Jak podział jądra? Rodzaje podziału jądra

Każda komórka zaczyna swoje życie, kiedyoddziela się od macierzyństwa i kończy się istnienie, dając możliwość pojawienia się jego komórkom potomnym. Natura zapewnia więcej niż jeden sposób podziału rdzenia, w zależności od ich struktury.

Metody podziału komórki

Podział jądra zależy od rodzaju komórki:

- Podział binarny (występuje u prokariontów).

- Amitosis (metoda bezpośredniego podziału).

- Mitoza (występująca w eukariotach).

- Mejoza (przeznaczona do dzielenia komórek płciowych).

Rodzaje rozszczepienia jądrowego są zdeterminowane przez naturę i odpowiadają strukturze komórki i funkcji, którą wykonuje w makroorganizmie lub w sobie.

Podział binarny

Najczęściej ten typ występuje wkomórki prokariotyczne. Polega na podwojeniu cząsteczki pierścienia DNA. Binarny podział jądra nazywa się tak, ponieważ z komórki macierzystej są dwie identyczne córki wielkości.

Po materiał genetyczny (cząsteczka DNAlub RNA) jest odpowiednio przygotowywany, to znaczy dwukrotnie, od ściany komórkowej zaczyna tworzyć się poprzeczna przegroda, która stopniowo zwęża i dzieli komórkową cytoplazmę na dwie w przybliżeniu identyczne części.

Drugi proces podziału nazywa się pączkować,lub nierówny podział binarny. W takim przypadku na segmencie ściany komórkowej pojawia się występ, który stopniowo rośnie. Po rozmiarze "nerki" i komórki macierzystej są równe, rozdzielają się. Fragment ściany komórkowej jest ponownie syntetyzowany.

Amitosis

Ten podział jądra jest podobny do opisanego powyżej, zróżnica polega na tym, że nie ma dublowania materiału genetycznego. Ta metoda została po raz pierwszy opisana przez biologa Remaka. Zjawisko to występuje w chorobowo zmienionych komórek (transformacji nowotworowej) i jest normy fizjologicznej dla tkanki wątroby, chrząstki i rogówki.

Proces podziału jądrowego nazywany jest amitozą, ponieważkomórka zachowuje swoje funkcje i nie traci go, tak jak podczas mitozy. Wyjaśnia to właściwości patologiczne właściwe dla komórek za pomocą tej metody podziału. Ponadto, bezpośredni rdzeń podział przebiega bez trzpienia, tak chromatyny komórki potomne są rozmieszczone równomiernie. Następnie takie komórki nie mogą wykorzystywać cyklu mitotycznego. Czasami w wyniku amitozy powstają komórki wielojądrowe.

Mitoza

Jest to pośredni podział jądra. Najczęściej znajduje się w komórkach eukariotycznych. Główna różnica między tym procesem polega na tym, że komórki potomne i komórka matczyna zawierają tę samą liczbę chromosomów. Dzięki temu organizm utrzymuje wymaganą liczbę komórek, a procesy regeneracji i wzrostu są również możliwe. Pierwsza mitoza w komórce zwierzęcej została opisana przez Flemminga.

Proces podziału jądrowego w tym przypadku jest podzielony na interfazę i bezpośrednio mitozę. Interfaza jest stanem odpoczynku komórki w przedziale między podziałami. Jest w nim kilka faz:

1. Okres presyntetyczny - komórka rośnie, białka i węglowodany gromadzą się w niej, ATP (trifosforan adenozyny) jest aktywnie syntetyzowany.

2. Okres syntetyczny - materiał genetyczny jest podwojony.

3. Okres postsyntetyczny - elementy komórkowe ulegają podwojeniu, pojawiają się białka, z których składa się wrzeciono rozszczepialne.

Fazy ​​mitozy

Podział jądra komórki eukariotycznej jestProces, w którym konieczne jest utworzenie dodatkowego organelli - centrosomu. Znajduje się on obok jądra, a jego główną funkcją jest tworzenie nowej organelli - wrzeciona podziału. Ta struktura pomaga równomiernie rozprowadzać chromosomy między komórkami potomnymi.

Istnieją cztery fazy mitozy:

1. Prophase: chromatyna w jądrze skrapla się w chromatydach, które w pobliżu centromeru zbierają, tworząc chromosomy parami. Jądra ulegają rozkładowi, centriole odbiegają do biegunów komórki. Tworzy się wrzeciono podziału.

2. Metafaza: chromosomy są ułożone w linii przechodzącej przez środek komórki, tworząc płytkę metafazową.

3. Anafaza: Chromatydy ze środka komórki odbiegają od biegunów,a następnie centromer jest podzielony na dwie części. Ten ruch jest możliwy dzięki wrzecionowi rozszczepiającemu, którego filamenty kurczą się i rozciągają chromosomy w różnych kierunkach.

4. Faza ciała: powstają jądra potomne. Chromatydy ponownie zamieniają się w chromatynę, jądro formy, aw nim jądro. Kończy się separacją cytoplazmy i tworzeniem ściany komórkowej.

Endomitoza

Wzrost materiału genetycznego, który nie jestzapewnia podział jądra, zwany endomitozą. Występuje w komórkach roślinnych i zwierzęcych. W tym przypadku nie dochodzi do zniszczenia cytoplazmy i otoczki jądra, ale chromatyna zamienia się w chromosomy, a następnie ponownie despiralizuje.

Ten proces umożliwia uzyskanie poliploidówjądra, w których zwiększa się zawartość DNA. Podobne zjawisko występuje w komórkach tworzących kolonie w czerwonym szpiku kostnym. Ponadto zdarzają się przypadki, gdy cząsteczki DNA są podwojone, a liczba chromosomów pozostaje taka sama. Nazywa się je polietylenem i można je znaleźć w komórkach owadzich.

Znaczenie mitozy

Mityczny podział jądra jest metodą utrzymywania stałego zestawu chromosomów. Komórki potomne mają ten sam zestaw genów co matka i wszystkie związane z nim cechy. Mitoza jest niezbędna do:

- wzrost i rozwój organizmu wielokomórkowego (z fuzji komórek płciowych);

- przenoszenie komórek od niższych warstw do wyższych, a także zastępowanie komórek krwi (czerwonych krwinek, leukocytów, płytek krwi);

- odbudowa uszkodzonych tkanek (u niektórych zwierząt zdolność do regeneracji jest warunkiem przetrwania, na przykład w gwiazdach morskich lub jaszczurkach);

- bezpłciowe rozmnażanie roślin i niektórych zwierząt (bezkręgowce).

Mejoza

Mechanizm dzielenia się jąder komórek zarodkowych kilkaróżni się od somatycznego. W rezultacie wytwarza komórki, które mają połowę informacji genetycznej niż ich poprzednicy. Jest to konieczne, aby utrzymać stałą liczbę chromosomów w każdej komórce ciała.

Meiosis odbywa się w dwóch etapach:

- etap redukcji;

- etap równania.

Właściwy przebieg tego procesu jest możliwyTylko w komórkach o parzystym zestawie chromosomów (diploidalnych, tetraploidalnych, heksaprytowych itp.). Oczywiście, nadal można przekazać mejozie i komórki z nieparzystym zestaw chromosomów, a następnie potomstwo może nie być wykonalne.

To właśnie ten mechanizm zapewnia sterylnośćmiędzygatunkowe małżeństwa. Ponieważ w komórkach płciowych występują różne zestawy chromosomów, komplikuje to ich fuzję i pojawienie się żywotnego lub płodnego potomstwa.

Pierwszy podział mejozy

Nazwa faz powtarza te w mitozie: profaza, metafaza, anafaza, telofaza. Ale istnieje wiele istotnych różnic.

1. Prophase: podwójny zestaw chromosomów przechodzi serię przemian, przechodzących przez pięć etapów (leptoten, zygoten, pachyten, diploten, diakinezy). Wszystko to związane jest z koniugacją i przejściem.

Koniugacja Czy podejście do homologicznych chromosomów. W leptotene nimi tworzą cienkie włókna, a następnie przyłączyć zygotene par chromosomów, a wynik otrzymanej struktury czterech chromatyd.

Przekierowanie - proces dzielenia się miejscami chromatydpomiędzy siostrzanymi lub homologicznymi chromosomami. Dzieje się to na etapie pachytenu. Powstają skrzyżowania chromosomów (chiazmy). W człowieku taka wymiana może trwać od trzydziestu pięciu do sześćdziesięciu sześciu. Wynikiem tego procesu jest genetyczna niejednorodność powstałego materiału lub zmienność komórek płciowych.

Kiedy zaczyna się etap dyplomacji, kompleksy czterech chromatydów są niszczone, a siostrzane chromosomy są ze sobą powiązane. Diakineza kończy przejście od profazy do metafazy.

2. Metafaza: chromosomy ustawiają się w pobliżu równika komórki.

3. Anafaza: chromosomy, wciąż składające się z dwóch chromatyd, odbiegają od biegunów komórki.

4. Telofaza: Wrzeciono rozszczepienia ulega zniszczeniu, w wyniku czego powstają dwie komórki z haploidalnym zestawem chromosomów o podwojonej ilości DNA.

Drugi podział mejozy

Proces ten nazywa się "mitozy mejozy". W czasie pomiędzy dwiema fazami podwojenie DNA nie występuje, aw drugiej profazie komórka wchodzi z tym samym zbiorem chromosomów, który opuścił po telofazie.

1. Prophase: chromosomy kondensują, są podzielonecentrum komórki (jego pozostałości na różne bieguny komórki), a otoczka zapada się zarodkach krystalizacji podziału wrzeciona umieszczoną prostopadle do wrzeciona pierwszej przegrody.

2. Metafaza: chromosomy znajdują się na równiku, powstaje płyta metafazowa.

3. Anafaza: chromosomy są podzielone na chromatydy, które rozchodzą się w różnych kierunkach.

4. Telofaza: w komórkach potomnych powstaje jądro, chromatydy są despiralizowane do chromatyny.

Pod koniec drugiej fazy, z jednej komórki matkimamy czworo dzieci z połowicznym zestawem chromosomów. Jeśli mejozy odbywa się w połączeniu z linii zarodkowej (to jest tworzenie komórek płciowych), podział gwałtownie nierówna, a utworzona jest przez pojedynczą komórkę z haploidalny zestaw chromosomów i łydki trzy redukcji, nie przenoszących niezbędne informacje genetyczne. Są one niezbędne, aby zatrzymać tylko połowę materiału genetycznego komórki macierzystej w komórce jajowej i plemniku. Ponadto ta forma podziału jądrowego zapewnia pojawienie się nowych kombinacji genów, a także dziedziczenie czystych alleli.

U pierwotniaków występuje wariant mejozy, kiedyjest tylko jeden podział w pierwszej fazie, a drugi to przejście. Naukowcy sugerują, że ta forma jest ewolucyjnym prekursorem zwykłej mejozy organizmów wielokomórkowych. Być może istnieją inne sposoby podziału jądra, których naukowcy jeszcze nie znają.