Vrste, procesi in pomen celic

The celična delitev To je proces, ki omogoča, da se vsi živi organizmi rastejo in razmnožujejo. V prokariotih in evkariotih so rezultat celične delitve hčerke, ki imajo enake genetske informacije kot prvotna celica. To se zgodi, ker se pred delitvijo informacije v DNK podvojijo.

V prokariotih se delitev zgodi z binarno cepitvijo. Genom večine prokariotov je krožna molekula DNK. Čeprav ti organizmi nimajo jedra, je DNK v stisnjeni obliki, imenovani nukleoid, ki se razlikuje od citoplazme, ki jo obdaja.

Vir: Retama [cc by-sa 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]

V evkariotih se delitev zgodi z mitozo in mejozo. Eukariotski genom je sestavljen iz velikih količin organizirane DNK znotraj jedra. Ta organizacija temelji na embalaži DNK z beljakovinami, ki tvori kromosome, ki vsebujejo sto ali tisoč genov.

Zelo raznoliki evkarioti, tako enocelični kot metazoarji, imajo življenjske cikle, ki nadomeščajo mitozo in mejozo. Ti cikli so tisti z: a) gammatično mejozo (živali, nekaj gliv in alg), b) cigotska mejoza (nekaj gliv in protozojev); in c) izmenična med gamatsko in cigotsko mejozo (rastline).

[TOC]

Fantje

Celična delitev je lahko z binarno cepitvijo, mitozo ali mejozo. V nadaljevanju je opisano vsak proces, vključen v tovrstne celične delitve.

Binarna cepitev

Prokariotična cepitev, binarna cesija, je aseksualna oblika razmnoževanja.

Binarna cesija je sestavljena iz delitve celice, ki povzroča dve hčerki celice, vsaka z identično kopijo originalne celične DNK.

Pred delitvijo prokariotske celice poteka razmnoževanje DNK, ki se začne na določenem mestu DNK dvojne verige, imenovano izvor replikacije. Encimi za razmnoževanje se premikajo proti obema smereh izvora in ustvarijo kopijo vsake verige DNK z dvojno verigo.

Po razmnoževanju DNK se celica podaljša in DNK se loči v celico. Takoj začne nova plazemska membrana rasti sredi celice in tvori septum.

Ta proces olajša protein FTSZ, ki je evolucijsko zelo ohranjen v prokariotih, vključno z arheea. Končno je celica razdeljena.

Celični cikel in mitoza

Stopnje, skozi katere je evkariontska celica iz dveh zaporednih celičnih delitev znana kot celični cikel. Trajanje celičnega cikla se giblje od nekaj minut do mesecev, odvisno od vrste celice.

Celični cikel je razdeljen na dve stopnji, in sicer faza M in vmesnik. V fazi M se pojavita dva procesa, imenovana mitoza in citokineza. Mitoza je sestavljena iz jedrske delitve. Enako število in vrste kromosomov, prisotnih v prvotnem jedru, najdemo v otroških jedrih. Somatske celice večceličnih organizmov so razdeljene z mitozo.

Citokineza je sestavljena iz delitve citoplazme, da tvori hčerinske celice.

Vmesnik ima tri faze: 1) G1, celice rastejo in večino svojega časa preživijo v tej fazi; 2) S, podvajanje genoma; in 3) G2, razmnoževanje mitohondrijev in drugih organelov, kondenzacija kromosomov in sestavljanje mikrotubul, med drugimi dogodki.

Stopnje mitoze

Mitoza se začne s koncem faze G2 in je razdeljena na pet faz: prodaje, obljuba, metafaza, anafaza in telofaza. Vsi se dogajajo neprekinjeno.

Vam lahko služi: celična komunikacija: vrste, pomen, primeri

Profaza

Profaza. Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)], iz Wikimedia Commons

Na tej stopnji je glavni dogodek sestavljanje mitotskega vretena ali mitotskega aparata. Profica se začne s kromatinskim zbijanjem, ki tvori kromosome.

Vsak kromosom ima kromate sester parov z identičnim DNK, ki so tesno povezani v soseski svojih centromerov. V tej zvezi sodelujejo beljakovinski kompleksi, imenovani kohezini.

Vsak centromer je povezan s cinetocoro, ki je beljakovinski kompleks, ki se veže na mikrotubule. Ti mikrotubulos omogočajo, da se vsaka kopija kromosomov dodeli hčerinskim celicam. Mikrotubule radiana z vsakega konca celice in tvorijo mitotični aparat.

V živalskih celicah se pred profazo pojavi podvajanje centriranja, ki je glavno organizacijsko središče mikrotubul in kraj, kjer se nahajajo centriole staršev in sina. Vsako centriranje doseže nasprotni pol celice in vzpostavi most mikrotubulosa med njimi, imenovan mitotična naprava.

V najnovejših evolucijskih rastlinah, za razliko od živalskih celic, ni centrov in izvor mikrotubul ni jasen. V fotosintetskih celicah starejšega evolucijskega izvora, kot so zelene alge, obstajajo centri.

Obljuba

Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]

Mitoza bi morala zagotoviti segregacijo kromosomov in porazdelitev jedrske ovojnice jedrskega pore in nukleolusnega kompleksa. Odvisno od tega, ali jedrsko zavijanje (IN) izgine ali ne, in stopnja denistegracije IN se mitoza spreminja od zaprte do popolnoma odprte.

Na primer v S. Cerevisae Mitoza je zaprta, v Do. Nidulani Je pol odprta, pri ljudeh pa je odprta.

V zaprti miitozi so polarna telesa vretena znotraj jedrske ovojnice, ki predstavljajo jedrske točke jedrskih in citoplazemskih mikrotubul. Citoplazemske mikrotubule sodelujejo s celično skorjo in s koledarji kromosomov.

V pol -absert miitozi, ker je IN delno desensamblada, jedrski prostor napadejo mikrotubule, ki so bili narejeni iz središč, in z dvema odprtinama IN -.

Pri odprti mitozi, popolni de -oslasamblage, se mitotski aparat konča in kromosomi se začnejo premikati proti sredini celice.

Metafaza

Kromosomi, poravnani v ekvatorialni plošči celice med mitsko metafazo

V metafazi so kromosomi poravnani v celici celice. Namišljena ravnina, pravokotna na osno vreteno, ki prehaja skozi notranji obseg celice, se imenuje metafazna jed.

V celicah sesalcev je mitotični aparat organiziran v osrednjem mitotskem vretenu in par ostere. Mitotično vreteno je sestavljeno iz simetričnega dvostranskega svežnja mikrotubul, ki je razdeljen na celico celice, ki tvori dve nasprotni polovici. Ástere so sestavljene iz skupine mikrotubul v vsakem vretenskem drogu.

V mitotičnem aparatu so tri skupine mikrotubul: 1) Astral, ki tvorijo rster, se začnejo od centra in sevajo proti celični skorji; 2) cinetokoro, ki se veže na kromosome skozi cinetokoro; in 3) polar, ki se medsebojno spoji z mikrotubuli nasprotnega pola.

V vseh zgoraj opisanih mikrotubulah so konci (-) usmerjeni v središča.

V rastlinskih celicah je vreteno podobno kot pri živalskih celicah. Vreteno je sestavljeno iz dveh polovic z nasprotno polarnostjo. Konci (+) najdemo v ekvatorialni plošči.

Lahko vam služi: podociti: značilnosti, histologija in funkcije

Anafaza

Vir: Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)], iz Wikimedia Commons

Anafaza je razdeljena zgodaj in pozno. V zgodnji anafazi poteka ločitev sestrskih kromatid.

Ta ločitev se zgodi, ker so beljakovine, ki vzdržujejo zvezo. Ko se par sestrskih kromatidov ločita, jih imenujemo kromosomi.

Med premikom kromosomov proti drogom se cinetokoro premika vzdolž mikrotubule istega cinetokora, kot je njegov konec (+). Zaradi tega je gibanje kromosomov med mitozo pasiven proces, ki ne potrebuje motoričnih beljakovin.

V pozni anafazi se zgodi večja ločitev polov. KRP protein, povezan s skrajnim (+) polarnimi mikrotubuli, v prekrivanju istega prekrivanja, koraka proti koncu (+) sosednjega polarnega mikrotubulusnega antiparalela. Tako KRP potisne sosednjo polarno mikrotubulo proti koncu (-).

V rastlinskih celicah po ločitvi kromosoma. Ta struktura omogoča začetek citocinetičnega aparata, imenovanega Framoplasto.

Telofaza

Telofaza. Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]

V telofazi se zgodi več dogodkov. Kromosomi dosežejo drogove. Cinetocoro izgine. Polarne mikrotubule se še naprej podolgovalno, pripravlja celico za citokinezo. Jedrska ovojnica se spet oblikuje iz drobcev matere ovojne. Nukleolus se ponovno pojavi. Kromosomi so napačno razumljeni.

Citokineza

Citocineza je faza celičnega cikla, v katerem je celica razdeljena. V živalskih celicah se citosineza pojavlja s pasom zoženja aktinske filamente. Te nitke drsijo drug po drugem, premer pasu se zmanjšuje in okoli oboda celice nastane utor Clivaje.

Ker se zožitev nadaljuje, se utor poglobi in nastane medcelični most, ki vsebuje povprečno telo. V osrednjem območju medceličnega mostu so tramovi mikrotubul, ki jih pokriva elektrodenčna matrika.

Razbijanje medceličnega mostu med post-mitskimi sestrskimi celicami poteka skozi abscisijo. Obstajajo tri vrste abscisije: 1) mehanizem mehanskega rupture; 2) mehanizem za vložitev notranjih veziklov; 3) zožitev plazemske membrane za cepitev.

V rastlinskih celicah se v notranjosti sestavijo membranske komponente in nastane celična plaka. Ta plošča raste na površino plazemske membrane, se združi z njo in razdeli celico na dve. Nato se celuloza odlaga na novo plazemsko membrano in tvori novo celično steno.

Mejoza

Mejoza je vrsta celične delitve, ki zmanjšuje število kromosomov na polovico. Tako je diploidna celica razdeljena na štiri hčerinske celice haploidne. Meioza se zgodi v kalmskih celicah in povzroči gamete.

Stopnje mejoze so sestavljene iz dveh oddelkov jedra in citoplazme, in sicer mejoza I in Meiosis II.  Med mejozo I se člani vsakega para homolognih kromosomov ločijo. Med mejozo II se sestrske kromatide ločijo in proizvajajo štiri haploidne celice.

Vsaka stopnja mitoze je razdeljena na profazo, obljubljena, metafaza, anafazo in telofazo.

Vam lahko služi: bakterijska celična stena: značilnosti, biosinteza, funkcije

Mejoza i

- Profica i. Kromosomi se kondenzirajo in vreteno se začne oblikovati. DNK se je podvojila. Vsak kromosom sestavljajo sestrske kromatide, skupaj s centromerom. Homologni kromosomi se pojavijo med sinapsi, kar omogoča navzkrižno vezanje, kar je ključno za izdelavo različnih gametov.

- Metafaza i. Par homolognih kromosomov je poravnan vzdolž metafazne plošče. Chiasma pomaga ohraniti pritrjeni par. Mikrotubule cinetokora vsakega pol se pridružijo centromeru homolognega kromosoma.

- Anafaza i. Mikrotubule cinetokoro se skrajšajo in homologni pari ločimo. Podvojeni kolega gre na celični pol, drugi dvojnik pa gre na drugo stran droga.

- Telofaza i. Ločeni homologi tvorijo skupino v vsakem celičnem polu. Jedrska ovojnica je spet. Zgodi se citocineza. Nastale celice imajo polovico števila originalnih celičnih kromosomov.

Meioza II

- Profaza II. V vsaki celici se tvori novo vreteno in celična membrana izgine.

- Metafaza II. Oblikovanje vretena je zaključeno. Kromosomi imajo sestre kromatide, združene v centromeru, poravnane vzdolž metafazne plošče. Mikrotubule cinetokoro, ki začnejo od nasprotnih polov, se vežejo na centromere.

- Anafaza II. Mikrotubarji so skrajšani, centromeri so razdeljeni, sestrski kromatidi se ločijo in se premaknejo proti nasprotnim polom.

- Telofaza II. Jedrsko zavijanje okoli štirih skupin kromosomov: tvorijo so štiri haploidne celice.

Pomembnost

V nekaterih primerih je prikazan pomen različnih vrst delitve celic.

- Mitoza. Celični cikel ima nepopravljive točke (podvajanje DNK, ločitev sestrskih kromatid) in kontrolne točke (G1/S). P53 Protein je ključen za kontrolno točko G1. Ta protein zazna poškodbe DNK, ustavi delitev celic in spodbuja aktivnost encimov, ki popravijo škodo.

Pri več kot 50% človeških rakih ima protein p53 mutacije, ki razveljavijo njegovo sposobnost nastavitve specifičnih sekvenc DNK. Mutacije p53 lahko povzročijo rakotvorne snovi, kot je cigaretni dim benzopiren.

- Mejoza. Je povezan s spolno reprodukcijo. Z evolucijskega vidika velja, da je spolna reprodukcija nastala kot postopek za popravilo DNK. Tako lahko škodo, pridelano v kromosomu, popraviti na podlagi informacij o homolognem kromosomu.

Verjame se, da je diploidna država prehodna v starodavnih organizmi. V teh organizmih ima spolna reprodukcija dopolnitev, popravilo DNK in genetske variacije.

Reference

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., in zelje. 2007. Biologija celične molekularne. Garland Science, New York.
2. Bernstein, h., Byers, g.S., Michod, r.In. 1981. Evolucija spolne reprodukcije: pomen popravljanja DNK, dopolnitev in variacije. American Naturalist, 117, 537–549.
3. Lodish, h., Berk, a., Zipurski, s.L., Matsudaria, str., Baltimore, d., Darnell, J. 2003. Celična in molekularna biologija. Pan -american Medica uredništvo, Buenos Aires.
4. Raven, str.H., Johnson, g.B., LosOS, J.B., Pevka, s.R. 2005 Biologija. Visoko šolstvo, Boston.
5. Salomon, b.M., Berg, l.R., Martin, d.W. 2008. biologija. Thomson, ZDA.