Mitoza składa się z 4 faz. Mitoza, cykl komórkowy. Nietypowe formy mitozy

Mitoza- jest to podział komórkowy, podczas którego komórki potomne są genetycznie identyczne z matką i między sobą. Oznacza to, że podczas mitozy chromosomy są podwajane i rozdzielane pomiędzy komórki potomne, tak że każda otrzymuje jedną chromatydę z każdego chromosomu.

Istnieje kilka etapów (faz) mitozy. Jednak sama mitoza jest poprzedzona długą interfaza. Mitoza i interfaza razem tworzą cykl komórkowy. Podczas interfazy komórka rośnie, tworzą się w niej organelle i aktywnie trwają procesy syntezy. Podczas syntetycznego okresu interfazy DNA ulega reduplikacji, tj. podwojeniu.

Po zduplikowaniu chromatyd pozostają one połączone w regionie centromery, tj. chromosom składa się z dwóch chromatyd.

Sama mitoza ma zwykle cztery główne etapy (czasami więcej).

Pierwszym etapem mitozy jest profaza. W tej fazie chromosomy skręcają się i przyjmują zwarty, skręcony kształt. Z tego powodu procesy syntezy RNA stają się niemożliwe. Jąderka zanikają, co oznacza, że ​​nie tworzą się również rybosomy, czyli procesy syntetyczne w komórce zostają zawieszone. Centriole rozchodzą się do biegunów (do różnych końców) komórki i zaczyna tworzyć się wrzeciono podziału. Pod koniec profazy otoczka jądrowa ulega rozpadowi.

Prometafaza- To etap, który nie zawsze jest izolowany osobno. Zachodzące w nim procesy można przypisać późnej profazie lub wczesnej metafazie. W prometafazie chromosomy znajdują się w cytoplazmie i poruszają się losowo wokół komórki, aż łączą się z nicią wrzeciona w obszarze centromeru.

Włókno jest mikrotubulą zbudowaną z białka tubuliny. Rośnie poprzez przyłączanie nowych podjednostek tubuliny. W tym przypadku chromosom oddala się od bieguna. Od strony drugiego słupa mocuje się do niego również gwint trzpienia i jednocześnie odpycha go od słupa.

Drugi etap mitozy – metafaza. Wszystkie chromosomy znajdują się w pobliżu równika komórki. Do ich centromerów przyczepione są dwa włókna wrzeciona. W mitozie metafaza jest najdłuższym etapem.

Trzeci etap mitozy to anafaza. W tej fazie chromatydy każdego chromosomu oddzielają się od siebie i dzięki ciągnącym je nitkom wrzecion przemieszczają się do różnych biegunów. Mikrotubule już nie rosną, ale się rozpadają. Anafaza jest dość szybką fazą mitozy. Kiedy chromosomy się rozchodzą, organelle komórkowe w mniej więcej równych ilościach również rozchodzą się bliżej biegunów.

Czwarty etap mitozy to telofaza- pod wieloma względami przeciwieństwo profazy. Chromatydy gromadzą się na biegunach komórek i rozwijają się, tj. Desspiralnie. Wokół nich tworzą się błony jądrowe. Tworzą się jądra i rozpoczyna się synteza RNA. Wrzeciono rozszczepienia zaczyna się zapadać. Następnie cytoplazma dzieli się - cytokineza. W komórkach zwierzęcych następuje to w wyniku inwazji błony i powstania zwężenia. W komórkach roślinnych błona zaczyna tworzyć się wewnętrznie w płaszczyźnie równikowej i przechodzi na obrzeże.

Mitoza. Tabela

Faza	Procesy
Profaza	Spiralizacja chromosomów. Zanik jąder. Rozpad powłoki jądrowej. Początek formowania się wrzeciona.
Prometafaza	Przyłączenie chromosomów do nici wrzeciona i ich ruch do płaszczyzny równikowej komórki.
Metafaza	Każdy chromosom jest stabilizowany w płaszczyźnie równikowej przez dwie nici pochodzące z różnych biegunów.
Anafaza	Złamane centromery chromosomowe. Każda chromatyda staje się niezależnym chromosomem. Chromatydy siostrzane przemieszczają się do różnych biegunów komórki.
Telofaza	Despiralizacja chromosomów i wznowienie procesów syntetycznych w komórce. Tworzenie jąder i błony jądrowej. Zniszczenie wrzeciona rozszczepienia. Duplikacja centrioli. Cytokineza to podział ciała komórkowego na dwie części.

Faza G1 charakteryzuje się wznowieniem intensywnych procesów biosyntezy, które w czasie mitozy gwałtownie spowalniają, a na krótki czas w trakcie cytokinezy całkowicie zanikają. W tej fazie całkowita zawartość białka stale wzrasta. Dla większości komórek w fazie G1 występuje punkt krytyczny, tzw. punkt restrykcyjny. Podczas jego przejścia w komórce zachodzą zmiany wewnętrzne, po których komórka musi przejść wszystkie kolejne fazy cyklu komórkowego. Granicę pomiędzy fazami S i G2 wyznacza pojawienie się substancji – aktywatora fazy S.

Fazę G2 uważa się za okres przygotowania komórki do rozpoczęcia mitozy. Jego czas trwania jest krótszy niż w przypadku pozostałych okresów. Zachodzi w nim synteza białek rozszczepienia (tubuliny) i obserwuje się fosforylację białek biorących udział w kondensacji chromatyny.

Profaza

Podczas profazy zachodzą dwa równoległe procesy. Jest to stopniowa kondensacja chromatyny, pojawienie się wyraźnie widocznych chromosomów i rozpad jąderka, a także utworzenie wrzeciona, które zapewnia prawidłowy rozkład chromosomów pomiędzy komórkami potomnymi. Te dwa procesy oddzielone są przestrzennie otoczką jądrową, która utrzymuje się przez całą profazę i ulega zniszczeniu dopiero na jej końcu. Centrum organizacji mikrotubul w większości komórek zwierzęcych i niektórych roślinnych jest centrum komórkowe lub centrosomem. W komórce międzyfazowej znajduje się z boku jądra. W centralnej części centrosomu znajdują się dwie centriole, zanurzone w jego materiale pod kątem prostym względem siebie. Liczne rurki utworzone przez tubulinę białkową rozciągają się od obwodowej części centrosomu. Występują także w komórce interfazowej, tworząc w niej cytoszkielet. Mikrotubule znajdują się w stanie bardzo szybkiego montażu i demontażu. Są niestabilne, a ich tablica jest stale aktualizowana. Na przykład w komórkach fibroblastów w hodowli in vitro średni czas życia mikrotubul wynosi mniej niż 10 minut. Na początku mitozy mikrotubule cytoplazmy rozpadają się, a następnie rozpoczyna się ich odbudowa. Najpierw pojawiają się w strefie okołojądrowej, tworząc promienną strukturę - gwiazdę. Centrum jego powstania jest centrosomem. Mikrotubule są strukturami polarnymi, ponieważ cząsteczki tubuliny, z których powstają, są zorientowane w określony sposób. Jeden koniec wydłuża się trzy razy szybciej niż pozostałe. Szybko rosnące końce nazywane są końcami plusowymi, wolno rosnące końce nazywane są końcami minusowymi. Dodatkowo końce są skierowane do przodu w kierunku wzrostu. Centriola to mała cylindryczna organella o grubości około 0,2 µm i długości 0,4 µm. Jego ściana jest utworzona przez dziewięć grup trójek kanalików. W trójce jedna rura jest kompletna, a dwie sąsiadujące z nią są niekompletne. Każda trójka jest nachylona w kierunku osi środkowej. Sąsiednie trójki są ze sobą połączone wiązaniami poprzecznymi. Nowe centriole powstają jedynie poprzez powielanie istniejących. Proces ten pokrywa się z czasem syntezy DNA w fazie S. W okresie G1 centriole tworzące parę oddalają się od siebie o kilka mikronów. Następnie na każdej z centrioli, w jej środkowej części, pod kątem prostym zbudowana jest centriola potomna. Wzrost centrioli potomnych kończy się w fazie G2, ale nadal są one zanurzone w pojedynczej masie materiału centrosomalnego. Na początku profazy każda para centrioli staje się częścią oddzielnego centrosomu, z którego wystaje promienista wiązka mikrotubul, zwana gwiazdą. Powstałe gwiazdy oddalają się od siebie po dwóch stronach jądra, stając się następnie biegunami wrzeciona rozszczepienia.

Metafaza

Prometafaza rozpoczyna się od szybkiego rozpadu otoczki jądrowej na fragmenty błony nie do odróżnienia od fragmentów EPS. Są one przenoszone na obrzeża komórki przez chromosomy i wrzeciona. Na centromerach chromosomów tworzy się kompleks białkowy, który na zdjęciach elektronicznych wygląda jak lamelarna struktura trójwarstwowa - kinetochor. Obie chromatydy niosą jeden kinetochor, do którego przyczepione są mikrotubule białkowe wrzeciona. Stosując metody genetyki molekularnej stwierdzono, że informacja określająca specyficzny projekt kinetochorów zawarta jest w sekwencji nukleotydowej DNA w regionie centromeru. Bardzo ważną rolę odgrywają mikrotubule wrzeciona przyczepione do kinetochorów chromosomu, po pierwsze orientują każdy chromosom względem wrzeciona tak, aby jego dwa kinetochory były zwrócone w stronę przeciwnych biegunów komórki. Po drugie, mikrotubule przesuwają chromosomy tak, że ich centromery znajdują się w płaszczyźnie równika komórki. Proces ten w komórkach ssaków trwa od 10 do 20 minut i kończy się pod koniec prometafazy. Liczba mikrotubul związanych z każdym kinetochorem różni się w zależności od gatunku. U ludzi jest ich od 20 do 40, u drożdży - 1. Plusowe końce mikrotubul są powiązane z chromosomami. Oprócz mikrotubul kinetochorowych wrzeciono zawiera również mikrotubule polarne, które rozciągają się od przeciwległych biegunów i są zszyte na równiku specjalnymi białkami. Mikrotubule wystające z centrosomu i nie należące do wrzeciona nazywane są astralnymi i tworzą gwiazdę.

Metafaza. Zajmuje znaczną część mitozy. Można go łatwo rozpoznać po dwóch cechach: dwubiegunowej strukturze wrzeciona i metafazowej płytce chromosomowej. Jest to stosunkowo stabilny stan komórek; wiele komórek można pozostawić w metafazie na kilka godzin lub dni, jeśli zostaną potraktowane substancjami depolimeryzującymi rurki wrzeciona. Po usunięciu środka wrzeciono mitotyczne może się zregenerować, a komórka może zakończyć mitozę.

Anafaza

Anafaza rozpoczyna się od szybkiego synchronicznego podziału wszystkich chromosomów na chromatydy siostrzane, z których każda ma swój własny kinetochor. Podział chromosomów na chromatydy jest związany z replikacją DNA w regionie centromeru. Replikacja tak małego obszaru następuje w ciągu kilku sekund. Sygnał do rozpoczęcia anafazy pochodzi z cytozolu i wiąże się z krótkotrwałym, szybkim wzrostem stężenia jonów wapnia, 10-krotnym. Mikroskopia elektronowa wykazała, że ​​na biegunach wrzeciona gromadzą się pęcherzyki błonowe bogate w wapń. W odpowiedzi na sygnał anafazy chromatydy siostrzane zaczynają przesuwać się w stronę biegunów. Wiąże się to najpierw ze skracaniem rurek kinetochorowych (anafaza A), a następnie z odsuwaniem się samych biegunów, co wiąże się z wydłużaniem mikrotubul polarnych (anafaza B). Procesy te są stosunkowo niezależne, na co wskazuje różna wrażliwość na trucizny. W różnych organizmach udział anafazy A i anafazy B w końcowej segregacji chromosomów jest różny. Na przykład w komórkach ssaków anafaza B rozpoczyna się po anafazie A i kończy, gdy wrzeciono osiąga długość 1,5-2 razy większą niż w metafazie. U pierwotniaków dominuje anafaza B, powodująca 15-krotne wydłużenie wrzeciona. Skrócenie rurek kinetochorowych następuje poprzez ich depolimeryzację. Podjednostki są tracone od końca plusowego, tj. od strony kinetochora, w efekcie kinetochor przemieszcza się wraz z chromosomem do bieguna. Jeśli chodzi o mikrotubule biegunowe. Następnie w anafazie łączą się i wydłużają w miarę rozchodzenia się biegunów. Pod koniec anafazy chromosomy są całkowicie rozdzielone na dwie identyczne grupy na biegunach komórki.

Podziały jądrowe i cytoplazmatyczne są ze sobą powiązane. Wrzeciono mitotyczne odgrywa ważną rolę. W komórkach zwierzęcych, już w anafazie, w płaszczyźnie równika wrzecionowego pojawia się bruzda szczelinowa. Jest ułożony pod kątem prostym do długiej osi wrzeciona mitotycznego. Tworzenie się bruzdy spowodowane jest działaniem pierścienia kurczliwego, który znajduje się pod błoną komórkową. Składa się z najcieńszych nici - włókien aktynowych. Pierścień kurczliwy ma wystarczającą siłę, aby zgiąć cienką szklaną igłę wprowadzoną do ogniwa. W miarę pogłębiania się rowka grubość kurczliwego pierścienia nie wzrasta, ponieważ część włókien ginie wraz ze zmniejszaniem się jego promienia. Po zakończeniu cytokinezy pierścień kurczliwy ulega całkowitemu rozpadowi, a błona plazmatyczna w obszarze bruzdy bruzdowej kurczy się. Przez pewien czas w strefie kontaktu nowo powstałych komórek pozostaje skupisko pozostałości ściśle upakowanych mikrotubul. W komórkach roślinnych, które mają sztywną ścianę komórkową, cytoplazma jest podzielona przez utworzenie nowej ściany na granicy komórek potomnych. Komórki roślinne nie mają pierścienia kurczliwego. Fragmoplast tworzy się w płaszczyźnie równikowej komórki, stopniowo rozszerzając się od środka komórki na jej obrzeża, aż rosnąca płytka komórkowa dotrze do błony komórkowej komórki macierzystej. Błony łączą się, całkowicie oddzielając powstałe komórki.

Wzrost i rozwój organizmów żywych nie jest możliwy bez procesów podziału komórek. Jednym z nich jest mitoza – proces podziału komórek eukariotycznych, w którym przekazywana i przechowywana jest informacja genetyczna. W tym artykule dowiesz się więcej o cechach cyklu mitotycznego i zapoznasz się z charakterystyką wszystkich faz mitozy, które zostaną uwzględnione w tabeli.

Pojęcie „cyklu mitotycznego”

Wszystkie procesy zachodzące w komórce, począwszy od jednego podziału do drugiego, a kończąc na wytworzeniu dwóch komórek potomnych, nazywane są cyklem mitotycznym. Cykl życiowy komórki to także stan spoczynku i okres wykonywania jej bezpośrednich funkcji.

Główne etapy mitozy obejmują:

• Samoduplikacja lub reduplikacja kodu genetycznego, który jest przekazywany z komórki macierzystej do dwóch komórek potomnych. Proces ten wpływa na strukturę i tworzenie chromosomów.
• Cykl komórkowy- składa się z czterech okresów: presyntetycznego, syntetycznego, postsyntetycznego i w rzeczywistości mitozy.

Pierwsze trzy okresy (presyntetyczny, syntetyczny i postsyntetyczny) odnoszą się do interfazy mitozy.

Niektórzy naukowcy nazywają okres syntetyczny i postsyntetyczny preprofazą mitozy. Ponieważ wszystkie etapy zachodzą w sposób ciągły, płynnie przechodząc od jednego do drugiego, nie ma między nimi wyraźnego podziału.

Proces bezpośredniego podziału komórek, mitoza, przebiega w czterech fazach odpowiadających następującej kolejności:

TOP 4 artykułyktórzy czytają razem z tym

• profaza;
• Metafaza;
• Anafaza;
• Telofaza.

Ryż. 1. Fazy mitozy

Krótki opis każdej fazy można znaleźć w tabeli „Fazy mitozy”, która została przedstawiona poniżej.

Tabela „Fazy mitozy”

NIE.	Faza	Charakterystyka
		W profazie mitozy błona jądrowa i jąderko rozpuszczają się, centriole rozchodzą się w różne bieguny, rozpoczyna się tworzenie mikrotubul, tzw. Wrzecionowatych włókien, i chromatydy w chromosomach ulegają kondensacji.
	Metafaza	Na tym etapie chromatydy w chromosomach ulegają możliwie największej kondensacji i ustawiają się w równikowej części wrzeciona, tworząc płytkę metafazową. Nici centrioli są przyczepione do centromerów chromatyd lub rozciągnięte pomiędzy biegunami.
		Jest to najkrótsza faza, podczas której następuje rozdzielenie chromatyd po rozpadzie centromerów chromosomów. Para trafia na różne bieguny i rozpoczyna niezależny tryb życia.
	Telofaza	Jest to końcowy etap mitozy, podczas którego nowo powstałe chromosomy uzyskują swój normalny rozmiar. Wokół nich tworzy się nowa otoczka jądrowa z jąderkiem w środku. Włókna wrzeciona rozpadają się i znikają, rozpoczyna się proces podziału cytoplazmy i jej organelli (cytotomia).

Proces cytotomii w komórce zwierzęcej odbywa się za pomocą bruzdy bruzdkowej, a w komórce roślinnej - za pomocą płytki komórkowej.

Nietypowe formy mitozy

W przyrodzie czasami można spotkać nietypowe formy mitozy:

• Amitoza - metoda bezpośredniego podziału jądra, w której zostaje zachowana struktura jądra, jąderko nie ulega rozpadowi, a chromosomy nie są widoczne. Rezultatem jest komórka z dwoma jądrami.

Ryż. 2. Amitoza

• Politenia - Komórki DNA powiększają się wielokrotnie, ale bez zwiększania zawartości chromosomów.
• Endomitoza - Podczas procesu po replikacji DNA nie następuje rozdział chromosomów na chromatydy potomne. W tym przypadku liczba chromosomów wzrasta kilkadziesiąt razy, pojawiają się komórki poliploidalne, co może prowadzić do mutacji.

Ryż. 3. Endomitoza

Czego się nauczyliśmy?

Proces pośredniego podziału komórek eukariotycznych przebiega w kilku etapach, z których każdy ma swoją własną charakterystykę. Cykl mitotyczny składa się z etapów interfazy i bezpośredniego podziału komórkowego, składających się z czterech faz: profazy, metafazy, anafazy i telofazy. Czasami w przyrodzie występują nietypowe metody podziału, są to amitoza, politenia i endomitoza.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.4. Łączna liczba otrzymanych ocen: 582.

Podział komórek jest centralnym punktem reprodukcji.

W procesie podziału z jednej komórki powstają dwie komórki. Na podstawie asymilacji substancji organicznych i nieorganicznych komórka tworzy własną komórkę o charakterystycznej budowie i funkcjach.

W podziale komórki można zaobserwować dwa główne momenty: podział jądrowy - mitozę i podział cytoplazmatyczny - cytokinezę, czyli cytotomię. Główna uwaga genetyków nadal skupia się na mitozie, ponieważ z punktu widzenia teorii chromosomów jądro uważane jest za „organ” dziedziczności.

W procesie mitozy następuje:

1. podwojenie substancji chromosomowej;
2. zmiany stanu fizycznego i organizacji chemicznej chromosomów;
3. rozbieżność chromosomów córki, a raczej siostry, względem biegunów komórki;
4. późniejszy podział cytoplazmy i całkowite odtworzenie dwóch nowych jąder w komórkach siostrzanych.

Zatem cały cykl życia genów jądrowych opiera się na mitozie: duplikacja, dystrybucja i funkcjonowanie; W wyniku zakończenia cyklu mitotycznego komórki siostrzane otrzymują jednakowe „dziedziczenie”.

Podczas podziału jądro komórkowe przechodzi przez pięć kolejnych etapów: interfazę, profazę, metafazę, anafazę i telofazę; niektórzy cytologowie identyfikują kolejny szósty etap - prometafazę.

Pomiędzy dwoma kolejnymi podziałami komórkowymi jądro znajduje się w fazie interfazy. W tym okresie jądro podczas utrwalania i barwienia ma strukturę siatkową utworzoną poprzez barwienie cienkich nitek, które w kolejnej fazie formują się w chromosomy. Chociaż interfaza nazywana jest inaczej faza jądra spoczynkowego na samym ciele procesy metaboliczne w jądrze w tym okresie zachodzą z największą aktywnością.

Profaza jest pierwszym etapem przygotowania jądra do podziału. W profazie siateczkowa struktura jądra stopniowo zamienia się w nici chromosomalne. Od najwcześniejszej profazy, nawet w mikroskopie świetlnym, można zaobserwować dwoistą naturę chromosomów. Sugeruje to, że w jądrze to właśnie we wczesnej lub późnej interfazie zachodzi najważniejszy proces mitozy - podwojenie, czyli reduplikacja chromosomów, w którym każdy z chromosomów matki buduje podobny - potomny. W rezultacie każdy chromosom wydaje się być podłużnie podwojony. Jednakże te połówki chromosomów, które są tzw chromatydy siostrzane, nie różnią się profazą, ponieważ łączy je jeden wspólny obszar - centromer; region centromerowy dzieli się później. W profazie chromosomy ulegają skręceniu wzdłuż własnej osi, co prowadzi do ich skracania i pogrubiania. Należy podkreślić, że w profazie każdy chromosom w kariolimfie jest umiejscowiony losowo.

W komórkach zwierzęcych, nawet w późnej telofazie lub bardzo wczesnej interfazie, następuje duplikacja centrioli, po czym w profazie centriole potomne zaczynają zbiegać się do biegunów i formacji astrosfery i wrzeciona, zwanych nowym aparatem. W tym samym czasie jąderka rozpuszczają się. Zasadniczym sygnałem końca profazy jest rozpuszczenie błony jądrowej, w wyniku czego chromosomy trafiają do ogólnej masy cytoplazmy i karioplazmy, które obecnie tworzą myksoplazmę. To kończy profazę; komórka wchodzi w metafazę.

Ostatnio badacze zaczęli rozróżniać etap pośredni, zwany profazą i metafazą prometafaza. Prometafaza charakteryzuje się rozpuszczeniem i zanikiem błony jądrowej oraz ruchem chromosomów w kierunku płaszczyzny równikowej komórki. Ale do tego momentu tworzenie wrzeciona achromatyny nie zostało jeszcze zakończone.

Metafaza zwany etapem zakończenia układu chromosomów na równiku wrzeciona. Charakterystyczne ułożenie chromosomów w płaszczyźnie równikowej nazywane jest płytką równikową lub metafazową. Ułożenie chromosomów względem siebie jest losowe. W metafazie wyraźnie ujawnia się liczba i kształt chromosomów, szczególnie podczas badania płytki równikowej z biegunów podziału komórkowego. Wrzeciono achromatyny jest w pełni uformowane: włókna wrzeciona uzyskują gęstszą konsystencję niż reszta cytoplazmy i są przyczepione do regionu centromerowego chromosomu. Cytoplazma komórki w tym okresie ma najniższą lepkość.

Anafaza nazywana kolejną fazą mitozy, podczas której chromatydy dzielą się, które można teraz nazwać chromosomami siostrzanymi lub potomnymi, i rozchodzą się w kierunku biegunów. W tym przypadku przede wszystkim regiony centromerowe odpychają się, a następnie same chromosomy rozchodzą się w stronę biegunów. Trzeba powiedzieć, że rozbieżność chromosomów w anafazie zaczyna się jednocześnie - „jak na rozkaz” - i kończy się bardzo szybko.

Podczas telofazy chromosomy potomne ulegają spirali i tracą swoją widoczną indywidualność. Tworzy się powłoka rdzenia i sam rdzeń. Rekonstrukcja jądra przebiega w odwrotnej kolejności niż zmiany, którym uległo w profazie. Na koniec przywracane są również jąderka (lub jąderka) i to w tej samej ilości, w jakiej były obecne w jądrach macierzystych. Liczba jąderek jest charakterystyczna dla każdego typu komórki.

Jednocześnie rozpoczyna się symetryczny podział ciała komórki. Jądra komórek potomnych wchodzą w stan interfazy.

Powyższy rysunek przedstawia schemat cytokinezy w komórkach zwierzęcych i roślinnych. W komórce zwierzęcej podział następuje poprzez splatanie cytoplazmy komórki macierzystej. W komórce roślinnej dochodzi do tworzenia przegrody komórkowej z obszarami blaszek wrzecionowych, tworzących w płaszczyźnie równikowej przegrodę zwaną fragmoplastem. To kończy cykl mitotyczny. Czas jego trwania zależy najwyraźniej od rodzaju tkanki, stanu fizjologicznego organizmu, czynników zewnętrznych (temperatura, warunki świetlne) i trwa od 30 minut do 3 h. Według różnych autorów prędkość przejścia poszczególnych faz jest zmienna.

Zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne czynniki środowiskowe oddziałujące na wzrost organizmu i jego stan funkcjonalny wpływają na czas trwania podziału komórki i jego poszczególnych faz. Ponieważ jądro odgrywa ogromną rolę w procesach metabolicznych komórki, naturalne jest przekonanie, że czas trwania faz mitotycznych może się różnić w zależności od stanu funkcjonalnego tkanki narządu. Ustalono na przykład, że podczas odpoczynku i snu zwierząt aktywność mitotyczna różnych tkanek jest znacznie wyższa niż podczas czuwania. U wielu zwierząt częstotliwość podziałów komórkowych maleje w świetle i wzrasta w ciemności. Zakłada się również, że hormony wpływają na aktywność mitotyczną komórki.

Przyczyny decydujące o gotowości komórki do podziału nadal pozostają niejasne. Istnieją powody, aby zasugerować kilka powodów:

1. podwojenie masy protoplazmy komórkowej, chromosomów i innych organelli, przez co zakłócane są relacje jądro-plazma; Aby się podzielić, komórka musi osiągnąć określoną masę i objętość charakterystyczną dla komórek danej tkanki;
2. podwojenie chromosomu;
3. wydzielanie specjalnych substancji przez chromosomy i inne organelle komórkowe, które stymulują podział komórek.

Mechanizm rozbieżności chromosomów do biegunów w anafazie mitozy również pozostaje niejasny. Wydaje się, że aktywną rolę w tym procesie odgrywają włókna wrzecionowe, reprezentujące włókna białkowe zorganizowane i zorientowane przez centriole i centromery.

Charakter mitozy, jak już powiedzieliśmy, różni się w zależności od rodzaju i stanu funkcjonalnego tkanki. Komórki różnych tkanek charakteryzują się różnymi typami mitoz.W opisywanym typie mitozy podział komórek zachodzi w sposób równy i symetryczny. W wyniku symetrycznej mitozy komórki siostrzane są dziedzicznie równoważne zarówno pod względem genów jądrowych, jak i cytoplazmy. Jednak oprócz symetrycznej istnieją inne rodzaje mitozy, a mianowicie: mitoza asymetryczna, mitoza z opóźnioną cytokinezą, podział komórek wielojądrowych (podział syncytii), amitoza, endomitoza, endoreprodukcja i politenia.

W przypadku mitozy asymetrycznej komórki siostrzane są nierówne pod względem wielkości, ilości cytoplazmy, a także pod względem przyszłego losu. Przykładem tego jest nierówna wielkość komórek siostrzanych (córek) neuroblastów konika polnego, jaj zwierzęcych podczas dojrzewania i podczas fragmentacji spiralnej; kiedy jądra w ziarnach pyłku dzielą się, jedna z komórek potomnych może dalej się dzielić, druga nie, itd.

Mitoza z opóźnioną cytokinezą charakteryzuje się tym, że jądro komórkowe dzieli się wielokrotnie, a dopiero potem dzieli się ciało komórki. W wyniku tego podziału powstają komórki wielojądrowe, takie jak syncytium. Przykładem tego jest tworzenie komórek bielma i produkcja zarodników.

Amitoza zwane bezpośrednim rozszczepieniem jądrowym bez tworzenia się wskaźników rozszczepienia. W tym przypadku podział jądra następuje poprzez „splatanie” go na dwie części; czasami z jednego jądra powstaje kilka jąder na raz (fragmentacja). Amitoza występuje stale w komórkach wielu wyspecjalizowanych i patologicznych tkanek, na przykład w guzach nowotworowych. Można go zaobserwować pod wpływem różnych czynników szkodliwych (promieniowanie jonizujące i wysoka temperatura).

Endomitoza Tak nazywa się proces, w którym podwaja się rozszczepienie jądrowe. W tym przypadku chromosomy, jak zwykle, rozmnażają się w interfazie, ale ich późniejsza rozbieżność następuje wewnątrz jądra z zachowaniem otoczki jądrowej i bez tworzenia wrzeciona achromatyny. W niektórych przypadkach, pomimo rozpuszczenia błony jądrowej, chromosomy nie rozchodzą się do biegunów, w wyniku czego liczba chromosomów w komórce zwielokrotnia się nawet kilkadziesiąt razy. Endomitoza występuje w komórkach różnych tkanek zarówno roślinnych, jak i zwierzęcych. Na przykład A.A. Prokofieva-Belgovskaya wykazała, że ​​​​przez endomitozę w komórkach wyspecjalizowanych tkanek: w tkance podskórnej cyklopa, ciele tłuszczowym, nabłonku otrzewnej i innych tkankach klaczki (Stenobothrus) - zestaw chromosomów może wzrosnąć 10 razy . Ten wzrost liczby chromosomów jest powiązany z cechami funkcjonalnymi zróżnicowanej tkanki.

Podczas politenii liczba nici chromosomowych ulega zwielokrotnieniu: po reduplikacji na całej długości nie rozchodzą się i pozostają obok siebie. W tym przypadku liczba wątków chromosomowych w obrębie jednego chromosomu ulega zwielokrotnieniu, w wyniku czego zauważalnie wzrasta średnica chromosomów. Liczba takich cienkich nici w chromosomie polietylenowym może sięgać 1000-2000. W tym przypadku powstają tak zwane gigantyczne chromosomy. W przypadku politenii zapadają wszystkie fazy cyklu mitotycznego, z wyjątkiem głównej - reprodukcji pierwotnych nici chromosomu. Zjawisko politenii obserwuje się w komórkach wielu zróżnicowanych tkanek, na przykład w tkance gruczołów ślinowych muchówek, w komórkach niektórych roślin i pierwotniaków.

Czasami dochodzi do duplikacji jednego lub większej liczby chromosomów bez żadnych transformacji jądrowych – zjawisko to nazywa się endoreprodukcja.

Zatem wszystkie fazy mitozy komórkowej, składniki, są obowiązkowe tylko w przypadku typowego procesu.

W niektórych przypadkach, głównie w zróżnicowanych tkankach, cykl mitotyczny ulega zmianom. Komórki takich tkanek utraciły zdolność do reprodukcji całego organizmu, a aktywność metaboliczna ich jądra dostosowana jest do funkcji uspołecznionej tkanki.

Komórki embrionalne i merystemowe, które nie utraciły funkcji reprodukcyjnej całego organizmu i należą do tkanek niezróżnicowanych, zachowują pełny cykl mitozy, na którym opiera się rozmnażanie bezpłciowe i wegetatywne.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.

Wyróżnia się cztery fazy mitozy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. W profaza dobrze widoczny centriole- formacje zlokalizowane w centrum komórkowym i odgrywające rolę w podziale chromosomów potomnych zwierząt. (Przypomnijmy, że rośliny wyższe nie mają centrioli w centrum komórkowym, które organizują podział chromosomów). Mitozę rozważymy na przykładzie komórki zwierzęcej, gdyż obecność centrioli sprawia, że ​​proces podziału chromosomu jest bardziej wizualny. Centriole dzielą się i przemieszczają do różnych biegunów komórki. Mikrotubule rozciągają się od centrioli, tworząc włókna wrzeciona, które reguluje rozbieżność chromosomów do biegunów dzielącej się komórki.
Pod koniec profazy błona jądrowa ulega rozpadowi, jąderko stopniowo zanika, chromosomy spiralizują się, w wyniku czego skracają się i pogrubiają, co można już zaobserwować pod mikroskopem świetlnym. Są jeszcze lepiej widoczne na kolejnym etapie mitozy – metafaza.
W metafazie chromosomy znajdują się w płaszczyźnie równikowej komórki. Wyraźnie widać, że każdy chromosom składający się z dwóch chromatyd ma zwężenie - centromer. Chromosomy są przyczepione do włókna wrzeciona za pomocą centromerów. Po podziale centromeru każda chromatyda staje się niezależnym chromosomem potomnym.
Potem następuje kolejny etap mitozy – anafaza, podczas którego chromosomy potomne (chromatydy jednego chromosomu) rozchodzą się do różnych biegunów komórki.
Kolejnym etapem podziału komórki jest telofaza. Rozpoczyna się, gdy chromosomy potomne, składające się z jednej chromatydy, dotrą do biegunów komórki. Na tym etapie chromosomy ponownie ulegają despiracji i przyjmują taki sam wygląd, jak przed rozpoczęciem podziału komórki w interfazie (długie, cienkie nitki). Wokół nich pojawia się otoczka jądrowa, a w jądrze powstaje jąderko, w którym syntetyzowane są rybosomy. W procesie podziału cytoplazmy wszystkie organelle (mitochondria, kompleks Golgiego, rybosomy itp.) są rozmieszczone mniej więcej równomiernie pomiędzy komórkami potomnymi.
Zatem w wyniku mitozy jedna komórka zamienia się w dwie, z których każda ma charakterystyczną dla danego typu organizmu liczbę i kształt chromosomów, a co za tym idzie stałą ilość DNA.
Cały proces mitozy trwa średnio 1-2 h. Jego czas trwania jest nieco inny dla różnych typów komórek. Zależy to również od warunków środowiskowych (temperatura, warunki oświetleniowe i inne wskaźniki).
Biologiczne znaczenie mitozy polega na tym, że zapewnia stałą liczbę chromosomów we wszystkich komórkach organizmu. Wszystkie komórki somatyczne powstają w wyniku podziału mitotycznego, który zapewnia wzrost organizmu. Podczas procesu mitozy substancje chromosomów komórki macierzystej są rozdzielane ściśle równomiernie pomiędzy dwiema powstałymi z niej komórkami potomnymi. W wyniku mitozy wszystkie komórki w organizmie otrzymują tę samą informację genetyczną.