Ako dochádza k deleniu buniek?

1. Čo sú chloroplasty?

Chloroplasty sú plastidy, ktoré sú schopné fotosyntézy. Farba chloroplastov - zelená.

2. V ktorej časti bunky sa nachádzajú?

Chloroplasty sa zvyčajne nachádzajú v cytoplazme bunky.

Laboratórne práce

Laboratórna práca: "Pozorovanie pohybu cytoplazmy"

Pohyb cytoplazmy môžete pozorovať prípravou mikropreparácií listov Elodea, Vallisneria, koreňových chĺpkov vodnej farby, chĺpkov staminátových nití vo Virginii Tradescantia..

1. Pomocou znalostí a zručností získaných v predchádzajúcich hodinách pripravte mikropreparáty.

Postupujte nasledovne:

  1. Pripravte podložné sklíčko - očistite vreckovkou.
  2. Na podložné sklíčko napipetujte 1-2 kvapky vody.
  3. Pomocou odoberacej ihly opatrne vyberte malý kúsok buničiny z listov rastlín a vložte ju do kvapky vody. Jemne sploštite preparát na sklíčku disekčnou ihlou a klieštikmi.
  4. Pripravenú podložnú sklíčku prikryte krycím sklíčkom.

2. Skúmajte ich pod mikroskopom a zaznamenajte pohyb cytoplazmy.

Cytoplazma rôznych rastlín sa môže pohybovať rôznymi spôsobmi:

  • buď v jednom smere - rotačný pohyb;
  • alebo vytvorením niekoľkých stabilných pohybov gyroskopov.

3. Načrtnite bunky a pomocou šípok zobrazte smer pohybu cytoplazmy.

Otázky na konci odseku

1. Ako je možné pozorovať pohyb cytoplazmy?

Pohyb cytoplazmy je možné pozorovať pod mikroskopom. Najvýhodnejšie je určiť smer a rýchlosť pohybu cytoplazmy pozorovaním farebných plastidov. Napríklad pri skúmaní buniek listu Elodea môžete jasne vidieť, ako sa chloroplasty (zelené plastidy) pohybujú. Cytoplazma sa vždy pohybuje v jednom smere pozdĺž bunkovej membrány.

2. Aký je význam pohybu cytoplazmy v bunkách pre rastlinu??

Pohyb cytoplazmy umožňuje vo vnútri bunky pohyb vzduchu a živín. Čím aktívnejšia je životne dôležitá činnosť rastliny, tým rýchlejšie sa pohybuje cytoplazma..

3. Z čoho sú všetky rastlinné orgány vyrobené??

Všetky rastlinné orgány sú tvorené živými bunkami.

4. Prečo sa bunky, ktoré tvoria rastlinu, neoddeľujú?

Bunky sa neoddeľujú kvôli prítomnosti špeciálnej medzibunkovej látky medzi nimi. Keď sa medzibunková látka rozloží, bunky sa oddelia.

5. Ako látky vstupujú do živej bunky?

Rôzne potrebné látky vstupujú do bunky cez bunkovú membránu vo forme roztokov. Pochádzajú buď z medzibunkovej látky alebo z iných buniek.

6. Ako prebieha delenie buniek?

  1. Pred delením sa bunkové jadro zväčšuje a chromozómy v ňom sú zreteľne viditeľné - telieska, ktoré prenášajú dedičné charakteristiky bunky.
  2. Každý chromozóm sa sám kopíruje, to znamená, že sa vytvoria dve sady chromozómov.
  3. Chromozómy sa rozvetvujú na rôzne póly bunky.
  4. V strede bunky sa cytoplazma delí a vytvára sa priečny septa. Z každej sady chromozómov sa vytvára nové jadro..
  5. Potom sa dve nové bunky rozchádzajú.

7. Čo vysvetľuje rast rastlinných orgánov?

Rastliny a ich orgány rastú vďaka schopnosti buniek sa deliť a rásť (zväčšiť veľkosť samotnej bunky).

8. Kde sú chromozómy v bunke??

V jadre bunky sa nachádzajú chromozómy.

9. Akú úlohu hrajú chromozómy?

Chromozómy nesú dedičné informácie o bunke.

10. Aký je rozdiel medzi mladou bunkou a starou bunkou??

Medzi mladými a starými živými bunkami existuje niekoľko hlavných rozdielov:

  • jadro mladej bunky je umiestnené v strede a jadro starej bunky susedí s taftovou membránou;
  • mladé bunky obsahujú veľa vakuol a staré bunky majú často iba jednu veľkú vakuolu;
  • mladé bunky sa dokážu deliť, ale staršie bunky ich často nedokážu rozdeliť.

Myslieť si

Prečo majú bunky konštantný počet chromozómov??

V procese bunkového delenia sa každý chromozóm sám kopíruje. Jedna kópia smeruje na prvé nové námestie a druhá na druhé nové námestie. Výsledkom sú dve úplne identické sady chromozómov a každá „dcérska“ súprava obsahuje presne rovnaký počet chromozómov ako „matka“..

Úlohy pre zvedavých

Študujte vplyv teploty na intenzitu cytoplazmatického pohybu. Najintenzívnejšie je spravidla pri teplote 37 ° C, ale už pri teplotách nad 40-42 ° C sa zastaví.

Cytoplazma je viskózna látka vo vnútri bunky. Pri silnom zamrznutí alebo zahriatí je cytoplazma zničená. Po ochladení na nízke teploty alebo pri zahriatí nad 40 - 42 ° C sa preto pohyb cytoplazmy zastaví.

Pri normálnej teplote pre živú bunku 36 až 37 ° C je rýchlosť pohybu cytoplazmy 1 až 2 mm / s. Ak teplotu začnete mierne zvyšovať, rýchlosť sa zvýši. Po dosiahnutí 40 ° C sa začne reverzný proces - pohyb cytoplazmy prudko spomaľuje. Podobný obrázok sa pozoruje, keď teplota klesne pod 36 ° C - postupné spomalenie pohybu.

Rýchlosť pohybu cytoplazmy ovplyvňujú okrem toho aj ďalšie faktory: úroveň osvetlenia rastlín a prísun kyslíka. Vnikanie jedovatých látok na rastlinu zastaví pohyb cytoplazmy.

Slovná zásoba

Medzibunkové priestory sú priestory, ktoré vznikajú medzi rastlinnými bunkami počas ničenia smrti alebo separácie susedných buniek.

Medzibunková látka je špeciálne spojivové tkanivo, ktoré sa nachádza medzi rastlinnými bunkami a je zodpovedné za ich spojenie. Keď sa medzibunková látka rozloží, bunky sa oddelia.

Cytoplazmatický pohyb je vlastnosť cytoplazmy, ktorá umožňuje živinám a vzduchu pohybovať sa cez bunku.

Chromozómy - malé telieska, ktoré prenášajú dedičné črty z materskej bunky na dcéru.

Ako dochádza k deleniu buniek

Bunka vo svojom živote prechádza rôznymi stavmi: fázou rastu a fázami prípravy na rozdelenie a rozdelenie. Bunkový cyklus - prechod z delenia na syntézu látok, ktoré tvoria bunku, a potom znovu do delenia - možno na diagrame znázorniť ako cyklus, v ktorom sa rozlišuje niekoľko fáz..

Boli opísané tri metódy delenia eukaryotických buniek: amitóza (priame delenie), mitóza (nepriame delenie) a meióza (redukčné delenie)..

Amitóza je pomerne zriedkavá metóda delenia buniek. Pri amitóze je medzifázové jadro rozdelené zúžením, nie je zabezpečené rovnomerné rozdelenie dedičného materiálu. Jadro sa často delí bez ďalšieho delenia cytoplazmy a vytvárajú sa dvojjadrové bunky. Bunka, ktorá prešla amitózou, nemôže následne vstúpiť do normálneho mitotického cyklu. Amitóza sa preto spravidla vyskytuje v bunkách a tkanivách odsúdených na smrť..

Mitosis. Mitóza alebo nepriame delenie je hlavným spôsobom delenia eukaryotických buniek. Mitóza je rozdelenie jadra, ktoré vedie k vytvoreniu dvoch dcérskych jadier, z ktorých každé má presne rovnakú množinu chromozómov ako v pôvodnom jadre. Chromozómy v bunke sú zdvojené, zarovnané v bunke, čím sa vytvára mitotická doska, k nim sú pripojené vlákna deliaceho vretena, ktoré sa tiahnu k pólom bunky a bunka sa delí, čím sa vytvárajú dve kópie pôvodnej sady..


Obr. Mitóza a meióza

S tvorbou gamét, t.j. reprodukčné bunky - spermie a vajíčka - dochádza k deleniu buniek, ktoré sa nazýva meióza. Pôvodná bunka má diploidnú sadu chromozómov, ktoré sa potom duplikujú. Ak sa však počas mitózy v každom chromozóme chromatidy jednoducho líšia, potom sa počas meiózy chromozóm (pozostávajúci z dvoch chromatidov) úzko preplieta svojimi časťami s iným, homológnym chromozómom (tiež pozostávajúcim z dvoch chromatidov), a dôjde ku kríženiu - dochádza k výmene homológnych častí chromozómov. Potom sa nové chromozómy so zmiešanými génmi matiek a otcov rozchádzajú a vytvárajú sa bunky s diploidnou sadou chromozómov, ale zloženie týchto chromozómov sa už líši od pôvodných, došlo k rekombinácii. Prvé delenie meiózy je dokončené a druhé delenie meiózy nastáva bez syntézy DNA, preto sa počas tohto delenia množstvo DNA zníži na polovicu. Z počiatočných buniek s diploidnou sadou chromozómov vznikajú gamety s haploidnou sadou. Z jednej diploidnej bunky sa vytvoria štyri haploidné bunky. Fázy bunkového delenia, ktoré nasledujú po interfáze, sa nazývajú profáza, metafáza, anafáza, telopáza a po delení opäť interfáza..


Obr. Fázy bunkového delenia

Prophase je najdlhšia fáza mitózy, keď je celá štruktúra jadra reštrukturalizovaná na rozdelenie. V profázii sa chromozómy vďaka svojej spiralizácii skracujú a zahusťujú. V tejto dobe sú chromozómy dvojité (zdvojnásobenie nastáva v S-perióde interfázy), skladajú sa z dvoch chromatidov navzájom spojených v oblasti primárneho zúženia samostatnou štruktúrou - cetromérou. Súčasne so zahusťovaním chromozómov jadro mizne a jadrový obal je fragmentovaný (rozpadá sa na samostatné cisterny). Po rozpadnutí jadrového obalu ležia chromozómy v cytoplazme voľne a náhodne. Začína sa tvorba achromatického vretena - vreteno delenia, čo je systém vlákien vychádzajúcich z pólov bunky. Závity vretena majú priemer asi 25 nm. Jedná sa o zväzky mikrotubulov pozostávajúce z proteínových podjednotiek tubulínu. Mikrotubuly sa začínajú tvoriť z centiolov alebo z chromozómov (v rastlinných bunkách).

Metafáz. V metafáze je dokončená tvorba deliaceho vretena, ktoré pozostáva z dvoch typov mikrotubúl: chromozóm, ktorý sa viaže na centroméry chromozómov, a cenrosom (pól), ktoré sa tiahnu od pólu k pólu bunky. Každý dvojitý chromozóm sa viaže na mikrotubuly deliaceho vretena. Zdá sa, že chromozómy sú vytlačené mikrotubulami do oblasti rovníka bunky, t.j. sú umiestnené v rovnakej vzdialenosti od pólov. Ležia v rovnakej rovine a tvoria takzvanú rovníkovú alebo metafázovú dosku. V metafáze je zreteľne viditeľná dvojitá štruktúra chromozómov, ktorá je spojená iba v oblasti centroméry. Počas tohto obdobia bolo ľahké spočítať počet chromozómov a študovať ich morfologické znaky..

Anafáza začína delením centroméry. Každý z chromatidov jedného chromozómu sa stáva nezávislým chromozómom. Kontrakcia ťahacích vlákien achromatínového vretena ich privádza na opačné póly bunky. Výsledkom je, že každý z pólov bunky má toľko chromozómov, aké boli v matkinej bunke, a ich sada je rovnaká..

Telopáza je poslednou fázou mitózy. Chromozómy despiralizujú, sú zle viditeľné. Na každom póle je okolo chromozómov vytvorená jadrová obálka. Vytvoria sa jadrá, štiepne vreteno zmizne. Vo vytvorených jadrách každý chromozóm teraz pozostáva iba z jedného chromatidu a nie z dvoch.

Každé z novo vytvorených jadier dostalo celé množstvo genetickej informácie, ktorú má jadrová DNA materskej bunky. V dôsledku mitózy majú obe dcérske jadrá rovnaké množstvo DNA a rovnaký počet chromozómov, ako materské bunky..

Cytokinéza - po vytvorení dvoch nových jadier v telophase, delení buniek a vytvorení septa - bunkovej platni v rovníkovej rovine.

Na začiatku telopázy, medzi dvoma dcérskymi jadrami, bez ich dosiahnutia, sa vytvorí valcovitý systém vlákien nazývaný fagmoplast, ktorý, podobne ako vlákna achromatínového vretena, pozostáva z mikrotubulov a je s ním spojený. V strede fagmoplastu, na rovníku medzi dcérskymi jadrami, sa hromadí Golgiho bubliny obsahujúce látky pektínu. Zlučujú sa navzájom a dávajú vznik bunkovej doštičke a ich membrány sa podieľajú na konštrukcii plazmolémov na oboch stranách doštičky. Bunková doska sa položí vo forme disku zaveseného vo fagmoplaste. Vlákna fagmoplastov zjavne riadia smer pohybu Golgiho bublín. Bunková doštička rastie odstredivo smerom k stenám materskej bunky, pretože do nej obsahuje stále viac nových Golgiho vezikulárnych polysacharidov. Bunková doska má polotekutú konzistenciu a pozostáva z amorfného protopektínu a pektátov horčíka a vápnika. V tomto okamihu sa z tubulárnej ER vytvoria plazmodesmata. Rozpínajúci sa fagmoplast postupne nadobúda tvar valca, čo umožňuje bunkovej doštičke rásť laterálne, kým sa nespája s bunkovými stenami matky. Frázgmoplast zmizne, oddelenie dvoch dcérskych buniek končí. Každý protoplast ukladá svoju primárnu bunkovú stenu na bunkovú doštičku.

Cytokinéza pomocou bunkovej doštičky sa vyskytuje vo všetkých vyšších rastlinách a niektorých riasach. V iných organizmoch sa bunky delia zavedením bunkovej membrány, ktorá postupne prehlbuje a oddeľuje bunky.

Biologický význam mitózy spočíva v prísnom rovnomernom rozdelení materských buniek dedičných nosičov - molekúl DNA, ktoré tvoria chromozómy, medzi dcérske bunky. V dôsledku rovnomerného rozdelenia replikovaných chromozómov medzi dcérske bunky je zabezpečená tvorba geneticky ekvivalentných buniek a kontinuita je udržiavaná v mnohých bunkových generáciách. To poskytuje také dôležité momenty životných aktivít, ako je embryonálny vývoj a rast organizmov, obnovenie orgánov a tkanív po poškodení. Delenie mitotických buniek je tiež cytologickým základom asexuálnej reprodukcie organizmov.

Meióza. Meióza je špeciálny spôsob delenia buniek, výsledkom čoho je zníženie (zníženie) počtu chromozómov o polovicu a prechod buniek z diploidného stavu (2n) do haploidného stavu (n). Meióza je jediný kontinuálny proces pozostávajúci z dvoch po sebe nasledujúcich divízií, z ktorých každá môže byť rozdelená do rovnakých štyroch fáz ako v mitóze: profáza, metafáza, anafáza a telopáza. Obidve divízie predchádza jedna medzifáza. V syntetickom období interfázy, pred začiatkom meiózy, sa množstvo DNA zdvojnásobí a každý chromozóm sa stane dichromatidom.

Prvé meiotické alebo redukčné rozdelenie.

Prophase I trvá od niekoľkých hodín do niekoľkých týždňov. Chromozómy sú spiralizované. Homológne chromozómy sa konjugujú a tvoria dvojice - bivalenty. Bivalentná látka pozostáva zo štyroch chromatidov dvoch homológnych chromozómov. U bivalentov sa uskutočňuje kríženie - výmena homológnych oblastí homológnych chromozómov, čo vedie k ich hlbokej transformácii. Počas spolunažívania sa vymieňajú génové bloky, čo vysvetľuje genetickú diverzitu potomstva. Na konci profázy fáza jadra a jadro zmiznú a vytvorí sa achromatínové vreteno.

Metafáza I - bivalenty sa zhromažďujú v rovníkovej rovine bunky. Orientácia materských a otcovských chromozómov z každého homologického páru na jeden alebo druhý pól deliaceho vretena je náhodná. Ťažná niť achromatínového vretena je pripojená k centromere každého chromozómu. Dva setrínové chromatidy sa neoddelia.

Anafáza I - stiahnuté vlákna sa sťahujú a dichromatidové chromozómy sa líšia k pólom. Homológne chromozómy každého z bivalentov idú na opačné póly. Náhodne redistribuované homológne chromozómy každého páru sa líšia (nezávislé rozdelenie) a na každom póle sa zbiera polovičné číslo (haploidná súprava) chromozómov, vytvárajú sa dve haploidné sady chromozómov..

Telopáza I. - na póliach vretena je zostavená jediná haploidná súprava chromozómov, v ktorej každý typ chromozómu už nie je reprezentovaný párom, ale jedným chromozómom pozostávajúcim z dvoch chromatidov. V krátkej telophase I sa obnoví jadrový obal a potom sa materská bunka rozdelí na dve dcérske bunky.

Druhé meiotické delenie nasleduje ihneď po prvom a je podobné ako obyčajná mitóza (preto sa často nazýva mitóza meiózy), iba bunky, ktoré do nej vstúpia, nesú haploidnú sadu chromozómov.

Prophase II - krátky.

Metafáza II - divízne vreteno sa znova vytvára, chromozómy sa líšia v rovníkovej rovine a centroméry sa pripájajú k mikrotubolom deliaceho vretena.

Anafáza II - ich cenroméry sú oddelené a každý chromatid sa stáva nezávislým chromozómom. Oddelené dcérske chromozómy sú nasmerované na póly vretena.

Telopáza II - divergencia sesterských chromozómov na koncoch pólov a začatie bunkového delenia: Z dvoch haploidných buniek sa vytvoria 4 bunky s haploidnou sadou chromozómov.

Redukčné delenie je, ako to bolo, regulátorom, ktorý zabraňuje kontinuálnemu zvyšovaniu počtu chromozómov počas fúzie gamét. Bez takéhoto mechanizmu by sa pri sexuálnej reprodukcii počet chromozómov zdvojnásobil v každej novej generácii. Tie. vďaka meióze sa vo všetkých generáciách rastlín, živočíchov, protistov a húb udržuje určitý a konštantný počet chromozómov. Ďalší význam spočíva v zabezpečení rozmanitosti genetického zloženia gamét, a to ako dôsledok prekríženia, ako aj v dôsledku odlišnej kombinácie otcovských a materských chromozómov počas ich divergencie v anafáze I meiózy. Toto zaisťuje vznik rôznorodej a rôznej kvality potomstva počas sexuálnej reprodukcie organizmov.

Bunkové delenie. Mitóza a meióza, fázy delenia

Bunková reprodukcia je jedným z najdôležitejších biologických procesov, je nevyhnutnou podmienkou pre existenciu všetkých živých vecí. Reprodukcia sa uskutočňuje rozdelením pôvodnej bunky.

Bunka je najmenšia morfologická jednotka štruktúry akéhokoľvek živého organizmu, schopná samovyprodukcie a samoregulácie. Čas jej existencie od rozdelenia do smrti alebo následnej reprodukcie sa nazýva bunkový cyklus..

Tkanivá a orgány sú zložené z rôznych buniek, ktoré majú svoje vlastné obdobie existencie. Každá z nich rastie a vyvíja sa, aby zabezpečila životnú činnosť tela. Trvanie mitotického obdobia je odlišné: krv a kožné bunky vstupujú do procesu delenia každých 24 hodín a neuróny sú schopné reprodukcie iba u novorodencov a potom úplne strácajú schopnosť reprodukcie.

Existujú 2 typy rozdelenia - priame a nepriame. Somatické bunky sa nepriamo rozmnožujú, gaméty alebo pohlavné bunky sa vyznačujú meiózou (priame delenie).

Mitóza - nepriame delenie

Mitotický cyklus zahŕňa 2 po sebe idúce fázy: fázové a mitotické delenie.

Interfáza (pokojová fáza) - príprava bunky na ďalšie oddelenie, pri ktorej sa vykonáva duplikácia pôvodného materiálu, po ktorej nasleduje rovnomerné rozdelenie medzi novovytvorené bunky. Zahŕňa 3 obdobia:

    • Presyntetika (G-1) G - z anglického gar, to znamená, medzera, príprava na následnú syntézu DNA, prebieha výroba enzýmov. Inhibícia prvej periódy sa experimentálne uskutočnila, v dôsledku čoho bunka nevstúpila do ďalšej fázy.
    • Syntetický (S) - základ bunkového cyklu. Dochádza k replikácii chromozómov a centiolov bunkového centra. Až potom môže bunka prejsť na mitózu.
    • Postsyntetické (G-2) alebo premitotické obdobie - nastáva akumulácia mRNA, ktorá je potrebná na začiatok samotného mitotického štádia. V období G-2 sa syntetizujú proteíny (tubulíny) - hlavná zložka mitotického vretienka.

Po skončení premitotického obdobia sa začne mitotické delenie. Proces zahŕňa 4 fázy:

  1. Prophase - počas tohto obdobia je nukleolus zničený, nukleárna membrána (nukleolem) sa rozpúšťa, centrioly sa nachádzajú na protiľahlých póloch a vytvárajú aparát na delenie. Má dve podfázy:
    • sú viditeľné skoré vláknité telá (chromozómy), ktoré ešte nie sú od seba jasne oddelené;
    • neskoro - sú sledované jednotlivé časti chromozómov.
  2. Metafáza - začína od momentu deštrukcie nukleolému, keď chromozómy chaoticky ležia v cytoplazme a začínajú sa pohybovať iba k rovníkovej rovine. Všetky páry chromatidov sú vzájomne prepojené v mieste centroméry.
  3. Anafáza - v jednom okamihu sú všetky chromozómy odpojené a presúvajú sa do opačných bodov bunky. Ide o krátku a veľmi dôležitú fázu, pretože v tejto fáze dochádza k presnému rozdeleniu genetického materiálu..
  4. Telophase - chromozómy sa zastavia, znovu sa vytvorí jadrovitá membrána, jadro. Uprostred je zúženie, ktoré rozdeľuje telo materskej bunky na dve dcérske bunky, čím sa dokončí mitotický proces. Obdobie G-2 začína opäť v novo vytvorených bunkách.

Meióza - priame delenie

Existuje špeciálny proces rozmnožovania, ktorý sa vyskytuje iba v zárodočných bunkách (gametách) - jedná sa o meiózu (priame delenie). Charakteristickým rysom je absencia medzifázy. Meióza z jednej originálnej bunky produkuje štyri, s haploidnou sadou chromozómov. Celý proces priameho delenia zahŕňa dve po sebe idúce fázy, ktoré pozostávajú z profázy, metafázy, anafázy a telopázy..

Pred nástupom profázy, zárodočné bunky duplikujú pôvodný materiál, takže sa stáva tetraploidným.

Fáza 1:

  1. Leptotén - chromozómy sú viditeľné vo forme tenkých nití, sú skrátené.
  2. Zygotén je štádiom konjugácie homológnych chromozómov, v dôsledku čoho sa tvoria bivalenty. Konjugácia je dôležitým momentom meiózy, chromozómy sú čo najbližšie k sebe, aby sa uskutočnilo kríženie.
  3. Paquitena - dochádza k zahusťovaniu chromozómov, dochádza k ich zvyšujúcemu sa skracovaniu, ku kríženiu (výmena genetických informácií medzi homológnymi chromozómami, to je základ evolúcie a dedičnej variability).
  4. Diplotene - štádium zdvojených prameňov, chromozómy každého bivalentného odchýlenia, udržiavajúce spojenie iba v oblasti kríža (chiasm).
  5. Diakinéza - DNA začína kondenzovať, chromozómy sú veľmi krátke a rôznorodé.

Profáza končí deštrukciou nukleolému a vytvorením štiepneho vretena.

Metafáza 1: bivalenty sa nachádzajú v strede bunky.

Anafáza 1: zdvojené chromozómy sa presunú na opačné póly.

Telopáza 1: proces delenia je ukončený, bunky dostanú 23 bivalentov.

Bez ďalšieho zdvojnásobenia materiálu vstupuje bunka do druhej fázy delenia.

Prophase 2: všetky procesy, ktoré boli v profáze 1, sa opakujú znova, a to kondenzácia chromozómov, ktoré sú náhodne umiestnené medzi organelami.

Metafáza 2: dva chromatidy spojené v priesečníku (univalenty) sú umiestnené v rovníkovej rovine, čím sa vytvára doska nazývaná metafáza.

Anafáza 2: - univalent je rozdelený do samostatných chromatidov alebo monád a je nasmerovaný na rôzne póly bunky.

Telopáza 2: proces delenia je ukončený, je vytvorená jadrová obálka a každá bunka prijíma 23 chromatidov.

Meióza je dôležitým mechanizmom v živote všetkých organizmov. V dôsledku tohto delenia dostaneme 4 haploidné bunky, ktoré majú polovicu požadovanej sady chromatidov. Počas oplodnenia tvoria dve gamety plnohodnotnú diploidnú bunku, pričom si zachovávajú svoj vlastný karyotyp.

Je ťažké si predstaviť našu existenciu bez meiotického delenia, inak by všetky organizmy s každou nasledujúcou generáciou dostali dvojité sady chromozómov..

Chémia, biológia, príprava na GIA a USE

Bunkové delenie je súčasťou životného procesu absolútne akéhokoľvek živého organizmu. Všetky nové bunky sú tvorené zo starých (materských) buniek. Toto je jedno z hlavných ustanovení bunkovej teórie. Existuje však niekoľko typov rozdelenia, ktoré priamo závisia od povahy týchto buniek..

Rozdelenie prokaryotických buniek

Aký je rozdiel medzi prokaryotickou bunkou a eukaryotickou bunkou? Najdôležitejším rozdielom je nedostatok jadra (čo je vlastne dôvod, prečo sa im hovorí). Neprítomnosť jadra znamená, že DNA je jednoducho v cytoplazme.

Proces vyzerá takto:

replikácia (duplikácia) DNA -> bunka sa predlžuje -> vytvára sa priečny septa -> bunky sa delia a líšia

Eukaryotické bunkové delenie

Život akejkoľvek bunky pozostáva z 3 fáz: rast, príprava na rozdelenie a vlastne rozdelenie.

Ako sa pripravuje na rozdelenie?

Toto obdobie prípravy na štiepenie sa nazýva INTERFASE.

Interfáza pozostáva z troch období: presyntetická alebo postmitotická, - G1, syntetické - S, postsyntetické alebo premitotické, - G2.

  • Po prvé, bunka rastie - toto je presyntetické obdobie
  • po druhé, molekula DNA sa zdvojnásobuje - toto je syntetické obdobie
  • po tretie, proteín sa syntetizuje a akumuluje, akumuluje sa energia, centrály sa zdvojnásobia - postsyntetická perióda.

amitóza

Priame alebo binárne delenie buniek

Je to najúspornejšia (z hľadiska energie) metóda delenia buniek.

Kľúčové vlastnosti:

  • jadro je rozdelené pásom;
  • štiepne vreteno nie je tvorené;
  • distribúcia DNA medzi bunkami je ľubovoľná.

Pri takomto „nepresnom“ delení môžu vzniknúť viacjadrové bunky. Je logické, že pri takomto rozdelení je hlavnou vecou počet nových buniek a rýchlosť ich formovania, a nie ich „kvalita“. Preto je logické, že je charakteristický buď pre najjednoduchšie jednobunkové organizmy, alebo pre špecializované bunky - alebo pre bunky, ktoré musia potom odumrieť - kôra rastlín, počas zhubných procesov atď..

mitosis

Nepriame bunkové delenie, nie sexuálne delenie

Je to hlavný spôsob delenia eukaryotických somatických buniek (buniek tela).

Existujú 4 fázy mitózy:

(pod každou fázou je vzorec, kde n je počet chromozómov, C je DNA)

Profáza
(2n4C)

  • Najdlhšia fáza bunkového delenia. Bichromatidové chromozómy kondenzujú, zahusťujú a spiralizujú. Všeobecne je schopnosť vidieť chromozómy výsledkom pozorovania profázy bunky;
    jadrový obal sa rozpustí;
    jadro zmizne;
  • Centrioly (v živočíšnych bunkách) sa líšia k rôznym pólom bunky, z mikrotubúl sa začína tvoriť vreteno delenia - druh „koľajníc“, pozdĺž ktorých sa chromozómy budú pohybovať k pólom bunky..

metafáz

(2n4C)

(V tejto fáze sú najlepšie vidieť chromozómy pod svetelným mikroskopom)

  • Vytvorí sa „rovina“, v ktorej budú umiestnené chromozómy - rovina metafázy
  • mikrotubuly „zvoľte špecializáciu“ - centrosomálny - úsek z jedného pólu bunky do druhého, chromozóm - sú spojené s centromerami (jadrámi) chromozómov.
  • Bichromatidové chromozómy sú mikrotubuly vytiahnuté do stredu bunky - zdá sa, že sa zarovnávajú pozdĺž rovníka.

anafáze
(4n4C)

  • najkratšia fáza trvania
  • centroméry sú rozdelené na dve časti
  • rozdelenie dvuhromatidových chromozómov na monochromatidové chromatidy a tieto sestry chromatidy sa líšia v rôznych častiach bunky.

telofázy
(4n4C -> 2 x 2n2C)

  • chromozómy (jednochromatidové) sa uvoľňujú (despiralizujú), už ich nemožno vidieť v mikroskope
  • dôjde k deštrukcii (rozpusteniu) nití štiepneho vretena
  • okolo jadra chromozómu v každej časti bunky sa začína tvoriť jadrový obal a jadrá,
  • vreteno delenia je zničené a dochádza k zúženiu, ktoré rozdelí deliacu materskú bunku na dve nové dcérske bunky (cytokinéza).

Majte na pamäti, že mitotické bunkové delenie je charakteristické pre somatické bunky (asexuálne, telové bunky) - spočiatku majú dvojitú chromozómy DIPLOID. Výsledkom mitózy sú dve nové bunky, z ktorých každá má rovnakú diploidnú súpravu.

Mitóza poskytuje:

  • zachovanie chromozómovej sady počas delenia buniek - tvorba nových buniek, ktoré sú úplne identické s matkou;
  • zvýšenie celkového počtu buniek v tele (rast tela, transformácia zygoty na blastulu)
  • obnova tela (regenerácia)
  • vegetatívna rozmnožovanie a rozmnožovanie najjednoduchších organizmov
  • obnova tela (náhrada zastaraných buniek)
  • v spórových rastlinách - klíčenie spór do gametofytov a tvorba gamét gametofytmi

Pri skúškach sa od nich často požaduje, aby uviedli počet chromozómov a DNA v každej fáze.

Podrobne sme o tom čítali>.

Bunkové delenie. mitosis

Všetky bunky v našom tele sú tvorené z jednej pôvodnej bunky (zygota) prostredníctvom viacerých divízií. Vedci zistili, že počet takýchto divízií je obmedzený. Úžasná vernosť bunkovej reprodukcie je zabezpečená mechanizmami doladenými na miliardy rokov vývoja. Ak dôjde k zlyhaniu v systéme bunkového delenia, potom sa telo stane nezvratným. V tejto lekcii sa dozviete, ako sa bunky množia. Po prečítaní hodiny môžete samostatne študovať tému „Bunkové delenie. Mitóza “, zoznámte sa s mechanizmom bunkového delenia. Dozviete sa, ako postupuje delenie buniek (karyogenéza a cytogenéza), ktoré sa nazýva „mitóza“, aké fázy obsahuje a akú úlohu hrá v reprodukcii a živote organizmov..

Téma: Bunková úroveň

Lekcia: Bunkové delenie. mitosis

úvod

Téma hodiny: „Delenie buniek. mitosis ".

Americký biológ a laureát Nobelovej ceny G. J. Miller napísal: „Každú sekundu v našom tele sa stovky miliónov neživých, ale veľmi disciplinovaných malých balerín zbližujú, rozptyľujú, zarovnávajú a rozptyľujú rôznymi smermi, ako napríklad tanečníci pri plese s komplexným pasom. tancovať. Tento najstarší tanec na Zemi je Dance of Life. V takýchto tancoch bunky tela dopĺňajú svoje rady a my rastieme a existujú “.

Bunkový cyklus

Jedna z hlavných príznakov živých vecí - samopreprodukcia - je určená na bunkovej úrovni. Počas mitotického delenia sa tvoria dve dcérske bunky z jednej rodičovskej bunky, ktorá zaisťuje kontinuitu života a prenos dedičných informácií..

Život bunky od začiatku jedného delenia do nasledujúceho delenia sa nazýva bunkový cyklus (obr. 1)..

Interval medzi delením buniek sa nazýva medzifázový..

Obr. 1. Cyklus buniek (proti smeru hodinových ručičiek - zhora nadol) (zdroj)

Fázy bunkového delenia

Eukaryotické delenie buniek možno rozdeliť do dvoch stupňov. Najskôr dochádza k nukleárnemu deleniu (karyogenéza) a potom k deleniu cytoplazmy (cytogenéza)..

Obr. 2. Pomer interfázy a mitózy v bunkovom živote (zdroj)

Interphase

Interfáza bola objavená v 19. storočí, keď vedci študovali morfológiu buniek. Prístrojom na štúdium bunky bol svetelný mikroskop a najvýraznejšie zmeny v štruktúre buniek sa vyskytli počas delenia. Stav bunky medzi dvoma divíziami sa nazýva „medzifáza“ - medzifázová fáza.

Najdôležitejšie procesy v živote bunky (napríklad transkripcia, translácia a replikácia) sa vyskytujú práve počas interfázy.

Bunka strávi 1 až 3 hodiny na rozdelenie a fáza môže trvať od 20 minút do niekoľkých dní.

Interfáza (na obrázku 3 - I) pozostáva z niekoľkých medzifáz:

Obr. 3. Fázy bunkového cyklu (zdroj)

Fáza G1 (fáza počiatočného rastu - presyntetická): dochádza k transkripcii, translácii a syntéze proteínov;

S-fáza (syntetická fáza): dochádza k replikácii DNA;

G2-fáza (postsyntetická fáza): bunka je pripravená na mitotické delenie.

Diferencované bunky, ktoré sa už nedelili, postrádajú fázu G2 a môžu byť spiace vo fáze G0.

Pred začiatkom jadrového delenia kondenzuje chromatín (ktorý v skutočnosti obsahuje dedičné informácie) a premieňa sa na chromozómy, ktoré sú viditeľné vo forme vlákien. Názov bunkového delenia: „mitóza“, čo znamená „vlákno“.

Mitosis. Fázy mitózy

Mitóza - nepriame bunkové delenie, pri ktorom sú dve dcérske bunky tvorené z jednej originálnej bunky s rovnakou sadou chromozómov ako v materskej bunke..

Tento proces zaisťuje zväčšenie buniek, rast a regeneráciu organizmov.

V jednobunkových organizmoch mitóza poskytuje nepohlavnú reprodukciu.

Proces delenia mitózou prebieha v 4 fázach, počas ktorých sú kópie dedičných informácií (sesterské chromozómy) rovnomerne rozdelené medzi bunky (obr. 2)..

Profáza. Chromozómy sú spiralizované. Každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov. Jadrový obal sa rozpúšťa, rozdeľuje a rozdeľuje na póly centiolov. Štiepne vreteno sa začína tvoriť - systém proteínových filamentov pozostávajúci z mikrotubulov, z ktorých niektoré sa pripájajú k chromozómom, niektoré siahajú od stredu do druhého.
Metafáz. Chromozómy sú umiestnené v rovine bunkového rovníka.
Anafáze. Chromatidy, ktoré tvoria chromozómy, sa líšia od pólov bunky a stávajú sa novými chromozómami.
Telofázy. Začína sa despiralizácia chromozómov. Tvorba jadrovej membrány, septa buniek, tvorba dvoch dcérskych buniek.

Obr. 4. Fázy mitózy: profáza, metafáza, anafáza, telopáza (zdroj)

Profáza

Prvou fázou mitózy je profáza. Pred začiatkom delenia počas syntetického obdobia interfázy sa zdvojnásobil počet nosičov dedičných informácií - transkripcia DNA.

Potom sa DNA kombinuje s proteínmi-histónmi a maximálne špirálami, čím sa tvoria chromozómy. Každý chromozóm pozostáva z dvoch sesterských chromatidov, ktoré sú spojené centromérou (pozri video). Chromatidy sú navzájom celkom presné kópie - genetický materiál (DNA) chromatidov sa kopíruje počas syntetického obdobia interfázy..

Množstvo DNA v bunkách je označené 4c: po replikácii v syntetickom období interfázy sa stáva dvakrát tak veľkým ako počet chromozómov, ktorý je označený 2n..

V profázii sú zničené jadrová membrána a nukleoly. Centrioly sa rozchádzajú na póly bunky a pomocou mikrotubúl začínajú tvoriť deliace vreteno. Na konci profázy jadrový obal úplne zmizne.

metafáz

Druhou fázou mitózy je metafáza. V metafáze sú chromozómy pripojené centromérami k vláknam vretenového vretena, ktoré sa tiahnu od centiolov (pozri video). Mikrotubuly sa začínajú vyrovnávať na dĺžku, v dôsledku čoho sú chromozómy zarovnané v centrálnej časti bunky - na jej rovníku. Keď sú centroméry vzdialené od pólov, ich pohyb sa zastaví..

Vo svetelnom mikroskope vidíte metafázovú platňu, ktorá je tvorená chromozómami umiestnenými na rovníku bunky. Metafáza a nasledujúca anafáza poskytujú rovnomerné rozdelenie dedičných informácií o sesterských chromatidoch medzi bunkami.

anafáze

Ďalšou fázou mitózy je anafáza. Je najkratšia. Chromozómové centroméry sa delia a každý z oslobodených sesterských chromatidov sa stáva nezávislým chromozómom.

Závity štiepneho vretena oddeľujú sestry chromatidov od pólov bunky.

V dôsledku anafázy sa na póloch zhromažďuje rovnaký počet chromozómov ako v pôvodnej bunke. Množstvo DNA v póloch bunky sa rovná 2C a počet chromozómov (sesterských chromatidov) - 2n.

telofázy

Posledným štádiom mitózy je telopáza. Okolo chromozómov (sesterských chromatidov) zhromaždených na póloch bunky sa začína tvoriť jadrová obálka. V bunke sa na póloch objavia dve jadrá.

Uskutočňuje sa proces reverznej na profázu: DNA a chromozómové proteíny sa začínajú dekondenzovať a chromozómy už nie sú viditeľné pod svetelným mikroskopom, vytvárajú sa jadrové membrány, vytvárajú sa jadrá, v ktorých začína transkripcia, vlákna štiepnych vretien zmiznú.

Koniec telopázy sa časovo zhoduje s rozdelením tela materskej bunky - cytokinéza.

cytokineze

Ďalej je bunka rozdelená: medzi nové jadrá umiestnené na póloch bunky sú organely rovnomerne distribuované, vytvára sa septum bunkovej membrány (plazmalema).

cytokineze

Distribúcia cytoplazmy v rastlinných a živočíšnych bunkách prebieha rôznymi spôsobmi. V rastlinných bunkách je namiesto metafázovej platne vytvorená bunková stena, ktorá bunku delí na dve dcérske bunky. Ide o štiepne vreteno s vytvorením špeciálnej štruktúry - fagmoplastu. Živočíšne bunky sa delia a vytvárajú zúženie.

V dôsledku mitózy sa tvoria dve bunky, ktoré sú geneticky totožné s originálom, hoci každá z nich obsahuje iba jednu kópiu dedičných informácií materskej bunky. Kopírovanie dedičných informácií prebieha počas syntetického obdobia interfázy.

Niekedy nedôjde k rozdeleniu cytoplazmy, vytvárajú sa dve alebo viacjadrové bunky.

Celý proces mitotického delenia trvá od niekoľkých minút do niekoľkých hodín, v závislosti od druhovej charakteristiky živých organizmov.

Biologický význam mitózy

Biologický význam mitózy spočíva v udržiavaní konštantného počtu chromozómov a genetickej stabilite organizmov.

Okrem mitózy existujú aj iné typy delenia..

Takmer všetky eukaryotické bunky majú takzvané priame delenie - amitózu.

Počas amitózy nedochádza k tvorbe deliaceho vretena a chromozómov. Distribúcia genetického materiálu je náhodná.

Bunky spravidla delia a dokončujú svoj životný cyklus amitózou. Napríklad kožné epitelové bunky alebo ovariálne folikulové bunky. Amitóza sa vyskytuje aj v patologických procesoch, napríklad pri zápaloch alebo zhubných nádoroch..

Prerušenie mitózy

Správny priebeh mitózy môže byť ovplyvnený vonkajšími faktormi. Röntgenové lúče môžu napríklad rozbiť chromozómy. Potom sa obnovia pomocou špeciálnych enzýmov. Môžu sa však vyskytnúť chyby. Látky, ako sú alkoholy a étery, môžu narušiť pohyb chromozómov k pólom bunky, čo vedie k nerovnomernej distribúcii chromozómov. V týchto prípadoch bunka zvyčajne zomrie..

Existujú látky, ktoré ovplyvňujú vreteno delenia, ale neovplyvňujú distribúciu chromozómov. V dôsledku toho sa jadro nedelí a jadrový obal spojí všetky chromozómy, ktoré mali byť rozdelené medzi nové bunky. Vytvoria sa bunky s dvojnásobnou sadou chromozómov. Takéto organizmy s dvojitou alebo trojnásobnou sadou chromozómov sa nazývajú polyploidy. Spôsob získavania polyploidov sa v šľachtení bežne používa na vytváranie rezistentných odrôd rastlín..

Zhrnutie lekcie

Lekcia diskutovala bunkové delenie mitózou. V dôsledku mitózy sa spravidla tvoria dve bunky, ktoré sú z hľadiska množstva a kvality genetického materiálu identické s materskou bunkou..

Domáca úloha

1. Čo je to bunkový cyklus? Aké fázy to tvoria?

2. Ktorý proces sa nazýva mitóza?

3. Čo sa stane s bunkou počas mitózy?

4. Opíšte každú fázu mitózy. Aký je biologický význam mitotického delenia?

5. Diskutujte s rodinou a priateľmi o dôležitosti mitózy a jej vzťahu k rastu a vývoju mnohobunkových organizmov, zdraviu a očakávanej dĺžke ľudského života..

Ďalšie odporúčané odkazy na internetové zdroje

3. Vedecký a vzdelávací portál „Celá biológia“ (zdroj).

5. Trifonov E.V. Ľudská pneumopsychosomatológia. Rusko-anglicko-ruská encyklopédia (zdroj).

6. Miesto učiteľa chémie a biológie (zdroj).

Zoznam odkazov

1. Mamontov S.G., Zakharov VB, Agafonova I.B., Sonin N.I. Biology. Všeobecné vzorce. - M.: Bustard, 2009.

2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biology. Úvod do všeobecnej biológie a ekológie. Učebnica pre 9. ročník. 3. vydanie, Stereotype. - M.: Bustard, 2002.

3. Ponomareva IN, Kornilova OA, Chernova NM. Základy všeobecnej biológie. 9. ročník: Učebnica pre študentov 9. ročníka vzdelávacích inštitúcií / vyd. prof. I.n. Ponomarev. - 2. vydanie. revidovanej - M.: Ventana-Graf, 2005.

Ak nájdete chybu alebo nefunkčný odkaz, dajte nám vedieť - prispejte k rozvoju projektu.

Životná činnosť bunky. Odpovede na otázky

Odpovede na otázky za odsekom: Životná činnosť bunky

Otázka 1. Ako môžete pozorovať pohyb cytoplazmy?

Cytoplazmatický pohyb je možné pozorovať v listových bunkách Elodea pod mikroskopom. Zelené plastidy (chloroplasty) sa hladko pohybujú s cytoplazmou v jednom smere pozdĺž bunkovej membrány. Ich pohybom sa dá posúdiť pohyb cytoplazmy..

Otázka 2. Aký je význam pohybu cytoplazmy v bunkách pre rastliny?

Pohyb cytoplazmy uľahčuje pohyb živín a vzduchu v bunkách. Čím aktívnejšia je životná aktivita bunky, tým vyššia je rýchlosť pohybu jej cytoplazmy.

Otázka 3. Z čoho sú všetky rastlinné orgány vyrobené?

Všetky rastlinné orgány sú tvorené tkanivami a tkanivá sú tvorené bunkami.

Otázka 4. Prečo sa bunky, ktoré tvoria rastlinu, neoddeľujú?

Medzi membránami susedných buniek je špeciálna medzibunková látka, ktorá zabraňuje separácii buniek. Bunky sa disociujú, ak je zničená medzibunková látka.

Otázka 5. Ako vstupujú látky do živej bunky??

Látky potrebné pre životne dôležitú aktivitu buniek ich vstupujú cez bunkovú membránu vo forme roztokov z iných buniek, medzibunkových priestorov a prostredia. Obal živej bunky je priepustný pre niektoré látky a pre iných nepreniknuteľný. Obal si zachová túto vlastnosť polopriepustnosti, pokiaľ je bunka nažive..

Otázka 6: Ako sa delí bunky?

Pred bunkovým delením dochádza v jeho jadre k duplikácii chromozómov. Potom zmizne jadro (jadrá), nukleárny obal je zničený. Duplikované chromozómy sú zreteľne viditeľné. Počas delenia sa kópie chromozómov líšia v rôznych póloch bunky. Každá z týchto dvoch nových buniek má rovnaký počet chromozómov ako v materskej bunke. Všetok obsah je rovnomerne distribuovaný medzi dve nové bunky. Rozdelenie je ukončené obnovením jadrových membrán, jadier v mladých bunkách a vytvorením membrány medzi nimi.

Otázka 7. Čo vysvetľuje rast rastlinných orgánov?

Rastlinné orgány rastú v dôsledku delenia a rastu buniek.

Otázka 8. Kde sú chromozómy v bunke??

V jadre bunky sa nachádzajú chromozómy.

Otázka 9. Akú úlohu hrajú chromozómy?

Chromozómy prenášajú dedičné vlastnosti z rodičovskej bunky na dcéru.

Otázka č. 10: Prečo majú bunky konštantný počet chromozómov??

Bunky majú konštantný počet chromozómov, pretože pred rozdelením každého chromozómu zdvojnásobí (vytvorí kópiu pre seba). Twin chromozómy, jeden z každého páru, sa líšia k pólom bunky. Potom sa bunka rozdelí na dve časti a výsledkom je, že obidve dcérske bunky majú opäť pôvodný počet chromozómov..

Otázka 11. Ako sa odlišuje mladá bunka od starej bunky??

Mladé bunky obsahujú veľa malých vakuol. Jadro mladej bunky je umiestnené v strede. Stará bunka má obvykle jeden veľký vakuol, takže cytoplazma, v ktorej je umiestnené jadro, prilieha k bunkovej membráne. Mladé bunky, na rozdiel od starých, sú schopné sa rozdeliť.

Ako dochádza k deleniu buniek?

Delenie buniek možno rozdeliť na prípravu na rozdelenie a samotné rozdelenie..

V najjednoduchších (prokaryotických) bunkách nastane najprv predĺženie, potom sa vytvorí septum, potom sa pozdĺž neho rozdelia dve bunky..

V najjednoduchších eukaryotoch sa používa amitóza (DNA replikácia do dvoch častí bunky, ktoré sa potom od seba líšia).

V zložitejších prípadoch je izolovaná mitóza a meióza. Počas mitózy prebiehajú všetky procesy nepretržite, ale kvôli prehľadnosti sú rozdelené do fáz. Najprv sa chromozómy spiralizujú, potom sa vytvorí deliace vreteno, ktoré sa tiahne k pólom bunky. Ďalej sa chromozómy odvíjajú a napučiavajú, deliace vreteno sa ničí a na koncoch bunky okolo bývalých koncov vretena sa tvoria jadrá. Nakoniec sa v živočíšnych bunkách membrána začína zložiť dovnútra, až kým sa bunka nerozbije na dve časti (v rastlinných bunkách sa z fragmentov vretena vytvorí sudovitý fagmoplast, ktorý v dôsledku zosilnenia Golgiho komplexu bublinami rozbije bunku na polovicu)..

Pri meióze je počet chromozómov znížený na polovicu.

Mitóza a meióza

Životný cyklus buniek (bunkový cyklus)

Od okamihu, keď sa bunka objaví až do svojej smrti v dôsledku apoptózy (programovaná bunková smrť), jej životný cyklus pokračuje nepretržite.

Ďalej budeme používať genetický vzorec bunky, kde „n“ je počet chromozómov a „c“ je počet DNA (chromatidov). Dovoľte mi pripomenúť, že každý chromozóm môže obsahovať jednu molekulu DNA (jednu chromatid) (nc) alebo dve (n2c).

Bunkový cyklus zahŕňa niekoľko fáz: delenie (mitóza), postmitotické (presyntetické), syntetické, postsyntetické (premitotické) obdobie. Posledné tri obdobia tvoria medzifázovú prípravu na bunkové delenie.

Poďme analyzovať periódy interfázy podrobnejšie:

    Postmitotické obdobie G1 - 2n2c

Ribozómy sa intenzívne tvoria, syntetizuje sa ATP a všetky typy RNA, enzýmy, mitochondriá sa delia, bunka rastie.

Syntetické obdobie S - 2n4c

Trvá 6-10 hodín. Najdôležitejšou udalosťou tohto obdobia je zdvojnásobenie DNA, výsledkom čoho je, že na konci syntetického obdobia sa každý chromozóm skladá z dvoch chromatidov. Štrukturálne proteíny DNA - históny sa aktívne syntetizujú.

Premitotické obdobie G2 - 2n4c

Krátke, trvanie 2-6 hodín. Bunka tento čas trávi prípravou na ďalší proces - syntetizujú sa bunkové delenie, syntetizujú sa proteíny a ATP, centrály sa zdvojnásobia.

Mitóza (grécka μίτος - vlákno)

Mitóza je nepriama metóda delenia buniek, najbežnejšia medzi eukaryotickými organizmami. Trvanie je asi 1 hodina. Bunka sa pripravuje na mitózu počas interfázového obdobia syntézou proteínov, ATP a zdvojnásobením molekuly DNA v syntetickom období..

Mitóza pozostáva zo 4 fáz, ktoré budeme ďalej podrobne skúmať: profáza, metafáza, anafáza, telopáza. Dovoľte mi pripomenúť, že bunka vstupuje do mitózy zdvojnásobeným (v syntetickom období) množstvom DNA. Uvažujeme o mitóze na príklade bunky so sadou chromozómov a DNA 2n4c.

  • Beztvarý chromatín v jadre sa začína zhromažďovať do zreteľne štruktúrovaných štruktúr - chromozómov - k tomu dochádza v dôsledku spiralizácie DNA (pamätajte na môj príklad asociácie chromozómu so pradienkou nite).
  • Jadrová membrána sa rozpadá, chromozómy sa nachádzajú v cytoplazme bunky
  • Centrály sa pohybujú k pólom bunky, vytvárajú sa stredy vretena deliaceho čela

DNA je maximálne stočená do chromozómov, ktoré sú umiestnené na rovníku bunky. Každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov spojených centromérou (kinetochore). Vlákna vretenového vretena sa pripájajú k chromozómovým centromérom (presnejšie sa pripájajú k kinometrochore centromér)..

Najkratšia fáza mitózy. Chromozómy pozostávajúce z dvoch chromatidov sa rozkladajú na samostatné chromatidy. Vretenové vlákna ťahajú chromatidy (synonymum - dcérske chromozómy) k pólom bunky.

V tejto fáze dosahujú chromatidy (dcérske chromozómy) póly bunky.

  • Začína sa proces despiralizácie DNA, chromozómy miznú a stávajú sa chromatínom (nezabudnite na súvislosť s pradenou niťou)
  • Objaví sa jadrový obal, vytvorí sa jadro
  • Závity štiepneho vretena sú zničené

V telopáze dochádza k deleniu cytoplazmy - cytokineze (cytotómia), v dôsledku čoho sa tvoria dve dcérske bunky so sadou 2n2c. V živočíšnych bunkách sa cytokinéza uskutočňuje kontrakciou cytoplazmy, v rastlinných bunkách - tvorbou hustej bunkovej steny (ktorá rastie zvnútra von)..

Dcérske bunky 2n2c vytvorené v telophase vstupujú do postmitotického obdobia. Potom, v syntetickom období, v ktorom dochádza k duplikácii DNA, potom sa každý chromozóm skladá z dvoch chromatidov - 2n4c. Bunka so sadou 2n4c vstupuje do profázy mitózy. Týmto spôsobom je bunkový cyklus uzavretý.

Biologický význam mitózy je veľmi významný:

  • V dôsledku mitózy sa tvoria dcérske bunky - genetické kópie (klony) matky.
  • Mitóza je univerzálny spôsob asexuálnej reprodukcie, regenerácie a postupuje rovnakým spôsobom vo všetkých eukaryotoch (jadrových organizmoch)..
  • Univerzálnosť mitózy je ďalším dôkazom jednoty celého organického sveta.

Pokúste sa nezávisle pamätať na fázy mitózy a opísať udalosti, ktoré sa v nich vyskytujú. Venujte osobitnú pozornosť stavu chromozómov, zdôraznite, koľko molekúl DNA (chromatidov) obsahuje.

meióza

Meióza (z gréckeho μείωσις - redukcia) alebo redukcia bunkových delení je metóda delenia buniek, pri ktorej sa v nich dedí materiál (počet chromozómov) na polovicu. Meióza sa vyskytuje počas tvorby zárodočných buniek (gamét) u zvierat a spór u rastlín.

V dôsledku meiózy sú haploidné bunky (n) získané z diploidných buniek (2n). Meióza pozostáva z dvoch po sebe nasledujúcich divízií, medzi ktorými prakticky neexistuje žiadna pauza. Zdvojnásobenie DNA pred vznikom meiózy v syntetickom období interfázy (ako pri mitóze).

Ako už bolo uvedené, meióza pozostáva z dvoch častí: meióza I (redukcia) a meióza II (rovnica). Prvá divízia sa nazýva redukcia (latinská reduktio - pokles), pretože na konci delenia je počet chromozómov na polovicu. Druhá divízia - rovnica (latinská aequatio - ekvalizácia) je veľmi podobná mitóze.

Začnime študovať prvú divíziu meiózy. Za základ vezmeme bunku s dvoma chromozómami a zdvojnásobeným (v syntetickom období interfázy) množstvom DNA - 2n4c.

    Meióza profáza I

Okrem procesov typických pre profázu (DNA špirálovitá do chromozómov, deštrukcia jadrového obalu, presun centiolov k pólom bunky) sa vyskytujú dva dva najdôležitejšie procesy vo fáze I: konjugácia a kríženie.

Konjugácia (latinská konjugácia - spojenie) - vzájomné zblíženie homológnych chromozómov. Homológne chromozómy sú chromozómy, ktoré si navzájom zodpovedajú veľkosťou, tvarom a štruktúrou. V dôsledku konjugácie vznikajú komplexy pozostávajúce z dvoch chromozómov - bivalenty (lat.bi - double a valens - strong).

Po konjugácii je možný nasledujúci proces - kríženie (z anglického kríženia), počas ktorého dochádza k výmene rezov medzi homológnymi chromozómami.

Prekročenie je najdôležitejším procesom, v ktorom dochádza k rekombináciám génov, čo vytvára jedinečný materiál pre vývoj, následný prirodzený výber. Prekročenie vedie k genetickej diverzite potomstva.

Bivalenty (komplexy dvoch chromozómov) sa usporiadajú pozdĺž rovníka bunky. Vytvorí sa štiepne vreteno, ktorého vlákna sú pripojené k centromere (kinetochore) každého chromozómu, ktorý tvorí bivalentný.

Vretenové vlákna sa sťahujú, v dôsledku čoho sa bivalenty rozkladajú na samostatné chromozómy, ktoré sú priťahované k pólom bunky. Výsledkom je, že na každom póle sa vytvára haploidná súprava budúcej bunky - n2c, vďaka ktorej sa meióza I nazýva redukčné delenie..

Objavuje sa cytokinéza - rozdelenie cytoplazmy. Dve bunky sú tvorené haploidnou sadou chromozómov. Veľmi krátka fáza po meióze I je nahradená novou divíziou - meióza II.

Meióza II je veľmi podobná mitóze vo všetkých fázach, takže ak niečo zabudnete: pozrite sa na tému mitózy. Hlavný rozdiel medzi meiózou II a meiózou I je v tom, že v anafáze meiózy II nie sú chromozómy, ale chromatidy (dcérske chromozómy) odlišné od pólov bunky..

V dôsledku meiózy I a meiózy II sme získali haploidnú bunku nc z diploidnej bunky 2n4c. Toto je podstata meiózy - tvorba haploidných (pohlavných) buniek. Pri štúdiu gametogenézy si stále musíme pamätať na súbor chromozómov a DNA v rôznych fázach meiózy, v dôsledku čoho sa tvoria spermie a vajíčka - pohlavné bunky (gaméty)..

Teraz vezmeme bunku so 4 chromozómami. Pokúste sa opísať sami fázy a fázy, ktorými prechádza počas meiózy. Hovorte a pochopte množinu chromozómov v každej fáze.

Pamätajte, že k duplikácii DNA dochádza v syntetickom období pred meiózou. Z tohto dôvodu vidíte už na začiatku meiózy zvýšený počet - 2n4c (4 chromozómy, 8 molekúl DNA). Chápem, že chcem napísať 4n8c, ale toto je nesprávny zápis!) Koniec koncov, naša pôvodná bunka je diploidná (2n), nie tetraploidná (4n);)

Je teda čas diskutovať o biologickom význame meiózy:

  • Udržuje konštantný počet chromozómov vo všetkých generáciách, zabraňuje zdvojnásobeniu počtu chromozómov
  • V dôsledku kríženia vznikajú nové kombinácie génov, ktoré zabezpečujú genetickú diverzitu zloženia gamét
  • Potomstvo s novými vlastnosťami - materiál pre vývoj, ktorý prechádza prirodzeným výberom
Binárne štiepenie na dve

Mitóza a meióza sú možné iba v eukaryotoch, ale čo prokaryoty - baktérie? Vynašli trochu inak a rozdelili binárne štiepenie na dve. Nachádza sa nielen v baktériách, ale aj v mnohých jadrových organizmoch: améba, ciliates, zelená euglena..

Za priaznivých podmienok sa baktérie delia každých 20 minút. Ak podmienky nie sú také priaznivé, trávi sa viac času rastom a vývojom, hromadením živín. Rozstup kliešťov sa predĺži.

Amitóza (z gréčtiny ἀ - častice negácie a μίτος - vlákno)

Metóda priameho delenia buniek, pri ktorej nedochádza k tvorbe deliaceho vretena a rovnomernému rozdeleniu chromozómov. Bunky sa delia priamo zúžením, dedičný materiál sa distribuuje „rovnako šťastne ako ktokoľvek“ - náhodne.

Amitóza sa vyskytuje v rakovinových (nádorových) bunkách, zápalové zmeny, v starých bunkách.

© Bellevich Yuri Sergeevich 2018-2020

Tento článok napísal Jurij Sergeevič Bellevich a je jeho duševným vlastníctvom. Kopírovanie, distribúcia (vrátane kopírovania na iné stránky a zdroje na internete) alebo akékoľvek iné použitie informácií a predmetov bez predchádzajúceho súhlasu držiteľa autorských práv je trestné podľa zákona. Ak chcete získať materiály k článku a povolenie na ich použitie, pozrite si prosím časť Bellevich Yuri.