Cell divízió - orvosi tudományok
Az emberi test sejtjei kétféleképpen szaporodnak: amitózis és mitózis. Az amitózis egy egyszerű megosztottság, amellyel a sejtek viszonylag kevéssé szaporodnak. Amitózissal nem keletkeznek kromoszómák, a DNS mennyisége nem megduplázódik, a sejtmag és a nucleolus héja megmarad. A mag növekszik anélkül, hogy megváltoztatta volna a szerkezetet, és kettéosztott. Ennek eredményeként két magot tartalmazó sejt keletkezik. Bizonyos esetekben a citoplazma is fel van osztva. Ez általában különbözõ sejtekben, például vegetatív csomópontokban fordul elõ.
Mitózis. vagy kariokinézis, egy másik, a leggyakoribb, közvetett, komplex típusú sejtosztódás, amely biztosítja a szervezet növekedését és alapját képezi a fejlődésnek.
A mitoidok közötti időszak interphase; ez a periódus 10-20 óra, amely alatt a sejtek kritikus méretre nőnek, mivel a DNS, az RNS, a hisztonok és más fehérjék szintetizálódnak. Az interfázis végén olyan vegyületeket állítanak elő, amelyekben a mitózishoz szükséges energia felhalmozódik. Rendszerint az RNS és a teljes fehérje szintézise a nucleolust magában foglaló sejtmagban nem fordul elő egyidejűleg a DNS és a hisztonok szintézisével, de előtte. Ez a két folyamat kölcsönösen kizárja egymást. A mátrix szerepe az RNS szintéziséhez olyan DNS-sel történik, amely nem kapcsolódik a hisztonokhoz; A hisztonokhoz kötött DNS nem aktív. Az RNS szintézise a magban található polimeráz enzim részvételével valósul meg. Az RNS és a fehérjék szintézisének befejezése után a DNS és a hisztonok egyidejű szintézise kezdődik az interphase közepén. Ugyanakkor a DNS mennyisége megduplázódik, összetétele és szerkezete megfelel az előző DNS-nek.
A DNS-szintézis akkor következik be, ha vannak: 1) négy nukleotid trifoszfátjai, alkotóelemei, 2) polimeráz enzim, 3) kis mennyiségű DNS-primer, amely a folyamatot elindítja, és 4) magnézium. A szintézishez olyan energiát igényel, amelyet az ATP felszabadít, és a DNS jelenlétében szintetizálódik a magban. A négy nukleotid foszfátjainak szintézise speciális enzimek (kinázok) részvételével történik, és visszacsatolással szabályozható. A DNS szintézisében részt vevő enzim polimeráz a citoplazmában található. A magban lévő DNS mennyisége a sejt fiziológiás állapotától függően változik. A DNS szintézisével párhuzamosan a mag nukleáris fehérjéi szintetizálódnak. A sejtmag térfogata növekszik egyidejűleg az RNS és a nem-hiszton fehérjék szintézisével, és a DNS és hisztonok szintézisének szinte egyáltalán nem változik.
Az interfázis után kezdődik a sejtosztódás. van mitózis vagy kariokinézis, a sejtmag rendszeres osztódása, amelynek eredményeképpen minden egyes lány sejt ugyanazon számú kromoszómát kapja, mint az anyatejt. A mitózis során a szintetikus folyamatok megszűnnek, és az RNS eltűnik a citoplazmából. A mitózis folyamatosan zajlik, és vázlatosan négy fázisba oszlik: a profázis, a metafázis, az anafázis és a telophase.
Ábra. 15. Karyokinézis, 1-nyugalmi sejt; II - profázis, sűrű anyai gém; III - laza anyai szövevény; IV - átmenet a profázisból a metafázisba; Az egyenlítői lemez V - szakasza; VI - az anya csillagának színtere; VII, VIIIf IX - anafázis; X a telophase; XI - két pihentető lány sejt
A kromoszóma előfázisában, amely a finom filamentek sodrott tekercsének megjelenésével kezdődött, sűrűsödött. Megkülönböztethető méretűek és alakúak, és mindegyiket kettőre osztják; Ennek eredményeképpen a sejtmagban mindössze két kromoszóma van. Centriol a profázis kezdetén két részre oszlik, és a lány centriolák a sejt vastag oldalaira lépnek. Közöttük egy orsó alakul ki, amely vékony akromatikus citoplazmatikus szálakból áll, amelyek a pólusokra, centriolokra mutatnak, és széles közepén helyezkednek el az egyenlítőn. Az orsóképződés során a kromoszómák koagulálódnak, rövidebbek és vastagabbak. A mag és a nukleolus héja feloldódik. A profázis 30-60 percig tart.
A metafázisban a kromoszómák az orsó belsejében az egyenlítő síkjában helyezkednek el, ami a megfelelő alakot (az anyacsillagot) alkotja, és a kromoszómák spiralizálódása véget ér, ami 25-ször lerövidül. A metafázis 2-6 percig tart.
Az anafázisban, az Egyenlítőn lévő hely után a lánykromoszómák mindkét halmaza azonnal elkezd eloszlatni a pólusokra, ami 3-15 percet vesz igénybe. Az orsóciklusok csökkentése hasonló az izomfehérjék (myofibrillák) összehúzódásához. Az orsó meneteiben van egy olyan fehérje, amely összetétele közel van az izomfehérjéhez (actin), és az ATP részt vesz a redukcióban. A kromoszómák mozgásának sebessége percenként 1 μm.
A telofázisban a kromoszómák egymáshoz igazodnak, összehangoltak és láthatatlanná válnak. Az egyes lányok magja körül egy héj keletkezik, egy nukleolus jelenik meg, és egyidejűleg a citoplazma eloszlik. Az egyenlítői síkon egy barázda jelenik meg, amely fokozatosan elmélyíti és elosztja a lány sejtjeit. A telófázis 30-60 percig tart, és a mitózis teljes folyamata 1-2 óra.
Néha mitózissal a kromoszómák száma megduplázódik anélkül, hogy elosztja a magot (polyploidy).
A meiózis, vagy redukciós osztódást, - két sejtosztódás, ami a humán sperma és a petesejt megtermékenyítés, hogy tartalmazza a 23. kromoszómát, egy minden fajtája (haploid kromoszómák). Mindkét meiotikus divízió gyorsan követik egymást. Számukban, mint a mitózisban, 4 fázis van. Azonban a profázis, minden egyes kromoszómát nem megduplázódott, de négyszeresére: 23 kromoszómák sugár jelez a 4. kromoszómán minden egyes gerenda (tetrád), amelyek a metafázisban találhatók az egyenlítő. Ennek eredményeképpen mindkét pólusban 23 kettős kromoszóma található anafázisban. Az elválasztás után interfázis citoplazmában nem fordul elő, kromoszómák nem tűnik el, hanem azonnal centríoi megoszlanak, és megalakította az új orsó merőlegesen az orsó az első osztály; egyenletein haploid számú kettős kromoszóma van, ami megfelel a második rész metafázisának. Ezért az első divízió telfázisa és a második részleg profázisai rövidek.
A kettős kromoszómák már nem fordulnak elő. A telophase-ben a citoplazma elválik, a kromoszómákat kromatinra transzformálják, a maghéj és a nucleolus jelenik meg. Tehát a herék és a petefészkek érett férfi és nőstény nemi sejteket alakítottak ki, amelyek 23 kromoszómát tartalmaznak.
A megtermékenyítés után hasonló férfi és női kromoszómák párosulnak össze (konjugáció), és ennek eredményeképpen 46 megtermékenyített tojássejtben 46 kromoszóma (diploid készlet) jelenik meg. Később a megtermékenyített sejt mitózisa következik be.
A 23 kromoszómának mindegyik párja saját jellegzetességekkel rendelkezik, és a számát jelöli. A leghosszabb (kb. 10 μm) az 1. számú, a legrövidebb (kb. 2.5 μm) pedig 22. számú. A párok kromoszómáit egy centromér segítségével kapcsolják össze.
Ábra. 16. Női kromoszómák (fent) és férfiak (alul)
22 pár kromoszóma részt vesz az emberi tulajdonságok és tulajdonságok kifejlesztésében, és autoszómoknak nevezik őket. A 23. páros kromoszómák specifikus nemi kromoszómákat tartalmaznak, amelyek meghatározzák az újszülött nemét. A nőknél ez a 23. pár két azonos X kromoszómából (XX) és férfiból - két különböző kromoszómából áll: egyikük az X kromoszóma, a másik pedig lényegesen kisebb, az ökrök kromoszóma (Y). A meiózis után az összes tojássejt az X kromoszómát tartalmazza, a férfiaknál a spermiumok fele tartalmazza az X kromoszómát és az Y kromoszóma másik felét. Egy X kromoszómából származó spermiumot megtermékenyített tojásos sejtből egy lány fejlődik ki, és egy spermiummal megtermékenyített tojássejtből származó Y-kromoszómával fiú alakul ki.