formává fejlődött.

A mitózis és a meiózis közötti különbségek és hasonlóságok

Első pillantásra úgy tűnik, hogy a különbségek e két folyamat között nyilvánvalóak, mert teljesen különböző mechanizmusokról van szó. Mélyebb elemzéssel azonban kiderül, hogy a mitózis és a meiózis közötti különbségek nem olyan globálisak, hanem új sejtek kialakulásához vezetnek.

Először is érdemes beszélni arról, hogy mi a közös ezekben a mechanizmusokban. Valójában csak két egybeesés van: ugyanabban a fázissorrendben, és abban is

A DNS-replikáció mindkét típusú osztódás előtt megtörténik. Bár, ami a meiózist illeti, ez a folyamat nem fejeződik be teljesen az I. próféza kezdete előtt, amely az első alszakaszok egyikénél ér véget. S bár a fázisok sorrendje hasonló, lényegében a bennük lezajló események nem teljesen esnek egybe. Tehát a mitózis és a meiózis között nem olyan sok a hasonlóság.

Sokkal több a különbség. Először is, a mitózis abban az időben fordul elő, miközben a meiózis szorosan összefügg a csírasejtek képződésével és a sporogenezissel. Magukban a fázisokban a folyamatok nem teljesen esnek egybe. Például a mitózisban való átkelés az interfázisban történik, és nem mindig. A második esetben ez a folyamat a meiózis anafázisával jár. A gének rekombinációja közvetett osztódásban általában nem következik be, ami azt jelenti, hogy nem játszik szerepet a szervezet evolúciós fejlődésében és az intraspecifikus diverzitás fenntartásában. A mitózisból származó sejtek száma kettő, ezek genetikailag azonosak az anyával, és diploid kromoszómakészlettel rendelkeznek. A redukciós felosztás során minden más. A meiózis eredménye 4 különbözik az anyaitól. Ráadásul mindkét mechanizmus időtartama jelentősen eltér, és ez nem csak a felosztási szakaszok számának különbségéből adódik, hanem az egyes szakaszok időtartamából is. Például a meiózis első profázisa sokkal tovább tart, mert ekkor történik a kromoszómakonjugáció és a keresztezés. Ezért további szakaszokra oszlik.

Általánosságban elmondható, hogy a mitózis és a meiózis közötti hasonlóságok meglehetősen csekélyek az egymástól való különbségekhez képest. Ezeket a folyamatokat szinte lehetetlen összekeverni. Ezért most némileg meglepő, hogy a redukciós osztódást korábban a mitózis egyik típusának tekintették.

A meiózis következményei

Mint már említettük, a redukciós osztódási folyamat befejezése után a diploid kromoszómakészlettel rendelkező anyasejt helyett négy haploid képződik. És ha a mitózis és a meiózis közötti különbségekről beszélünk, akkor ez a legjelentősebb. A szükséges mennyiség helyreállítása, ha csírasejtekről van szó, a megtermékenyítés után következik be. Így minden új generációval a kromoszómák száma nem duplázódik meg.

Ezenkívül a meiózis során a szaporodási folyamat során ez a fajon belüli sokféleség fenntartásához vezet. Tehát az a tény, hogy néha még a testvérek is nagyon különböznek egymástól, pontosan a meiózis eredménye.

Egyébként az állatvilágban egyes hibridek sterilitása is a redukciós osztódás problémája. Az a tény, hogy a különböző fajokhoz tartozó szülők kromoszómái nem léphetnek konjugációba, ami azt jelenti, hogy a teljes értékű, életképes csírasejtek képződése lehetetlen. Így az állatok, növények és más szervezetek evolúciós fejlődésének hátterében a meiózis áll.

A meiózis a szexuális érés zónájának megosztottsága sejteket, amit a kromoszómák számának felére csökkenése kísér. Két egymást követő felosztásból áll, amelyeknek ugyanazok a fázisai, mint a mitózisnak. A "Mitózis és meiózis összehasonlítása" táblázatban azonban látható, hogy az egyes fázisok és a bennük lezajló folyamatok időtartama jelentősen eltér a mitózis során lezajló folyamatoktól.

Ezek a különbségek főként a következők.

A meiózisban az I. prófázis hosszabb. Konjugáció (homológ kromoszómák összekapcsolása) és genetikai információcsere történik benne. Az I. anafázisban a kromatidákat összefogó centromerek nem osztódnak, és a homologmeiózis egyike, a mitózis és a mitózis fázisai, valamint a tojáskromoszómák a pólusokra költözik. A második osztódás előtti interfázis nagyon rövid, amely alatt a DNS nem szintetizálódik. A két meiotikus osztódás eredményeként létrejövő sejtek (halitok) haploid (egyetlen) kromoszómakészletet tartalmaznak. A diploidiát két sejt – anyai és apai – fúziója állítja helyre. A megtermékenyített tojást zigótának nevezik.

A mitózis vagy közvetett osztódás a természetben a legelterjedtebb. A mitózis az összes nem szexuális megosztottságának az alapja sejteket(hám, izom, ideg, csont stb.). A mitózis négy egymást követő fázisból áll (lásd az alábbi táblázatot). A mitózis biztosítja, hogy a szülősejt genetikai információi egyenletesen oszlanak el a leánysejtek között. A sejtélet két mitózis közötti időszakát interfázisnak nevezzük. Tízszer hosszabb, mint a mitózis. A sejtosztódás előtt számos nagyon fontos folyamat játszódik le benne: ATP molekulák szintetizálódnak, ill. fehérjék, minden kromoszóma megduplázódik, két testvérkromatidot képezve, amelyeket egy közös centromer tart össze, és a citoplazma fő organellumainak száma megnő.

A profázisban a kromoszómák, amelyek két testvérkromatidból állnak, amelyeket a centroméra tart össze, spirálszerűen megvastagodnak. A profázis végére a sejtmag membránja és a magvak eltűnnek, a kromoszómák szétszóródnak a sejtben, a centriolok a pólusok felé mozognak és orsót alkotnak. A metafázisban a kromoszómák további spiralizációja következik be. Ebben a fázisban láthatók a legtisztábban. Centromereik az egyenlítő mentén helyezkednek el. Az orsómenetek hozzájuk vannak rögzítve.

Az anafázisban a centromerek osztódnak, a testvérkromatidák elválnak egymástól, és az orsószálak összehúzódása miatt a sejt ellentétes pólusaira költöznek.

A telofázisban a citoplazma osztódik, a kromoszómák letekercselődnek, és újra nukleolusok és magmembránok keletkeznek. Az állati sejtekben a citoplazma a növényi sejtekben összefűződik, az anyasejt közepén septum képződik. Tehát egy eredeti sejtből (anya) két új leánysejt képződik.

Meiózis és mitózis

táblázat - A mitózis és a meiózis összehasonlítása

		1 osztás	2 osztás
Interfázis	2n. kromoszómakészlet A fehérjék, az ATP és más szerves anyagok intenzív szintézise folyik A kromoszómák megkettőződnek, mindegyik két testvérkromatidból áll, amelyeket egy közös centromer tart össze.	Kromoszómakészlet 2n Ugyanazok a folyamatok figyelhetők meg, mint a mitózisban, de hosszabb ideig, különösen a peték képződése során.	A kromoszómák halmaza haploid (n). Nincs szerves anyagok szintézise.
	Rövid életű, kromoszóma spiralizáció következik be, a magmembrán és a sejtmag eltűnik, orsó képződik	Továbbtartó. A fázis elején ugyanazok a folyamatok mennek végbe, mint a mitózisban. Ezen túlmenően kromoszómakonjugáció is megtörténik, melynek során a homológ kromoszómák teljes hosszukban összeérnek és megcsavarodnak. Ebben az esetben genetikai információcsere történhet (kromoszómák keresztezése) - átkelés. Ezután a kromoszómák szétválnak.	Rövid;
Metafázis	ugyanazok a folyamatok, mint a mitózisban, de n kromoszómával.	A kromoszómák további spiralizációja következik be, centromereik az egyenlítő mentén helyezkednek el.
	A mitózishoz hasonló folyamatok mennek végbe.	A testvérkromatidákat összefogó centromerek szétválnak, mindegyik új kromoszómává válik és ellentétes pólusokra költözik.	A centromerek nem osztódnak. Az egyik homológ kromoszóma, amely két kromatidából áll, amelyeket egy közös centromer tart össze, és ellentétes pólusokra távozik.
Telofázis	Ugyanaz történik, mint a mitózisban, de n kromoszómával.	A citoplazma osztódik, két leánysejt képződik, mindegyik diploid kromoszómakészlettel. Az orsó eltűnik, és nukleolusok képződnek.	Nem tart sokáig A homológ kromoszómák különböző sejtekbe kerülnek haploid kromoszómakészlettel. A citoplazma nem mindig osztódik.

A citoplazma osztódik. Két meiotikus osztódás után 4 sejt képződik haploid kromoszómakészlettel. Sejtciklus

- ez a sejt fennállásának időszaka az anyasejt osztódásával való kialakulásának pillanatától a saját osztódásáig. A sejtciklus időtartama

A sejtciklus hossza a különböző sejtekben eltérő. A felnőtt szervezetek gyorsan szaporodó sejtjei, például az epidermisz és a vékonybél hematopoietikus vagy bazális sejtjei, 12-36 óránként beléphetnek a sejtciklusba, amikor a tojásokat gyorsan összetörik tüskésbőrűek, kétéltűekés más állatok. Kísérleti körülmények között sok sejttenyésztő vonalnak rövid a sejtciklusa (körülbelül 20 óra). A legtöbb aktívan osztódó sejtnél a közötti időszak időtartama mitózisok körülbelül 10-24 óra.

Sejtciklus fázisai A sejtciklus időtartama

A citoplazma osztódik. Két meiotikus osztódás után 4 sejt képződik haploid kromoszómakészlettel.A sejtciklus időtartama két időszakból áll:

A sejtnövekedés időszaka, az úgynevezett " interfázis", amely során szintézis megy végbe DNSÉs fehérjékés a sejtosztódás előkészítését végzik.

A sejtosztódás időszaka, az úgynevezett „M fázis” (a mitózis szóból - mitózis).

Az interfázis több szakaszból áll:

G 1 - fázisok(tól től angol rés- intervallum), vagy fázis kezdeti növekedés, melynek során szintézis megy végbe mRNS, fehérjék, egyéb sejtkomponensek;

S- fázisok(tól től angol szintézis- szintézis), amely alatt megyDNS replikáció sejtmag , duplázódás is előfordul centriolák(persze ha léteznek).

G 2 - szakasz, amelynek során előkészületekmitózis .

Azokban a differenciált sejtekben, amelyek már nem osztódnak, előfordulhat, hogy nincs G 1 fázis a sejtciklusban. Ilyen sejtek találhatók G nyugalmi fázis 0 .

Időszaksejtosztódás (M fázis) két szakaszból áll:

-mitózis(a sejtmag osztódása);

-citokinézis(citoplazma osztódás).

viszont mitózis öt szakaszra oszlik.

A sejtosztódás leírása fénymikroszkópos adatokon, mikrocines fényképezéssel kombinálva és az eredményeken alapul fényÉs elektronikus mikroszkópia fixált és festett sejteket.

Sejtciklus szabályozás

A sejtciklus periódusaiban bekövetkező változások természetes sorrendje az ilyenek kölcsönhatása révén jön létre fehérjék, Hogyan ciklinfüggő kinázokÉs ciklinek. Sejtek, amelyek a G 0 fázisban vannak, bejuthatnak a sejtciklusba, ha ki vannak téve növekedési tényezők. Különféle növekedési tényezők, mint pl vérlemezke, epidermális, idegi növekedési faktor, kötődése annak receptorok, intracelluláris jelátviteli kaszkádot indítanak el, ami végül a átiratok gének ciklinekÉs ciklinfüggő kinázok. Ciklinfüggő kinázok csak akkor válnak aktívvá, ha interakcióba lépnek a megfelelővel ciklinek. Különféle tartalmak ciklinek V ketrec változások a sejtciklus során. Cyclin a ciklin-ciklin-függő kináz komplex szabályozó komponense. Kináz ennek a komplexnek a katalitikus komponense is. Kinázok nélkül nem aktív ciklinek. A sejtciklus különböző szakaszaiban szintetizálódnak különböző ciklinek. Igen, tartalom ciklin Kuka petesejtek békák pillanatnyilag eléri a maximumát mitózis amikor a reakciók teljes kaszkádja beindul foszforiláció, amelyet a ciklin B/ciklin-dependens kináz komplex katalizál. A mitózis végére a ciklint a proteinázok gyorsan elpusztítják.

Sejtciklus-ellenőrző pontok

A sejtciklus egyes fázisainak befejeződésének meghatározásához ellenőrzőpontok megléte szükséges. Ha a cella „áthalad” az ellenőrzőponton, akkor továbbra is „halad” a sejtcikluson. Ha bizonyos körülmények, mint például a DNS károsodás, megakadályozzák, hogy a sejt áthaladjon egy ellenőrzőponton, ami egyfajta ellenőrzőponthoz hasonlítható, akkor a sejt leáll, és a sejtciklus újabb fázisa nem következik be, legalábbis addig, amíg az akadályokat el nem távolítják. , ami megakadályozza, hogy a cella áthaladjon az ellenőrzőponton. A sejtciklusban legalább négy ellenőrzőpont van: egy ellenőrzőpont a G1-ben, amely ellenőrzi az ép DNS-t az S-fázisba lépés előtt, egy ellenőrzőpont az S-fázisban, amely ellenőrzi a helyes DNS-replikációt, egy ellenőrzőpont a G2-ben, amely ellenőrzi, hogy nem hiányzott-e elváltozás, amikor áthaladva a korábbi ellenőrzési pontokon, vagy a sejtciklus következő szakaszaiban megszerzett. A G2 fázisban a DNS-replikáció teljességét detektálják, és azok a sejtek, amelyekben a DNS alulreplikálódik, nem lépnek be mitózisba. Az orsó összeállítási ellenőrzőpontján ellenőrzik, hogy minden kinetochore rögzítve van-e a mikrotubulusokhoz.

Sejtcikluszavarok és daganatképződés

A p53 fehérje szintézisének növekedése a p21 fehérje szintézisének indukciójához vezet, amely egy sejtciklus-gátló.

A normál sejtciklus szabályozásának megzavarása a legtöbb szolid daganat oka. A sejtciklusban, mint már említettük, az ellenőrző pontokon való áthaladás csak akkor lehetséges, ha az előző szakaszokat megfelelően teljesítik, és nincsenek meghibásodások. A daganatsejteket a sejtciklus-ellenőrző pontok összetevőinek változásai jellemzik. Amikor a sejtciklus-ellenőrző pontokat inaktiválják, bizonyos tumorszuppresszorok és proto-onkogének működési zavarai figyelhetők meg, különösen p53, pRb, MycÉs Ras. A p53 fehérje az egyik olyan transzkripciós faktor, amely elindítja a fehérjeszintézist p21, amely a CDK-ciklin komplex inhibitora, ami sejtciklus leálláshoz vezet a G1 és G2 periódusban. Így az a sejt, amelynek DNS-e sérült, nem kerül S-fázisba. A p53 fehérje gének elvesztéséhez vezető mutációknál, vagy azok változásainál a sejtciklus blokkolása nem következik be, a sejtek mitózisba lépnek, ami mutáns sejtek megjelenéséhez vezet, amelyek többsége életképtelen, mások pedig okot adnak. rosszindulatú sejtekhez.

Sejtosztódás

Minden sejt a szülősejtek osztódásával jelenik meg. A legtöbb sejtnek van egy sejtciklusa, amely két fő szakaszból áll: interfázisból és mitózisból.

Interfázis három szakaszból áll. A születés után 4-8 órán belül a sejt megnöveli tömegét. Egyes sejtek (például az agy idegsejtjei) örökre ebben a stádiumban maradnak, míg mások 6-9 órán belül megduplázzák kromoszómális DNS-üket. Amikor a sejttömeg megduplázódik, elkezdődik mitózis.

Folyamatban anafázis a kromoszómák a sejt pólusaira költöznek. Amikor a kromoszómák elérik a pólusokat, akkor kezdődik telofázis. A sejt az egyenlítői síkban kétfelé osztódik, az orsószálak elpusztulnak, a kromoszómák körül magmembránok képződnek. Minden leánysejt megkapja a saját kromoszómakészletét, és visszatér az interfázis stádiumába. Az egész folyamat körülbelül egy órát vesz igénybe.

A mitózis folyamata a sejt típusától függően változhat. A növényi sejtben nincsenek centriolák, bár orsó képződik. A gombasejtekben a sejtmag belsejében a mitózis nem bomlik fel.

A kromoszómák jelenléte nem szükséges feltétele a sejtosztódásnak. Másrészt egy vagy több mitózis leállhat a telofázis szakaszában, ami többmagvú sejteket eredményez (például egyes algákban).

A mitózissal történő szaporodást ivartalannak vagy vegetatívnak is nevezik klónozás. A mitózisban a szülő- és a leánysejtek genetikai anyaga azonos.

Meiosis, ellentétben a mitózissal, fontos elem szexuális szaporodás. A meiózis olyan sejteket termel, amelyek csak egy kromoszómakészletet tartalmaznak, ami lehetővé teszi két szülő ivarsejtjeinek (ivarsejtjeinek) későbbi fúzióját. Lényegében a meiózis a mitózis egyik fajtája. Két egymást követő sejtosztódást foglal magában, de a kromoszómák csak az első osztódásban duplikálódnak. A meiózis biológiai lényege, hogy felére csökkenti a kromoszómák számát, és haploid ivarsejteket (vagyis egy kromoszómakészlettel rendelkező ivarsejteket) képez.

Az állatok meiotikus osztódása következtében négy képződik ivarsejtek. Ha a hím reproduktív sejtek megközelítőleg azonos méretűek, akkor a tojások kialakulásakor a citoplazma eloszlása ​​nagyon egyenetlen: az egyik sejt nagy marad, a másik három pedig olyan kicsi, hogy szinte teljes egészében a sejtmag foglalja el őket. Ezek a kis sejtek csak a felesleges genetikai anyag elhelyezésére szolgálnak.

A hím és nőstény ivarsejtek összeolvadnak zigóta. Ebben az esetben a kromoszómakészleteket kombinálják (ezt a folyamatot ún szingámia), melynek eredményeként a zigótában kettős kromoszómakészlet áll helyre – minden szülőtől egy-egy. A kromoszómák véletlenszerű szegregációja és a genetikai anyag homológ kromoszómák közötti cseréje új génkombinációk megjelenéséhez vezet, növelve a genetikai diverzitást. A létrejövő zigóta önálló szervezetté fejlődik.

A közelmúltban kísérleteket végeztek azonos vagy különböző fajok sejtjeinek mesterséges fúziójával. A sejtek külső felületeit összeragasztották, a köztük lévő membrán tönkrement. Ily módon lehetőség nyílt egy egér és egy csirke, egy ember és egy egér hibrid sejtjeinek előállítására. Az ezt követő osztódások során azonban a sejtek elvesztették az egyik faj kromoszómáinak nagy részét.

Más kísérletekben a sejtet olyan összetevőkre osztották, mint a sejtmag, a citoplazma és a membrán. A különböző sejtek komponenseit ezután újra összerakták, így egy élő sejt jött létre, amely különböző típusú sejtek összetevőiből állt. Elvileg a mesterséges sejtek összeállításával kapcsolatos kísérletek jelenthetik az első lépést az új életformák létrehozása felé.

A kromoszómák számának felére csökkenése kíséri. Két egymást követő felosztásból áll, amelyeknek ugyanazok a fázisai, mint a mitózisnak. Amint azonban az ábrán látható táblázat „A mitózis és a meiózis összehasonlítása”, az egyes fázisok időtartama és a bennük lezajló folyamatok jelentősen eltérnek a mitózis során lezajló folyamatoktól.

Ezek a különbségek főként a következők.

Meiózisban Prófázis I továbbtartó. Mi történik benne konjugáció(homológ kromoszómák kapcsolódása) és genetikai információcsere. Anafázisban I centromerek, összetartja a kromatidákat, ne oszd meg, és a mitózis és a tojás kromoszómáinak egyik homologmeiózisa a pólusokra kerül. Interfázis a másodosztály előtt nagyon rövid, benne A DNS nem szintetizálódik. Cellák ( haliták), amelyek két meiotikus osztódás eredményeként képződnek, haploid (egyetlen) kromoszómakészletet tartalmaznak. A diploidiát két sejt – anyai és apai – fúziója állítja helyre. A megtermékenyített tojást ún zigóta.

Mitózis és fázisai

Mitózis, ill közvetett felosztás, a természetben a legszélesebb körben elterjedt. A mitózis az összes nem reproduktív sejt (hám-, izom-, ideg-, csont- stb.) osztódásának hátterében áll. Mitózis négy egymást követő fázisból áll (lásd az alábbi táblázatot). A mitózisnak köszönhetően biztosított a szülősejt genetikai információinak egyenletes eloszlása ​​a leánysejtek között. A sejtélet két mitózis közötti időszakát ún interfázis. Tízszer hosszabb, mint a mitózis. A sejtosztódás előtt számos nagyon fontos folyamat játszódik le benne: ATP- és fehérjemolekulák szintetizálódnak, minden kromoszóma megduplázódik, kettőt alkotva. testvérkromatidák, amit egy közös tart össze centromer, növekszik a citoplazma fő organellumainak száma.

Prófázisban spirál és ennek eredményeként a kromoszómák megvastagodnak, amely két testvérkromatidból áll, amelyeket egy centromer tart össze. A profázis végére a nukleáris membrán és a sejtmagok eltűnnek, a kromoszómák szétszóródnak a sejtben, a centriolok a pólusok felé mozognak és kialakulnak orsó. A metafázisban a kromoszómák további spiralizációja következik be. Ebben a fázisban láthatók a legtisztábban. Centromereik az egyenlítő mentén helyezkednek el. Az orsómenetek hozzájuk vannak rögzítve.

Anafázisban A Centromerek osztódnak, a testvérkromatidák elválnak egymástól, és az orsószálak összehúzódása miatt a sejt ellentétes pólusaira költöznek.

Telofázisban A citoplazma osztódik, a kromoszómák letekerednek, és újra nukleolusok és magmembránok képződnek. Állati sejtekben a citoplazma csipkés, üzemben- az anyasejt közepén septum képződik. Tehát egy eredeti sejtből (anya) két új leánysejt képződik.

táblázat - A mitózis és a meiózis összehasonlítása

Fázis	Mitózis	Meiosis
		1 osztás	2 osztás
Interfázis	2n. kromoszómakészlet. A fehérjék, az ATP és más szerves anyagok intenzív szintézise folyik. A kromoszómák megkettőződnek, mindegyik két testvérkromatidból áll, amelyeket egy közös centromer tart össze.	Kromoszómakészlet 2n Ugyanazok a folyamatok figyelhetők meg, mint a mitózisban, de hosszabb ideig, különösen a peték képződése során.	A kromoszómák halmaza haploid (n). Nincs szerves anyagok szintézise.
Prophase	Rövid életű, a kromoszómák spiralizálódnak, a magmembrán és a sejtmag eltűnik, hasadási orsó képződik.	Továbbtartó. A fázis elején ugyanazok a folyamatok mennek végbe, mint a mitózisban. Ezen túlmenően kromoszómakonjugáció is megtörténik, melynek során a homológ kromoszómák teljes hosszukban összeérnek és megcsavarodnak. Ebben az esetben előfordulhat genetikai információcsere (kromoszómák keresztezése) - átkelés. Ezután a kromoszómák szétválnak.	Rövid; ugyanazok a folyamatok, mint a mitózisban, de n kromoszómával.
Metafázis	A kromoszómák további spiralizációja következik be, centromereik az egyenlítő mentén helyezkednek el.	A mitózishoz hasonló folyamatok mennek végbe.
Anafázis	A testvérkromatidákat összefogó centromerek szétválnak, mindegyik új kromoszómává válik és ellentétes pólusokra költözik.	A centromerek nem osztódnak. Az egyik homológ kromoszóma, amely két kromatidából áll, amelyeket egy közös centromer tart össze, és ellentétes pólusokra távozik.	Ugyanaz történik, mint a mitózisban, de n kromoszómával.
Telofázis	A citoplazma osztódik, két leánysejt képződik, mindegyik diploid kromoszómakészlettel. Az orsó eltűnik, és nukleolusok képződnek.	Nem tart sokáig A homológ kromoszómák különböző sejtekbe kerülnek haploid kromoszómakészlettel. A citoplazma nem mindig osztódik.	A citoplazma osztódik. Két meiotikus osztódás után 4 sejt képződik haploid kromoszómakészlettel.

Összehasonlító táblázat a mitózis és a meiózis között.