A sejtek reprodukálása, az élet (sejt) ciklus, a sejtosztódás
Minden élő szervezet sejtekből áll. A szervezet tipikus struktúrájának kialakulása, növekedése, kialakulása egy vagy több sejtcsoportnak köszönhető. A létfontosságú tevékenység folyamatában néhány sejt elhasználódik, öregszik és meghal. A szerkezet fenntartásához és a normális működéshez a testnek új sejteket kell létrehoznia, hogy kicserélje a régieket. A sejtek létrehozásának egyetlen módja az, hogy elosztják az előzőeket. A sejtosztódás minden szervezet számára alapvető folyamat.
Az élet (sejtes) ciklus.
A sejt életét attól a pillanattól kezdve, hogy az anyatejt elválaszthatóvá válik a saját részlegétől vagy halálától, vitális (vagy sejtes) ciklusnak nevezik.
A sejtciklus kötelező összetevője a mitotikus ciklus. ideértve a felosztásra és a megosztásra való felkészülést is. Az életciklusban pihenőidők is vannak. ha a cella csak látja el funkcióit és megválasztják a jövőben (meghal, vagy visszatér a mitotikus ciklus előkészítése sejtek osztódnak, vagy interfázis egy jelentős része a mitotikus ciklus áll a három al-időszakok: .... posztmitótikus vagy presynthetic - G1, szintetikus - S és szintetikus vagy preteritikus G2.
A G1 periódus a legváltozó időtartam. A sejtben a biológiai szintézis folyamatai, elsősorban a strukturális és funkcionális fehérjék aktiválódnak. A sejt nő és felkészül a következő időszakra.
Az S idő a mitotikus ciklusban a fő. Az emlőssejtek elosztásában körülbelül 6-10 óráig tart. Ekkor a sejt továbbra is szintetizálja az RNS-t, a fehérjéket, de a legfontosabb a DNS szintézise. A DNS reduplikáció aszinkron módon fordul elő. De az S periódus végére az összes nukleáris DNS megduplázódik, minden kromoszóma kettős szálúvá válik, vagyis két kromatid-azonos DNS-molekulából áll.
G2 periódus viszonylag rövid, sejtek mlekopitatayuschih ez körülbelül 2 -. 5 órán át ezen a időben, száma centríoi, mitokondriumok és a plasztidok páros aktív anyagcsere-folyamatokat, és a fehérjék felhalmozódnak energiát a közelgő Division. A sejt elkezd megosztani.
Cell divízió.
Az eukarióta sejtek elosztásának három módját írják le: amitózis (direkt osztás), mitózis (közvetett eloszlás) és meiózis (csökkentési részleg).
Az amitózis viszonylag ritka és gyengén tanulmányozott sejtosztódási módszer. Leírják az öregedés és patológiásan megváltozott sejtek esetében. Az amitózisban az interphase magot egy derék osztja el, az örökletes anyag egyenletes eloszlása nem biztosított. Gyakran a magot a citoplazma utóbb elválasztása nélkül osztják el, és kettőssejtek alakulnak ki. Egy olyan sejt, amely az amitózison átesett, a jövőben nem képes normál mitotikus ciklusba lépni. Ezért az amixis általában olyan sejtekben és szövetekben fordul elő, amelyek halálra vannak ítélve, például emlősök embrionális membránjaiban, tumorsejtekben.
Mitózis (a görög Mitos -. Végtelen), mitózis, sejtosztódás közvetett, a legelterjedtebb módszer a lejátszást (szaporodás) a sejtek biztosítása azonos elosztása genetikai anyag között leánysejtekhez és folyamatossága között kromoszómák sejtgeneráción. Az M. biológiai szignifikanciáját a kromoszóma megduplázódásának hosszanti hasadásával és a lány sejtek közötti egyenletes eloszlásával való kombinációja határozza meg. M. top megelőzi az előkészítés során, amely az energia tárolására, a szintézis a dezoxiribonukleinsav (DNS) és a szaporodás a centríoi. Az energiaforrás energiaigényes vagy úgynevezett makrobiális vegyületek. M. nem társul a megnövekedett légzéssel, t. oxidációs folyamatok fordulnak elő az interphase-ben (az "energiatartály" kitöltése). Az energiatároló időszakos feltöltése és ürítése az energiaágazat alapja.
A mitózis szakaszai. Az M egyetlen folyamat általában négy fázisra tagolódik: profázis. metafázis. anafázis és telophase. Előprofázis - az M. szintézis fázisa, amely megfelel az interphase (S-G2 periódusok) végének, a DNS duplázását és a mitotikus készülék anyagának szintézisét foglalja magában.
A prophase fordulnak elő átszervezése a mag kondenzáció és spiralizációját kromoszómák, a sejtmag lebomlása és a kialakulását a mitiotikus fehérjeszintézist, és a „szerelvény” saját orientált főorsó sejtrendszerben.
Metaphase kromoszómák mozgásban van, hogy az egyenlítői síkban (metakinez. Vagy prometafázis) képező egyenlítői lemez ( „anya csillag”), és a szétválasztása kromatidák vagy testvér kromoszómák.
Anafázis - a színpadon a kromoszómák a pólusok felé. Anafázis mozgásba kiterjesztése a központi orsó szálak, mitotikus Extension pólusok, megrövidítése és kromoszómális mikrotubulusok a mitotikus készülék. Nyúlás központi orsórostok előfordul miatt polarizáció vagy „tartalék” makromolekulák dostraivalos orsó mikrotubulusok, akár a dehidratáló ezt a struktúrát. Lerövidítése kromoszomális mikrotubulusok által biztosított tulajdonságai a kontraktilis fehérjék a mitotikus készülék, amely képes a redukció nélkül megvastagodása.
Telofázis rekonstrukciója utódmagok kromoszómák gyűlt össze a pólusok a sejttest Division (citokinézis. A citokinézis), és a végső megsemmisítése a mitiotikus hogy egy köztes borjú. A lánymagok rekonstrukciója összefügg a kromoszómák despiralizációjával, a nucleolus és a nukleáris boríték helyreállításával. A citotómiát úgy végezzük, hogy egy cellatestet (növényi sejtben) vagy egy repedésvonalat (állati sejtben) alakítunk ki. cytotomy mechanizmus társított csökkentésével vagy zselésített citoplazmában gyűrű körülveszi az egyenlítő ( „kontraktilis gyűrű»hipotézis), vagy a sejt felületén bővülése miatt egyengető a hurkos proteinláncokkal (hipotézis«expanziós membránok„).
A mitózis időtartama a sejtek méretétől, ploiditásától, a magok számától és a környezeti viszonyoktól, különösen a hőmérséklet függvényében múlik. Az állati sejtekben M. 30-60 percet vesz igénybe növényi sejtekben - 2-3 óra. A szintézis folyamatokhoz kapcsolódó M szakaszok (preprophase, prophase, telophase) hosszabbak. a kromoszómák önmozgása (metakinesis, anafázis) gyors.
A meiózis (a görög meiózis -. Csökkenés), csökkentése Division, érését részlege eljárás osztódó sejteket, ami a csökkenése (csökkenés) a kromoszómák számának felét, és egy diploid sejt (tartalmazó két kromoszóma), miután két gyorsan egymást követő divízió 4 haploidot eredményez (amely egy kromoszómakészletet tartalmaz). A kórokozók diploidszámának helyreállítása a megtermékenyítés eredményeképpen következik be. M. - a szexuális folyamat kötelezõ kapcsolata és a nemi sejtek (ivarsejtek) kialakulásának feltétele. A biológiai jelentősége M. áll fenntartásában állandó kariotípus a generációk közötti egy adott faj és lehetővé tesz rekombinációt a kromoszómák és a gének a szexuális folyamat. M. - az öröklődés és az örökletes változékonyság egyik legfontosabb mechanizmusa. A viselkedés kromoszómák M biztosítja az alapvető törvényeket, az öröklődés.
Az M. - Prophase I. első fázisa. A legkomplexebb és hosszabb időtartamú (22,5 emberben, a 8-10 napos liliomban) 5 szakaszra oszlik. Leptotén - a vékony filamentumok stádiuma, amikor a kromoszómák enyhén spirálisak és a leghosszabbak, sűrűsödnek - láthatóak a krómok. Zygote - a homológ kromoszómák párhuzamos, egymás melletti vegyülete (szinapszis) konjugációjának kezdete; míg a homológ kromomerek kölcsönösen vonzódnak egymáshoz és szigorúan összehangolják egymást. Pakhitena - a vastag szálak szakasza; a homológ kromoszómák stabilan kapcsolódnak párokhoz - kétértékűek, amelyek száma megegyezik a haploid kromoszómaszámmal; az elektronmikroszkóp alatt egy komplex ultrastruktúra látható két homológ kromoszóma érintkezési pontján a bivalensben: szinaptonemális komplex, amely a zigoténben kezdődik; A kétértékű kromoszómában két kromatid megtalálható; így kétértékű (tetrad, a régi terminológia szerint) 4 homológ kromatid; ebben a szakaszban az átkelés molekuláris szinten történik; citológiai következményei megtalálhatók a következő szakaszban. Diplomák - a bifurkált szálak színvonala; homológ kromoszómák kezdenek taszítják egymást, de vannak kapcsolva, tipikusan 2-3 pont, a kétértékű, ahol látható chiasm (crosshairs kromatidok) - citológiai megnyilvánulása crossing over. Diakinesis - fázisú taszítása homológ kromoszómák, amelyek még csatlakozik a bivalens chiasma, mozgó a kromoszómák végéhez (terminalization); kromoszóma maximális rövid és vastag (miatt helix) és a forma jellegzetes alakzatok, mint például a keresztek, gyűrűk stb A következő fázisban a MA - metafázis I. amelynek során chiasma több tárolt ;. a kétértékű csoportok a sejtosztódás orsójának középső részében helyezkednek el, és a homológ kromoszómák centromerei orientálódnak az orsó ellenkező pólusaihoz. Az anafázis I homológ kromoszómák az orsókon keresztül a pólusoktól eltérnek; a pár mindegyik kromoszóma a két pólus egyikére mozoghat, függetlenül attól, hogy más párok kromoszómái eltérnek egymástól. Ezért a kromoszóma divergencia lehetséges kombinációinak száma 2n, ahol n a kromoszómák párosa. Ellentétben anafázist mitózis, a centromeronok kromoszómák nem válnak szét, és továbbra is rögzítse 2 kromatiddal egy kromoszóma, a távozó a pole. A telofáz I-ben minden póluson kezdődik a kromoszómák despiralizációja, és kezdődik a lányi magok és sejtek kialakulása. Ezután egy rövid interfázis következik, anélkül, hogy a DNS - interkinesist redukálta volna. és megkezdődik a M. Prophase II második osztálya. metafázis II. Az anafázis II és a telophase II gyorsan áthaladnak; a II. metafázis végén a centromerek elhasadnak, és az egyes kromoszómák kromatidái a II. anafázisban levő oszlopokra oszlik. Ez a klasszikus M-es kivétel. Például, nembe tartozó növények Luzuia (Luzuia) és a rovar család coccid (Coccidae) az első részlege M. kromatidák eltérnek, és a második - a homológ kromoszómák, de még ezekben az esetekben, eredményeként M egy csökkentése a kromoszómák számát. Különbségek spermatogenezis és oogenezis az állatok és a kialakulását mikrospórák és megaspórák növények nem befolyásolja a viselkedését a kromoszómák során M. bár a mérete és a sorsa testvér sejtek különböző.
Ismert anomáliák MU interspecifikus hibridek minden kromoszóma, míg aneuploids páratlan kromoszómák nem képesek konjugátum és továbbra is a univalents; az autopolyploidok több mint 2 kromoszómát alkotnak - úgynevezett. multivalents. Minden ilyen esetben nem megfelelő csökkentése kromoszómaszámát anafázist I; ivarsejteket termeltek (kiegyensúlyozatlan kromoszóma készlet), vagy ők maguk nem életképes vagy nem életképes, vagy készítsen deformálódott utódok. Hiánya chiasmus (ahizmatiya) általában vezet ugyanazt az eredményt, de a hímek néhány faj legyek, beleértve Drosophila, chiasm mindig elérhető, bár a normál ivarsejtek képződnek. Okai átmenet származó sejtek mitózis által részleg M életciklusában az egyes organizmusok, valamint a molekuláris mechanizmusok konjugációs és a crossing over a homológ kromoszómák vizsgálták.