Numele tabelului fazei evenimentului de mitoză. Mitoză. Stadiile mitozei, durata și caracteristicile acestora. Amitoza. Pe scurt despre interfaza

Mitoză- aceasta este cea mai comună metodă de împărțire celule eucariote. În timpul mitozei, genomul fiecăreia dintre cele două celule rezultate sunt identici unul cu celălalt și coincid cu genomul celulei originale.

Mitoza este ultima și de obicei cea mai scurtă etapă a ciclului celular. Cu finalul ei ciclu de viață celulele se termină și încep ciclurile a două nou formate.

Diagrama ilustrează durata etapelor ciclului celular. Litera M indică mitoză. Cea mai mare rată de mitoză se observă în celulele germinale, cea mai scăzută în țesuturi cu grad înalt diferențiere, dacă celulele lor se divid deloc.

Deși mitoza este considerată independent de interfază, constând din perioadele G 1, S și G 2, pregătirea pentru aceasta are loc tocmai în ea. Cel mai mult punct important este replicarea ADN-ului care are loc în perioada sintetică (S). După replicare, fiecare cromozom este deja format din două cromatide identice. Ele sunt apropiate unele de altele pe toată lungimea lor și conectate la centromerul cromozomului.

În timpul interfazei, cromozomii sunt localizați în nucleu și sunt o încurcătură de fire de cromatină subțiri, foarte lungi, care sunt vizibile doar la microscopul electronic.

Mitoza are un număr de faze succesive, care pot fi numite și stadii sau perioade. În versiunea clasică simplificată a considerației, se disting patru faze. Acest profaza, metafaza, anafaza si telofaza. Adesea se disting mai multe faze: prometafaza(intre profaza si metafaza), preprofază(caracteristic celulelor vegetale, precede profaza).

Un alt proces asociat cu mitoza este citokineza, care apare mai ales în perioada de telofaza. Putem spune că citokineza este, parcă, parte integrantă telofazele sau ambele procese au loc în paralel. Citokineza se referă la separarea citoplasmei (dar nu a nucleului!) a celulei părinte. Se numește fisiune nucleară cariokinezași precede citokineza. Totuși, în timpul mitozei ca atare, diviziunea nucleară nu are loc, deoarece primul, părintele, se dezintegrează, apoi se formează două noi, cele fiice.

Există cazuri când apare cariokineza, dar citokineza nu. În astfel de cazuri, se formează celule multinucleate.

Durata în sine a mitozei și a fazelor sale este individuală și depinde de tipul de celulă. De obicei profaza și metafaza sunt cele mai lungi perioade.

Durata medie a mitozei este de aproximativ două ore. Celulele animale, în general, se divid mai repede decât celulele vegetale.

Când celulele eucariote se divid, se formează în mod necesar un fus de fisiune bipolară, constând din microtubuli și proteine ​​asociate. Datorită acesteia, are loc o distribuție egală a materialului ereditar între celulele fiice.

Mai jos vom oferi o descriere a proceselor care au loc în celulă în timpul diferitelor faze ale mitozei. Tranziția la fiecare fază ulterioară este controlată în celulă de puncte speciale de control biochimic, care „verifică” dacă toate procesele necesare au fost finalizate corect. Dacă există erori, împărțirea se poate opri sau nu. În acest din urmă caz, apar celule anormale.

Fazele mitozei

Profaza

În profază, au loc următoarele procese (mai ales în paralel):

Cromozomii se condensează

Nucleolii dispar

Învelișul nuclear se dezintegrează

Se formează doi poli axului

Mitoza începe cu scurtarea cromozomilor. Perechile de cromatide care le alcătuiesc în spirală, în urma cărora cromozomii se scurtează și se îngroașă foarte mult. Spre sfârșitul profazei ele pot fi văzute la microscop cu lumină.

Nucleolii dispar deoarece părțile cromozomilor care îi formează (organizatorii nucleolari) sunt deja în formă de spirală, prin urmare, sunt inactivi și nu interacționează între ele. În plus, proteinele nucleolare se dezintegrează.

În celulele animale şi plante inferioare Centriolii centrului celulei diverg spre polii celulei și ies în afară centre de organizare a microtubulilor. Deşi plante superioare Nu există centrioli, se formează și microtubuli.

Microtubulii scurti (astrali) încep să diverge de la fiecare centru de organizare. Se formează o structură asemănătoare stelelor. Nu este produs în plante. Polii lor de diviziune sunt mai largi, microtubulii ies nu dintr-o regiune mică, ci dintr-o regiune relativ largă.

Defalcarea membranei nucleare în vacuole mici marchează sfârșitul profazei.

În dreapta în microfotografia verde microtubulii sunt evidentiati, cromozomii sunt evidentiati cu albastru, centromerii cromozomilor sunt evidentiati cu rosu.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că în timpul profazei mitozei are loc fragmentarea EPS, acesta se desface în mici vacuole; Aparatul Golgi se descompune în dictiozomi individuali.

Prometafaza

Procesele cheie ale prometafazei au loc în cea mai mare parte secvenţial:

Dispunerea haotică și mișcarea cromozomilor în citoplasmă.

Conectându-le cu microtubuli.

Mișcarea cromozomilor în planul ecuatorial al celulei.

Cromozomii ajung în citoplasmă și se mișcă aleatoriu. Odată ajuns la poli, ei mai multe sanse se atașează la capătul plus al microtubulului. În cele din urmă, filamentul se atașează de kinetocor.

Un astfel de microtubul kinetocor începe să crească, ceea ce îndepărtează cromozomul de pol. La un moment dat, un alt microtubul este atașat de cinetocorul cromatidei surori, crescând de la celălalt pol de diviziune. De asemenea, începe să împingă cromozomul, dar în direcția opusă. Ca rezultat, cromozomul devine la ecuator.

Kinetocorii sunt formațiuni de proteine ​​la centromerii cromozomilor. Fiecare cromatidă soră are propriul său cinetocor, care se „maturează” în profază.

Pe lângă microtubulii astrali și cinetocori, există cei care merg de la un pol la altul, parcă ar extinde celula într-o direcție perpendiculară pe ecuator.

Metafaza

Un semn al debutului metafazei este aranjarea cromozomilor de-a lungul ecuatorului, așa-numitul metafaza sau placa ecuatoriala. În timpul metafazei, numărul de cromozomi, diferențele lor și faptul că sunt formați din două cromatide surori conectate la centromer sunt clar vizibile.

Cromozomii sunt ținuți împreună prin forțe de tensiune echilibrate pe microtubuli la diferiți poli.

Anafaza

Cromatidele surori se separă, fiecare îndreptându-se spre propriul pol.

Polii se îndepărtează unul de celălalt.

Anafaza este cea mai scurtă fază a mitozei. Începe atunci când centromerii cromozomilor se divid în două părți. Ca rezultat, fiecare cromatidă devine un cromozom independent și este atașată la un microtubul al unui pol. Firele „trag” cromatidele către poli opuși. De fapt, microtubulii sunt dezasamblați (depolimerizati), adică sunt scurtați.

În anafaza celulelor animale, nu numai cromozomii fiice se mișcă, ci și polii înșiși. Datorită altor microtubuli, se despart, microtubulii astrali se atașează de membrane și, de asemenea, „trag”.

Telofază

Mișcarea cromozomului se oprește

Cromozomii se decondensează

Apar nucleoli

Membrana nucleară este restaurată

Cele mai multe microtubulii dispar

Telofaza începe atunci când cromozomii se opresc din mișcare, oprindu-se la poli. Ele se desprind, devin lungi și ca un fir.

Microtubulii fusului sunt distruși de la poli până la ecuator, adică de la capetele lor minus.

În jurul cromozomilor se formează o înveliș nuclear prin fuziunea veziculelor membranare în care nucleul matern și EPS s-au destrămat în profază. La fiecare pol se formează propriul său nucleu fiică.

Pe măsură ce cromozomii se derulează, organizatorii nucleolari devin activi și apar nucleoli.

Sinteza ARN-ului se reia.

Dacă centriolii de la poli nu sunt încă perechi, atunci se construiește câte o pereche lângă fiecare. Astfel, la fiecare pol este recreat propriul centru celular, care va merge la celula fiică.

De obicei, telofaza se termină cu separarea citoplasmei, adică citokineza.

Citokineza

Citokineza poate începe încă din anafaza. Până la începutul citokinezei, organelele celulare sunt distribuite relativ uniform peste poli.

Separarea citoplasmei celulelor vegetale și animale are loc în moduri diferite.

În celulele animale, datorită elasticității, membrana citoplasmatică din partea ecuatorială a celulei începe să se bombeze spre interior. Se formează o brazdă care în cele din urmă se închide. Cu alte cuvinte, celula mamă se divide prin ligatură.

În celulele vegetale în timpul telofazei, filamentele fusului nu dispar la ecuator. Se apropie de membrana citoplasmatică, numărul lor crește și se formează fragmoplast. Este format din microtubuli scurti, microfilamente și părți ale EPS. Ribozomii, mitocondriile și complexul Golgi se mută aici. Veziculele Golgi și conținutul lor de la ecuator formează placa celulară mediană, pereții celulari și membrana celulelor fiice.

Înțelesul și funcțiile mitozei

Mitoza asigură stabilitatea genetică: reproducerea exactă a materialului genetic pe o serie de generații. Nucleii celulelor noi conțin același număr de cromozomi ca și celula părinte conținută, iar acești cromozomi sunt copii exacte ale celor părinte (cu excepția cazului în care, desigur, au apărut mutații). Cu alte cuvinte, celulele fiice sunt identice genetic cu celula mamă.

Cu toate acestea, mitoza îndeplinește și o serie de alte funcții importante:

creșterea unui organism multicelular,

reproducere asexuată,

înlocuirea celulelor diferitelor țesuturi în organisme pluricelulare,

La unele specii, poate avea loc regenerarea părților corpului.

Mitoză- metoda principală de divizare a celulelor eucariote, în care are loc mai întâi dublarea, iar apoi materialul ereditar este distribuit uniform între celulele fiice.

Mitoza este un proces continuu cu patru faze: profaza, metafaza, anafaza si telofaza. Înainte de mitoză, celula se pregătește pentru divizare sau interfază. Perioada de pregătire a celulelor pentru mitoză și mitoza în sine constituie împreună ciclu mitotic. Mai jos este scurtă descriere fazele ciclului.

Interfaza constă din trei perioade: presintetice sau postmitotice, - G 1, sintetice - S, postsintetice sau premitotice, - G 2.

Perioada presintetică (2n 2c, Unde n- numărul de cromozomi, Cu- numărul de molecule de ADN) - creșterea celulelor, activarea proceselor de sinteză biologică, pregătirea pentru perioada următoare.

Perioada sintetică (2n 4c) - Replicarea ADN-ului.

Perioada postsintetică (2n 4c) - pregătirea celulei pentru mitoză, sinteza și acumularea de proteine ​​și energie pentru diviziunea viitoare, creșterea numărului de organite, dublarea centriolilor.

Profaza (2n 4c) - demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusiforme, „dispariția” nucleolilor, condensarea cromozomilor biromatid.

Metafaza (2n 4c) - alinierea cromozomilor bicromatidici condensați maxim în planul ecuatorial al celulei (placă metafază), atașarea filamentelor fusiforme la un capăt la centrioli, celălalt la centromerii cromozomilor.

Anafaza (4n 4c) - diviziunea cromozomilor cu două cromatide în cromatide și divergența acestor cromatide surori către polii opuși ai celulei (în acest caz, cromatidele devin cromozomi monocromatizi independenți).

Telofază (2n 2cîn fiecare celulă fiică) - decondensarea cromozomilor, formarea membranelor nucleare în jurul fiecărui grup de cromozomi, dezintegrarea firelor fusului, apariția unui nucleol, diviziunea citoplasmei (citotomie). Citotomia în celulele animale are loc din cauza brazdei de clivaj, în celulele vegetale - datorită plăcii celulare.

1 - profaza; 2 - metafaza; 3 - anafaza; 4 - telofaza.

Semnificația biologică a mitozei. Celulele fiice formate ca urmare a acestei metode de divizare sunt identice genetic cu mama. Mitoza asigură constanța setului de cromozomi pe un număr de generații de celule. Stă la baza proceselor precum creșterea, regenerarea, reproducerea asexuată etc.

este o metodă specială de împărțire a celulelor eucariote, în urma căreia celulele trec de la o stare diploidă la o stare haploidă. Meioza constă din două diviziuni succesive precedate de o singură replicare a ADN-ului.

Prima diviziune meiotică (meioza 1) se numește reducere, deoarece în timpul acestei diviziuni numărul de cromozomi se reduce la jumătate: dintr-o celulă diploidă (2 n 4c) două haploide (1 n 2c).

Interfaza 1(la început - 2 n 2c, la sfârșit - 2 n 4c) - sinteza și acumularea de substanțe și energie necesare ambelor diviziuni, creșterea dimensiunii celulelor și a numărului de organele, dublarea centriolilor, replicarea ADN-ului, care se termină în profaza 1.

Profaza 1 (2n 4c) - demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusiforme, „dispariția” nucleolilor, condensarea cromozomilor bicromatidici, conjugarea cromozomilor omologi și încrucișarea. Conjugare- procesul de reunire și împletire a cromozomilor omologi. Se numește o pereche de cromozomi omologi conjugați bivalent. Încrucișarea este procesul de schimb de regiuni omoloage între cromozomi omologi.

Profaza 1 este împărțită în etape: leptoten(finalizarea replicării ADN-ului), zigoten(conjugarea cromozomilor omologi, formarea bivalenților), pahitenă(încrucișarea, recombinarea genelor), diploten(detecția chiasmelor, 1 bloc de oogeneză la om), diakineză(terminalizarea chiasmelor).

1 - leptoten; 2 - zigoten; 3 - pachiten; 4 - diploten; 5 - diakineză; 6 — metafaza 1; 7 - anafaza 1; 8 — telofaza 1;
9 — profaza 2; 10 — metafaza 2; 11 - anafaza 2; 12 - telofaza 2.

Metafaza 1 (2n 4c) - alinierea bivalenților în planul ecuatorial al celulei, atașarea filamentelor fusiforme la un capăt de centrioli, celălalt de centromerii cromozomilor.

Anafaza 1 (2n 4c) - divergența independentă aleatorie a cromozomilor cu două cromatide către polii opuși ai celulei (din fiecare pereche de cromozomi omologi, un cromozom merge la un pol, celălalt la celălalt), recombinarea cromozomilor.

Telofaza 1 (1n 2cîn fiecare celulă) - formarea membranelor nucleare în jurul grupurilor de cromozomi dicromatidici, diviziunea citoplasmei. La multe plante, celula trece imediat de la anafaza 1 la profaza 2.

A doua diviziune meiotică (meioza 2) numit ecuațională.

Interfaza 2, sau interkineza (1n 2c), este o scurtă pauză între prima și a doua diviziune meiotică în timpul căreia replicarea ADN-ului nu are loc. Caracteristic celulelor animale.

Profaza 2 (1n 2c) - demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusiforme.

Metafaza 2 (1n 2c) - alinierea cromozomilor bicromatidici în planul ecuatorial al celulei (placa metafazică), atașarea filamentelor fusiforme la un capăt de centrioli, celălalt de centromerii cromozomilor; 2 bloc de oogeneză la om.

Anafaza 2 (2n 2Cu) - diviziunea cromozomilor cu două cromatide în cromatide și divergența acestor cromatide surori către polii opuși ai celulei (în acest caz, cromatidele devin cromozomi monocromatizi independenți), recombinarea cromozomilor.

Telofaza 2 (1n 1cîn fiecare celulă) - decondensarea cromozomilor, formarea membranelor nucleare în jurul fiecărui grup de cromozomi, dezintegrarea filamentelor fusului, apariția nucleolului, diviziunea citoplasmei (citotomie) cu formarea rezultată a patru celule haploide.

Semnificația biologică a meiozei. Meioza este evenimentul central al gametogenezei la animale și al sporogenezei la plante. Fiind baza variabilității combinative, meioza asigură diversitatea genetică a gameților.

Amitoza

Amitoza- diviziunea directa a nucleului de interfaza prin constrictie fara formarea de cromozomi, in afara ciclului mitotic. Descris pentru celulele îmbătrânite, alterate patologic și condamnate. După amitoză, celula nu este capabilă să revină la ciclul mitotic normal.

Ciclul celular

Ciclul celular- viata unei celule din momentul aparitiei ei pana la diviziune sau moarte. O componentă esențială a ciclului celular este ciclul mitotic, care include perioada de pregătire pentru diviziune și mitoza în sine. În plus, în ciclul de viață există perioade de odihnă, în care celula își îndeplinește funcțiile inerente și își alege soarta ulterioară: moartea sau revenirea la ciclul mitotic.

Du-te la cursurile nr. 12"Fotosinteză. chimiosinteza"

Du-te la cursurile nr. 14„Reproducția organismelor”

Profaza. În timpul profazei, cromozomii se condensează și devin vizibili la microscopie cu lumină. Pe măsură ce DNP se compactează, cromozomii capătă structura unor fire bine colorate. Numărul de cromozomi este 4n, ceea ce corespunde cantității de ADN 4c. Datorită inactivării genelor în regiunea organizatorului nucleolar și inhibării sintezei ARN în profază, se constată dispariția nucleolilor. Învelișul nuclear se dezintegrează treptat în fragmente și vezicule membranare mici. În același timp, centriolii diverg către polii opuși ai celulei.
În satelit locul centriolului mamăîncepe formarea microtubulilor din care se formează filamentele fusului.

Metafaza. Un eveniment caracteristic al metafazei este mișcarea cromozomilor în planul ecuatorial al fusului. Aici sunt amplasate strict în mod regulat, formând o placă metafază (când se privește axul din lateral). Dacă luăm în considerare un grup de cromozomi metafazici din partea polilor fusului, apare clar o figură asemănătoare cu o stea (așa-numita stea mamă). In aceasta perioada se poate determina numarul, forma si marimea cromozomilor (cromozomi d, cromozomi dubli) care alcatuiesc placa metafazata.
Până la sfârșitul metafazei jumătățile longitudinale ale cromozomilor (cromatide surori) sunt separate peste tot, cu excepția zonei de constricție primară.

Pentru fiecare tip animalelor caracterizată printr-un număr strict constant de cromozomi în celulele somatice. Pentru oameni, este de 46. Lungimea cromozomilor distinge între alternanța zonelor colorate și necolorate. În plus, fiecare cromozom are un model unic de colorare diferențială. Cromozomii umani sunt împărțiți în 7 grupe în funcție de mărimea și caracteristicile lor structurale (A, B, C, D, E, F, G) și fiecare cromozom are propriul său număr. Setul de caracteristici ale structurii cromozomilor, dimensiunea și numărul lor constituie ceea ce se numește cariotip.

Anafaza implică procesul de divergență a cromozomilor către polii unei celule în diviziune. Mecanismul mișcării cromozomilor se explică prin ipoteza filamentului de alunecare, conform căreia filamentele fusiforme formate din microtubuli, interacționând între ele și cu proteinele contractile, trag cromozomii spre poli. Viteza de mișcare a cromozomilor atinge 0,2-0,5 µm/min, iar întreaga anafază durează 2-3 minute. Anafaza se termină cu deplasarea a două seturi identice de cromozomi (cromozomi s, sau cromozomi unici) către poli, unde se unesc, formând figuri care seamănă cu aspect(când sunt privite de la pol) stele. Aceste figuri sunt numite stele fiice.

Deoarece stele cromozomiale se formează la fiecare pol, această etapă a mitozei este uneori numită stadiul de stea dublă (diastru) sau stadiul stelelor fiice. Telofază- stadiul final al mitozei, în care nucleele fiice sunt reconstruite la polii fusului. Rearanjarea cromozomilor telofazici seamănă cu procesele schimbării lor în profază, dar care au loc în direcția opusă. Când cromozomii interacționează cu veziculele membranare ale citoplasmei, se formează învelișul nuclear. Odată cu trecerea cromozomilor la starea de interfază, se formează noi nucleoli. Telofaza se termină cu diviziunea corpului celular - citotomie, sau citokineza, care duce la formarea a două celule fiice.

O parte din celule poate ieși din ciclul reproductiv și poate intra pe calea diferențierii. Unele celule pot ieși din ciclul celular în perioada G1 sau după perioada S și pot rămâne în repaus (perioada Go). Astfel de celule de repaus își păstrează capacitatea de a se diviza și pot intra din nou în ciclul de reproducere.

Video educațional: mitoza celulară și etapele acesteia

Există patru faze de mitoză: profaza, metafaza, anafaza si telofaza. ÎN profaza vizibile clar centrioli- formațiuni situate în centrul celular și care joacă un rol în diviziunea cromozomilor fiice ai animalelor. (Reamintim că plantele superioare nu au centrioli în centrul celulei, care organizează diviziunea cromozomilor). Vom lua în considerare mitoza folosind exemplul unei celule animale, deoarece prezența unui centriol face ca procesul de diviziune a cromozomilor să fie mai vizual. Centriolii se divid și se deplasează la diferiți poli ai celulei. Microtubulii se extind de la centrioli, formând filamente ale fusului, care reglează divergența cromozomilor către polii celulei în diviziune.
La sfârșitul profazei, membrana nucleară se dezintegrează, nucleolul dispare treptat, cromozomii spiralează și, ca urmare, se scurtează și se îngroașă și pot fi deja observați la microscop cu lumină. Ele sunt și mai bine vizibile în următoarea etapă a mitozei - metafaza.
În metafază, cromozomii sunt localizați în planul ecuatorial al celulei. Este clar că fiecare cromozom, format din două cromatide, are o constricție - centromer. Cromozomii sunt atașați de filamentul fusului prin centromerii lor. După diviziunea centromerului, fiecare cromatidă devine un cromozom fiică independent.
Apoi urmează următoarea etapă a mitozei - anafaza, timp în care cromozomii fiice (cromatidele unui cromozom) diverg către diferiți poli ai celulei.
Următoarea etapă a diviziunii celulare este telofaza. Începe după ce cromozomii fiice, formați dintr-o cromatidă, au ajuns la polii celulei. În acest stadiu, cromozomii despira din nou și capătă același aspect ca și înainte de începerea diviziunii celulare în interfază (fire lungi și subțiri). În jurul lor apare un înveliș nuclear, iar în nucleu se formează un nucleol, în care sunt sintetizați ribozomii. În timpul procesului de diviziune citoplasmatică, toate organelele (mitocondrii, complexul Golgi, ribozomi etc.) sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform între celulele fiice.
Astfel, ca urmare a mitozei, o celulă se transformă în două, fiecare dintre ele având un număr și o formă caracteristică de cromozomi pentru un anumit tip de organism și, prin urmare, o cantitate constantă de ADN.
Întregul proces de mitoză durează în medie 1-2 ore. Durata acestuia variază ușor diferite tipuri celule. Depinde și de condițiile de mediu (temperatură, condiții de lumină și alți indicatori).
Semnificația biologică a mitozei este aceea că asigură constanta numărului de cromozomi din toate celulele corpului. Toate celulele somatice se formează ca urmare a diviziunii mitotice, care asigură creșterea organismului. În timpul procesului de mitoză, substanțele cromozomilor celulei mamă sunt distribuite strict egal între cele două celule fiice care decurg din aceasta. Ca urmare a mitozei, toate celulele din organism primesc aceeași informație genetică.

Diviziunea celulară este punctul central al reproducerii.

În timpul procesului de diviziune, dintr-o celulă apar două celule. Pe baza asimilării substanțelor organice și anorganice, o celulă își creează propria celulă cu o structură și funcții caracteristice.

În diviziunea celulară se pot observa două momente principale: diviziunea nucleară - mitoză și diviziunea citoplasmatică - citokineza, sau citotomia. Atenția principală a geneticienilor este încă concentrată pe mitoză, deoarece, din punctul de vedere al teoriei cromozomilor, nucleul este considerat un „organ” al eredității.

În timpul procesului de mitoză apare:

1. dublarea substanței cromozomiale;
2. modificări în starea fizică și organizarea chimică a cromozomilor;
3. divergența cromozomilor fiice, sau mai degrabă surorii, la polii celulei;
4. diviziunea ulterioară a citoplasmei și restaurarea completă a doi nuclei noi în celulele surori.

Astfel, întregul ciclu de viață al genelor nucleare este stabilit în mitoză: duplicare, distribuție și funcționare; Ca urmare a finalizării ciclului mitotic, celulele surori ajung la „moștenire” egală.

În timpul diviziunii, nucleul celular trece prin cinci etape succesive: interfază, profază, metafază, anafază și telofază; unii citologi identifică o altă etapă a șasea - prometafaza.

Între două diviziuni celulare succesive, nucleul se află în stadiul de interfază. În această perioadă, nucleul, în timpul fixării și colorării, are o structură de plasă formată prin vopsirea firelor subțiri, care în faza următoare se formează în cromozomi. Deși interfaza este numită diferit faza unui nucleu de repaus, pe organismul însuși, procesele metabolice din nucleu în această perioadă au loc cu cea mai mare activitate.

Profaza este prima etapă de pregătire a nucleului pentru divizare. În profază, structura reticulata a nucleului se transformă treptat în fire cromozomiale. De la cea mai timpurie profază, chiar și într-un microscop cu lumină, se poate observa natura duală a cromozomilor. Acest lucru sugerează că în nucleu este cel mai mult în interfaza timpurie sau târzie proces important mitoză - dublarea sau reduplicarea cromozomilor, în care fiecare dintre cromozomii materni construiește unul similar - un cromozom fiică. Ca rezultat, fiecare cromozom apare dublat longitudinal. Cu toate acestea, aceste jumătăți de cromozomi, care sunt numite cromatide surori, nu diverge în profază, deoarece sunt ținute împreună de unul singur zona comuna- centromer; regiunea centromeră se divide mai târziu. În profază, cromozomii suferă un proces de răsucire de-a lungul axei lor, ceea ce duce la scurtarea și îngroșarea lor. Trebuie subliniat că în profază, fiecare cromozom din cariolimfă este localizat aleatoriu.

În celulele animale, chiar și în telofaza târzie sau interfaza foarte timpurie, are loc dublarea centriolului, după care în profază centriolii fiice încep să convergă către poli și formațiunile astrosferei și fusului, numite noul aparat. În același timp, nucleolii se dizolvă. Un semn esențial al sfârșitului profazei este dizolvarea membranei nucleare, în urma căreia cromozomii ajung în masa generală de citoplasmă și carioplasmă, care acum formează mixoplasmă. Aceasta se încheie profaza; celula intră în metafază.

Recent, între profază și metafază, cercetătorii au început să distingă o etapă intermediară numită prometafaza. Prometafaza se caracterizează prin dizolvarea și dispariția membranei nucleare și mișcarea cromozomilor spre planul ecuatorial al celulei. Dar până în acest moment formarea fusului de acromatină nu a fost încă finalizată.

Metafaza numită stadiul de finalizare a dispunerii cromozomilor la ecuatorul fusului. Aranjamentul caracteristic al cromozomilor în planul ecuatorial se numește placa ecuatorială sau metafază. Dispunerea cromozomilor unul în raport cu celălalt este aleatorie. În metafază, numărul și forma cromozomilor sunt clar dezvăluite, mai ales când se examinează placa ecuatorială de la polii diviziunii celulare. Fusul de acromatină este complet format: firele fusului capătă o consistență mai densă decât restul citoplasmei și sunt atașate de regiunea centromeră a cromozomului. Citoplasma celulei în această perioadă are cea mai scăzută vâscozitate.

Anafaza numită următoarea fază a mitozei, în care cromatidele se divid, care acum pot fi numiți cromozomi surori sau fiice, și diverg către poli. În acest caz, în primul rând, regiunile centromerice se resping reciproc, iar apoi cromozomii înșiși diverg către poli. Trebuie spus că divergența cromozomilor în anafază începe simultan - „ca la comandă” - și se termină foarte repede.

În telofază, cromozomii fiice despira și își pierd individualitatea aparentă. Se formează învelișul miezului și miezul în sine. Nucleul este reconstruit în ordine inversă comparativ cu schimbările pe care le-a suferit în profază. În final, nucleolii (sau nucleolii) sunt de asemenea restaurați și în aceeași cantitate în care au fost prezenți în nucleele părinte. Numărul de nucleoli este caracteristic fiecărui tip de celulă.

În același timp, începe diviziunea simetrică a corpului celular. Nucleii celulelor fiice intră în starea de interfază.

Figura de mai sus prezintă o diagramă a citokinezei în celulele animale și vegetale. Într-o celulă animală, diviziunea are loc prin legarea citoplasmei celulei mamă. Într-o celulă vegetală, formarea unui sept celular are loc cu zone de plăci fusiforme, formând o partiție numită fragmoplast în planul ecuatorial. Aceasta încheie ciclul mitotic. Durata acestuia depinde aparent de tipul de țesut, de starea fiziologică a corpului, de factori externi (temperatură, condiții de lumină) și durează de la 30 de minute până la 3 ore. Potrivit diverșilor autori, viteza de trecere a fazelor individuale este variabilă.

Atât factorii de mediu interni cât și externi care acționează asupra creșterii organismului și asupra stării sale funcționale afectează durata diviziunii celulare și fazele sale individuale. Deoarece nucleul joacă un rol uriaș în procesele metabolice ale celulei, este firesc să credem că durata fazelor mitotice poate varia în funcție de starea funcțională a țesutului organului. De exemplu, s-a stabilit că în timpul odihnei și somnului animalelor, activitatea mitotică a diferitelor țesuturi este mult mai mare decât în ​​timpul stării de veghe. La un număr de animale, frecvența diviziunilor celulare scade la lumină și crește la întuneric. De asemenea, se presupune că hormonii influențează activitatea mitotică a celulei.

Motivele care determină disponibilitatea unei celule de a se diviza rămân încă neclare. Există motive pentru a sugera mai multe motive:

1. dublarea masei protoplasmei celulare, cromozomilor și altor organite, din cauza cărora relațiile nuclear-plasmă sunt întrerupte; Pentru a se diviza, o celulă trebuie să atingă o anumită greutate și volum caracteristice celulelor unui țesut dat;
2. dublarea cromozomilor;
3. secretia de substante speciale de catre cromozomi si alte organite celulare care stimuleaza diviziunea celulara.

Mecanismul divergenței cromozomilor către poli în anafaza mitozei rămâne, de asemenea, neclar. Un rol activ în acest proces pare să fie jucat de filamentele fusiforme, reprezentând filamente proteice organizate și orientate de centrioli și centromeri.

Natura mitozei, așa cum am spus deja, variază în funcție de tipul și starea funcțională a țesutului. Celulele diferitelor țesuturi se caracterizează prin diverse tipuri mitoze În tipul de mitoză descris, diviziunea celulară are loc în mod egal și simetric. Ca rezultat al mitozei simetrice, celulele surori sunt echivalente ereditar atât în ​​ceea ce privește genele nucleare, cât și citoplasma. Totuși, pe lângă simetrică, există și alte tipuri de mitoză și anume: mitoză asimetrică, mitoză cu citokineză întârziată, diviziunea celulelor multinucleate (diviziunea sincitiei), amitoză, endomitoză, endorproducție și politenie.

În cazul mitozei asimetrice, celulele surori sunt inegale în dimensiune, cantitate de citoplasmă și, de asemenea, în raport cu soarta lor viitoare. Un exemplu în acest sens este dimensiunea inegală a celulelor surori (fiice) ale neuroblastului lăcustei, ouălor de animale în timpul maturării și în timpul fragmentării spiralate; când nucleii din boabele de polen se divid, una dintre celulele fiice se poate diviza în continuare, cealaltă nu poate etc.

Mitoza cu citokineză întârziată se caracterizează prin faptul că nucleul celulei se împarte de multe ori și abia apoi corpul celular se divide. Ca rezultat al acestei diviziuni, se formează celule multinucleate precum sincitiul. Un exemplu în acest sens este formarea celulelor endosperme și formarea sporilor.

Amitoza numită fisiune nucleară directă fără formarea figurilor de fisiune. În acest caz, împărțirea nucleului are loc prin „împletirea” acestuia în două părți; uneori se formează mai multe nuclee dintr-un nucleu deodată (fragmentare). Amitoza apare constant în celulele unui număr de țesuturi specializate și patologice, de exemplu în tumori canceroase. Poate fi observată sub influența diverșilor agenți dăunători (radiații ionizante și temperatură ridicată).

Endomitoza Acesta este numele dat procesului în care fisiunea nucleară se dublează. În acest caz, cromozomii, ca de obicei, se reproduc în interfază, dar divergența lor ulterioară are loc în interiorul nucleului cu păstrarea învelișului nuclear și fără formarea unui fus de acromatină. În unele cazuri, deși membrana nucleară se dizolvă, cromozomii nu diverg către poli, drept urmare numărul de cromozomi din celulă se înmulțește chiar și de câteva zeci de ori. Endomitoza apare în celulele diferitelor țesuturi atât ale plantelor, cât și ale animalelor. De exemplu, A.A. Prokofieva-Belgovskaya a arătat că prin endomitoză în celulele țesuturilor specializate: în hipoderma ciclopului, corpul adipos, epiteliul peritoneal și alte țesuturi ale puledului (Stenobothrus) - setul de cromozomi poate crește de 10 ori. . Această creștere a numărului de cromozomi este asociată cu caracteristici funcționaleţesut diferenţiat.

În timpul politeniei, numărul de fire cromozomiale se înmulțește: după reduplicare pe toată lungimea, ele nu diverg și rămân adiacente una cu cealaltă. În acest caz, numărul de fire cromozomiale dintr-un cromozom este înmulțit, ca urmare diametrul cromozomilor crește semnificativ. Numărul de astfel de fire subțiri într-un cromozom politen poate ajunge la 1000-2000. În acest caz, se formează așa-numiții cromozomi giganți. Cu politenie, toate fazele ciclului mitotic renunță, cu excepția celei principale - reproducerea catenelor primare ale cromozomului. Fenomenul de politenie se observă în celulele unui număr de țesuturi diferențiate, de exemplu, în țesutul glandelor salivare ale dipterelor, în celulele unor plante și protozoare.

Uneori există o duplicare a unuia sau mai multor cromozomi fără transformări nucleare - acest fenomen se numește endoreproducție.

Deci, toate fazele mitozei celulare, componente, sunt obligatorii doar pentru un proces tipic.

În unele cazuri, în principal în țesuturile diferențiate, ciclul mitotic suferă modificări. Celulele unor astfel de țesuturi și-au pierdut capacitatea de a reproduce întregul organism, iar activitatea metabolică a nucleului lor este adaptată la funcția țesutului socializat.

Celulele embrionare și meristeme care nu și-au pierdut funcția de reproducere a întregului organism și aparținând unor țesuturi nediferențiate rețin ciclu complet mitoză, pe care se bazează reproducerea asexuată și vegetativă.

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.