Faze mitoze, značilnosti, funkcije in organizmi

The mitoza Gre za proces delitve celic, kjer celica proizvaja gensko enake hčerinske celice; Za vsako celico nastaneta dve "hčeri" z isto kromosomsko obremenitvijo. Ta delitev se izvaja v somatskih celicah evkariontskih organizmov.

Ta postopek je ena od faz celičnega cikla evkariontskih organizmov, ki ga razumemo v 4 fazah: S (sinteza DNK), M (celična delitev), G1 in G2 (vmesne faze, kjer se pojavljajo mRNA in beljakovine). Skupaj se faze G1, G2 in S štejejo za vmesnik. Jedrska in citoplazemska delitev (mitoza in citokineza) predstavljata zadnjo stopnjo celičnega cikla.

Pregled mydoze. Vir: Viewaprabha [CC by-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Na molekularni ravni se miitoza sproži z aktiviranjem kinaze (beljakovin), imenovanega MPF (faktor za spodbujanje zorenja), in posledično fosforilacijo pomembnega števila komponent celičnih komponent. Slednja omogoča celici, da predstavi morfološke spremembe, potrebne za izvedbo postopka delitve.

Mitoza je aseksualni proces, saj imajo potomska celica in njene hčere popolnoma enake genetske informacije. Te celice so znane kot diploid s prenašanjem celotne kromosomske obremenitve (2N).

Mejoza je po drugi strani proces delitve celic, ki ima za posledico spolno razmnoževanje. V tem procesu diploidna matična celica ponovi svoje kromosome in se nato dvakrat zapored deli (ne da bi ponovila njegove genetske informacije). Končno se ustvarijo 4 hčerinske celice s samo polovico kromosomske obremenitve, ki se imenujejo haploidi (n).

[TOC]

Splošne mitoze

Mitoza v enoceličnih organizmih na splošno proizvaja hčerinske celice zelo podobne staršem. V nasprotju s tem lahko med razvojem večceličnih bitij ta proces povzroči dve celici z nekaterimi različnimi lastnostmi (čeprav sta gensko enaka).

Ta diferenciacija celic povzroča različne vrste celic, ki sestavljajo večcelične organizme.

V življenju organizma se celični cikel nenehno pojavlja in nenehno tvori nove celice, ki posledično rastejo in se pripravljajo na delitev z miitozo.

Celična rast in delitev urejajo mehanizmi, kot je apoptoza (programirana celična smrt), ki omogočajo vzdrževanje ravnovesja, pri čemer se izogibajo presežni rasti tkiv. Na ta način je zagotovljeno, da okvarjene celice nadomestijo nove celice, glede na zahteve in potrebe organizma.

Kakšen pomen ima ta postopek?

Sposobnost reprodukcije je ena najpomembnejših značilnosti vseh organizmov (od enoceličnih do večceličnih) in celic, ki ga sestavljajo. Ta kakovost omogoča zagotavljanje kontinuitete vaših genetskih informacij.

Razumevanje procesov mitoze in mejoze je imelo temeljno vlogo pri razumevanju intrigantnih celičnih značilnosti organizmov. Na primer, lastnost ohranjanja števila kromosomov iz ene celice v drugo znotraj posameznika in med posamezniki iste vrste.

Ko v svoji koži utrpimo neko vrsto reza ali ranjenega, opazimo, kako se v nekaj dneh poškodovana koža okreva. To se zgodi zahvaljujoč procesu miitoze.

Faze in njegove značilnosti

Na splošno mitoza sledi istemu zaporedju procesa (faz) v vseh evkariontskih celicah. V teh fazah se v celici pojavijo številne morfološke spremembe. Med njimi kondenzacija kromosomov, ruptura jedrske membrane, ločitev celice od zunajceličnega matriksa in drugih celic ter delitev citoplazme.

V nekaterih primerih se jedrska delitev in citoplazemska delitev štejeta za različne faze (mitoza oziroma citokineza).

Za boljšo študijo in razumevanje procesa je bilo označenih šest (6) faz, imenovanih: propaza, obljubljena, metafaza, anafaza in telofaza, nato pa citokinezo obravnava kot šesto fazo, ki se začne razvijati med anafazo.

Telofaza je zadnja faza mitoze. Vzeti iz https: // commons.Wikimedia.Org/wiki/datoteka: mitosepanel.JPG. Prek Wikimedia Commons

Te faze smo preučevali že od devetnajstega stoletja skozi svetlobni mikroskop, zato jih danes zlahka prepoznajo glede na morfološke značilnosti celice, kot je kromosomska kondenzacija, in nastajanje mitotskega vretena.

Profaza

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

ProFase je prva vidna manifestacija delitve celic. V tej fazi lahko vidite videz kromosomov kot prepoznavne oblike zaradi progresivnega zbijanja kromatina. Ta kondenzacija kromosomov se začne s fosforilacijo molekul histona H1 s kinazo MPF.

Proces kondenzacije je sestavljen iz krčenja in zato zmanjšanje obsega kromosomov. To se pojavi zaradi valjanja kromatinskih vlaken, ki proizvajajo lažje prekrivalne strukture (mitotični kromosomi).

Kromosomi, ki so se prej podvojili v obdobju S celičnega cikla, pridobijo dvojni videz, imenovan sestrski kromatidi, ti nitki ostanejo združeni prek regije, imenovane Centromero. V tej fazi tudi nukleoli izginejo.

Lahko vam služi: cromafin celice: značilnosti, histologija, funkcije

Nastajanje mitotičnih vretena

Avtor Silvia3 [gfdl (http: // www.GNU.Org/copyleft/fdl.html) ali cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)], iz Wikimedia Commons

Med profazo se oblikuje mitotično vreteno, sestavljeno iz mikrotubul in beljakovin, ki sestavljajo niz vlaken.

Ko nastane vreteno, so mikrotubule citoskeleta (z deaktivacijo beljakovin, ki vzdržujejo njihovo strukturo.

Centri (organela brez membrane, funkcionalna v celičnem ciklu), dvojnik v vmesniku, deluje kot sestavna enota mikrotubul vretena. V živalskih celicah ima centriranje v središču par centriolov; Vendar so v večini rastlinskih celic odsotne.

Podvojena središča se začnejo ločevati drug od drugega, medtem ko so mikrotubule vretena sestavljene v vsakem od njih, ki se začnejo seliti na nasprotne konce celice.

Na koncu profaze se začne ruptura jedrskega zavijanja, ki se pojavlja v ločenih procesih: masa mas jedrskega pore, jedrskega lista in jedrske membrane. Ta odmor omogoča, da mitotično vreteno in kromosomi začnejo interakcijo.

Obljuba

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

Na tej stopnji je bila jedrska ovojnica popolnoma razdrobljena, zato mikrotubule vretena vdrejo v to območje in tako komunicirajo s kromosomi. Oba centra sta se ločila, vsaka v polu mitotičnih vretena, v nasprotnih skrajnostih celic.

Zdaj mitotsko vreteno vključuje mikrotubule (ki segajo od vsakega centra do središča celice), centrov in par osteres (strukture z radialno porazdelitvijo kratkih mikrotubul, ki so nameščene iz vsakega centra).

Kromatidi so razvili vsakega, specializirano beljakovinsko strukturo, imenovano Cinetocoro, ki se nahaja v centromeru. Ti Knetocoros so nameščeni v nasprotnih smereh in nekaj mikrotubul se oprimejo, imenovani mikrotubule cinenetcoro.

Ti mikrotubuli, pritrjeni na Cinetocoro, začnejo premikati kromosom s konca, ki se razteza; nekateri iz droga in drugi nasprotnega pola. To ustvarja učinek "poteg in krčenje", ki pri stabilizaciji omogoča, da se kromosom konča med konci celice.

Metafaza

Kromosomi, poravnani v ekvatorialni plošči celice med mitsko metafazo

V metafazi se centri nahajajo na nasprotnih koncih celic. Vreteno kaže jasno strukturo, v čigar središče se nahaja kromosomi. Centromeri teh kromosomov so pritrjeni na vlakna in poravnani v namišljeni ravnini, imenovani metafazni plak.

Chromatid Cipnetecoros ostane pritrjen na mikrotubule cinetocoro. Mikrotubule, ki se ne držijo Knetocorosa in segajo od nasprotnih polov vretena, zdaj sodelujejo med seboj. Na tej točki so mikrotubule iz Osteresa v stiku s plazemsko membrano.

Ta rast in interakcija mikrotubul dopolnjuje strukturo mitotskega vretena in daje videz "ptičja kletka".

Morfološko je ta faza tista, ki se zdi manj sprememb, zato je bila obravnavana kot faza počitka. Kljub temu, da niso zlahka pomembni, se v njem pojavljajo številni pomembni procesi, poleg tega, da so najdaljša faza mitoze.

Anafaza

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

Med anafazo se vsak par kromatidov začne ločiti (z inaktivacijo beljakovin, ki jih držijo skupaj). Ločeni kromosomi se premikajo proti nasprotnim koncem celice.

To migracijsko gibanje je posledica dejstva, da mikrotubule Catocoro de Acortan, ki ustvarjajo "vlečni" učinek, zaradi katerega se vsak kromosom premika iz njegovega Centromero. Glede na lokacijo centromera v kromosomu lahko med premikom vzame določeno obliko, kot sta V ali J.

Mikrotubuli, ki se ne držijo knetokoro, rastejo in podaljšajo z adhezijo tubulina (beljakovine) in z delovanjem motoričnih beljakovin, ki se premikajo na njih, kar omogoča, da se stik med njimi ustavi. Ko se odmikajo drug od drugega, to počnejo tudi vretenski drogovi, podaljšajo celico.

Na koncu te faze so skupine kromosomov nameščene na nasprotnih koncih mitotskega vretena, tako da je vsak konec celice s popolnim in enakovrednim naborom kromosomov.

Telofaza

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

Telofaza je zadnja faza jedrskega oddelka. Mikrotubule cinetocoro se razpadajo, medtem ko se polarne mikrotubule še podaljšajo.

Jedrska membrana se začne oblikovati okoli vsake igre kromosomov z uporabo jedrskih ovojev matične celice, ki so bili podobni citoplazmi.

Na tej stopnji se kromosomi, ki so v celičnih poljah, popolnoma odvračajo zaradi defosforilacije histonskih molekul (H1). Oblikovanje elementov jedrske membrane usmerja več mehanizmov.

Med anafazo so se mnogi fosforilirani proteini začeli defiformirati v profazi. To omogoča začetek telofaze, jedrski vezikli začnejo ponovno sestaviti, povezano s površino kromosomov.

Vam lahko služi: hondrociti: značilnosti, histologija, funkcije, gojenje

Po drugi strani je jedrska pore ponovno sestavljena, kar omogoča črpanje jedrskih beljakovin. Jedrske lamine beljakovine so defosforilirani, kar jim omogoča, da se ponovno povežejo, da dokončajo tvorbo omenjene jedrske lamine.

Končno, potem ko se kromosomi popolnoma odvrnejo, se sinteza RNA znova zažene, spet tvori nukleolus in tako dokonča tvorbo novih vmesnikov jeder hčerinskih celic.

Citokineza

Citocineza se jemlje kot dogodek, ločen od jedrske delitve, in običajno v tipičnih celicah proces citoplazemske delitve spremlja vsako miitozo, začenši v anafazi. Več raziskav je pokazalo, da se pri nekaterih zarodkih pred citoplazemsko delitvijo pojavi več jedrskih delitev.

Postopek se začne z pojavom žleba ali razcepa, ki je označen v ravnini metafazne plakete, kar zagotavlja, da se delitev pojavi med skupinami kromosomov. Kraj razcepa je natančno označen z mitotičnim vretenam, mikrotubuli Ástersa.

V označenem razcepu je vrsta mikrofilamentov, ki tvorijo obroč, usmerjen na citoplazemsko stran celične membrane, večinoma sestavljeno iz aktina in miozina. Ti beljakovini medsebojno delujejo, kar omogoča krčenje obroča okoli žleba.

To krčenje nastane z drsenjem nitk teh beljakovin, ko medsebojno komuniciramo, na enak način kot na primer v mišičnih tkivih.

Krčenje obroča se poglobi tako, da izvajamo učinek "ščipanja", ki končno deli matično celico, kar omogoča ločitev hčerinskih celic s svojo citoplazemsko vsebino v razvoju.

Citocineza v rastlinskih celicah

Rastlinske celice imajo celično steno, zato je njihov postopek citoplazemske delitve drugačen od tistega, ki je opisan prej in se začne v telofazi.

Oblikovanje nove celične stene začne sestavljati mikrotubule preostalega vretena, ki predstavljajo framoplast. To cilindrično strukturo tvorita dve mikrotubuli, ki se povezujejo na njegovih koncih, in katerih pozitivni drogovi so vgrajeni v elektronsko ploščo v ekvatorialni ravnini.

Majhni vezikli iz Golgijevega aparata, polni predhodnikov celične stene, se premikajo skozi mikrotubule framoplasta do ekvatorialnega območja, ki združujejo, da tvorijo celično plaketo. Vsebnost veziklov je na tej plošči ločena, ko raste.

Ta plošča raste in se združi s plazemsko membrano vzdolž celičnega oboda. To se zgodi zaradi nenehne reorganizacije mikrotubul framoplasta na obodu plošče, kar omogoča, da se več veziklov premakne proti tej ravnini in izprazni njegovo vsebino.

Na ta način se pojavi citoplazemska ločitev hčerinskih celic. Končno vsebnost celične plošče ob celuloznih mikrovlaknih v sebi omogoča dokončanje tvorbe nove celične stene.

Funkcije

Mitoza je mehanizem delitve v celicah in je del ene od faz celičnega cikla v evkariotih. Na preprost način lahko rečemo, da je glavna funkcija tega procesa razmnoževanje celice v dveh hčerinskih celicah.

Za enocelične organizme celična delitev pomeni nastajanje novih posameznikov, medtem ko je za večcelične organizme ta proces del rasti in pravilnega delovanja celotnega telesa (celična delitev ustvarja razvoj tkiv in vzdrževanje struktur).

Proces mitoze se aktivira v skladu z zahtevami organizma. Pri sesalcih na primer rdeče krvne celice (eritrociti) začnejo deliti več celic, ko telo potrebuje boljši zajem kisika. Podobno se bele krvne celice (levkociti) razmnožujejo, kadar je potrebno za boj proti okužbi.

V nasprotju s tem nekaterim specializiranim živalskim celicam praktično nimajo procesa mitoze ali so zelo počasi. Primer tega so živčne celice in mišične celice).

Na splošno so celice, ki so del vezivnega in strukturnega tkiva organizma in katerih razmnoževanje je potrebno le, če ima celica nekaj napake ali poslabšanja in jo je treba zamenjati.

Ureditev rasti in delitev celic.

Sistem za rast celic in celične delitve je v večceličnih organizmih veliko bolj zapleten kot v enoceličnih. V slednjem je reprodukcija v osnovi omejena z razpoložljivostjo virov.

V živalskih celicah se delitev pridrži, dokler ne pride do pozitivnega signala, ki aktivira ta postopek. Ta aktivacija je v obliki kemičnih signalov iz sosednjih celic. To omogoča preprečevanje neomejene rasti tkiv in reprodukcije okvarjenih celic, kar lahko resno škodi življenju organizma.

Vam lahko služi: bazalna membrana: značilnosti, struktura in funkcije

Eden od mehanizmov, ki nadzorujejo množenje celic, je apoptoza, kjer celica umre (zaradi proizvodnje nekaterih beljakovin, ki aktivirajo samouničenje), če ima veliko škode ali je okužen z virusom.

Obstaja tudi regulacija razvoja celic z inhibicijo rastnih faktorjev (na primer beljakovine). Tako celice ostanejo v vmesniku, ne da bi nadaljevali do m faze celičnega cikla.

Organizmi, ki ga izvajajo

Proces mitoze se izvaja v veliki večini evkariontskih celic, od enoceličnih organizmov, kot je kvas, ki ga uporabljajo kot proces aseksualnega reprodukcije, do zapletenih večceličnih organizmov, kot so rastline in živali in živali ter živali.

Čeprav je na splošno celični cikel enak za vse evkariontske celice, obstajajo opazne razlike med enoceličnimi in večceličnimi organizmi. V prvem je rasti in delitev celic naklonjena naravni selekciji. V večceličnih organizmih je proliferacija omejena s strogimi nadzornimi mehanizmi.

V enoceličnih organizmih se razmnoževanje pojavi pospešeno, saj celični cikel nenehno deluje in hčerinske celice se hitro lotijo ​​miitoze, da nadaljujejo s tem ciklom. Medtem ko celice večceličnih organizmov trajajo precej več časa za rast in delitev.

Obstajajo tudi nekaj razlik med mitotičnimi procesi rastlinskih in živalskih celic, saj v nekaterih fazah tega procesa načeloma mehanizem deluje podobno v teh organizmih.

Celična delitev v prokariontskih celicah

Prokariotska celica

Na splošno prokariotske celice rastejo in se razdelijo hitreje kot evkariontske celice.

Organizmi s prokariotskimi celicami (običajno enoceličnimi ali v nekaterih večceličnih primerih) nimajo jedrske membrane, ki izolira genetski material znotraj jedra, zato se razprši v celici, na območju, imenovanem nukleid. Te celice imajo glavni krožni kromosom.

Celična delitev v teh organizmih je potem veliko bolj neposredna kot v evkariontskih celicah, pri čemer nima opisanega mehanizma (mitoza). V njih razmnoževanje izvede postopek, imenovan binarna cesija, kjer se replikacija DNK začne na določenem krožnem kromosomu (izvor replikacije ali oric).

Oblikovana sta dva porekla, ki se migrirata na nasprotne strani celice, ko se pojavlja podvajanje, celica pa se razteza, dokler ne doseže dvakrat večje od. Na koncu razmnoževanja celična membrana zraste v citoplazmo in razdelimo potomsko celico na dve hčerki z istim genetskim materialom.

Evolucija mitoze

Evolucija evkariontskih celic je prinesla povečanje zapletenosti v genomu. To je pomenilo razvoj bolj izpopolnjenih mehanizmov delitve.

Kaj je pred mitozo?

Obstajajo hipoteze, ki predlagajo, da je delitev bakterij predhodni mehanizem mitoze. Ugotovljeno je bilo določeno razmerje med beljakovinami, povezanimi z binarno cepitvijo.

Nekatere študije kažejo na določene posebnosti v delitvi sodobnih enoceličnih protistov. V njih jedrska membrana ostane nedotaknjena med mitozo. Ponovni kromosomi ostanejo zasidrani na določenih mestih te membrane in se ločijo, ko se jedro začne raztezati med delitvijo celic.

To kaže na določeno naključje s postopkom binarne cepitve, kjer so ponovljeni kromosomi pritrjeni na določena mesta v celični membrani. Hipoteza nato predlaga, da bi protisti, ki to kakovost predstavljajo med svojo celično delitvijo, lahko ohranili to značilnost celične celice prednikov.

Trenutno se pojasnila, zakaj evkariontske celice večceličnih organizmov še niso razvite, je potrebno, da se jedrska membrana med procesom delitve celic razpade.

Reference

1. Albarracín, a., & Telulón,. Do. (1993). Teorija celic v devetnajstem stoletju. Akal izdaje.
2. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberth, k., & Walter, str. (2008). Biologija celične molekularne. Garland Science, Taylor in Francis Group.
3. Campbell, n., & Reece, J. (2005). Biologija 7^th Izdaja, ap.
4. Griffiths, a. J., Lewontin, r. C., Miller, J. H., & Suzuki, D. T. (1992). Uvod v genetsko analizo. McGraw-Hill Interamerican.
5. Karp, g. (2009). Celična in molekularna biologija: pojmi in poskusi. John Wiley & Sons.
6. Lodish, h., Darnell, J. In., Berk, a., Kaiser, c. Do., Krieger, m., Scott, m. Str., & Matsudaira, str. (2008). Biologija mollekulskih celic. Macmillan.
7. Segura-Valdez, m. D. L., Cruz-Gómez, s. D. J., López-cruz, r., Zavala, g., & Jiménez-García, L. F. (2008). Vizualizacija mitoze z mikroskopom atomske sile. Nasvet. Specializirana revija za kemijske biološke znanosti, 11 (2), 87–90.