Klausimas 1. Kas yra gyvenimo ciklas ląstelės?
Ląstelės gyvavimo ciklas yra jos gyvenimo laikotarpis nuo jos atsiradimo dalijimosi proceso metu iki mirties arba vėlesnio dalijimosi pabaigos. Gyvavimo ciklo trukmė labai skiriasi ir priklauso nuo ląstelių tipo bei aplinkos sąlygų: temperatūros, deguonies prieinamumo ir maistinių medžiagų. Amebos gyvenimo ciklas yra 36 valandos, o kai kurių bakterijų - 20 minučių. Nervinėms ląstelėms arba, pavyzdžiui, lęšiuko ląstelėms, jo trukmė yra metai ir dešimtmečiai.
2 klausimas. Kaip vyksta DNR dubliavimasis mitoziniame cikle? Kokia šio proceso esmė?
DNR dubliavimasis vyksta tarpfazės metu. Pirma, dvi DNR molekulės grandinės išsiskiria, o po to kiekvienoje iš jų pagal komplementarumo principą susintetinama nauja polinukleotidų seka. Šį procesą kontroliuoja specialūs fermentai, naudojantys ATP energiją. Naujos DNR molekulės yra visiškai identiškos originalios (motinos) kopijos. Genų pakitimų nevyksta, o tai užtikrina paveldimos informacijos stabilumą, neleidžia sutrikdyti dukterinių ląstelių ir viso organizmo funkcionavimui. DNR dubliavimasis taip pat užtikrina, kad chromosomų skaičius iš kartos į kartą išliks pastovus.
3 klausimas. Koks yra ląstelės paruošimas mitozei?
Ląstelės paruošimas mitozei vyksta tarpfazėje. Interfazės metu vyksta aktyvūs biosintezės procesai, ląstelė auga, formuojasi organoidus, kaupia energiją, o svarbiausia – vyksta DNR padvigubėjimas (reduplikacija). Dėl reduplikacijos susidaro dvi identiškos DNR molekulės, sujungtos centromeroje. Tokios molekulės vadinamos chromatidėmis. Dvi suporuotos chromatidės sudaro chromosomą.
4 klausimas. Paeiliui apibūdinkite mitozės fazes.
Mitozė paprastai skirstoma į keturias fazes.
Profazė. Branduolyje esančios chromosomos pradeda aktyviai suktis spirale, įgaudamos kompaktišką formą. Dėl to nuskaityti informaciją iš DNR tampa neįmanoma, o RNR sintezė sustoja. Profazės pabaigoje branduolinis apvalkalas suyra; Centroliai, esantys ląstelės poliuose, sudaro verpstės siūlus.
Metafazė. Šiame etape stebima maksimali chromosomų spiralizacija (sutankėjimas). Jie yra ląstelės pusiaujo srityje. Verpstės gijos yra pritvirtintos prie centromerų.
Anafazė. Chromosomose atsiveria centromerai ir dėl to atsiskiria chromatidės. Verpstės sriegiai traukia chromatides (kiekviena iš jų dabar tampa atskira chromosoma) link ląstelės polių.
Telofazė. Chromosomos, patekusios į ląstelės polius, išsivynioja; Aplink juos abiejuose ląstelės poliuose susidaro branduolinės membranos. Susidaro branduoliai, kuriuose yra identiški diploidiniai chromosomų rinkiniai. Įvyksta galutinis ląstelės padalijimas į dvi dalis.
Dėl mitozės susidaro dvi dukterinės ląstelės, kurios yra identiškos pradinei motininei ląstelei.
5 klausimas. Kokia yra myuse biologinė reikšmė?
Mitozė yra svarbiausias biologinis procesas, nes:
dėl mitozės iš vienos motininės ląstelės susidaro dvi dukterinės ląstelės,
identiškas, kuris užtikrina ląstelių genetinio stabilumo palaikymą;
mitozė užtikrina organizmų augimą;
mitozės dėka vyksta mirštančių ląstelių regeneracija ir pakeitimas;
Mitozė užtikrina vegetatyvinį dauginimąsi augaluose ir nelytinį dauginimąsi vienaląsčiuose eukariotuose.
Vadovėlis atitinka federalinės valstybės reikalavimus išsilavinimo standartas antrinis (pilnas) bendrojo išsilavinimo, rekomendavo Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerija ir įtrauktas į federalinį vadovėlių sąrašą.
Vadovėlis skirtas 10 klasės mokiniams ir skirtas dalyko dėstymui 1 ar 2 valandas per savaitę.
Modernus dizainas, kelių lygių klausimai ir užduotys, Papildoma informacija ir galimybė lygiagrečiai dirbti su elektronine programa prisideda prie efektyvaus mokomosios medžiagos įsisavinimo.
Prisiminti!
Kaip, pasak ląstelių teorija, ar padidėja ląstelių skaičius?
Ar manote, kad skirtingų tipų ląstelių gyvenimo trukmė daugialąsčiame organizme yra vienoda? Pagrįskite savo nuomonę.
Gimimo metu vaikas sveria vidutiniškai 3–3,5 kg ir yra apie 50 cm ūgio, rudojo lokio jauniklis, kurio tėvai sveria 200 kg ir daugiau, sveria ne daugiau kaip 500 g, o mažylis kengūra sveria mažiau nei 1 g.Iš pilkos neapibūdinamas Jauniklis išauga į gražią gulbę, vikrus buožgalvis virsta ramia rupūže, o iš šalia namo pasodintos gilės išauga didžiulis ąžuolas, kuris po šimto metų džiugina naujas žmonės su savo grožiu. Visi šie pokyčiai galimi dėl organizmų gebėjimo augti ir vystytis. Medis nepavirs sėkla, žuvis negrįš į kiaušinį – augimo ir vystymosi procesai negrįžtami. Šios dvi gyvosios medžiagos savybės yra neatsiejamai susijusios viena su kita ir yra pagrįstos ląstelės gebėjimu dalytis ir specializuotis.
Blakstienos ar amebos augimas yra atskiros ląstelės dydžio padidėjimas ir jos struktūros komplikacija dėl biosintezės procesų. Tačiau daugialąsčio organizmo augimas yra ne tik ląstelių dydžio padidėjimas, bet ir aktyvus jų dalijimasis – skaičiaus padidėjimas. Augimo greitis, vystymosi ypatumai, dydis, iki kurio gali užaugti tam tikras individas – visa tai priklauso nuo daugelio faktorių, tarp jų ir nuo aplinkos įtakos. Tačiau pagrindinis veiksnys, lemiantis visus šiuos procesus, yra paveldima informacija, kuri kiekvienos ląstelės branduolyje saugoma chromosomų pavidalu. Visos daugialąsčio organizmo ląstelės yra iš vieno apvaisinto kiaušinėlio. Kiekviena naujai susiformavusi ląstelė augimo procese turi gauti tikslią genetinės medžiagos kopiją, kad turėdama bendrą paveldimą organizmo programą specializuotųsi ir, atlikdama specifinę funkciją, būtų neatskiriama visumos dalis.
Ryšium su diferenciacija, ty padalijimu į skirtingi tipai, daugialąsčio organizmo ląstelės turi nevienodą gyvenimo trukmę. Pavyzdžiui, nervų ląstelės nustokite dalytis net per intrauterinis vystymasis, o per organizmo gyvavimo laikotarpį jų skaičius gali tik mažėti. Kai jie atsiranda, jie nebesiskiria ir gyvena tol, kol audinys ar organas, kuriame jie yra, ląstelės formuojasi dryžuota raumenų audinio gyvūnuose ir saugojimo audiniuose augaluose. Raudonųjų kaulų čiulpų ląstelės nuolat dalijasi, sudarydamos kraujo ląsteles, kurių gyvenimo trukmė yra ribota. Vykdydami savo funkcijas, odos epitelio ląstelės greitai miršta, todėl gemalo zona Epidermio ląstelės dalijasi labai intensyviai. Kambijos ląstelės ir augimo kūgio ląstelės augaluose aktyviai dalijasi. Kuo didesnė ląstelių specializacija, tuo mažesnis jų gebėjimas daugintis.
Žmogaus kūne yra apie 10 14 ląstelių. Kasdien miršta apie 70 milijardų žarnyno epitelio ląstelių ir 2 milijardai raudonųjų kraujo kūnelių. Trumpiausiai gyvena žarnyno epitelio ląstelės, kurių gyvenimo trukmė yra tik 1–2 dienos.
Ląstelės gyvavimo ciklas.
Ląstelės gyvenimo laikotarpis nuo jos atsiradimo dalijimosi procese momento iki mirties arba vėlesnio dalijimosi pabaigos paskambino gyvenimo ciklas . Ląstelė atsiranda dalijantis motininei ląstelei ir išnyksta savaime dalijantis arba mirus. Gyvenimo ciklo trukmė įvairiose ląstelėse labai skiriasi ir priklauso nuo ląstelės tipo bei aplinkos sąlygų (temperatūros, deguonies ir maistinių medžiagų prieinamumo). Pavyzdžiui, amebos gyvenimo ciklas yra 36 valandos, o bakterijos gali dalytis kas 20 minučių.
Bet kurios ląstelės gyvavimo ciklas yra įvykių, vykstančių ląstelėje, visuma nuo tada, kai ji atsiranda dėl dalijimosi iki mirties ar vėlesnės mitozės. Gyvenimo ciklas gali apimti mitozinį ciklą, kurį sudaro pasiruošimas mitozei. tarpfazė ir pats dalijimasis, taip pat specializacijos – diferenciacijos etapas, kurio metu ląstelė atlieka savo specifines funkcijas. Tarpfazės trukmė visada yra ilgesnė už patį padalijimą. Graužikų žarnyno epitelio ląstelėse interfazė trunka vidutiniškai 15 valandų, dalijimasis įvyksta per 0,5–1 val. Interfazės metu ląstelėje aktyviai vyksta biosintezės procesai, ląstelė auga, formuojasi organelės ir ruošiasi kitam dalijimuisi. Tačiau neabejotinai svarbiausias procesas, vykstantis tarpfazės metu ruošiantis dalijimuisi, yra DNR dubliavimasis ().
Dvi DNR molekulės spiralės išsiskiria ir kiekvienoje iš jų susintetinama nauja polinukleotidų grandinė. DNR reduplikacija vyksta maksimaliai tiksliai, tai užtikrina komplementarumo principas. Naujos DNR molekulės yra visiškai identiškos originalios kopijos, o pasibaigus dubliavimo procesui, jos lieka sujungtos centromeroje. Vadinamos DNR molekulės, kurios sudaro chromosomos dalį po reduplikacijos chromatidės.
Reduplikacijos proceso tikslumas turi gilią biologinę prasmę: kopijavimo pažeidimas sukeltų paveldimos informacijos iškraipymą ir dėl to sutriktų dukterinių ląstelių bei viso organizmo funkcionavimas.
Jei DNR dubliavimosi neįvyktų, tada su kiekvienu ląstelių dalijimusi chromosomų skaičius sumažėtų perpus ir gana greitai kiekvienoje ląstelėje neliktų chromosomų. Tačiau žinome, kad visose daugialąsčio organizmo kūno ląstelėse chromosomų skaičius yra vienodas ir nesikeičia iš kartos į kartą. Šis pastovumas pasiekiamas per mitozinį ląstelių dalijimąsi.
Mitozė. Dalijimasis, kurio metu vyksta griežtai identiškas tiksliai nukopijuotų chromosomų pasiskirstymas tarp dukterinių ląstelių, užtikrinantis genetiškai identiškų – identiškų – ląstelių susidarymą, vadinamas mitozė.
Ląstelių dalijimasis. Mitozė" class="img-responsive img-thumbnail">
Ryžiai. 57. Mitozės fazės
Visas mitozinio dalijimosi procesas paprastai skirstomas į keturias fazes skirtingos trukmės: profazė, metafazė, anafazė ir telofazė (57 pav.).
IN profazė chromosomos pradeda aktyviai suktis spirale – suktis ir įgauna kompaktišką formą. Dėl tokio pakavimo informacijos nuskaityti iš DNR tampa neįmanoma ir RNR sintezė sustoja. Chromosomų spiralizacija yra būtina sąlyga sėkmingas genetinės medžiagos dalijimasis tarp dukterinių ląstelių. Įsivaizduokite mažą kambarį, kurio visas tūris užpildytas 46 siūlais, kurių bendras ilgis šimtus tūkstančių kartų viršija šio kambario dydį. Tai yra žmogaus ląstelės branduolys. Reduplikacijos proceso metu kiekviena chromosoma padvigubėja, o tame pačiame tūryje jau turime 92 įsipainiojusias sruogas. Beveik neįmanoma jų vienodai atskirti, kad jie nesusipainiotų ar nesuplyštų. Tačiau suvyniokite šiuos siūlus į rutuliukus ir nesunkiai paskirstysite į dvi lygias grupes – po 46 kamuoliukus kiekvienoje. Kažkas panašaus nutinka mitozinio dalijimosi metu.
Profazei einant į pabaigą, branduolinė membrana suyra, o tarp ląstelės polių išsitempia verpstės siūlai – aparatas, užtikrinantis tolygų chromosomų pasiskirstymą.
IN metafazė chromosomų spiralizacija tampa maksimali, o kompaktiškos chromosomos išsidėsto ląstelės pusiaujo plokštumoje. Šiame etape aiškiai matoma, kad kiekviena chromosoma susideda iš dviejų seserinių chromatidžių, sujungtų centromeroje. Verpstės gijos yra pritvirtintos prie centromeros.
Anafazė vyksta labai greitai. Centromerai skyla į dvi dalis, ir nuo šio momento seserinės chromatidės tampa nepriklausomomis chromosomomis. Prie centromerų pritvirtinti verpstės siūlai traukia chromosomas link ląstelės polių.
Ant scenos telofazės dukterinės chromosomos, susikaupusios ląstelės poliuose, atsipalaiduoja ir išsitempia. Jie vėl virsta chromatinu ir tampa sunkiai matomi šviesos mikroskopu. Aplink chromosomas abiejuose ląstelės poliuose susidaro naujos branduolinės membranos. Susidaro du branduoliai, kuriuose yra identiški diploidiniai chromosomų rinkiniai.
Ryžiai. 58. Citoplazmos dalijimasis gyvūnų (A) ir augalų (B) ląstelėse
Mitozė baigiasi citoplazmos pasidalijimu. Tuo pačiu metu, kai skiriasi chromosomos, ląstelių organelės yra maždaug tolygiai paskirstytos dviejuose poliuose. Gyvūnų ląstelėse ląstelės membrana pradeda išsipūsti į vidų, o ląstelė dalijasi susiaurėjus (58 pav.). Augalų ląstelėse membrana susidaro ląstelės viduje pusiaujo plokštumoje ir, išplitusi į periferiją, padalija ląstelę į dvi lygias dalis.
Mitozės prasmė. Dėl mitozės atsiranda dvi dukterinės ląstelės, turinčios tiek pat chromosomų, kiek buvo motininės ląstelės branduolyje, t.y. susidaro identiškos motininei ląstelės. IN normaliomis sąlygomis mitozės metu genetinės informacijos pokyčių nevyksta, todėl mitozinis dalijimasis išlieka genetinis stabilumas ląstelės. Mitozė yra daugialąsčių organizmų augimo, vystymosi ir vegetatyvinio dauginimosi pagrindas. Mitozės dėka vyksta mirštančių ląstelių regeneracijos ir pakeitimo procesai (59 pav.). Vienaląsčiuose eukariotuose mitozė užtikrina nelytinį dauginimąsi.
Ryžiai. 59. Mitozės reikšmė: A – augimas (šaknies galiukas); B – vegetatyvinis dauginimas (mielių pumpuravimas); B – regeneracija (driežo uodega)
Peržiūrėkite klausimus ir užduotis
1. Koks yra ląstelės gyvavimo ciklas?
2. Kaip vyksta DNR dubliavimasis mitoziniame cikle? Paaiškinkite šio proceso biologinę prasmę.
3. Kaip ląstelė ruošiasi mitozei?
4. Iš eilės apibūdinkite mitozės fazes.
5. Nubraižykite diagramą, iliustruojančią mitozės biologinę reikšmę.
Pagalvok! Daryk!
1. Paaiškinkite, kodėl mitozės – citoplazmos dalijimosi pabaiga skirtingai vyksta gyvūnų ir augalų ląstelėse.
2. Kurių augalų audinių ląstelės aktyviai dalijasi ir iš jų atsiranda visi kiti augalų audiniai?
Darbas kompiuteriu
Pakalbek su elektroninė paraiška. Išstudijuokite medžiagą ir atlikite užduotis.
Tarpfazė. Ląstelių paruošimo dalijimuisi etapas vadinamas tarpfazė Jis suskirstytas į kelis laikotarpius.
Presintetinis laikotarpis(G1) yra ilgiausias laikotarpis ląstelių ciklas atsirandantis po ląstelių dalijimosi (mitozės). Chromosomų skaičius ir DNR kiekis – 2 n 2Su. U skirtingi tipai ląstelių, G1 laikotarpis gali trukti nuo kelių valandų iki kelių dienų. Šiuo laikotarpiu ląstelėje aktyviai sintetinami baltymai, nukleotidai ir visų tipų RNR, dalijasi mitochondrijos ir proplastidai (augaluose), formuojasi ribosomos ir visos vienamembranės organelės, didėja ląstelės tūris, kaupiasi energija, ir ruošiamasi DNR replikacijai.
Sintetinis laikotarpis(S) yra svarbiausias ląstelės gyvenimo laikotarpis, kurio metu vyksta DNR padvigubėjimas (reduplikacija). S periodo trukmė – nuo 6 iki 10 valandų. Tuo pačiu metu vyksta aktyvi histono baltymų, sudarančių chromosomas, sintezė ir jų migracija į branduolį. Iki laikotarpio pabaigos kiekvieną chromosomą sudaro dvi seserinės chromatidės, sujungtos viena su kita centromeroje. Taigi chromosomų skaičius nekinta (2 n), o DNR kiekis padvigubėja (4 Su).
Postsintetinis laikotarpis(G2) atsiranda pasibaigus chromosomų dubliavimuisi. Tai yra ląstelės paruošimo dalijimuisi laikotarpis. Tai trunka 2–6 valandas. Šiuo metu aktyviai kaupiama energija artėjančiam padalijimui, sintetinami mikrovamzdelių baltymai (tubulinai) ir mitozę sukeliantys reguliuojantys baltymai.
Mitozės formos. Gamtoje pasitaiko keletas mitozinių ląstelių dalijimosi variantų.
Simetrinė mitozė. Labiausiai paplitusi mitozės forma gamtoje, dėl kurios susidaro dvi identiškos ląstelės.
Asimetrinė mitozė. Mitozė, kurios metu yra netolygus citoplazmos pasiskirstymas tarp dukterinių ląstelių arba netolygus specialių baltymų pasiskirstymas – diferenciacijos faktoriai, lemiantys tolesnį ląstelės likimą po dalijimosi.
Uždara mitozė . Kai kurių blakstienų, dumblių ir grybų mitozė vyksta nesunaikinant branduolinės membranos. Tokiu atveju velenas gali būti specialaus kanalo, kuris susidaro branduolyje, viduje. Molekuliniai mechanizmai Uždaroji mitozė dar nebuvo pakankamai gerai ištirta.
Amitozė. Amitozė, arba tiesioginis dalijimasis, yra ląstelių dalijimasis nesudarant dalijimosi veleno. Tarpfazinis branduolys susiaurėjimu yra padalintas į dvi dalis. Šiuo atveju genetinė medžiaga nėra tolygiai paskirstyta tarp dviejų dukterinių ląstelių. Dažniausiai amitozė pasireiškia labai specializuotų audinių, kuriems nebereikia toliau dalytis, ląstelėse, senėjimo, audinių degeneracijos metu ir piktybinių navikų ląstelėse.
Reikia pažymėti, kad šiuo metu dauguma mokslininkų mano, kad visi reiškiniai, priskiriami amitozei, yra tam tikrų dalykų aprašymai. patologiniai procesai arba nepakankamai gerai paruoštų mikroskaidrių neteisingo interpretavimo rezultatas. Tačiau kai kurie branduolio dalijimosi eukariotinėse ląstelėse variantai negali būti priskirti nei mitozei, nei mejozei. Tai, pavyzdžiui, daugelio blakstienų makrobranduolių dalijimasis, vykstantis nesusidarant dalijimosi velenui.
Pakartokite ir prisiminkite!
Augalai
Mokomieji audiniai. Specializuotų augalų audinių ląstelės (integumentinės, mechaninės, laidžios) nėra pajėgios dalytis. Todėl augalas turi turėti audinių, kurių vienintelė funkcija – naujų ląstelių formavimas. Tik nuo jų priklauso augalų augimo galimybė. Tai yra lavinamieji audiniai arba meristemos (iš graikų k. meristos– dalijamasis).
Lavinamieji audiniai arba meristemos susideda iš mažų plonasienių didelių branduolių ląstelių, kuriose yra proplastidų, mitochondrijų ir mažų vakuolių, praktiškai neatskiriamų šviesos mikroskopu. Meristemos užtikrina augalų augimą ir visų kitų audinių formavimąsi. Jų ląstelės dalijasi mitozės būdu. Po kiekvieno dalijimosi viena iš seserinių ląstelių išlaiko motinos savybes, o kita greitai nustoja dalytis ir pradeda pradiniai etapai diferenciacija, toliau formuojasi tam tikro audinio ląstelės.
Ugdomieji audiniai augalo kūne išsidėstę skirtingose vietose, todėl skirstomi į kelias grupes.
Viršutinė (viršūninis) meristemos. Jie išsidėstę ašinių organų – stiebo ir šaknies – viršūnėse, užtikrinant šių organų augimą į ilgį. Atsišakojus, kiekvienas naujas šoninis ūglis ar šaknis sukuria savo viršūnines meristemas.
Šoninis (šoninis) meristemos. Užtikrinti ašinių organų sustorėjimą. Tai kambis, būdingas gimnasėkliams ir dviskilčiams augalams, bei felogenas, sudarantis dengiamąjį audinį – kamštį, arba skilteles.
Įdėti (tarpkalnis) meristemos. Jie yra apatinėje javų stiebo tarpubamblio dalyje ir jaunų lapų apačioje, užtikrinant šių organų augimą. Kai lapo ar stiebo sritis baigia augti, tarpkalinė meristema virsta nuolatiniu audiniu.
| <<< Назад
|
Pirmyn >>> |
Visos ląstelės atsiranda dalijantis jau egzistuojančias ląsteles. Yra keletas ląstelių dalijimosi būdų.
Amitozė yra tiesioginis ląstelių dalijimasis, kurio metu palaikoma tarpfazinė branduolio būsena. Branduolys susiaurėjimo būdu yra padalintas į dvi maždaug lygias dalis be chromosomų spiralizavimo. Amitozė atsiranda epitelio ląstelėse, griaučių raumenyse, taip pat kitose ląstelėse sergant tam tikromis ligomis (pavyzdžiui, piktybinių navikų ląstelėse).
Mitozė yra netiesioginis ląstelių dalijimasis, kurio metu chromosomos, turinčios DNR, tiksliai pasiskirsto tarp dukterinių ląstelių.
Mejozė yra mitozės rūšis – specialus ląstelių dalijimosi būdas, dėl kurio chromosomų skaičius sumažėja perpus, o ląstelės pereina iš diploidinės būsenos į haploidinę būseną.
Ląstelinis (gyvenimo) ciklas - ląstelės egzistavimo laikotarpis nuo jos susidarymo dėl motininės ląstelės dalijimosi momento iki jos pačios dalijimosi ar mirties.
Mitozinis ciklas - tai visuma procesų, vykstančių ląstelėje ruošiant ląstelę dalytis ir dalijantis. Nuolat besidauginančiose ląstelėse ląstelių ciklas sutampa su mitoziniu ciklu.
Mitozinis ciklas apima:
1. tarpfazė, susidedanti iš presintetinio, sintetinio ir posintetinio periodų.
2. pats dalijimasis (mitozė).
Presintetinis(G 1) laikotarpis iškart po padalijimo. Šiuo laikotarpiu sintetinama RNR, įvairūs baltymai, ATP, daugėja organelių. Ląstelė auga ir atlieka savo funkcijas. Jame yra diploidinis despiralizuotų chromosomų rinkinys, kiekviena chromosoma susideda iš vienos chromatidės. Genetinės medžiagos kiekis bus 2n2c (n – chromosomų skaičius haploidiniame rinkinyje, c – DNR kiekis haploidiniame chromosomų rinkinyje).
IN sintetinis periodo (S) DNR molekulių replikacija (dvigubėjimas) vyksta veikiant fermentui DNR polimerazei, taip pat RNR ir baltymų sintezei. Periodo pabaigoje chromosomos pasikeičia iš vienos chromatidinės į dvichromatidę, o genetinės medžiagos kiekis bus 2n4c. IN postsintetinis periodas (G 2) ląstelė kaupia energiją, tęsiasi RNR ir baltymų sintezė (sintetinami verpstės baltymai), genetinės medžiagos kiekis išlieka toks pat -2n4с.
Mitozinis ciklas: A – tarpfazė; B-C – profazė; G-D – metafazė;
E – anafazė; Zh-Z – telofazė.
Mitozė - netiesioginis ląstelių dalijimasis. Somatinės ląstelės dalijasi mitozės būdu, dėl to dukterinės ląstelės gauna tokį pat chromosomų rinkinį, kokį turėjo motininė ląstelė. Yra keletas mitozės fazių: profazė, metafazė, anafazė, telofazė.
IN profazė atsiranda chromosomų spiralizacija, profazės pabaigoje jos tampa matomos; branduolys išnyksta; branduolio membrana ištirpsta, o chromosomos patenka į citoplazmą; Centroliai nukrypsta į ląstelės polius, susidaro verpstė (2n4c).
IN metafazė chromosomos yra maksimaliai spiralizuotos ir išsidėsčiusios pusiaujo plokštumoje; Kiekviena chromosoma susideda iš dviejų chromatidžių, kurios yra sujungtos centromeroje. Verpstės gijos yra pritvirtintos prie centromerų. Šioje fazėje tiriamos ir suskaičiuojamos chromosomos (2n4c).
IN anafazė Kiekviena chromosoma centromeroje yra padalinta į dvi chromatides (dukterines chromosomas). Susitraukiantys verpstės siūlai ištempia chromatides link ląstelės polių. Genetinė medžiaga ląstelėje yra 4n4c (2n2c kiekviename poliuje).
IN telofazėįvyksta priešingi profazei įvykiai: chromosomos iškrenta ir tampa nematomos šviesos mikroskopu; susidaro branduolio apvalkalas ir branduolys; Verpstė dingsta. Tuo pačiu metu vyksta citoplazmos dalijimasis (citokinezė): susiaurėjus gyvūnų ląstelėse arba statant pertvarą iš membranos augalų ląstelėse. Organelės tarp ląstelių pasiskirsto gana tolygiai. Kiekvienoje gautoje ląstelėje genetinės medžiagos kiekis yra 2n2c, (prieš citokinezę – 4n4c).
Profazė 2n4c. Metafazė 2n4c. Anafazė 4n4c. Telofazė 2n2c.
Biologinė reikšmė mitozė
1. Dėl mitozės dukterinės ląstelės gauna tokį pat chromosomų rinkinį, kokį turėjo motininė ląstelė, o tai užtikrina išlaikymą. pastovus skaičius chromosomos ir išsaugojimas
tas pats genetinės medžiagos rinkinys visose ląstelių kartose.
2. Mitozė užtikrina embriono vystymąsi, organizmo augimą, audinių ir organų regeneracijos procesus.
3. Vienaląsčiuose organizmuose mitozė lemia individų skaičiaus padidėjimą.
Ląstelės gebėjimas daugintis yra viena iš pagrindinių gyvų būtybių savybių. Ląstelių dalijimasis yra embriogenezės ir regeneracijos pagrindas.
Reguliarūs ląstelės struktūrinių ir funkcinių savybių pokyčiai laikui bėgant sudaro turinį ląstelių gyvavimo ciklas (ląstelių ciklas). Ląstelės ciklas – tai ląstelės egzistavimo laikotarpis nuo jos susiformavimo dalijantis motininei ląstelei iki jos pačios dalijimosi arba mirties.
Svarbus ląstelių ciklo komponentas yra mitozinis (proliferacinis) ciklas- kompleksas tarpusavyje susijusių ir laiku suderintų įvykių, atsirandančių ruošiant ląstelę dalijimuisi ir pačiam dalijantis. Be to, gyvavimo ciklas apima ląstelės vykdymo laikotarpis daugialąstelis organizmas specifinės funkcijos, taip pat poilsio laikotarpiai. Poilsio laikotarpiais tiesioginis ląstelės likimas nenustatytas: ji gali arba pradėti ruoštis mitozei, arba pradėti specializaciją tam tikra funkcine kryptimi.
Daugumos ląstelių mitozinio ciklo trukmė – nuo 10 iki 50 val.. Jo trukmė labai skiriasi: bakterijoms 20-30 min., šlepetei 1-2 kartus per dieną, amebai apie 1,5 paros. Ciklo trukmė reguliuojama keičiant visų jo periodų trukmę. Daugialąstės ląstelės taip pat turi skirtingų gebėjimųį padalijimą. Ankstyvoje embriogenezėje jie dažnai dalijasi, o suaugusiame organizme didžiąja dalimi praranda šį gebėjimą, kai jie tampa specializuoti. Tačiau net ir pilnai išsivysčiusiame organizme daugelis ląstelių turi dalytis, kad pakeistų susidėvėjusias ląsteles, kurios nuolat šlifuoja, ir galiausiai reikia naujų ląstelių, kad užgytų žaizdas.
Todėl kai kuriose ląstelių populiacijose dalijimasis turi vykti visą gyvenimą. Atsižvelgiant į tai, visas ląsteles galima suskirstyti į trys kategorijos:
1. Aukštesniųjų stuburinių organizme ne visos ląstelės nuolat dalijasi. Yra specializuotų ląstelių, kurios prarado gebėjimą dalytis (neutrofilai, bazofilai, eozinofilai, nervinės ląstelės). Gimus vaikui, nervinės ląstelės pasiekia labai specializuotą būseną, praranda gebėjimą dalytis.Ontogenezės metu jų skaičius nuolat mažėja. Ši aplinkybė taip pat turi vieną gera pusė; jei nervinės ląstelės dalijasi, tada aukščiau nervų funkcijos(atmintis, mąstymas) būtų sutrikęs.
2. Dar viena ląstelių kategorija taip pat labai specializuota, tačiau dėl nuolatinio šveitimo jas keičia naujos ir šią funkciją atlieka tos pačios linijos ląstelės, bet dar nespecializuotos ir nepraradusios gebėjimo dalytis. Šios ląstelės vadinamos atsinaujinančiomis ląstelėmis. Pavyzdys yra nuolat atnaujinamos žarnyno epitelio ląstelės, kraujodaros ląstelės. Net ląstelės kaulinis audinys galinčių formuotis iš nespecializuotų (tai galima pastebėti reparatyviosios kaulų lūžių regeneracijos metu). Nespecializuotų ląstelių populiacijos, kurios išlaiko gebėjimą dalytis, paprastai vadinamos kamieninėmis ląstelėmis.
3. Trečioji ląstelių kategorija yra išimtis, kai labai specializuotos ląstelės tam tikromis sąlygomis gali patekti į mitozinį ciklą. Mes kalbame apie ląsteles, kurių gyvenimo trukmė yra ilga ir kuriose po visiško augimo ląstelių dalijimasis vyksta retai. Pavyzdys yra hepatocitai. Bet jei iš eksperimentinio gyvūno pašalinama 2/3 kepenų, mažiau nei per dvi savaites jos atkuriamos iki ankstesnio dydžio. Hormonus gaminančios liaukos ląstelės yra vienodos: normaliomis sąlygomis tik kelios iš jų sugeba daugintis, o pakitusiomis sąlygomis dauguma gali pradėti dalytis.
Remiantis dviem pagrindiniais mitozinio ciklo įvykiais, jis išskiriamas reprodukcinis Ir dalijant atitinkančias fazes tarpfazė Ir mitozė klasikinė citologija.
Pradiniu tarpfazės laikotarpiu (eukariotuose 8-10 valandų) (postmitozinis, presintetinis arba G 1 laikotarpis) atkuriami tarpfazinės ląstelės organizaciniai ypatumai, baigiamas formuotis branduolys, prasidėjęs telofazėje. Nemažas (iki 90%) baltymų kiekis patenka į branduolį iš citoplazmos. Citoplazmoje, lygiagrečiai su ultrastruktūros pertvarkymu, suaktyvėja baltymų sintezė. Tai skatina ląstelių masės augimą. Jei dukterinė ląstelė turi patekti į kitą mitozinį ciklą, sintezės tampa nukreiptos: susidaro cheminiai DNR pirmtakai, fermentai, katalizuojantys DNR reduplikacijos reakciją, sintetinamas baltymas, kuris pradeda šią reakciją. Taigi, atliekami pasiruošimo kitam tarpfazės periodui – sintetiniam – procesai. Ląstelės turi diploidinį chromosomų rinkinį 2n ir 2c genetinės medžiagos DNR (ląstelės genetinė formulė).
IN sintetinis arba S laikotarpis (6-10 val.) paveldimos medžiagos kiekis ląstelėje padvigubėja. Su keliomis išimtimis reduplikacija(DNR padvigubėjimas kartais vadinamas replikacija, išvykimo terminas reduplikacija chromosomų dubliavimuisi žymėti.) DNR atliekama pusiau konservatyviu būdu. Jį sudaro DNR ritės išsiskyrimas į dvi grandines, o po to šalia kiekvienos iš jų sintezuojama papildoma grandinė. Dėl to atsiranda dvi identiškos ritės. DNR molekulės, komplementarios motininėms, susidaro atskirais fragmentais išilgai chromosomos, o ne vienu metu (asinchroniškai) skirtingose tos pačios chromosomos dalyse, taip pat skirtingose chromosomose. Tada skyriai (replikacijos vienetai - replikonai) naujai suformuota DNR yra „susiuvusi“ į vieną makromolekulę. Žmogaus ląstelėje yra daugiau nei 50 000 replikonų. Kiekvieno iš jų ilgis yra apie 30 mikronų. Jų skaičius kinta ontogenezės metu. DNR reduplikacijos replikonais prasmė paaiškėja iš šių palyginimų. DNR sintezės greitis yra 0,5 µm/min. Tokiu atveju vienos žmogaus chromosomos maždaug 7 cm ilgio DNR grandinės reduplikacija užtruktų apie tris mėnesius. Chromosomų sritys, kuriose prasideda sintezė, vadinamos pradžios taškai. Galbūt jos yra tarpfazių chromosomų prisitvirtinimo prie branduolinės membranos vidinės membranos vietos. Galima manyti, kad atskirų frakcijų DNR, apie kurią bus kalbama toliau, yra pakartota griežtai apibrėžtoje S laikotarpio fazėje. Taigi dauguma rRNR genų periodo pradžioje dubliuoja DNR. Reduplikaciją sukelia signalas, patenkantis į branduolį iš citoplazmos, kurio pobūdis nėra aiškus. Prieš DNR sintezę replikone vyksta RNR sintezė. Ląstelėje, kuri išgyveno tarpfazės S laikotarpį, chromosomose yra dvigubai daugiau genetinės medžiagos. Kartu su DNR sintetiniu laikotarpiu intensyviai formuojasi RNR ir baltymai, o histonų skaičius griežtai padvigubėja.
Maždaug 1% DNR gyvūnų ląstelė esančios mitochondrijose. Nedidelė mitochondrijų DNR dalis pakartotinai pasikartoja sintetiniu laikotarpiu, o pagrindinė dalis – posintezės tarpfazės periodu. Tuo pačiu metu žinoma, kad, pavyzdžiui, kepenų ląstelėse esančių mitochondrijų gyvenimo trukmė yra 10 dienų. Atsižvelgiant į tai, kad normaliomis sąlygomis Kadangi hepatocitai retai dalijasi, reikėtų manyti, kad mitochondrijų DNR dauginimasis gali vykti nepriklausomai nuo mitozinio ciklo etapų. Kiekviena chromosoma susideda iš dviejų seserinių chromatidžių ( 2n), yra DNR 4c.
Laikas nuo sintetinio laikotarpio pabaigos iki mitozės pradžios yra postsintetinis (premitozinis), arba G 2 -periodas tarpfazė ( 2n ir 4c) (3-6 valandos). Jam būdinga intensyvi RNR ir ypač baltymų sintezė. Citoplazmos masės padvigubėjimas, palyginti su tarpfazės pradžia, baigtas. Tai būtina, kad ląstelė patektų į mitozę. Kai kurie gaminami baltymai (tubulinai) vėliau naudojami verpstės mikrotubulams kurti. Sintetinis ir postsintetinis laikotarpiai yra tiesiogiai susiję su mitoze. Tai leidžia mums juos izoliuoti specialiu tarpfazės laikotarpiu - išankstinė fazė.
Egzistuoti trys ląstelių dalijimosi būdai: mitozė, amitozė, mejozė.
1. Pateikite sąvokų apibrėžimus.
Tarpfazė– pasiruošimo mitoziniam dalijimuisi fazė, kai vyksta DNR dubliavimasis.
Mitozė- tai yra dalijimasis, kurio rezultatas yra griežtai identiškas tiksliai nukopijuotų chromosomų pasiskirstymas tarp dukterinių ląstelių, o tai užtikrina genetiškai identiškų ląstelių susidarymą.
Gyvenimo ciklas
- ląstelės gyvavimo laikotarpis nuo jos atsiradimo dalijimosi procese momento iki mirties arba vėlesnio dalijimosi pabaigos.
2. Kuo skiriasi vienaląsčių organizmų augimas nuo daugialąsčių organizmų augimo?
Aukštis vienaląsčių organizmų yra atskiros ląstelės dydžio padidėjimas ir jos struktūros komplikacija, o daugialąsčių ląstelių augimas taip pat yra aktyvus ląstelių dalijimasis – jų skaičiaus padidėjimas.
3. Kodėl ląstelės gyvavimo cikle būtinai egzistuoja tarpfazė?
Interfazėje vyksta pasirengimas dalijimuisi ir DNR dubliavimuisi. Jei taip neatsitiktų, tada su kiekvienu ląstelių dalijimusi chromosomų skaičius sumažėtų perpus ir gana greitai ląstelėje nebeliktų chromosomų.
4. Užpildykite klasterį „Mitozės fazės“.
5. Naudodami 52 paveikslą 3.4 dalyje, užpildykite lentelę.
6. Sudarykite sinchviną terminui „mitozė“.
Mitozė
Keturių fazių, vienodas
Dalina, paskirsto, sutraiško
Tiekia genetinę medžiagą dukterinėms ląstelėms
Ląstelių dalijimasis.
7. Nustatyti mitozinio ciklo fazių ir jose vykstančių įvykių atitiktį.
Fazės
1. Anafazė
2. Metafazė
3. Tarpfazė
4. Telofazė
5. Profazė
Renginiai
A. Ląstelė auga, susidaro organelės, DNR padvigubėja.
B. Chromatidės išsiskiria ir tampa nepriklausomomis chromosomomis.
B. Prasideda chromosomų spiralizacija ir sunaikinama branduolio membrana.
D. Chromosomos yra ląstelės pusiaujo plokštumoje. Verpstės gijos yra pritvirtintos prie centromerų.
D. Išnyksta verpstė, susidaro branduolinės membranos, išsivynioja chromosomos.
8. Kodėl mitozės – citoplazmos dalijimosi – užbaigimas gyvūnų ir augalų ląstelėse vyksta skirtingai?
Ne gyvūnų ląstelėse ląstelių sienelės, juose ląstelės membrana stumiama į vidų, o ląstelė dalijasi susiaurėjus.
Augalų ląstelėse membrana susidaro pusiaujo plokštumoje ląstelės viduje ir, išplitusi į periferiją, padalija ląstelę pusiau.
9. Kodėl mitoziniame cikle tarpfazė trunka daug ilgiau nei pats dalijimasis?
Interfazės metu ląstelė intensyviai ruošiasi mitozei, joje vyksta sintezės ir DNR dubliavimosi procesai, ląstelė auga, pereina savo gyvavimo ciklą, neįskaitant paties dalijimosi.
10. Pasirinkite teisingą atsakymą.
1 testas.
Dėl mitozės viena diploidinė ląstelė gamina:
4) 2 diploidinės ląstelės.
2 testas.
Centromerų dalijimasis ir chromatidžių nukrypimas į ląstelės polius vyksta:
3) anafazė;
3 testas.
Gyvenimo ciklas yra toks:
2) ląstelės gyvavimo laikas nuo dalijimosi iki kito dalijimosi pabaigos arba mirties;
4 testas.
Kuris terminas parašytas neteisingai?
4) telofazė.
11. Paaiškinkite kilmę ir bendrą reikšmęžodžiai (terminai), remiantis juos sudarančių šaknų reikšme.
12. Pasirinkite terminą ir paaiškinkite, kaip jis yra šiuolaikinė prasmė atitinka pradinė vertė jo šaknys.
Pasirinktas terminas yra tarpfazinis.
Susirašinėjimas. Terminas atitinka ir nurodo laikotarpį tarp mitozės fazių, kai vyksta pasirengimas dalijimuisi.
13. Suformuluokite ir užrašykite pagrindines § 3.4 mintis.
Gyvavimo ciklas yra ląstelės gyvenimas nuo dalijimosi iki kito dalijimosi pabaigos arba mirties. Tarp dalijimosi ląstelė tam ruošiasi tarpfazės metu. Šiuo metu vyksta medžiagų sintezė, DNR padvigubėja.
Ląstelė dalijasi mitozės būdu. Jį sudaro 4 etapai:
Profazė.
Metafazė.
Anafazė.
Telofazė.
Mitozės tikslas: dėl to iš 1 motininės ląstelės susidaro 2 dukterinės ląstelės su identišku genų rinkiniu. Genetinės medžiagos ir chromosomų kiekis išlieka toks pat, užtikrinantis genetinį ląstelių stabilumą.
