Siklo ng buhay ng cell: mga yugto, mga yugto. Siklo ng buhay ng isang virus sa isang host cell. Cell cycle - mitosis: paglalarawan ng mga phase G0, G1, G2, S Cell cycle ng yugto nito
siklo ng cell(cyclus cellularis) ay ang panahon mula sa isang cell division patungo sa isa pa, o ang panahon mula sa cell division hanggang sa pagkamatay nito. Ang cell cycle ay nahahati sa 4 na panahon.
Ang unang panahon ay mitotic;
Ika-2 - postmitotic, o presynthetic, ito ay tinutukoy ng titik G1;
Ika-3 - gawa ng tao, ito ay tinutukoy ng titik S;
Ika-4 - postsynthetic, o premitotic, ito ay tinutukoy ng titik G 2,
at ang mitotic period - ang titik M.
Pagkatapos ng mitosis, magsisimula ang susunod na yugto ng G1. Sa panahong ito, ang daughter cell ay 2 beses na mas maliit sa masa kaysa sa mother cell. Sa cell na ito, mayroong 2 beses na mas kaunting protina, DNA at chromosome, ibig sabihin, karaniwan, dapat itong magkaroon ng 2n chromosome at DNA - 2s.
Ano ang nangyayari sa panahon G1? Sa oras na ito, ang transkripsyon ng RNA ay nangyayari sa ibabaw ng DNA, na nakikibahagi sa synthesis ng mga protina. Dahil sa mga protina, tumataas ang masa ng cell ng anak na babae. Sa oras na ito, ang mga DNA precursor at enzymes na kasangkot sa synthesis ng DNA at DNA precursors ay synthesize. Ang mga pangunahing proseso sa panahon ng G1 ay ang synthesis ng mga protina at mga receptor ng cell. Pagkatapos ay darating ang panahon ng S. Sa panahong ito, nangyayari ang pagtitiklop ng chromosome DNA. Bilang resulta, sa pagtatapos ng panahon S, ang nilalaman ng DNA ay 4c. Ngunit magkakaroon ng 2p chromosome, bagaman sa katunayan ay magkakaroon din ng 4p, ngunit ang DNA ng mga chromosome sa panahong ito ay magkaugnay na ang bawat kapatid na chromosome sa maternal chromosome ay hindi pa nakikita. Habang tumataas ang kanilang bilang bilang resulta ng DNA synthesis at ang transkripsyon ng ribosomal, messenger at transport RNAs ay tumataas, natural na tumataas din ang synthesis ng protina. Sa oras na ito, ang pagdodoble ng mga centriole sa mga cell ay maaaring mangyari. Kaya, ang isang cell mula sa period S ay pumapasok sa period G 2 . Sa simula ng panahon ng G 2, ang aktibong proseso ng transkripsyon ng iba't ibang mga RNA at ang proseso ng synthesis ng protina, pangunahin ang mga protina ng tubulin, na kinakailangan para sa dibisyon ng spindle, ay nagpapatuloy. Maaaring mangyari ang pagdoble ng centriole. Sa mitochondria, ang ATP ay masinsinang na-synthesize, na isang mapagkukunan ng enerhiya, at ang enerhiya ay kinakailangan para sa mitotic cell division. Pagkatapos ng G2 period, ang cell ay pumapasok sa mitotic period.
Ang ilang mga cell ay maaaring lumabas sa cell cycle. Ang paglabas ng isang cell mula sa cell cycle ay tinutukoy ng letrang G0. Ang isang cell na pumapasok sa panahong ito ay nawawalan ng kakayahang mag-mitosis. Bukod dito, ang ilang mga cell ay nawawalan ng kakayahang pansamantalang mag-mitosis, ang iba ay permanente.
Kung sakaling ang isang cell ay pansamantalang mawalan ng kakayahan sa mitotic division, ito ay sumasailalim sa paunang pagkita ng kaibhan. Sa kasong ito, ang isang differentiated cell ay dalubhasa upang magsagawa ng isang partikular na function. Pagkatapos ng paunang pagkita ng kaibhan, ang cell na ito ay makakabalik sa cell cycle at pumasok sa Gj period at, pagkatapos na dumaan sa S period at sa G 2 period, sumasailalim sa mitotic division.
Saan sa katawan ang mga selula sa panahon G 0? Ang mga selulang ito ay matatagpuan sa atay. Ngunit kung ang atay ay nasira o ang bahagi nito ay tinanggal sa pamamagitan ng operasyon, ang lahat ng mga selula na sumailalim sa paunang pagkita ng kaibhan ay bumalik sa siklo ng cell, at dahil sa kanilang paghahati, ang mga selula ng parenchymal ng atay ay mabilis na naibalik.
Ang mga stem cell ay nasa G 0 period din, ngunit kapag nagsimulang maghati ang isang stem cell, dumaan ito sa lahat ng interphase period: G1, S, G 2 .
Ang mga cell na iyon na sa wakas ay nawalan ng kakayahan sa mitotic division ay unang sumasailalim sa paunang pagkita ng kaibhan at gumaganap ng ilang mga function, at pagkatapos ay panghuling pagkita ng kaibhan. Sa huling pagkita ng kaibhan, ang cell ay hindi na makabalik sa cell cycle at kalaunan ay mamatay. Saan matatagpuan ang mga selulang ito sa katawan? Una, sila ay mga selula ng dugo. Ang mga granulocyte ng dugo na sumailalim sa pag-andar ng pagkita ng kaibhan sa loob ng 8 araw, at pagkatapos ay namamatay. Gumagana ang mga erythrocytes ng dugo sa loob ng 120 araw, pagkatapos ay namamatay din sila (sa pali). Pangalawa, ito ang mga selula ng epidermis ng balat. Ang mga selula ng epidermal ay sumasailalim sa unang inisyal, pagkatapos ay pangwakas na pagkita ng kaibhan, bilang isang resulta kung saan sila ay nagiging malibog na mga kaliskis, na pagkatapos ay sloughed off mula sa ibabaw ng epidermis. Sa epidermis ng balat, ang mga cell ay maaaring nasa G 0 period, G1 period, G 2 period, at S period.
Ang mga tissue na may mabilis na paghahati ng mga cell ay mas apektado kaysa sa mga tisyu na may madalang na paghahati ng mga cell dahil maraming kemikal at pisikal na mga kadahilanan ang sumisira sa spindle microtubule.
MITOSIS
Ang mitosis ay sa panimula ay naiiba mula sa direktang paghahati o amitosis dahil sa panahon ng mitosis mayroong isang pare-parehong pamamahagi ng chromosomal na materyal sa pagitan ng mga cell ng anak na babae. Ang mitosis ay nahahati sa 4 na yugto. 1st phase ang tawag prophase ika-2 - metaphase ika-3 - anaphase, ika-4 - telophase.
Kung ang cell ay may kalahating (haploid) na hanay ng mga chromosome, na binubuo ng 23 chromosome (sex cells), kung gayon ang naturang set ay ipinahiwatig ng simbolo Sa chromosome at 1c DNA, kung diploid - 2n chromosome at 2c DNA (somatic cells kaagad pagkatapos ng mitotic division), isang aneuploid na hanay ng mga chromosome - sa mga abnormal na selula.
Prophase. Ang prophase ay nahahati sa maaga at huli. Sa panahon ng maagang prophase, ang mga chromosome ay umiikot, at sila ay nakikita sa anyo ng mga manipis na mga thread at bumubuo ng isang siksik na bola, ibig sabihin, isang siksik na bola ay nabuo. Sa pagsisimula ng late prophase, ang mga chromosome ay umiikot nang higit pa, bilang isang resulta kung saan ang mga gene ng nucleolar chromosome organizers ay sarado. Samakatuwid, ang transkripsyon ng rRNA at ang pagbuo ng mga subunit ng chromosome ay tumigil, at ang nucleolus ay nawala. Kasabay nito, ang pagkapira-piraso ng nuclear envelope ay nangyayari. Ang mga fragment ng nuclear envelope ay gumulong sa maliliit na vacuoles. Sa cytoplasm, bumababa ang dami ng butil na ER. Ang mga tangke ng butil-butil na ER ay nahahati sa mas maliliit na istruktura. Ang bilang ng mga ribosome sa ibabaw ng mga lamad ng ER ay bumababa nang husto. Ito ay humahantong sa isang pagbawas sa synthesis ng protina ng 75%. Sa oras na ito, ang pagdodoble ng cell center ay nangyayari. Ang nagresultang 2 cell center ay nagsisimulang maghiwalay patungo sa mga pole. Ang bawat isa sa mga bagong nabuong cell center ay binubuo ng 2 centrioles: maternal at daughter.
Sa pakikilahok ng mga sentro ng cell, ang division spindle ay nagsisimulang mabuo, na binubuo ng mga microtubule. Ang mga kromosom ay patuloy na umiikot, at bilang isang resulta, ang isang maluwag na tangle ng mga kromosom ay nabuo, na matatagpuan sa cytoplasm. Kaya, ang late prophase ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang maluwag na gusot ng mga chromosome.
Metaphase. Sa panahon ng metaphase, makikita ang mga chromatid ng maternal chromosomes. Nakahanay ang mga chromosome ng ina sa eroplano ng ekwador. Kung titingnan mo ang mga chromosome na ito mula sa gilid ng cell equator, kung gayon ang mga ito ay itinuturing na equatorial plate(lamina equatorialis). Kung sakaling tumingin ka sa parehong plato mula sa gilid ng poste, kung gayon ito ay itinuturing na inang bituin(monasteryo). Sa panahon ng metaphase, nakumpleto ang pagbuo ng fission spindle. 2 uri ng microtubule ang makikita sa spindle of division. Ang ilang mga microtubule ay nabuo mula sa cell center, ibig sabihin, mula sa centriole, at tinatawag centriolar microtubule(microtubuli cenriolaris). Nagsisimulang mabuo ang iba pang microtubule mula sa kinetochore chromosome. Ano ang kinetochores? Sa lugar ng mga pangunahing paghihigpit ng mga kromosom mayroong tinatawag na kinetochores. Ang mga kinetochore na ito ay may kakayahang magbuod ng self-assembly ng mga microtubule. Dito nagsisimula ang mga microtubule, na lumalaki patungo sa mga sentro ng cell. Kaya, ang mga dulo ng kinetochore microtubule ay umaabot sa pagitan ng mga dulo ng centriolar microtubule.
Anaphase. Sa panahon ng anaphase, mayroong sabay-sabay na paghihiwalay ng mga chromosome ng anak na babae (chromatids), na nagsisimulang ilipat ang isa sa isa, ang iba sa kabilang poste. Sa kasong ito, may lalabas na double star, ibig sabihin, 2 child star (diastr). Ang paggalaw ng mga bituin ay isinasagawa dahil sa spindle ng dibisyon at ang katotohanan na ang mga pole ng cell mismo ay medyo inalis sa bawat isa.
Mekanismo, paggalaw ng mga anak na bituin. Ang paggalaw na ito ay tinitiyak ng katotohanan na ang mga dulo ng kinetochore microtubule ay dumudulas sa mga dulo ng centriolar microtubule at hinila ang mga chromatids ng mga anak na bituin patungo sa mga pole.
Telofase. Sa panahon ng telophase, ang paggalaw ng mga anak na bituin ay humihinto at ang nuclei ay nagsisimulang mabuo. Ang mga chromosome ay sumasailalim sa despiralization, isang nuclear envelope (nucleolemma) ay nagsisimulang mabuo sa paligid ng mga chromosome. Dahil ang mga fibril ng DNA ng mga chromosome ay sumasailalim sa despiralization, nagsisimula ang transkripsyon
RNA sa mga natuklasang gene. Dahil ang mga fibril ng DNA ng mga chromosome ay despiralized, ang rRNA ay nagsisimulang ma-transcribe sa anyo ng mga manipis na mga thread sa rehiyon ng mga nucleolar organizer, ibig sabihin, ang fibrillar apparatus ng nucleolus ay nabuo. Pagkatapos, ang mga ribosomal na protina ay dinadala sa rRNA fibrils, na kung saan ay kumplikado sa rRNA, na nagreresulta sa pagbuo ng ribosome subunits, ibig sabihin, ang butil na bahagi ng nucleolus ay nabuo. Nangyayari na ito sa huling bahagi ng telophase. cytotomy, ibig sabihin, constriction formation. Sa pagbuo ng isang constriction sa kahabaan ng ekwador, ang cytolemma ay invaginated. Ang mekanismo ng invagination ay ang mga sumusunod. Sa kahabaan ng ekwador ay mga tonofilament, na binubuo ng mga contractile protein. Ang mga tonofilament na ito ay gumuhit sa cytolemma. Pagkatapos ay mayroong paghihiwalay ng cytolemma ng isang cell ng anak na babae mula sa isa pang naturang cell ng anak na babae. Kaya, bilang resulta ng mitosis, nabuo ang mga bagong selula ng anak na babae. Ang mga selyula ng anak na babae ay 2 beses na mas maliit sa masa kumpara sa magulang. Mayroon din silang mas kaunting DNA - tumutugma sa 2c, at kalahati ng bilang ng mga kromosom - tumutugma sa 2p. Kaya, ang mitotic division ay nagtatapos sa cell cycle.
Ang biological na kahalagahan ng mitosis ay dahil sa paghahati, lumalaki ang katawan, pisyolohikal at reparative na pagbabagong-buhay ng mga selula, tisyu at organo.
Ang biological na kahalagahan ng cell division. Ang mga bagong selula ay lumitaw bilang isang resulta ng paghahati ng mga umiiral na. Kung ang isang unicellular na organismo ay nahati, pagkatapos ay dalawang bago ang nabuo mula dito. Ang isang multicellular na organismo ay nagsisimula din sa pag-unlad nito nang madalas sa isang cell. Sa pamamagitan ng paulit-ulit na mga dibisyon, isang malaking bilang ng mga selula ang nabuo, na bumubuo sa katawan. Tinitiyak ng paghahati ng cell ang pagpaparami at pag-unlad ng mga organismo, at samakatuwid ay ang pagpapatuloy ng buhay sa Earth.
siklo ng cell- ang buhay ng isang cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa proseso ng paghahati ng mother cell hanggang sa sarili nitong dibisyon (kabilang ang dibisyong ito) o kamatayan.
Sa panahon ng siklong ito, ang bawat selula ay lumalaki at umuunlad sa paraang matagumpay na maisagawa ang mga tungkulin nito sa katawan. Dagdag pa, ang cell ay gumagana para sa isang tiyak na oras, pagkatapos nito ay nahahati, bumubuo ng mga anak na selula, o namatay.
Ang iba't ibang uri ng mga organismo ay may iba't ibang oras ng pag-ikot ng cell: halimbawa, bakterya ito ay tumatagal ng mga 20 minuto ciliates sapatos- mula 10 hanggang 20 na oras. Ang mga selula ng mga multicellular na organismo sa mga unang yugto ng pag-unlad ay madalas na nahahati, at pagkatapos ay ang mga siklo ng cell ay makabuluhang pinahaba. Halimbawa, kaagad pagkatapos ng kapanganakan ng isang tao, ang mga selula ng utak ay nahahati ng maraming beses: 80% ng mga neuron ng utak ay nabuo sa panahong ito. Gayunpaman, ang karamihan sa mga selulang ito ay mabilis na nawawalan ng kakayahang hatiin, at ang ilan ay nabubuhay hanggang sa natural na pagkamatay ng organismo nang hindi naghahati.
Ang cell cycle ay binubuo ng interphase at mitosis (Larawan 54).
Interphase- agwat ng cell cycle sa pagitan ng dalawang dibisyon. Sa buong interphase, ang mga chromosome ay hindi spiralized; sila ay matatagpuan sa cell nucleus sa anyo ng chromatin. Bilang isang patakaran, ang interphase ay binubuo ng tatlong mga panahon: pre-synthetic, synthetic at postsynthetic.
Presynthetic period (G,) ay ang pinakamahabang bahagi ng interphase. Maaari itong tumagal sa iba't ibang uri ng mga cell mula 2-3 oras hanggang ilang araw. Sa panahong ito, ang cell ay lumalaki, ang bilang ng mga organelles ay tumataas dito, ang enerhiya at mga sangkap ay naipon para sa kasunod na pagdoble ng DNA. Sa panahon ng Gj, ang bawat chromosome ay binubuo ng isang chromatid, i.e. ang bilang ng mga chromosome ( P) at mga chromatid (Kasama) mga posporo. Isang hanay ng mga chromosome at chromo-
matid (DNA molecules) ng isang diploid cell sa G r period ng cell cycle ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng pagsulat 2p2s.
Sa synthetic period (S) Nangyayari ang pagdoble ng DNA, pati na rin ang synthesis ng mga protina na kinakailangan para sa kasunod na pagbuo ng mga chromosome. SA sa parehong panahon mayroong pagdodoble ng centrioles.
Ang pagdoble ng DNA ay tinatawag pagtitiklop. Sa panahon ng pagtitiklop, pinaghihiwalay ng mga espesyal na enzyme ang dalawang hibla ng orihinal na molekulang DNA ng magulang, na sinisira ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga pantulong na nucleotide. Ang mga molekula ng DNA polymerase, ang pangunahing enzyme ng pagtitiklop, ay nagbubuklod sa mga nakahiwalay na kadena. Pagkatapos ang mga molekula ng DNA polymerase ay nagsisimulang gumalaw kasama ang mga kadena ng magulang, gamit ang mga ito bilang mga template, at nag-synthesize ng mga bagong chain ng anak na babae, na pumipili ng mga nucleotide para sa kanila ayon sa prinsipyo ng complementarity (Fig. 55). Halimbawa, kung ang isang seksyon ng parent DNA chain ay may nucleotide sequence A C G T G A, ang seksyon ng daughter chain ay magmumukhang TGCAC. SA Kaugnay nito, ang pagtitiklop ay tinutukoy bilang mga reaksyon ng synthesis ng matrix. SA ang pagtitiklop ay gumagawa ng dalawang magkaparehong double-stranded na molekula ng DNA SA bawat isa sa kanila ay may kasamang isang chain ng orihinal na molekula ng magulang at isang bagong synthesize na chain ng anak na babae.
Sa pagtatapos ng S-period, ang bawat chromosome ay binubuo na ng dalawang magkaparehong sister chromatids na konektado sa isa't isa sa centromere. Ang bilang ng mga chromatid sa bawat pares ng mga homologous chromosome ay nagiging apat. Kaya, ang hanay ng mga chromosome at chromatids ng isang diploid cell sa dulo ng S-period (ibig sabihin, pagkatapos ng pagtitiklop) ay ipinahayag ng record 2p4s.
Postsynthetic period (G 2) nangyayari pagkatapos ng pagdoble ng DNA. Sa oras na ito, ang cell ay nag-iipon ng enerhiya at nag-synthesize ng mga protina para sa paparating na dibisyon (halimbawa, tubulin protein para sa pagbuo ng mga microtubule, na kasunod na bumubuo sa division spindle). Sa buong panahon ng C 2, ang hanay ng mga chromosome at chromatids sa cell ay nananatiling hindi nagbabago - 2n4c.
Nagtatapos at nagsisimula ang interphase dibisyon, na nagreresulta sa pagbuo ng mga anak na selula. Sa panahon ng mitosis (ang pangunahing paraan ng paghahati ng cell sa mga eukaryotes), ang mga kapatid na chromatids ng bawat chromosome ay naghihiwalay sa isa't isa at pumapasok sa iba't ibang mga cell ng anak na babae. Dahil dito, ang mga batang anak na babae na pumapasok sa isang bagong siklo ng cell ay may isang set 2p2s.
Kaya, ang cell cycle ay sumasaklaw sa yugto ng panahon mula sa paglitaw ng isang cell hanggang sa kumpletong paghahati nito sa dalawang anak na babae at kasama ang interphase (Gr, S-, C2-periods) at mitosis (tingnan ang Fig. 54). Ang ganitong pagkakasunud-sunod ng mga panahon ng cell cycle ay tipikal para sa patuloy na paghahati ng mga cell, halimbawa, para sa mga cell ng germ layer ng epidermis ng balat, red bone marrow, mucous membrane ng gastrointestinal tract ng mga hayop, mga cell ng educational tissue. ng mga halaman. Nagagawa nilang hatiin tuwing 12-36 na oras.
Sa kaibahan, karamihan sa mga selula ng isang multicellular na organismo ay nagsisimula sa landas ng espesyalisasyon at, pagkatapos dumaan sa bahagi ng panahon ng Gj, ay maaaring lumipat sa tinatawag na panahon ng pahinga (Go-period). Ang mga cell na nasa Gn -period ay gumaganap ng kanilang mga tiyak na pag-andar sa katawan, sumasailalim sila sa mga proseso ng metabolic at enerhiya, ngunit walang paghahanda para sa pagtitiklop. Ang ganitong mga selula, bilang panuntunan, ay permanenteng nawawalan ng kakayahang hatiin. Kabilang sa mga halimbawa ang mga neuron, mga selula ng lens ng mata, at marami pang iba.
Gayunpaman, ang ilang mga cell na nasa Gn period (halimbawa, mga leukocytes, liver cells) ay maaaring umalis dito at magpatuloy sa cell cycle, na dumaan sa lahat ng mga yugto ng interphase at mitosis. Kaya, ang mga selula ng atay ay maaaring muling makakuha ng kakayahang hatiin pagkatapos ng ilang buwan na nasa isang tulog na panahon.
Kamatayan ng cell. Ang pagkamatay (kamatayan) ng mga indibidwal na selula o ang kanilang mga grupo ay patuloy na nakatagpo sa mga multicellular na organismo, pati na rin ang pagkamatay ng mga unicellular na organismo. Ang pagkamatay ng cell ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: nekrosis (mula sa Greek. nekros- patay) at apoptosis, na kadalasang tinatawag na programmed cell death o kahit cell suicide.
Necrosis- ang pagkamatay ng mga selula at tisyu sa isang buhay na organismo, sanhi ng pagkilos ng mga nakakapinsalang salik. Ang mga sanhi ng nekrosis ay maaaring pagkakalantad sa mataas at mababang temperatura, ionizing radiation, iba't ibang mga kemikal (kabilang ang mga lason na inilabas ng mga pathogen). Ang necrotic cell death ay sinusunod din bilang resulta ng mekanikal na pinsala, kapansanan sa suplay ng dugo at tissue innervation, at mga reaksiyong alerhiya.
Sa mga nasirang selula, ang pagkamatagusin ng lamad ay nabalisa, huminto ang synthesis ng protina, huminto ang iba pang mga proseso ng metabolic, ang nucleus, organelles, at, sa wakas, ang buong cell ay nawasak. Ang isang tampok ng nekrosis ay ang buong grupo ng mga cell ay sumasailalim sa naturang kamatayan (halimbawa, sa myocardial infarction, isang seksyon ng kalamnan ng puso na naglalaman ng maraming mga cell ay namatay dahil sa isang paghinto ng supply ng oxygen). Karaniwan, ang namamatay na mga selula ay inaatake ng mga leukocytes, at ang isang nagpapasiklab na reaksyon ay bubuo sa necrosis zone.
apoptosis- programmed cell death, kinokontrol ng katawan. Sa panahon ng pag-unlad at paggana ng katawan, ang ilan sa mga selula nito ay namamatay nang walang direktang pinsala. Ang prosesong ito ay nangyayari sa lahat ng yugto ng buhay ng organismo, kahit na sa panahon ng embryonic.
Sa isang may sapat na gulang na organismo, ang nakaplanong pagkamatay ng cell ay patuloy na nangyayari. Milyun-milyong selula ng dugo, balat ng balat, mauhog lamad ng gastrointestinal tract, atbp ang namamatay.Pagkatapos ng obulasyon, bahagi ng ovarian follicular cells ang namamatay, pagkatapos ng paggagatas - mga selula ng mammary gland. Sa pang-adultong katawan ng tao, 50-70 bilyong selula ang namamatay araw-araw bilang resulta ng apoptosis. Sa panahon ng apoptosis, ang cell ay nahahati sa magkakahiwalay na mga fragment na napapalibutan ng plasmalemma. Karaniwan, ang mga fragment ng mga patay na selula ay kinukuha ng mga leukocytes o mga kalapit na selula nang hindi nagpapalitaw ng isang nagpapasiklab na tugon. Ang muling pagdadagdag ng mga nawawalang selula ay ibinibigay sa pamamagitan ng paghahati.
Kaya, ang apoptosis, tulad nito, ay nakakagambala sa kawalang-hanggan ng mga dibisyon ng cell. Mula sa kanilang "kapanganakan" hanggang sa apoptosis, ang mga cell ay dumadaan sa isang tiyak na bilang ng mga normal na siklo ng cell. Pagkatapos ng bawat isa sa kanila, ang cell ay napupunta sa isang bagong cell cycle o sa apoptosis.
1. Ano ang cell cycle?
2. Ano ang tinatawag na interphase? Anong mga pangunahing kaganapan ang nagaganap sa G r , S- at 0 2 -panahon ng interphase?
3. Anong mga cell ang nailalarawan ng G 0 -nepnofl? Ano ang nangyayari sa panahong ito?
4. Paano isinasagawa ang pagtitiklop ng DNA?
5. Pareho ba ang mga molekula ng DNA na bumubuo sa mga homologous chromosome? Bilang bahagi ng sister chromatids? Bakit?
6. Ano ang nekrosis? Apoptosis? Ano ang mga pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng nekrosis at apoptosis?
7. Ano ang kahalagahan ng programmed cell death sa buhay ng mga multicellular organism?
8. Sa iyong palagay, bakit sa karamihan ng mga nabubuhay na organismo ang pangunahing tagapag-ingat ng namamana na impormasyon ay ang DNA, at ang RNA ay gumaganap lamang ng mga pantulong na tungkulin?
- § 1. Ang nilalaman ng mga elemento ng kemikal sa katawan. Macro- at microelement
- § 2. Mga kemikal na compound sa mga buhay na organismo. mga di-organikong sangkap
- § 10. Ang kasaysayan ng pagkatuklas ng cell. Paglikha ng teorya ng cell
- § 15. Endoplasmic reticulum. Golgi complex. Mga lysosome
- § 24. Pangkalahatang katangian ng metabolismo at conversion ng enerhiya
Kabanata 1. Mga kemikal na bahagi ng mga buhay na organismo
Kabanata 2. Cell - istruktura at functional unit ng mga buhay na organismo
Kabanata 3
Kabanata 4. Structural na organisasyon at regulasyon ng mga function sa mga buhay na organismo
Ang araling ito ay nagpapahintulot sa iyo na mag-isa na pag-aralan ang paksang "Cell Life Cycle". Dito ay pag-uusapan natin kung ano ang gumaganap ng isang pangunahing papel sa paghahati ng cell, kung ano ang nagpapadala ng genetic na impormasyon mula sa isang henerasyon patungo sa isa pa. Pag-aaralan mo rin ang buong cycle ng buhay ng isang cell, na tinatawag ding pagkakasunod-sunod ng mga kaganapan na nagaganap mula sa sandaling nabuo ang isang cell hanggang sa paghahati nito.
Paksa: Pagpaparami at indibidwal na pag-unlad ng mga organismo
Aralin: Siklo ng buhay ng isang cell
1. Cell cycle
Ayon sa teorya ng cell, ang mga bagong selula ay lumitaw lamang sa pamamagitan ng paghahati ng mga nakaraang selula ng ina. Ang mga kromosom, na naglalaman ng mga molekula ng DNA, ay may mahalagang papel sa mga proseso ng paghahati ng selula, dahil tinitiyak nila ang paglilipat ng genetic na impormasyon mula sa isang henerasyon patungo sa isa pa.
Samakatuwid, napakahalaga na ang mga cell ng anak na babae ay tumatanggap ng parehong halaga ng genetic na materyal, at ito ay medyo natural na dati paghahati ng selula mayroong pagdodoble ng genetic material, iyon ay, ang molekula ng DNA (Larawan 1).
Ano ang cell cycle? Siklo ng buhay ng cell- ang pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan na nagaganap mula sa sandali ng pagbuo ng isang naibigay na cell hanggang sa paghahati nito sa mga anak na selula. Ayon sa isa pang kahulugan, ang cell cycle ay ang buhay ng isang cell mula sa sandaling ito ay lumitaw bilang isang resulta ng paghahati ng mother cell sa sarili nitong dibisyon o kamatayan.
Sa panahon ng cell cycle, ang cell ay lumalaki at nagbabago sa paraang matagumpay na maisagawa ang mga function nito sa isang multicellular organism. Ang prosesong ito ay tinatawag na differentiation. Pagkatapos ang cell ay matagumpay na gumaganap ng mga function nito para sa isang tiyak na tagal ng panahon, pagkatapos nito ay nagpapatuloy sa paghahati.
Malinaw na ang lahat ng mga selula ng isang multicellular na organismo ay hindi maaaring hatiin nang walang katiyakan, kung hindi, ang lahat ng mga nilalang, kabilang ang mga tao, ay magiging imortal.
kanin. 1. Isang fragment ng isang molekula ng DNA
Hindi ito nangyayari, dahil may mga "death genes" sa DNA na isinaaktibo sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Nag-synthesize sila ng ilang mga protina-enzymes na sumisira sa istraktura ng cell, ang mga organelle nito. Bilang resulta, lumiliit at namamatay ang selula.
Ang naka-program na cell death na ito ay tinatawag na apoptosis. Ngunit sa panahon mula sa sandaling lumitaw ang cell sa apoptosis, dumaan ang cell sa maraming dibisyon.
2. Mga yugto ng cell cycle
Ang cell cycle ay binubuo ng 3 pangunahing yugto:
1. Interphase - isang panahon ng masinsinang paglaki at biosynthesis ng ilang mga sangkap.
2. Mitosis, o karyokinesis (nucleus fission).
3. Cytokinesis (dibisyon ng cytoplasm).
Tukuyin natin ang mga yugto ng cell cycle nang mas detalyado. Kaya ang una ay interphase. Ang interphase ay ang pinakamahabang yugto, isang panahon ng masinsinang synthesis at paglago. Ang cell ay nag-synthesize ng maraming mga sangkap na kinakailangan para sa paglaki nito at ang pagpapatupad ng lahat ng mga likas na pag-andar nito. Sa panahon ng interphase, nangyayari ang pagtitiklop ng DNA.
Ang mitosis ay ang proseso ng nuclear division, kung saan ang mga chromatid ay naghihiwalay sa isa't isa at muling ipinamamahagi sa anyo ng mga chromosome sa pagitan ng mga cell ng anak na babae.
Ang cytokinesis ay ang proseso ng paghahati ng cytoplasm sa pagitan ng dalawang anak na selula. Karaniwan sa ilalim ng pangalang mitosis, pinagsasama ng cytology ang mga yugto 2 at 3, iyon ay, cell division (karyokinesis), at dibisyon ng cytoplasm (cytokinesis).
3. Interphase
Ilarawan natin ang interphase nang mas detalyado (Larawan 2). Ang interphase ay binubuo ng 3 panahon: G1, S at G2. Ang unang yugto, presynthetic (G1), ay ang yugto ng intensive cell growth.
kanin. 2. Ang mga pangunahing yugto ng siklo ng buhay ng cell.
Dito nagaganap ang synthesis ng ilang mga sangkap, ito ang pinakamahabang yugto na sumusunod sa paghahati ng cell. Sa yugtong ito, mayroong isang akumulasyon ng mga sangkap at enerhiya na kinakailangan para sa susunod na panahon, iyon ay, para sa pagdodoble ng DNA.
Ayon sa mga modernong konsepto, sa panahon ng G1, ang mga sangkap ay na-synthesize na pumipigil o nagpapasigla sa susunod na panahon ng cell cycle, lalo na ang synthetic period.
Ang synthetic period (S) ay karaniwang tumatagal ng 6 hanggang 10 oras, kabaligtaran sa pre-synthetic period, na maaaring tumagal ng hanggang ilang araw at may kasamang DNA duplication, gayundin ang synthesis ng mga protina, gaya ng histone protein, na maaaring mabuo. mga chromosome. Sa pagtatapos ng synthetic period, ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids na konektado sa isa't isa ng isang centromere. Sa panahong ito, doble ang mga centriole.
Ang post-synthetic period (G2) ay nangyayari kaagad pagkatapos ng pagdodoble ng chromosome. Ito ay tumatagal mula 2 hanggang 5 oras.
Sa parehong panahon, ang enerhiya na kinakailangan para sa karagdagang proseso ng paghahati ng cell, iyon ay, direkta para sa mitosis, ay naipon.
Sa panahong ito, ang dibisyon ng mitochondria at chloroplast ay nangyayari, at ang mga protina ay na-synthesize, na kung saan ay bubuo ng mga microtubule. Ang mga microtubule, tulad ng alam mo, ay bumubuo sa spindle thread, at ngayon ang cell ay handa na para sa mitosis.
4. Proseso ng pagdoble ng DNA
Bago magpatuloy sa isang paglalarawan ng mga pamamaraan ng paghahati ng cell, isaalang-alang ang proseso ng pagdoble ng DNA, na humahantong sa pagbuo ng dalawang chromatids. Ang prosesong ito ay nagaganap sa panahon ng sintetikong panahon. Ang pagdoble ng isang molekula ng DNA ay tinatawag na pagtitiklop o reduplikasyon (Larawan 3).
kanin. 3. Ang proseso ng DNA replication (reduplication) (synthetic period of interphase). Ang helicase enzyme (berde) ay nag-unwind sa DNA double helix, at ang DNA polymerases (asul at orange) ay kumukumpleto sa mga pantulong na nucleotide.
Sa panahon ng pagtitiklop, ang bahagi ng molekula ng DNA ng ina ay hindi nababalot sa dalawang hibla sa tulong ng isang espesyal na enzyme, helicase. Bukod dito, ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagsira sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga pantulong na nitrogenous base (AT at G-C). Dagdag pa, para sa bawat nucleotide ng dispersed DNA strands, inaayos ng DNA polymerase enzyme ang komplementaryong nucleotide nito.
Kaya, ang dalawang double-stranded na molekula ng DNA ay nabuo, bawat isa ay kinabibilangan ng isang strand ng magulang na molekula at isang bagong anak na babae na strand. Ang dalawang molekula ng DNA na ito ay ganap na magkapareho.
Imposibleng i-unwind ang buong malaking molekula ng DNA para sa pagtitiklop sa parehong oras. Samakatuwid, ang pagtitiklop ay nagsisimula sa magkahiwalay na mga seksyon ng molekula ng DNA, ang mga maikling fragment ay nabuo, na pagkatapos ay natahi sa isang mahabang thread gamit ang ilang mga enzyme.
Ang tagal ng cell cycle ay depende sa uri ng cell at sa panlabas na mga kadahilanan tulad ng temperatura, ang pagkakaroon ng oxygen, ang pagkakaroon ng mga nutrients. Halimbawa, ang mga bacterial cell ay nahahati tuwing 20 minuto sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon, ang mga bituka na epithelial cell tuwing 8-10 oras, at ang mga cell sa dulo ng mga ugat ng sibuyas ay nahahati tuwing 20 oras. At ang ilang mga selula ng sistema ng nerbiyos ay hindi kailanman nahati.
Ang paglitaw ng teorya ng cell
Noong ika-17 siglo, nakita ng Ingles na manggagamot na si Robert Hooke (Larawan 4), gamit ang isang homemade light microscope, na ang cork at iba pang mga tissue ng halaman ay binubuo ng maliliit na selula na pinaghihiwalay ng mga partisyon. Tinawag niya silang mga cell.
kanin. 4. Robert Hooke
Noong 1738, ang German botanist na si Matthias Schleiden (Larawan 5) ay dumating sa konklusyon na ang mga tisyu ng halaman ay binubuo ng mga selula. Eksaktong isang taon mamaya, ang zoologist na si Theodor Schwann (Larawan 5) ay dumating sa parehong konklusyon, ngunit tungkol lamang sa mga tisyu ng hayop.
kanin. 5. Matthias Schleiden (kaliwa) Theodor Schwann (kanan)
Napagpasyahan niya na ang mga tisyu ng hayop, tulad ng mga tisyu ng halaman, ay binubuo ng mga selula at ang mga selula ang batayan ng buhay. Batay sa cellular data, ang mga siyentipiko ay bumuo ng isang cellular theory.
kanin. 6. Rudolf Virchow
Pagkatapos ng 20 taon, pinalawak ni Rudolf Virchow (Larawan 6) ang teorya ng cell at dumating sa konklusyon na ang mga cell ay maaaring lumabas mula sa iba pang mga cell. Sumulat siya: “Kung saan umiiral ang isang selula, dapat na mayroong isang naunang selula, kung paanong ang mga hayop ay nagmumula lamang sa isang hayop, at ang mga halaman ay mula lamang sa isang halaman ... Lahat ng mga anyo ng buhay, maging sila ay mga organismo ng hayop o halaman, o ang kanilang mga bahagi. , ay pinangungunahan ng walang hanggang batas ng patuloy na pag-unlad.
Ang istraktura ng mga chromosome
Tulad ng alam mo, ang mga chromosome ay may mahalagang papel sa paghahati ng cell habang nagdadala sila ng genetic na impormasyon mula sa isang henerasyon hanggang sa susunod. Ang mga chromosome ay binubuo ng isang molekula ng DNA na nakagapos sa mga protina ng mga histone. Ang mga ribosome ay naglalaman din ng isang maliit na halaga ng RNA.
Sa paghahati ng mga cell, ang mga chromosome ay ipinakita sa anyo ng mahabang manipis na mga thread, pantay na ipinamamahagi sa buong dami ng nucleus.
Ang mga indibidwal na chromosome ay hindi nakikilala, ngunit ang kanilang chromosome na materyal ay nabahiran ng mga pangunahing tina at tinatawag na chromatin. Bago ang paghahati ng cell, ang mga chromosome (Larawan 7) ay lumapot at umiikli, na nagpapahintulot sa kanila na malinaw na makita sa isang light microscope.
kanin. 7. Mga Chromosome sa prophase 1 ng meiosis
Sa isang dispersed, iyon ay, stretched state, ang mga chromosome ay lumahok sa lahat ng mga proseso ng biosynthesis o kinokontrol ang mga proseso ng biosynthesis, at sa panahon ng cell division ang function na ito ay nasuspinde.
Sa lahat ng anyo ng cell division, ang DNA ng bawat chromosome ay ginagaya upang ang dalawang magkapareho, dobleng polynucleotide DNA strands ay nabuo.
kanin. 8. Ang istraktura ng chromosome
Ang mga kadena na ito ay napapaligiran ng isang coat na protina at sa simula ng paghahati ng cell ay nagmumukha silang magkaparehong mga sinulid na magkatabi. Ang bawat thread ay tinatawag na chromatid at konektado sa pangalawang thread sa pamamagitan ng isang non-staining area, na tinatawag na centromere (Fig. 8).
Takdang aralin
1. Ano ang cell cycle? Anong mga yugto ang binubuo nito?
2. Ano ang nangyayari sa cell sa panahon ng interphase? Ano ang mga yugto ng interphase?
3. Ano ang replikasyon? Ano ang biological significance nito? Kailan ito mangyayari? Anong mga sangkap ang nasasangkot dito?
4. Paano nagmula ang teorya ng cell? Pangalanan ang mga siyentipiko na lumahok sa pagbuo nito.
5. Ano ang chromosome? Ano ang papel ng mga chromosome sa cell division?
1. Teknikal at makataong panitikan.
2. Pinag-isang koleksyon ng Digital Educational Resources.
3. Pinag-isang koleksyon ng Digital Educational Resources.
4. Pinag-isang koleksyon ng Digital Educational Resources.
5. Internet portal Schooltube.
Bibliograpiya
1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. General biology 10-11 class Bustard, 2005.
2. Biology. Baitang 10. Pangkalahatang biology. Pangunahing antas / P. V. Izhevsky, O. A. Kornilova, T. E. Loshchilina at iba pa - 2nd ed., binago. - Ventana-Graf, 2010. - 224 na pahina.
3. Belyaev D.K. Biology grade 10-11. Pangkalahatang biology. Isang pangunahing antas ng. - 11th ed., stereotype. - M.: Edukasyon, 2012. - 304 p.
4. Biology grade 11. Pangkalahatang biology. Antas ng profile / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin at iba pa - 5th ed., stereotype. - Bustard, 2010. - 388 p.
5. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biology 10-11 klase. Pangkalahatang biology. Isang pangunahing antas ng. - Ika-6 na ed., idagdag. - Bustard, 2010. - 384 p.
paglaki ng katawan ng tao dahil sa pagtaas ng laki at bilang ng mga selula, habang ang huli ay ibinibigay ng proseso ng paghahati, o mitosis. Ang paglaganap ng cell ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng mga extracellular growth factor, at ang mga cell mismo ay dumaan sa paulit-ulit na pagkakasunod-sunod ng mga kaganapan na kilala bilang cell cycle.
Mayroong apat na pangunahing mga yugto: G1 (presynthetic), S (synthetic), G2 (postsynthetic) at M (mitotic). Sinusundan ito ng paghihiwalay ng cytoplasm at plasma membrane, na nagreresulta sa dalawang magkaparehong anak na selula. Ang mga yugto ng Gl, S, at G2 ay bahagi ng interphase. Nangyayari ang pagtitiklop ng chromosome sa panahon ng synthetic phase, o S-phase.
Karamihan mga selula ay hindi napapailalim sa aktibong dibisyon, ang kanilang mitotic na aktibidad ay pinigilan sa yugto ng GO, na bahagi ng yugto ng G1.
Tagal ng M-phase ay 30-60 minuto, habang ang buong cell cycle ay tumatagal ng humigit-kumulang 20 oras. Depende sa edad, ang normal (non-tumor) na mga cell ng tao ay sumasailalim sa hanggang 80 mitotic cycle.
Mga proseso siklo ng cell ay kinokontrol ng sunud-sunod na paulit-ulit na activation at inactivation ng mga pangunahing enzyme na tinatawag na cyclin dependent protein kinases (CKKs), pati na rin ang kanilang mga cofactor, cyclins. Kasabay nito, sa ilalim ng impluwensya ng phosphokinases at phosphatases, ang phosphorylation at dephosphorylation ng mga tiyak na cyclin-CZK complex na responsable para sa simula ng ilang mga yugto ng cycle ay nangyayari.
Bilang karagdagan, sa kani-kanilang mga yugto na katulad ng mga protina ng CZK nagiging sanhi ng compaction ng mga chromosome, pagkalagot ng nuclear membrane at muling pag-aayos ng mga microtubule ng cytoskeleton upang mabuo ang fission spindle (mitotic spindle).
G1 phase ng cell cycle
G1-phase- isang intermediate na yugto sa pagitan ng M- at S-phase, kung saan mayroong pagtaas sa dami ng cytoplasm. Bilang karagdagan, sa pagtatapos ng yugto ng G1, matatagpuan ang unang checkpoint, kung saan sinusuri ang pag-aayos ng DNA at mga kondisyon sa kapaligiran (kung sapat ba ang mga ito para sa paglipat sa yugto ng S).
Kung sakaling ang nuclear DNA nasira, ang aktibidad ng p53 na protina ay tumataas, na nagpapasigla sa transkripsyon ng p21. Ang huli ay nagbubuklod sa isang tiyak na cyclin-CZK complex na responsable para sa paglipat ng cell sa S-phase at pinipigilan ang paghahati nito sa yugto ng Gl-phase. Pinapayagan nito ang mga enzyme sa pag-aayos na ayusin ang mga nasira na fragment ng DNA.
Kapag nangyari ang mga pathology p53 na pagtitiklop ng protina ng may sira na DNA ay nagpapatuloy, na nagpapahintulot sa paghahati ng mga selula upang makaipon ng mga mutasyon at nag-aambag sa pag-unlad ng mga proseso ng tumor. Iyon ang dahilan kung bakit ang p53 na protina ay madalas na tinatawag na "tagapag-alaga ng genome".
G0 phase ng cell cycle
Ang paglaganap ng cell sa mga mammal ay posible lamang sa pakikilahok ng mga sikreto ng iba pang mga selula extracellular growth factor, na nagsasagawa ng kanilang mga epekto sa pamamagitan ng cascaded signal transduction ng proto-oncogenes. Kung sa yugto ng G1 ang cell ay hindi nakakatanggap ng mga naaangkop na signal, pagkatapos ay lumabas ito sa cell cycle at pumasok sa G0 state, na maaaring tumagal ng ilang taon.
Ang G0 block ay nangyayari sa tulong ng mga protina - mitosis suppressors, isa sa mga ito ay protina ng retinoblastoma(Rb protein) na naka-encode ng mga normal na alleles ng retinoblastoma gene. Ang protina na ito ay nakakabit sa mga partikular na regulatory protein, na humaharang sa pagpapasigla ng transkripsyon ng mga gene na kinakailangan para sa paglaganap ng cell.
Ang mga extracellular growth factor ay sumisira sa block sa pamamagitan ng pag-activate Gl-specific cyclin-CZK-complexes, na nagpo-phosphorylate sa Rb protein at nagbabago sa conformation nito, bilang isang resulta kung saan ang bono sa mga regulatory protein ay nasira. Kasabay nito, ina-activate ng huli ang transkripsyon ng mga gene na kanilang na-encode, na nagpapalitaw sa proseso ng paglaganap.
S phase ng cell cycle
Karaniwang Dami Mga dobleng hibla ng DNA sa bawat cell, na tumutugma sa diploid na hanay ng mga single-stranded chromosome, kaugalian na tukuyin ito bilang 2C. Ang 2C set ay pinananatili sa buong G1 phase at doble (4C) sa panahon ng S phase kapag ang bagong chromosomal DNA ay na-synthesize.
Simula sa dulo S-phase at hanggang sa M phase (kabilang ang G2 phase), ang bawat nakikitang chromosome ay naglalaman ng dalawang mahigpit na nakagapos na molekula ng DNA na tinatawag na sister chromatids. Kaya, sa mga selula ng tao, mula sa dulo ng S-phase hanggang sa gitna ng M-phase, mayroong 23 pares ng chromosome (46 na nakikitang yunit), ngunit 4C (92) double helix ng nuclear DNA.
Isinasagawa mitosis ang distribusyon ng magkaparehong set ng mga chromosome sa dalawang anak na selula ay nangyayari sa paraang ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng 23 pares ng 2C DNA molecules. Dapat pansinin na ang mga yugto ng G1 at G0 ay ang tanging mga yugto ng siklo ng cell kung saan ang 2C na hanay ng mga molekula ng DNA ay tumutugma sa 46 na mga kromosom sa mga selula.
G2 phase ng cell cycle
Pangalawa check Point, na sumusuri sa laki ng cell, ay nasa dulo ng yugto ng G2, na matatagpuan sa pagitan ng S-phase at mitosis. Bilang karagdagan, sa yugtong ito, bago magpatuloy sa mitosis, ang pagkakumpleto ng pagtitiklop at integridad ng DNA ay nasuri. Mitosis (M-phase)
1. Prophase. Ang mga chromosome, bawat isa ay binubuo ng dalawang magkaparehong chromatid, ay nagsisimulang mag-condense at makikita sa loob ng nucleus. Sa magkasalungat na mga poste ng cell, ang isang aparatong tulad ng spindle ay nagsisimulang bumuo sa paligid ng dalawang centrosomes mula sa mga hibla ng tubulin.
2. prometaphase. Naghihiwalay ang nuclear membrane. Ang mga kinetochore ay nabuo sa paligid ng mga sentromer ng mga chromosome. Ang mga hibla ng tubulin ay tumagos sa nucleus at tumutok malapit sa mga kinetochores, na nagkokonekta sa kanila sa mga hibla na nagmumula sa mga sentrosom.
3. metaphase. Ang pag-igting sa mga hibla ay nagiging sanhi ng mga chromosome na pumila sa gitna sa isang linya sa pagitan ng mga spindle pole, kaya bumubuo ng metaphase plate.
4. Anaphase. Ang DNA ng centromere, na nahahati sa pagitan ng mga kapatid na chromatids, ay nadoble, ang mga chromatids ay naghihiwalay at naghihiwalay nang mas malapit sa mga pole.
5. Telofase. Ang mga hiwalay na kapatid na chromatids (na mula ngayon ay itinuturing na mga chromosome) ay umaabot sa mga pole. Isang nuclear membrane ang bubuo sa paligid ng bawat grupo. Ang mga compact na chromatin ay nawawala at nabuo ang nucleoli.
6. cytokinesis. Ang cell lamad ay nagkontrata at isang cleavage furrow ay nabuo sa gitna sa pagitan ng mga pole, na kalaunan ay naghihiwalay sa dalawang anak na selula.
Ikot ng Centrosome
Sa G1 phase time naghihiwalay ang isang pares ng centrioles na naka-link sa bawat centrosome. Sa panahon ng S- at G2-phase, isang bagong anak na babae na centriole ang nabuo sa kanan ng mga lumang centriole. Sa simula ng M-phase, ang centrosome ay naghihiwalay, ang dalawang anak na babae na sentrosom ay naghihiwalay patungo sa mga pole ng cell.
siklo ng cell
Ang cell cycle ay binubuo ng mitosis (M-phase) at interphase. Sa interphase, ang mga phase G 1 , S at G 2 ay sunud-sunod na nakikilala.
MGA YUGTO NG CELL CYCLE
Interphase
G 1 sumusunod sa telophase ng mitosis. Sa yugtong ito, ang cell ay nag-synthesize ng RNA at mga protina. Ang tagal ng yugto ay mula sa ilang oras hanggang ilang araw.
G 2 ang mga cell ay maaaring lumabas sa cycle at nasa phase G 0 . Sa yugto G 0 nagsisimulang magkaiba ang mga selula.
S. Sa S phase, ang synthesis ng protina ay nagpapatuloy sa cell, nangyayari ang pagtitiklop ng DNA, at ang mga centriole ay pinaghihiwalay. Sa karamihan ng mga cell, ang S phase ay tumatagal ng 8-12 oras.
G 2 . Sa yugto ng G 2, nagpapatuloy ang synthesis ng RNA at protina (halimbawa, ang synthesis ng tubulin para sa mga microtubule ng mitotic spindle). Ang mga centriole ng anak na babae ay umaabot sa laki ng mga tiyak na organelles. Ang yugtong ito ay tumatagal ng 2-4 na oras.
MITOSIS
Sa panahon ng mitosis, ang nucleus (karyokinesis) at ang cytoplasm (cytokinesis) ay nahahati. Mga yugto ng mitosis: prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase.
Prophase. Ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang kapatid na chromatids na konektado ng isang sentromere, nawawala ang nucleolus. Inayos ng mga centriole ang mitotic spindle. Ang isang pares ng centrioles ay bahagi ng mitotic center, kung saan ang mga microtubule ay umaabot sa radially. Una, ang mga mitotic center ay matatagpuan malapit sa nuclear membrane, at pagkatapos ay magkakaiba, at isang bipolar mitotic spindle ay nabuo. Ang prosesong ito ay nagsasangkot ng mga polar microtubule na nakikipag-ugnayan sa isa't isa habang sila ay nagpapahaba.
Centriole ay bahagi ng centrosome (ang centrosome ay naglalaman ng dalawang centrioles at isang pericentriole matrix) at may hugis ng isang silindro na may diameter na 15 nm at isang haba na 500 nm; ang dingding ng silindro ay binubuo ng 9 na triplets ng microtubule. Sa centrosome, ang mga centriole ay matatagpuan sa tamang mga anggulo sa bawat isa. Sa panahon ng S phase ng cell cycle, ang mga centriole ay nadoble. Sa mitosis, ang mga pares ng centrioles, na ang bawat isa ay binubuo ng orihinal at bagong nabuo, ay naghihiwalay sa mga pole ng cell at nakikilahok sa pagbuo ng mitotic spindle.
prometaphase. Ang nuclear envelope ay nahahati sa maliliit na fragment. Lumilitaw ang mga kinetochore sa rehiyon ng centromere, na gumagana bilang mga sentro para sa organisasyon ng kinetochore microtubule. Ang pag-alis ng mga kinetochores mula sa bawat chromosome sa parehong direksyon at ang kanilang pakikipag-ugnayan sa mga polar microtubule ng mitotic spindle ay ang dahilan ng paggalaw ng mga chromosome.
metaphase. Ang mga kromosom ay matatagpuan sa ekwador ng spindle. Ang isang metaphase plate ay nabuo, kung saan ang bawat chromosome ay hawak ng isang pares ng kinetochores at mga kaugnay na kinetochore microtubule na nakadirekta sa tapat ng mga pole ng mitotic spindle.
Anaphase– paghihiwalay ng mga anak na chromosome sa mga pole ng mitotic spindle sa bilis na 1 µm/min.
Telofase. Ang mga Chromatid ay lumalapit sa mga pole, nawawala ang mga kinetochore microtubule, at ang mga pole ay patuloy na humahaba. Ang nuclear membrane ay nabuo, ang nucleolus ay lilitaw.
cytokinesis- paghahati ng cytoplasm sa dalawang magkahiwalay na bahagi. Ang proseso ay nagsisimula sa huling anaphase o telophase. Ang plasmalemma ay iginuhit sa pagitan ng dalawang anak na nuclei sa isang eroplanong patayo sa mahabang axis ng spindle. Lumalalim ang fission furrow, at nananatili ang isang tulay sa pagitan ng mga daughter cell - ang natitirang katawan. Ang karagdagang pagkasira ng istrukturang ito ay humahantong sa kumpletong paghahati ng mga cell ng anak na babae.
Mga regulator ng cell division
Ang paglaganap ng cell na nangyayari sa pamamagitan ng mitosis ay mahigpit na kinokontrol ng iba't ibang mga signal ng molekular. Tinitiyak ng pinagsama-samang aktibidad ng maraming regulator na ito ng cell cycle ang paglipat ng mga cell mula sa phase hanggang sa phase ng cell cycle at ang tumpak na pagpapatupad ng mga kaganapan ng bawat phase. Ang pangunahing dahilan para sa paglitaw ng proliferative uncontrolled na mga cell ay ang mutation ng mga gene na naka-encode sa istraktura ng mga regulator ng cell cycle. Ang mga regulator ng cell cycle at mitosis ay nahahati sa intracellular at intercellular. Ang mga signal ng intracellular molecular ay marami, bukod sa mga ito, una sa lahat, ang mga regulator ng cell cycle ay dapat na banggitin (cyclins, cyclin-dependent protein kinases, kanilang mga activator at inhibitor) at mga oncosuppressor.
MEIOSIS
Ang Meiosis ay gumagawa ng haploid gametes.
unang dibisyon ng meiosis
Ang unang dibisyon ng meiosis (prophase I, metaphase I, anaphase I at telophase I) ay reductional.
Prophaseako sunud-sunod na dumaan sa ilang yugto (leptoten, zygotene, pachytene, diploten, diakinesis).
Leptotena - chromatin condenses, ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids na konektado ng isang centromere.
Zygoten- lumalapit ang homologous paired chromosome at nagkakaroon ng pisikal na contact ( synapsis) sa anyo ng isang synaptonemal complex na nagbibigay ng conjugation ng mga chromosome. Sa yugtong ito, ang dalawang magkatabing pares ng chromosome ay bumubuo ng isang bivalent.
Pachytene Ang mga kromosom ay lumapot dahil sa spiralization. Ang mga hiwalay na seksyon ng conjugated chromosome ay nagsalubong sa isa't isa at bumubuo ng chiasmata. Dito nangyayari tumatawid- pagpapalitan ng mga site sa pagitan ng paternal at maternal homologous chromosome.
Diploten– paghihiwalay ng mga conjugated chromosome sa bawat pares bilang resulta ng longitudinal splitting ng synaptonemal complex. Ang mga kromosom ay nahahati sa buong haba ng complex, maliban sa chiasmata. Bilang bahagi ng bivalent, 4 na chromatid ay malinaw na nakikilala. Ang nasabing bivalent ay tinatawag na tetrad. Lumilitaw ang mga unwinding site sa mga chromatids, kung saan na-synthesize ang RNA.
Diakinesis. Ang mga proseso ng pagpapaikli ng mga kromosom at paghahati ng mga pares ng kromosom ay nagpapatuloy. Ang Chiasmata ay lumipat sa mga dulo ng chromosome (terminalization). Ang nuclear membrane ay nawasak, ang nucleolus ay nawawala. Lumilitaw ang mitotic spindle.
metaphaseako. Sa metaphase I, ang mga tetrad ay bumubuo ng metaphase plate. Sa pangkalahatan, ang mga chromosome ng paternal at maternal ay random na ipinamamahagi sa magkabilang panig ng ekwador ng mitotic spindle. Ang pattern na ito ng chromosome distribution ay sumasailalim sa pangalawang batas ni Mendel, na (kasama ang crossing over) ay nagbibigay ng mga genetic na pagkakaiba sa pagitan ng mga indibidwal.
Anaphaseako ay naiiba sa anaphase ng mitosis dahil sa panahon ng mitosis, ang mga kapatid na chromatids ay nag-iiba patungo sa mga pole. Sa yugtong ito ng meiosis, ang mga buo na chromosome ay lumipat sa mga pole.
Telofaseako ay hindi naiiba sa telophase ng mitosis. Ang nuclei na may 23 conjugated (dobleng) chromosome ay nabuo, nangyayari ang cytokinesis, at ang mga daughter cell ay nabuo.
Pangalawang dibisyon ng meiosis.
Ang pangalawang dibisyon ng meiosis - equational - nagpapatuloy sa parehong paraan tulad ng mitosis (prophase II, metaphase II, anaphase II at telophase), ngunit mas mabilis. Ang mga selulang anak na babae ay tumatanggap ng haploid set ng mga chromosome (22 autosome at isang sex chromosome).