Kaj je mitoza? Vrednost biološkega procesa

V biologiji je veliko zanimivih in skrivnostnih tem, ena izmed njih pa je struktura celice in procesi njene življenjske dejavnosti. V poznavanju celice velja, da je njena delitev najbolj zanimiv dogodek. Kaj je mitoza (delitev), kaj je njeno bistvo in pomen? O tem govoru v tem članku.

Vrste razmnoževanja celic

Razmnoževanje je sestavni del vsega življenja na našem planetu. Ta lastnost je neločljivo povezana z vsemi živimi organizmi in celicami kot najmanjšo strukturno enoto organizma. Obstajajo naslednje vrste delitev celic :

• Mitoza je ne-spolna delitev celic ali delitev na pol.
• Mejoza je delitev, v kateri se zmanjšuje število kromosomov. Tako nastanejo spolne celice - gamete s polovico kromosomov.
• Endomitoza - v tem primeru se v jedru pojavlja reduplikacija (podvojitev) kromosomov, celica se ne deli, ampak se povečuje. Eden od načinov poliploidije je večkratno povečanje diploidnega sklopa kromosomov.
• Politenia - delitev celic se ne pojavi, število kromonemov v kromosomih se poveča. Prav tako vodi do poliploidije in povečanja jedra in citoplazme.
  

Celični ciklus

Za razmnoževanje celic je potrebna replikacija (podvojitev) DNK, saj je možna le delitev celic na dve enaki hčerinski celici. To je mitoza (mitoza, od grščine. Mitos - nit) - način delitve celic z natančno ločitvijo genskega materiala med hčerinskimi celicami. Istočasno se proces replikacije genskega materiala in njegova porazdelitev med hčerinske celice časovno ločita.

Obdobje pred mitozo celice imenujemo interfaza. V tem obdobju pride do replikacije DNK.

Čas med delitvijo (mitoza) ali celično smrtjo se imenuje celični ciklus.

Medfazno obdobje je najdaljše v celičnem ciklusu. Zagotavlja kopičenje energijskih in strukturnih komponent, ki bodo potrebne za delitev, in sintezo nukleotidov, ki so potrebni za razmnoževanje deoksiribonukleinske kisline.

Citološki proces

Utemeljitev dveh identičnih materinskih celic je mitoza. Ta vrsta delitve je značilna za vse somatske celice večceličnega organizma in je postala ena od metod ne-spolne reprodukcije enojnih celic. Proces mitoze je razdeljen na štiri faze, ki sledijo drug drugemu. Faze se ločijo glede na fizikalno-kemijsko stanje citoplazme ter lokacijo in videz kromosomov. Trajanje in značilnosti teh faz so različne za različne tipe celic, vendar zaporedje in glavne značilnosti ostajajo nespremenjene za vsako mitozo. Kakšne so stopnje te vrste delitve in kakšne so njihove razlike, razmislite o naslednjem.

Prva faza je profaza.

Na tej stopnji je spiralo kromosomov (kondenzacija in zbijanje), ki sta se v interfazi podvojili. V tej fazi kromosomi postanejo vidni v svetlobnem mikroskopu. Citoplazma celice postane viskozna, membrane jedra se uničijo, centriole pa tvorijo delitveno vreteno - to je sistem mikrotubul iz tubulinske beljakovine, ki se razteza od polov celice do ekvatorja. To je vreteno delitve, ki bo odgovorno za jasno divergenco kromosomov.

Metafaza in anafaza - naslednje faze mitoze

Kaj se zgodi potem? Ti dve fazi sta najpomembnejši pri delitvi celic. V metafazi se kromosomi nahajajo na ekvatorju celice in tvorijo ekvatorialno ploščo, ki se imenuje starševska zvezda. Vsak kromosom je pritrjen na mikrotubule vretena delitve s centromerami. V anafazi začnejo niti miofibrilov, ki fiksirajo vreteno delitve, začeti strjevati in raztezati kromatide do polov celice. Anafaza se imenuje faza hčerinskih zvezd. Pred koncem anafaze je na vsakem polu sestavljen diploidni sklop kromosomov.

Končna faza mitoze

Imenuje se telofaza. V tej fazi se začne proces citokineze - fizična delitev celic. Kromosomi na polih despiralizirajo (odvijte in se vežejo na beljakovine), nastanejo jedrska ovojnica in pas, ki celico razdelita na dve. V rastlinski celici se ta zožitev oblikuje iz znotrajcelične plošče, v živalskih celicah pa se ločitev pojavi zaradi nastanka delitvenega žleba.

Trajanje faze in regulacija procesov

Trajanje te delitve je različno za različne tipe celic. V živalskih celicah traja 30-60 minut, v rastlinskih celicah - 2-3 ure. Trajanje faz mitoze je prav tako različno in je odvisno od številnih dejavnikov (velikost celic, ploidnost, okoljski pogoji). Vendar pa so faze daljše delitve, povezane s sintezo snovi, pro- in telofaza. Na primer, v celicah sesalcev, profaza mitoze traja 25-30 minut, metafaza in anafaza sta približno 15 minut, telofaza pa lahko traja do 40 minut. V večcelično telo aktivnost mitotičnih celic nadzoruje nevrohumoralna. V njem sodelujejo živčni sistem in hormoni notranjih sekrecij (npr. Nadledvični hormoni, hipofiza, ščitnica in spolni hormoni). Ko je kršena nevrohumoralna regulacija, pride do spremembe v mitotični aktivnosti, ki jo opazimo v celicah različnih tumorjev.

Kritične točke

Celični cikel je kompleksen proces, ki ga celica strogo nadzoruje. Faze naj bodo strogo ena za drugo, pri čemer je treba dokončati prejšnji korak. Kontrolne točke so točke, ki zagotavljajo prehod v naslednje faze in zagotavljajo točnost prenosa informacij. Razlikujemo tri takšne točke v celičnem ciklu.

Prvi je začetek procesa replikacije DNK in priprave na delitev. Če se na tej točki pojavijo kršitve, bo prišlo do prekinitev DNK in celovitosti kromosomov.

Drugi je preverjanje kakovosti in popolnosti replikacije materiala prednikov. V primeru kršitev na tej točki pride do kršitve kariotipa celic.

Tretji je začetek anafaze mitoze, ko naj bi kromosomi odstopali od polov.

Proučevanje procesov, ki se odvijajo na teh točkah, bo pomagalo izboljšati metode regeneracije tkiv in organov, najti načine za preprečevanje motenj celičnega ciklusa in preprečiti nenadzorovano delitev celic. Kršitve celičnega cikla in patološke mitoze lahko povzroči tudi izpostavljenost strupom ali toksinom, ekstremni dejavniki (pregrevanje, kisikova lakota, ionizirajoče sevanje). Virusne okužbe lahko povzročijo tudi patološko mitozo.

Biološki pomen mitoze

Ta vrsta delitve celic zagotavlja natančen prenos dednih informacij v nizu zaporednih celičnih ciklov. Ta prenos ohranja kariotip (sklop kromosomov) organizmov vsake vrste in stabilnost vrste v procesu evolucije (zgodovinski razvoj).

Vse somatske celice večcelični organizem je mitotično razdeljen, kar zagotavlja rast organizma. Poleg tega je vrednost mitoze v zagotavljanju regeneracije tkiv in organov ter pri nadomestitvi celic. Na primer, kostni mozeg stalno posodablja sestavo krvnih celic.

Mnoge živali in rastline so izbrale ravno takšno metodo ne-spolne reprodukcije (enocelične, črevesne votline in ne samo). Naravni dokazi o popolni identiteti celic, ki jih tvorijo mitoze, so enakovredni dvojčki, ki izvirajo iz ene same zigote, ki jo deli mitoza v zgodnjih fazah embrionalnega razvoja.