Mga interventional na pamamaraan sa ilalim ng patnubay ng ultrasound. Mga solusyon para sa interventional ultrasound. Interventional ultrasound technique

na may magkaparehong genetic na materyal.

Interphase

Bago pumasok ang naghahati na selula sa mitosis, sumasailalim ito sa panahon ng paglago na tinatawag na interphase. Humigit-kumulang 90% ng oras ng isang cell sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay maaaring gastusin sa interphase, na nangyayari sa tatlong pangunahing yugto:

Yugto G1: panahon bago ang synthesis ng DNA. Sa yugtong ito, ang cell ay tumataas sa masa, naghahanda para sa paghahati.
S-phase: ang panahon kung kailan nangyayari ang DNA synthesis. Sa karamihan ng mga cell, ang yugtong ito ay nangyayari sa napakaikling panahon.
Phase G2: ang cell ay patuloy na nag-synthesize ng karagdagang mga protina upang tumaas ang laki.

Sa huling bahagi ng interphase, ang cell ay mayroon pa ring nucleoli. Ang nucleus ay nililimitahan ng nuclear membrane, at nadoble, ngunit nasa anyo ng chromatin. Ang dalawang pares ng centrioles, na nabuo mula sa pagtitiklop ng isang pares, ay matatagpuan sa labas ng nucleus.

Pagkatapos ng yugto ng G2, nangyayari ang mitosis, na binubuo naman ng ilang yugto at nagtatapos sa cytokinesis (cell division).

Mga yugto ng mitosis:

Preprophase (sa mga selula ng halaman)

Ang preprophase ay isang karagdagang yugto sa panahon ng mitosis na hindi nangyayari sa ibang mga eukaryote tulad ng mga hayop o fungi. Nauuna ito sa prophase at nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang magkakaibang mga kaganapan.

Mga pagbabagong nagaganap sa preprophase:

Ang pagbuo ng isang preprophase band - isang siksik na microtubular ring sa ilalim.
Ang simula ng nucleation ng microtubule sa nuclear envelope.

Prophase

Sa prophase, ito ay namumuo sa mga discrete chromosome. Nasira ang nuclear membrane, at ang spindle of division ay nabuo sa magkabilang poste ng cell. Ang prophase (kumpara sa interphase) ay ang unang totoong hakbang ng proseso ng mitotic.

Mga pagbabagong nagaganap sa panahon ng prophase:

Ang mga hibla ng Chromatin ay nagiging mga chromosome, na mayroong dalawang magkakaugnay upang bumuo ng isang sentromere. Ang mga fission fibers, na binubuo ng mga microtubule at protina, ay nabuo sa.
Sa mga selula ng hayop, ang mga fission fiber ay unang lumilitaw bilang mga istrukturang tinatawag na asters na pumapalibot sa bawat pares ng centrioles.
Dalawang pares ng centrioles (nabuo mula sa pagtitiklop ng isang pares sa interphase) ay lumalayo sa isa't isa patungo sa magkasalungat na pole ng cell dahil sa pagpapahaba ng mga microtubule na nabuo sa pagitan nila.

prometaphase

Ang prometaphase ay ang yugto ng mitosis pagkatapos ng prophase at naunang metaphase sa eukaryotic somatic cells. Iniuugnay ng ilang mapagkukunan ang mga prosesong nagaganap sa prometaphase sa huling prophase at sa paunang yugto ng metaphase.

Mga pagbabagong nagaganap sa prometaphase:

Ang nuclear envelope ay nawasak.
Ang mga polar fibers, na mga microtubule na bumubuo sa mga spindle fibers, ay naglalakbay mula sa bawat poste patungo sa ekwador ng cell.
Ang mga kinetochore, na mga dalubhasang rehiyon sa mga sentromer ng chromosome, ay nakakabit sa isang uri ng microtubule na tinatawag na kinetochore filament.
Ang mga filament ng kinetochore ay "nakikipag-ugnayan" sa fission spindle.
Nagsisimulang lumipat ang mga chromosome patungo sa gitna ng cell.

metaphase

Sa metaphase, ganap na nabubuo ang fission fibers, at nakahanay ang mga chromosome sa metaphase (equatorial) plate (ang eroplano na katumbas ng dalawang pole).

Mga pagbabagong nagaganap sa metaphase:

Ang nuclear membrane ay ganap na nawawala.
Sa mga selula ng hayop, ang dalawang pares ay naghihiwalay sa magkasalungat na direksyon patungo sa mga pole ng cell.
Ang mga polar fibers (microtubule na bumubuo sa mga fibers ng spindle) ay patuloy na kumakalat mula sa mga pole hanggang sa gitna. Ang mga chromosome ay gumagalaw nang sapalaran hanggang sila ay nakakabit (sa pamamagitan ng kanilang mga kinetochores) sa mga polar fibers sa magkabilang panig ng mga sentromer.
Ang mga kromosom ay nakahanay sa metaphase plate sa tamang mga anggulo sa mga spindle pole.
Ang mga kromosom ay hawak sa metaphase plate sa pamamagitan ng pantay na puwersa ng mga polar fibers, na pumipindot sa kanilang mga sentromer.

Anaphase

Sa anaphase, ang mga ipinares na chromosome () ay naghihiwalay at nagsisimulang lumipat patungo sa magkabilang dulo (pole) ng cell. Ang mga hibla ng spindle, na hindi nauugnay sa mga chromatids, ay umaabot at nagpapahaba sa cell. Sa dulo ng anaphase, ang bawat poste ay naglalaman ng kumpletong compilation ng mga chromosome.

Mga pagbabagong nagaganap sa anaphase:

Ang mga nakapares sa bawat indibidwal na chromosome ay nagsisimulang maghiwalay.
Kapag ang magkapares na kapatid na chromatid ay nahiwalay sa isa't isa, ang bawat isa ay itinuturing na isang "kumpleto" na kromosoma. Tinatawag silang mga chromosome ng anak na babae.
Sa tulong ng division spindle, lumipat sila sa mga pole sa magkabilang dulo ng cell.
Ang mga anak na chromosome ay unang lumipat sa sentromere, at ang mga kinetochore filament ay nagiging mas maikli kaysa sa mga chromosome na malapit sa mga pole.
Bilang paghahanda para sa telophase, ang dalawang pole ng cell ay lumalayo din sa isa't isa sa panahon ng anaphase. Sa dulo ng anaphase, ang bawat poste ay naglalaman ng kumpletong compilation ng mga chromosome.
Nagsisimula ang proseso ng cytokinesis (paghihiwalay ng cytoplasm ng orihinal na cell), na nagtatapos pagkatapos ng telophase.

Telofase

Sa telophase, ang mga chromosome ay umaabot sa nuclei ng mga bagong anak na selula.

Mga pagbabagong nagaganap sa telophase:

Ang mga polar fibers ay patuloy na humahaba.
Nagsisimulang mabuo ang nuclei sa magkabilang mga pole.
Ang mga nuclear membrane ng bagong nuclei ay nabuo mula sa mga labi ng nuclear membrane ng mother cell at mga piraso ng endomembrane system.
Lumilitaw ang nucleolus.
Ang mga chromatin fibers ng mga chromosome ay hindi nasugatan.
Pagkatapos ng mga pagbabagong ito, ang telophase at mitosis ay karaniwang nakumpleto, at ang genetic na nilalaman ng isang cell ay nahahati sa dalawang bahagi.

cytokinesis

Ang cytokinesis ay ang dibisyon ng cytoplasm ng isang cell. Nagsisimula ito bago matapos ang mitosis sa anaphase at magtatapos ilang sandali pagkatapos ng telophase. Sa pagtatapos ng cytokinesis, nabuo ang dalawang genetically identical daughter cells.

mga cell ng anak na babae

Sa dulo ng mitosis at cytokinesis, ang mga chromosome ay pantay na ipinamamahagi sa pagitan ng dalawang anak na selula. Ang mga cell na ito ay magkapareho, na ang bawat isa ay naglalaman ng isang kumpletong hanay ng mga chromosome.

Ang mga cell na ginawa sa pamamagitan ng mitosis ay iba sa mga cell na ginawa sa pamamagitan ng . Ang Meiosis ay gumagawa ng apat na anak na selula. Ang mga cell na ito ay naglalaman ng kalahati ng bilang ng mga chromosome mula sa orihinal na cell. sumailalim sa meiosis. Kapag ang mga selulang mikrobyo ay nahati sa panahon ng pagpapabunga, ang mga selulang haploid ay nagiging mga selulang diploid.

Mitosis- ang pangunahing paraan ng paghahati ng mga eukaryotic cell, kung saan ang pagdodoble ay unang nangyayari, at pagkatapos ay isang pare-parehong pamamahagi ng namamana na materyal sa pagitan ng mga cell ng anak na babae.

Ang mitosis ay isang tuluy-tuloy na proseso kung saan mayroong apat na yugto: prophase, metaphase, anaphase, at telophase. Bago ang mitosis, naghahanda ang cell para sa paghahati, o interphase. Ang panahon ng paghahanda ng cell para sa mitosis at mitosis mismo ay magkasamang bumubuo mitotic cycle. Nasa ibaba ang isang maikling paglalarawan ng mga yugto ng cycle.

Interphase binubuo ng tatlong yugto: presynthetic, o postmitotic, - G 1, synthetic - S, postsynthetic, o premitotic, - G 2.

Panahon ng presynthetic (2n 2c, Saan n- ang bilang ng mga chromosome, Sa- ang bilang ng mga molekula ng DNA) - paglaki ng cell, pag-activate ng mga proseso ng biological synthesis, paghahanda para sa susunod na panahon.

Sintetikong panahon (2n 4c) ay pagtitiklop ng DNA.

Panahon ng postsynthetic (2n 4c) - paghahanda ng cell para sa mitosis, synthesis at akumulasyon ng mga protina at enerhiya para sa paparating na dibisyon, isang pagtaas sa bilang ng mga organelles, pagdodoble ng mga centrioles.

Prophase (2n 4c) - ang pagbuwag ng mga nukleyar na lamad, ang pagkakaiba-iba ng mga centriole sa iba't ibang mga pole ng cell, ang pagbuo ng mga fission spindle thread, ang "pagkawala" ng nucleoli, ang condensation ng dalawang-chromatid chromosome.

metaphase (2n 4c) - pag-align ng pinaka-condensed two-chromatid chromosomes sa equatorial plane ng cell (metaphase plate), attachment ng spindle fibers na may isang dulo sa centrioles, ang isa - sa centromeres ng chromosomes.

Anaphase (4n 4c) - ang paghahati ng dalawang-chromatid chromosome sa mga chromatid at ang divergence ng mga kapatid na chromatid na ito sa magkasalungat na pole ng cell (sa kasong ito, ang mga chromatid ay nagiging independiyenteng single-chromatid chromosome).

Telofase (2n 2c sa bawat cell ng anak na babae) - decondensation ng mga chromosome, ang pagbuo ng mga nuclear membrane sa paligid ng bawat pangkat ng mga chromosome, ang disintegration ng fission spindle thread, ang hitsura ng nucleolus, ang dibisyon ng cytoplasm (cytotomy). Ang cytotomy sa mga selula ng hayop ay nangyayari dahil sa fission furrow, sa mga cell ng halaman - dahil sa cell plate.

1 - prophase; 2 - metaphase; 3 - anaphase; 4 - telophase.

Ang biological na kahalagahan ng mitosis. Ang mga cell ng anak na babae na nabuo bilang isang resulta ng pamamaraang ito ng paghahati ay genetically identical sa ina. Tinitiyak ng Mitosis ang katatagan ng chromosome na itinakda sa isang bilang ng mga henerasyon ng cell. Pinagbabatayan ang mga proseso tulad ng paglaki, pagbabagong-buhay, pagpaparami ng walang seks, atbp.

- Ito ay isang espesyal na paraan ng paghahati ng mga eukaryotic cell, bilang isang resulta kung saan ang paglipat ng mga cell mula sa isang diploid na estado sa isang haploid isa ay nangyayari. Binubuo ang Meiosis ng dalawang magkasunod na dibisyon na pinangungunahan ng isang solong pagtitiklop ng DNA.

Unang meiotic division (meiosis 1) tinatawag na pagbabawas, dahil sa panahon ng paghahati na ito ang bilang ng mga chromosome ay nahahati: mula sa isang diploid cell (2 n 4c) bumuo ng dalawang haploid (1 n 2c).

Interphase 1(sa simula - 2 n 2c, sa dulo - 2 n 4c) - ang synthesis at akumulasyon ng mga sangkap at enerhiya na kinakailangan para sa pagpapatupad ng parehong mga dibisyon, isang pagtaas sa laki ng cell at ang bilang ng mga organelles, pagdodoble ng mga centrioles, pagtitiklop ng DNA, na nagtatapos sa prophase 1.

Prophase 1 (2n 4c) - pag-dismantling ng mga nuclear membrane, divergence ng centrioles sa iba't ibang pole ng cell, pagbuo ng fission spindle filament, "pagkawala" ng nucleoli, condensation ng two-chromatid chromosome, conjugation ng homologous chromosomes at crossing over. Conjugation- ang proseso ng convergence at interlacing ng mga homologous chromosome. Ang isang pares ng conjugating homologous chromosome ay tinatawag bivalent. Ang pagtawid ay ang proseso ng pagpapalitan ng mga homologous na rehiyon sa pagitan ng mga homologous na chromosome.

Ang prophase 1 ay nahahati sa mga yugto: leptotene(pagkumpleto ng pagtitiklop ng DNA), zygotene(conjugation ng homologous chromosome, pagbuo ng bivalents), pachytene(pagtawid, recombination ng mga gene), diplotene(detection ng chiasmata, 1 block ng human oogenesis), diakinesis(pagwawakas ng chiasma).

1 - leptotene; 2 - zygotene; 3 - pachytene; 4 - diplotene; 5 - diakinesis; 6 - metaphase 1; 7 - anaphase 1; 8 - telophase 1;
9 - prophase 2; 10 - metaphase 2; 11 - anaphase 2; 12 - telophase 2.

Metaphase 1 (2n 4c) - pag-align ng mga bivalents sa equatorial plane ng cell, attachment ng fission spindle thread sa isang dulo sa centrioles, ang isa pa - sa centromeres ng chromosomes.

Anaphase 1 (2n 4c) - random na independiyenteng pagkakaiba-iba ng dalawang-chromatid chromosome sa kabaligtaran ng mga pole ng cell (mula sa bawat pares ng homologous chromosome, ang isang chromosome ay gumagalaw sa isang poste, ang isa sa isa), recombination ng mga chromosome.

Telofase 1 (1n 2c sa bawat cell) - ang pagbuo ng mga nuclear membrane sa paligid ng mga grupo ng dalawang-chromatid chromosome, ang dibisyon ng cytoplasm. Sa maraming halaman, ang isang cell mula sa anaphase 1 ay agad na lumipat sa prophase 2.

Pangalawang meiotic division (meiosis 2) tinawag equational.

Interphase 2, o interkinesis (1n 2c), ay isang maikling pahinga sa pagitan ng una at pangalawang meiotic division kung saan hindi nagaganap ang pagtitiklop ng DNA. katangian ng mga selula ng hayop.

Prophase 2 (1n 2c) - pagtatanggal-tanggal ng mga lamad ng nuklear, pagkakaiba-iba ng mga centriole sa iba't ibang mga pole ng cell, pagbuo ng mga fibers ng spindle.

Metaphase 2 (1n 2c) - pagkakahanay ng dalawang-chromatid chromosome sa equatorial plane ng cell (metaphase plate), attachment ng mga spindle fibers na may isang dulo sa centrioles, ang isa - sa centromeres ng chromosomes; 2 bloke ng oogenesis sa mga tao.

Anaphase 2 (2n 2Sa) - ang paghahati ng dalawang-chromatid chromosome sa mga chromatids at ang divergence ng mga sister chromatids na ito sa magkasalungat na pole ng cell (sa kasong ito, ang mga chromatid ay nagiging independiyenteng single-chromatid chromosome), recombination ng mga chromosome.

Telofase 2 (1n 1c sa bawat cell) - decondensation ng mga chromosome, ang pagbuo ng mga nuclear membrane sa paligid ng bawat pangkat ng mga chromosome, ang disintegration ng fission spindle thread, ang hitsura ng nucleolus, ang dibisyon ng cytoplasm (cytotomy) na may pagbuo ng apat na haploid cells bilang isang resulta.

Ang biological na kahalagahan ng meiosis. Ang Meiosis ay ang pangunahing kaganapan ng gametogenesis sa mga hayop at sporogenesis sa mga halaman. Bilang batayan ng combinative variability, tinitiyak ng meiosis ang genetic diversity ng gametes.

Amitosis

Amitosis- direktang paghahati ng interphase nucleus sa pamamagitan ng constriction nang walang pagbuo ng mga chromosome, sa labas ng mitotic cycle. Inilarawan para sa pagtanda, pathologically binago at tiyak na mapapahamak sa mga cell ng kamatayan. Pagkatapos ng amitosis, ang cell ay hindi na makabalik sa normal na mitotic cycle.

siklo ng cell

siklo ng cell- ang buhay ng isang cell mula sa sandali ng paglitaw nito hanggang sa paghahati o kamatayan. Ang isang obligadong bahagi ng cell cycle ay ang mitotic cycle, na kinabibilangan ng panahon ng paghahanda para sa wastong paghahati at mitosis. Bilang karagdagan, may mga panahon ng pahinga sa siklo ng buhay, kung saan ang cell ay gumaganap ng sarili nitong mga pag-andar at pinipili ang karagdagang kapalaran nito: kamatayan o bumalik sa mitotic cycle.

Pumunta sa lektura №12"Photsynthesis. Chemosynthesis"

Pumunta sa lektura №14"Pagpaparami ng mga Organismo"

Ang lahat ng mga selula sa ating katawan ay nabuo mula sa isang solong magulang na selula (zygote) sa pamamagitan ng maraming dibisyon. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang bilang ng mga naturang dibisyon ay limitado. Ang kamangha-manghang katumpakan ng pagpaparami ng cell ay ibinibigay ng mga mekanismong na-debug sa paglipas ng bilyun-bilyong taon ng ebolusyon. Kung ang isang pagkabigo ay nangyari sa sistema ng paghahati ng cell, kung gayon ang organismo ay nagiging hindi mabubuhay. Sa araling ito, matututunan mo kung paano nagpaparami ang mga selula. Pagkatapos panoorin ang aralin, maaari mong independiyenteng pag-aralan ang paksang "Cell division. Mitosis, kilalanin ang mekanismo ng paghahati ng cell. Malalaman mo kung paano nagpapatuloy ang proseso ng cell division (karyogenesis at cytogenesis), na tinatawag na "mitosis", kung anong mga yugto ang kasama nito at kung ano ang papel na ginagampanan nito sa pagpaparami at buhay ng mga organismo.

Paksa: Antas ng cellular

Aralin: Cell division. Mitosis

Paksa ng aralin: “Cell division. Mitosis".

Ang Amerikanong biologist at nagwagi ng Nobel Prize na si G. J. Miller ay sumulat: “Bawat segundo sa ating katawan, daan-daang milyong walang buhay, ngunit napakadisiplinadong maliliit na ballerina ang nagsasama-sama, nagkakalat, pumila at nagkakalat sa iba't ibang direksyon, tulad ng mga mananayaw sa isang bola na gumaganap ng mga kumplikadong hakbang ng isang lumang sayaw. Ang pinakamatandang sayaw na ito sa Earth ay ang Sayaw ng Buhay. Sa gayong mga sayaw, ang mga selula ng katawan ay nagpupuno ng kanilang mga hanay, at tayo ay lumalaki at umiiral.

Ang isa sa mga pangunahing palatandaan ng mga nabubuhay na bagay - pagpaparami sa sarili - ay tinutukoy sa antas ng cellular. Sa panahon ng mitotic division, dalawang anak na cell ang nabuo mula sa isang magulang na cell, na nagsisiguro sa pagpapatuloy ng buhay at paghahatid ng namamana na impormasyon.

Ang buhay ng isang cell mula sa simula ng isang dibisyon hanggang sa susunod na dibisyon ay tinatawag na cell cycle (Larawan 1).

Ang pagitan sa pagitan ng mga cell division ay tinatawag na interphase.

kanin. 1. Cell cycle (counterclockwise - itaas hanggang ibaba) ()

Ang eukaryotic cell division ay maaaring nahahati sa dalawang yugto. Una, ang nucleus ay naghahati (karyogenesis), at pagkatapos ay ang cytoplasm ay naghahati (cytogenesis).

kanin. 2. Relasyon sa pagitan ng interphase at mitosis sa buhay ng isang cell ()

Interphase

Ang interphase ay natuklasan noong ika-19 na siglo nang ang mga siyentipiko ay nag-aaral ng cell morphology. Ang instrumento para sa pag-aaral ng mga cell ay isang light microscope, at ang pinaka-halatang pagbabago sa istraktura ng mga cell ay naganap sa panahon ng paghahati. Ang estado ng cell sa pagitan ng dalawang dibisyon ay tinatawag na "interphase" - isang intermediate phase.

Ang pinakamahalagang proseso sa buhay ng isang cell (tulad ng transkripsyon, pagsasalin, at pagtitiklop) ay nagaganap sa panahon ng interphase.

Gumugugol ang cell sa paghahati mula 1 hanggang 3 oras, at ang interphase ay maaaring tumagal mula 20 minuto hanggang ilang araw.

Ang Interphase (sa Fig. 3 - I) ay binubuo ng ilang mga intermediate phase:

kanin. 3. Mga yugto ng cell cycle ()

G1-phase (initial growth phase - presynthetic): nagaganap ang transkripsyon, pagsasalin at synthesis ng protina;

S-phase (synthetic phase): Nagaganap ang pagtitiklop ng DNA;

G2-phase (postsynthetic phase): ang cell ay naghahanda para sa mitotic division.

Ang magkakaibang mga cell na hindi na nahahati ay kulang sa bahagi ng G2 at maaaring natutulog sa yugto ng G0.

Bago maghati ang nucleus, ang chromatin (na, sa katunayan, ay naglalaman ng namamana na impormasyon) ay nag-condenses at nagbabago sa mga chromosome, na nakikita sa anyo ng mga thread. Kaya ang pangalan ng cell division: "mitosis", na nangangahulugang "thread" sa pagsasalin.

Ang Mitosis ay isang di-tuwirang paghahati ng cell kung saan ang dalawang anak na selula ay nabuo mula sa isang magulang na selula na may parehong hanay ng mga kromosom bilang ang magulang na selula.

Tinitiyak ng prosesong ito ang paglaki ng cell, paglaki at pagbabagong-buhay ng mga organismo.

Sa mga unicellular na organismo, tinitiyak ng mitosis ang asexual reproduction.

Ang proseso ng paghahati sa pamamagitan ng mitosis ay nagaganap sa 4 na yugto, kung saan ang mga kopya ng namamana na impormasyon (mga kapatid na chromosome) ay pantay na ipinamamahagi sa pagitan ng mga selula (Larawan 2).

	Prophase. Ang mga chromosome ay umiikot. Ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang chromatid. Ang nuclear membrane ay natutunaw, ang mga centriole ay nahahati at naghihiwalay patungo sa mga pole. Nagsisimulang mabuo ang division spindle - isang sistema ng mga filament ng protina na binubuo ng mga microtubule, ang ilan sa mga ito ay nakakabit sa mga chromosome, ang ilan ay umaabot mula sa centriole patungo sa isa pa.
	Metaphase. Ang mga kromosom ay matatagpuan sa eroplano ng ekwador ng selula.
	Anaphase. Ang mga chromatid na bumubuo sa mga chromosome ay nag-iiba patungo sa mga pole ng cell, na nagiging mga bagong chromosome.
	Telofase. Nagsisimula ang despiralization ng mga chromosome. Ang pagbuo ng nuclear envelope, cell septum, ang pagbuo ng dalawang anak na cell.

kanin. 4. Mga yugto ng mitosis: prophase, metaphase, anaphase, telophase ()

Ang unang yugto ng mitosis ay prophase. Bago ang simula ng paghahati sa panahon ng sintetikong panahon ng interphase, ang bilang ng mga carrier ng namamana na impormasyon ay doble - transkripsyon ng DNA.

Ang DNA pagkatapos ay nagsasama sa mga histone na protina at mga coils hangga't maaari upang bumuo ng mga chromosome. Ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang kapatid na chromatids na pinagsama ng isang sentromere (tingnan ang video). Ang mga Chromatids ay medyo eksaktong mga kopya ng bawat isa - ang genetic material (DNA) ng mga chromatids ay kinopya sa panahon ng sintetikong panahon ng interphase.

Ang dami ng DNA sa mga cell ay tinutukoy na 4c: pagkatapos ng pagtitiklop sa sintetikong panahon ng interphase, ito ay nagiging dalawang beses na mas malaki kaysa sa bilang ng mga chromosome, na kung saan ay 2n.

Sa prophase, ang nuclear envelope at nucleoli ay nawasak. Ang mga centriole ay lumihis sa mga pole ng cell at nagsisimulang bumuo ng isang division spindle sa tulong ng mga microtubule. Sa pagtatapos ng prophase, ang nuclear membrane ay ganap na nawawala.

Ang ikalawang yugto ng mitosis ay metaphase. Sa metaphase, ang mga chromosome ay nakakabit ng mga sentromer sa mga hibla ng spindle na umaabot mula sa mga centrioles (tingnan ang video). Ang mga microtubule ay nagsisimulang mag-align sa haba, bilang isang resulta kung saan ang mga chromosome ay pumila sa gitnang bahagi ng cell - sa ekwador nito. Kapag ang sentromere ay matatagpuan sa isang pantay na distansya mula sa mga pole, ang kanilang paggalaw ay hihinto.

Sa isang light microscope, makikita mo ang metaphase plate, na nabuo ng mga chromosome na matatagpuan sa ekwador ng cell. Ang metaphase at ang anaphase na kasunod nito ay nagbibigay ng pare-parehong pamamahagi ng namamana na impormasyon ng mga kapatid na chromatids sa pagitan ng mga cell.

Ang susunod na yugto ng mitosis ay anaphase. Siya ang pinakamaikli. Ang mga chromosome centromeres ay nahahati, at ang bawat isa sa mga inilabas na kapatid na chromatids ay nagiging isang independiyenteng chromosome.

Hinihila ng fission spindle filament ang sister chromatids sa mga pole ng cell.

Bilang resulta ng anaphase, ang parehong bilang ng mga chromosome ay nakolekta sa mga pole tulad ng sa orihinal na cell. Ang dami ng DNA sa mga pole ng cell ay nagiging 2C, at ang bilang ng mga chromosome (sister chromatids) ay nagiging 2n.

Ang huling yugto ng mitosis ay telophase. Sa paligid ng mga chromosome (sister chromatids) na nakolekta sa mga pole ng cell, ang nuclear membrane ay nagsisimulang mabuo. Sa isang cell, dalawang nuclei ang lumilitaw sa mga pole.

Nangyayari ang mga proseso na bumalik sa prophase: Ang mga protina ng DNA at chromosome ay nagsisimulang mag-decondense, at ang mga chromosome ay hindi na nakikita sa isang light microscope, ang mga nuclear envelope ay nabuo, ang nucleoli ay nabuo, kung saan ang transkripsyon ay nagsisimula, ang mga spindle fibers ay nawawala.

Ang pagtatapos ng telophase ay higit sa lahat ay nag-tutugma sa dibisyon ng katawan ng cell ng ina - cytokinesis.

cytokinesis

Ang pamamahagi ng cytoplasm sa mga selula ng halaman at hayop ay nangyayari sa iba't ibang paraan. Sa mga cell ng halaman, isang cell wall ang nabubuo sa site ng metaphase plate, na naghahati sa cell sa dalawang anak na cell. Ito ay nagsasangkot ng division spindle na may pagbuo ng isang espesyal na istraktura - ang phragmoplast. Ang mga selula ng hayop ay nahahati upang bumuo ng isang constriction.

Bilang resulta ng mitosis, dalawang cell ang nabuo na genetically identical sa orihinal, bagaman ang bawat isa sa kanila ay naglalaman lamang ng isang kopya ng namamana na impormasyon ng mother cell. Ang pagkopya ng namamana na impormasyon ay nangyayari sa panahon ng sintetikong interphase.

Minsan ang dibisyon ng cytoplasm ay hindi nangyayari, ang dalawa- o multi-nuclear na mga cell ay nabuo.

Ang buong proseso ng mitotic division ay tumatagal mula sa ilang minuto hanggang ilang oras, depende sa mga katangian ng species ng mga buhay na organismo.

Ang biological na kahalagahan ng mitosis ay upang mapanatili ang isang pare-parehong bilang ng mga chromosome at ang genetic na katatagan ng mga organismo.

Bilang karagdagan sa mitosis, mayroong iba pang mga uri ng paghahati.

Halos lahat ng eukaryotic cells ay may tinatawag na direct division - amitosis.

Sa panahon ng amitosis, ang pagbuo ng spindle at chromosome ay hindi nangyayari. Ang pamamahagi ng genetic na materyal ay nangyayari nang random.

Sa pamamagitan ng amitosis, bilang panuntunan, ang mga cell ay nahahati, na kumukumpleto sa kanilang ikot ng buhay. Halimbawa, ang mga epithelial cell ng balat o mga ovarian follicular cell. Ang Amitosis ay nangyayari din sa mga proseso ng pathological, tulad ng pamamaga o malignant na mga tumor.

Pagkagambala ng mitosis

Ang tamang kurso ng mitosis ay maaaring maabala ng mga panlabas na kadahilanan. Halimbawa, sa ilalim ng impluwensya ng X-ray, maaaring masira ang mga chromosome. Pagkatapos ay naibalik sila sa tulong ng mga espesyal na enzyme. Gayunpaman, maaaring mangyari ang mga pagkakamali. Ang mga sangkap tulad ng mga alkohol at eter ay maaaring makagambala sa paggalaw ng mga chromosome sa mga pole ng cell, na humahantong sa isang hindi pantay na pamamahagi ng mga chromosome. Sa mga kasong ito, kadalasang namamatay ang cell.

May mga sangkap na nakakaapekto sa division spindle, ngunit hindi nakakaapekto sa pamamahagi ng mga chromosome. Bilang resulta, ang nucleus ay hindi nahahati, at ang nuclear envelope ay magkakaisa sa lahat ng mga chromosome na dapat ipamahagi sa pagitan ng mga bagong selula. Ang mga cell na may dobleng hanay ng mga chromosome ay nabuo. Ang ganitong mga organismo na may doble o triple na hanay ng mga kromosom ay tinatawag na polyploid. Ang paraan ng pagkuha ng polyploid ay malawakang ginagamit sa pag-aanak upang lumikha ng mga lumalaban na uri ng halaman.

Ang aralin ay tungkol sa paghahati ng cell sa pamamagitan ng mitosis. Bilang resulta ng mitosis, bilang panuntunan, dalawang mga selula ang nabuo, magkapareho sa dami at kalidad ng genetic na materyal sa selula ng ina.

Takdang aralin

1. Ano ang cell cycle? Ano ang mga yugto nito?

2. Anong proseso ang tinatawag na mitosis?

3. Ano ang nangyayari sa isang cell sa panahon ng mitosis?

3. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Mga Batayan ng Pangkalahatang Biology. Baitang 9: Isang aklat-aralin para sa mga mag-aaral sa grade 9 na institusyong pang-edukasyon / Ed. ang prof. SA. Ponomareva. - 2nd ed. binago - M.: Ventana-Graf, 2005.

Mitosis (karyokinesis) ay isang hindi direktang paghahati ng cell kung saan ang mga yugto ay nakikilala: prophase, metaphase, anaphase at telophase.

1. Ang prophase ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
1) chromonemata spiralize, lumapot at paikliin.
2) nawawala ang nucleoli, i.e. Ang chromonema nucleolus ay naka-pack sa mga chromosome na may pangalawang constriction, na tinatawag na nucleolar organizer.

3) dalawang sentro ng cell (centrioles) ang nabuo sa cytoplasm at nabuo ang mga hibla ng spindle.
4) sa pagtatapos ng prophase, ang nuclear membrane ay nasira at ang mga chromosome ay nasa cytoplasm. Ang hanay ng prophase chromosomes ay - 2n4s.

2. Ang metaphase ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
1) Ang mga hibla ng spindle ay nakakabit sa mga sentromer ng mga kromosom at ang mga kromosom ay nagsisimulang gumalaw at pumila sa ekwador ng selula.
2) ang metaphase ay tinatawag na "cell passport", dahil Malinaw na nakikita na ang chromosome ay binubuo ng dalawang chromatid. Ang mga chromosome ay maximally spiralized, ang mga chromatid ay nagsisimulang magtaboy sa isa't isa, ngunit konektado pa rin sa sentromere na rehiyon. Sa yugtong ito, pinag-aaralan ang cell karyotype, dahil ang bilang at hugis ng mga chromosome ay malinaw na nakikita. Ang yugto ay napakaikli.
Ang set ng metaphase chromosomes ay - 2n4s.

3. Ang anaphase ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
1) ang mga sentromer ng mga chromosome ay nahati at ang mga kapatid na chromatids ay naghihiwalay sa mga pole ng cell at nagiging mga independiyenteng chromatid, na tinatawag na mga anak na kromosoma. Sa bawat poste sa cell ay isang diploid na hanay ng mga chromosome.
Ang anaphase chromosome set ay 4n4s.

4. Ang Telophase ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
Ang mga single-chromatid chromosome ay despiralized sa mga pole ng cell, nabuo ang nucleoli, at ang nuclear envelope ay naibalik.
Ang set ng telophase chromosomes ay - 2n2s.
Ang Telophase ay nagtatapos sa cytokinesis. Ang cytokinesis ay ang proseso ng paghahati ng cytoplasm sa pagitan ng dalawang anak na selula. Ang cytokinesis ay nangyayari nang iba sa mga halaman at hayop.
sa isang selula ng hayop. Lumilitaw ang isang annular constriction sa ekwador ng cell, na lumalalim at ganap na nagtali sa cell body. Bilang resulta, dalawang bagong selula ang nabuo, kalahati ng laki ng selula ng ina. Mayroong maraming actin sa constriction area; Ang mga microfilament ay may papel sa paggalaw.
Ang cytokinesis ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng paghihigpit.
sa isang selula ng halaman. Sa ekwador, sa gitna ng cell, bilang isang resulta ng akumulasyon ng mga vesicle ng dictyosomes ng Golgi complex, nabuo ang isang cell plate, na lumalaki mula sa gitna hanggang sa periphery at humahantong sa dibisyon ng mother cell. sa dalawang cell. Sa hinaharap, ang septum ay lumalapot, dahil sa pagtitiwalag ng selulusa, na bumubuo ng isang cell wall. Ang cytokinesis ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng septum.

Ang biological na kahulugan ng mitosis

Bilang resulta ng mitosis, ang dalawang anak na cell ay nabuo na may parehong hanay ng mga chromosome bilang ang mother cell.

Diagram ng mitosis

Ang yugto ng G1 ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapatuloy ng masinsinang mga proseso ng biosynthesis, na biglang bumagal sa panahon ng mitosis, at huminto nang buo sa maikling panahon ng cytokinesis. Ang kabuuang nilalaman ng protina ay patuloy na tumataas sa yugtong ito. Para sa karamihan ng mga cell, mayroong isang kritikal na punto sa yugto ng G1, ang tinatawag na punto ng paghihigpit. Sa panahon ng pagpasa nito, ang mga panloob na pagbabago ay nangyayari sa cell, pagkatapos nito ang cell ay dapat dumaan sa lahat ng kasunod na mga yugto ng cell cycle. Ang hangganan sa pagitan ng S at G2 phase ay tinutukoy ng hitsura ng isang sangkap - ang S-phase activator.

Ang yugto ng G2 ay itinuturing bilang isang panahon ng paghahanda ng cell para sa pagsisimula ng mitosis. Ang tagal nito ay mas maikli kaysa sa ibang mga panahon. Sa loob nito, ang synthesis ng fission proteins (tubulin) ay nangyayari at ang phosphorylation ng mga protina na kasangkot sa chromatin condensation ay sinusunod.

Prophase

Sa panahon ng prophase, dalawang parallel na proseso ang nagaganap. Ito ang unti-unting paghalay ng chromatin, ang hitsura ng malinaw na nakikitang mga chromosome at ang disintegration ng nucleolus, pati na rin ang pagbuo ng isang division spindle, na nagsisiguro ng tamang pamamahagi ng mga chromosome sa pagitan ng mga cell ng anak na babae. Ang dalawang prosesong ito ay spatially na pinaghihiwalay ng nuclear envelope, na nagpapatuloy sa buong prophase at bumagsak lamang sa dulo nito. Ang sentro ng organisasyong microtubule sa karamihan ng mga selula ng hayop at ilang halaman ay ang sentro ng selula o centrosome. Sa interphase cell, ito ay matatagpuan sa gilid ng nucleus. Sa gitnang bahagi ng centrosome mayroong dalawang centrioles na nahuhulog sa materyal nito sa tamang mga anggulo sa bawat isa. Maraming mga tubo na nabuo ng protina na tubulin ay umaalis mula sa paligid na bahagi ng centrosome. Umiiral din sila sa interphase cell, na bumubuo ng isang cytoskeleton sa loob nito. Ang mga microtubule ay nasa isang estado ng napakabilis na pagpupulong at pagkalas. Ang mga ito ay hindi matatag at ang kanilang array ay patuloy na ina-update. Halimbawa, sa in vitro cultured fibroblast cells, ang average na buhay ng microtubule ay mas mababa sa 10 min. Sa simula ng mitosis, ang mga microtubule ng cytoplasm ay naghiwa-hiwalay, at pagkatapos ay nagsisimula ang kanilang pagbawi. Una, lumilitaw ang mga ito sa circumnuclear zone, na bumubuo ng isang nagliliwanag na istraktura - isang bituin. Ang sentro ng pagbuo nito ay ang centrosome. Ang mga microtubule ay mga polar na istruktura dahil ang mga molekula ng tubulin kung saan sila nabuo ay nakatuon sa isang tiyak na paraan. Ang isang dulo nito ay humahaba ng tatlong beses na mas mabilis kaysa sa iba. Ang mga mabilis na lumalagong dulo ay tinatawag na mga plus end, ang mabagal na lumalaking minus na mga dulo. Dagdag pa, ang mga dulo ay nakatuon pasulong sa direksyon ng paglago. Ang centriole ay isang maliit na cylindrical organelle na humigit-kumulang 0.2 µm ang kapal at 0.4 µm ang haba. Ang pader nito ay binubuo ng siyam na grupo ng triplets ng mga tubules. Sa isang triplet, isang tubule ay kumpleto at dalawang magkadugtong na ito ay hindi kumpleto. Ang bawat triplet ay nakahilig patungo sa gitnang axis. Ang mga kalapit na triplet ay magkakaugnay sa pamamagitan ng mga cross-link. Ang mga bagong centriole ay lumitaw lamang sa pamamagitan ng pagdodoble ng mga umiiral na. Ang prosesong ito ay kasabay ng oras ng DNA synthesis sa S-phase. Sa panahon ng G1, ang mga centriole na bumubuo ng isang pares ay naghihiwalay ng ilang micron. Pagkatapos, sa bawat isa sa mga centriole, sa gitnang bahagi nito, ang isang anak na babae na centriole ay itinayo sa isang tamang anggulo. Ang paglaki ng mga anak na babae centrioles ay nakumpleto sa yugto ng G2, ngunit ang mga ito ay nakalubog pa rin sa isang solong masa ng materyal na centrosome. Sa simula ng prophase, ang bawat pares ng centrioles ay nagiging bahagi ng isang hiwalay na centrosome, kung saan umaalis ang isang radial bundle ng microtubule - isang bituin. Ang mga nabuong bituin ay lumalayo sa isa't isa sa magkabilang panig ng core, na kasunod ay nagiging mga pole ng fission spindle.

metaphase

Nagsisimula ang Prometaphase sa mabilis na pagkawatak-watak ng nuclear envelope sa mga fragment ng lamad na hindi makilala sa mga fragment ng EPS. Ang mga ito ay inilipat sa periphery ng cell sa pamamagitan ng mga chromosome at ang division spindle. Ang isang kumplikadong protina ay nabuo sa mga sentromer ng mga kromosom, na sa mga elektronikong larawan ay mukhang isang lamellar na tatlong-layer na istraktura - kinetochore. Ang parehong mga chromatid ay nagdadala ng isang kinetochore, kung saan ang mga microtubule ng protina ng fission spindle ay nakakabit. Gamit ang mga pamamaraan ng molecular genetics, natagpuan na ang impormasyon na tumutukoy sa tiyak na disenyo ng kinetochores ay nakapaloob sa DNA nucleotide sequence sa sentromere region. Ang mga spindle microtubule na nakakabit sa chromosome kinetochores ay gumaganap ng isang napakahalagang papel; una, i-orient nila ang bawat chromosome na may kaugnayan sa division spindle upang ang dalawang kinetochores nito ay nakaharap sa magkabilang poste ng cell. Pangalawa, ang mga microtubule ay naglilipat ng mga kromosom upang ang kanilang mga sentromer ay nasa eroplano ng ekwador ng selula. Ang prosesong ito sa mga selulang mammalian ay tumatagal mula 10 hanggang 20 min at nakumpleto sa pagtatapos ng prometaphase. Ang bilang ng mga microtubule na nauugnay sa bawat kinetochore ay nag-iiba-iba sa mga species. Sa mga tao, mayroong mula 20 hanggang 40 sa kanila, sa lebadura - 1. Dagdag pa ang mga dulo ng microtubule ay nagbubuklod sa mga chromosome. Bilang karagdagan sa kinetochore microtubule, ang spindle ay naglalaman din ng pole microtubule, na umaabot mula sa magkasalungat na pole at pinagsama sa ekwador ng mga espesyal na protina. Ang mga microtubule na umaabot mula sa centrosome at hindi kasama sa spindle of division ay tinatawag na astral, bumubuo sila ng isang bituin.

Metaphase. Sinasakop ang isang makabuluhang bahagi ng mitosis. Ito ay madaling makilala sa pamamagitan ng dalawang tampok: isang bipolar spindle na istraktura at isang metaphase chromosome plate. Ito ay isang medyo matatag na estado ng cell; maraming mga cell ang maaaring iwanang sa metaphase sa loob ng ilang oras o araw kung sila ay ginagamot ng mga sangkap na nagde-depolymerize sa mga spindle tube. Matapos alisin ang ahente, ang mitotic spindle ay makakapag-regenerate at ang cell ay nakumpleto ang mitosis.

Anaphase

Nagsisimula ang anaphase sa isang mabilis na sabay-sabay na paghahati ng lahat ng chromosome sa mga kapatid na chromatids, na bawat isa ay may sariling kinetochore. Ang paghahati ng mga chromosome sa mga chromatid ay nauugnay sa pagtitiklop ng DNA sa rehiyon ng sentromere. Ang pagtitiklop ng gayong maliit na lugar ay nangyayari sa loob ng ilang segundo. Ang signal para sa simula ng anaphase ay nagmumula sa cytosol, ito ay nauugnay sa isang panandaliang mabilis na pagtaas sa konsentrasyon ng mga calcium ions ng 10 beses. Ipinakita ng electron microscopy na sa mga pole ng spindle ay mayroong akumulasyon ng mga lamad na vesicle na mayaman sa calcium. Bilang tugon sa isang anaphase signal, ang mga kapatid na chromatids ay nagsisimulang lumipat patungo sa mga pole. Ito ay dahil una sa pagpapaikli ng kinetochore tubules (anaphase A), at pagkatapos ay sa pagkalat ng mga pole mismo, na nauugnay sa pagpahaba ng polar microtubule (anaphase B). Ang mga proseso ay medyo independyente, tulad ng ipinahiwatig ng kanilang iba't ibang sensitivity sa mga lason. Sa iba't ibang mga organismo, ang kontribusyon ng anaphase A at anaphase B sa huling divergence ng mga chromosome ay iba. Halimbawa, sa mga selulang mammalian, ang anaphase B ay nagsisimula pagkatapos ng anaphase A at nagtatapos kapag ang spindle ay umabot sa haba na 1.5-2 beses na mas malaki kaysa sa metaphase. Sa protozoa, nangingibabaw ang anaphase B, na nagiging sanhi ng pagpapahaba ng spindle ng 15 beses. Ang pagpapaikli ng kinetochore tubules ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng kanilang depolymerization. Nawala ang mga subunit mula sa plus end, i.e. mula sa gilid ng kinetochore, bilang isang resulta, ang kinetochore ay gumagalaw kasama ng chromosome patungo sa poste. Tulad ng para sa polar microtubule. Pagkatapos ay sa anaphase, sila ay binuo at pinahaba habang ang mga pole ay naghihiwalay. Sa pagtatapos ng anaphase, ang mga chromosome ay ganap na nahiwalay sa dalawang magkaparehong grupo sa mga pole ng cell.

Ang dibisyon ng nucleus at cytoplasm ay naka-link. Ang mitotic spindle ay may mahalagang papel dito. Sa mga selula ng hayop, nasa anaphase na, lumilitaw ang isang fission furrow sa eroplano ng spindle equator. Ito ay inilatag sa tamang mga anggulo sa mahabang axis ng mitotic spindle. Ang pagbuo ng uka ay dahil sa aktibidad ng contractile ring, na matatagpuan sa ilalim ng lamad ng cell. Binubuo ito ng mga thinnest thread - actin filament. Ang contractile ring ay may sapat na lakas upang yumuko ang isang manipis na glass needle na ipinasok sa cell. Habang lumalalim ang uka, hindi tumataas ang kapal ng contractile ring, dahil nawawala ang bahagi ng mga filament kapag bumababa ang radius nito. Matapos makumpleto ang cytokinesis, ang contractile ring ay ganap na nawasak, at ang plasma membrane sa rehiyon ng fission furrow ay nagkontrata. Para sa ilang oras, sa zone ng pakikipag-ugnay ng mga bagong nabuo na mga cell, isang katawan ng mga labi ng malapit na nakaimpake na microtubule ay nananatili. Sa mga selula ng halaman na may matibay na lamad ng cell, ang cytoplasm ay nahahati sa pamamagitan ng pagbuo ng isang bagong pader sa hangganan sa pagitan ng mga cell ng anak na babae. Ang mga selula ng halaman ay walang contractile ring. Sa eroplano ng ekwador ng cell, nabuo ang isang phragmoplast, unti-unting lumalawak mula sa gitna ng cell hanggang sa periphery nito, hanggang sa maabot ng lumalaking cell plate ang plasma membrane ng mother cell. Ang mga lamad ay nagsasama, ganap na naghihiwalay sa mga nagresultang mga selula.