Koje su faze kroz koje stanica prolazi tijekom mitoze. Opće karakteristike mitoze. Promjene koje se događaju u pretprofazi

Interfaza je razdoblje između dviju staničnih dioba. U interfazi, jezgra je kompaktna, nema izraženu strukturu, nukleoli su jasno vidljivi. Skup interfaznih kromosoma je kromatin. U sastav kromatina ulaze: DNK, proteini i RNK u omjeru 1:1,3:0,2, kao i anorganski ioni. Struktura kromatina je varijabilna i ovisi o stanju stanice.

Kromosomi nisu vidljivi u interfazi, stoga se njihovo proučavanje provodi elektronskim mikroskopskim i biokemijskim metodama. Interfaza uključuje tri faze: presintetičku (G1), sintetičku (S) i postsintetičku (G2). Simbol G je skraćenica za engleski. jaz - interval; simbol S je skraćenica za engleski. sinteza – sinteza. Razmotrimo ove faze detaljnije.

Presintetski stadij (G1). Svaki se kromosom temelji na jednoj dvolančanoj molekuli DNA. Količina DNA u stanici u predsintetskom stadiju označava se simbolom 2c (od engleskog sadržaja). Stanica aktivno raste i normalno funkcionira.

Sintetski stupanj (S). Dolazi do samoudvostručavanja ili replikacije DNK. Pritom se neki dijelovi kromosoma udvostručuju ranije, a drugi kasnije, odnosno replikacija DNA odvija se asinkrono. Paralelno se događa udvostručenje centriola (ako ih ima).

Postsintetski stadij (G2). Replikacija DNK je završena. Svaki kromosom sadrži dvije dvostruke molekule DNA, koje su točna kopija originalne molekule DNA. Količina DNA u stanici u postsintetskom stadiju označena je simbolom 4c. Sintetiziraju se tvari potrebne za diobu stanica. Na kraju interfaze prestaju procesi sinteze.

Proces mitoze

Profaza je prva faza mitoze. Kromosomi se spiraliziraju i postaju vidljivi pod svjetlosnim mikroskopom u obliku tankih niti. Centriole (ako postoje) divergiraju prema polovima stanice. Na kraju profaze jezgrice nestaju, nuklearna ovojnica se raspada i kromosomi izlaze u citoplazmu.

U profazi se povećava volumen jezgre, a zbog spiralizacije kromatina dolazi do stvaranja kromosoma. Do kraja profaze vidi se da se svaki kromosom sastoji od dvije kromatide. Postupno se nukleoli i nuklearna membrana otapaju, a kromosomi su nasumično smješteni u citoplazmi stanice. Centrioli se kreću prema polovima stanice. Formira se akromatinsko vreteno čije niti idu od pola do pola, a neke su pričvršćene na centromere kromosoma. Sadržaj genetskog materijala u stanici ostaje nepromijenjen (2n2hr).

Riža. 1. Shema mitoze u stanicama korijena luka

Riža. 2. Shema mitoze u stanicama korijena luka: 1 - interfaza; 2,3 - profaza; 4 - metafaza; 5.6 - anafaza; 7,8 - telofaza; 9 - formiranje dviju stanica

Riža. Slika 3. Mitoza u stanicama vrha korijena luka: a - interfaza; b - profaza; c - metafaza; g - anafaza; l, f - rana i kasna telofaza

Metafaza. Početak ove faze naziva se prometafaza. U prometafazi kromosomi su prilično nasumično raspoređeni u citoplazmi. Formira se mitotski aparat koji uključuje diobeno vreteno i centriole ili druga središta organizacije mikrotubula. U prisutnosti centriola mitotski aparat naziva se astralni (kod višestaničnih životinja), a u nedostatku anastralni (kod viših biljaka). Diobno vreteno (akromatinsko vreteno) je sustav tubulinskih mikrotubula u stanici koja se dijeli i osigurava segregaciju kromosoma. Diobeno vreteno sastoji se od dvije vrste filamenata: polarnih (potpornih) i kromosomskih (povlačećih).

Nakon formiranja mitotičkog aparata, kromosomi se počinju pomicati u ekvatorijalnu ravninu stanice; ovo kretanje kromosoma naziva se metakineza.

U metafazi su kromosomi maksimalno spiralizirani. Centromeri kromosoma nalaze se u ekvatorijalnoj ravnini stanice neovisno jedan o drugom. Polarne niti vretena diobe protežu se od polova stanice do kromosoma, a kromosomske niti - od centromera (kinetohora) - do polova. Skup kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini stanice tvori metafaznu ploču.

Anafaza. Kromosomi se dijele na kromatide. Od tog trenutka svaka kromatida postaje neovisni jednokromatidni kromosom, koji se temelji na jednoj molekuli DNA. Jednokromatidni kromosomi u skupinama anafaze divergiraju prema polovima stanice. Kada se kromosomi odvoje, kromosomske mikrotubule se skraćuju, a polne mikrotubule produžuju. U ovom slučaju, polarne i kromosomske niti klize jedna duž druge.

Telofaza. Vreteno diobe je uništeno. Kromosomi na polovima stanice su despiralizirani, oko njih se stvaraju jezgrine ovojnice. U stanici se formiraju dvije jezgre, genetski identične izvornoj jezgri. Sadržaj DNA u kćerkim jezgrama postaje jednak 2c.

Citokineza. U citokinezi dolazi do odvajanja citoplazme i stvaranja membrana stanica kćeri. U životinja, citokineza se događa ligacijom stanica. Kod biljaka se citokineza odvija drugačije: u ekvatorijalnoj ravnini nastaju vezikule koje se spajaju i tvore dvije paralelne membrane.

Ovo dovršava mitozu i započinje sljedeća interfaza.

Vrijeme od jednog do drugog. Odvija se u dvije uzastopne faze – međufaza i sama dioba. Trajanje ovaj proces različit i ovisi o vrsti stanica.

Interfaza je razdoblje između dviju staničnih dioba, vrijeme od zadnje diobe do smrti stanice ili gubitka sposobnosti diobe.

U tom razdoblju stanica raste i udvostručuje svoju DNK, kao i mitohondrije i plastide. U međufazi, ostalo organski spojevi. Proces sinteze je najintenzivniji u sintetskom razdoblju interfaze. U to vrijeme, nuklearne kromatide se udvostruče, akumulira se energija koja će se koristiti tijekom diobe. Povećava se i broj staničnih organela i centriola.

Interfaza zauzima gotovo 90% staničnog ciklusa. Nakon nje dolazi do mitoze, što je glavni način diobe eukariotskih stanica (organizama čije stanice sadrže formiranu jezgru).

Tijekom mitoze kromosomi se zbijaju, a formira se i poseban aparat koji je odgovoran za ravnomjernu raspodjelu nasljednih informacija između stanica koje nastaju kao rezultat tog procesa.

Prolazi kroz nekoliko faza. Karakterizirani su stadiji mitoze individualne karakteristike i određeno trajanje.

Faze mitoze

Tijekom mitotske stanične diobe prolaze odgovarajuće faze mitoze: profaza, nakon nje dolazi metafaza, anafaza, završna je telofaza.

Faze mitoze karakteriziraju sljedeće značajke:

Koji biološki značaj proces mitoze?

Faze mitoze doprinose točnom prijenosu nasljednih informacija na stanice kćeri, bez obzira na broj podjela. Istodobno, svaki od njih dobiva 1 kromatidu, što pomaže u održavanju konstantnosti broja kromosoma u svim stanicama koje nastaju kao rezultat diobe. Mitoza je ta koja osigurava prijenos stabilnog skupa genetskog materijala.

Mitoza- ovo je stanična dioba u kojoj su stanice kćeri genetski identične roditelju i jedna drugoj. To jest, tijekom mitoze, kromosomi se udvostruče i raspoređuju između stanica kćeri tako da svaka dobije po jednu kromatidu svakog kromosoma.

U mitozi postoji nekoliko faza (faza). Međutim, samoj mitozi prethodi dugo međufaza. Mitoza i interfaza zajedno čine stanični ciklus. U procesu interfaze stanica raste, u njoj se formiraju organele i aktivno se odvijaju procesi sinteze. U sintetskom razdoblju interfaze, DNA se replicira, tj. udvostručuje.

Nakon duplikacije kromatida, one ostaju povezane u tom području centromere, tj. Kromosom se sastoji od dvije kromatide.

U samoj mitozi obično se razlikuju četiri glavne faze (ponekad i više).

Prvi stadij mitoze je profaza. U ovoj fazi kromosomi se spiraliziraju i poprimaju kompaktan uvijen oblik. Zbog toga postaju nemogući procesi sinteze RNK. Jezgrice nestaju, što znači da se ribosomi također ne formiraju, tj. sintetski procesi u stanici su suspendirani. Centriole divergiraju prema polovima (na različitim krajevima) stanice, počinje se formirati diobeno vreteno. Na kraju profaze, nuklearna ovojnica se raspada.

prometafaza- Ovo je pozornica koja nije uvijek zasebno izolirana. Procesi koji se u njemu odvijaju mogu se pripisati kasnoj profazi ili ranoj metafazi. U prometafazi, kromosomi su u citoplazmi, nasumično se krećući po stanici sve dok se ne povežu s niti vretena u području centromere.

Filament je mikrotubul izgrađen od proteina tubulina. Raste pričvršćivanjem novih podjedinica tubulina. U tom se slučaju kromosom odmiče od pola. Sa strane druge motke spaja se i navoj vretena i također je odguruje od motke.

Drugi stadij mitoze metafaza. Svi kromosomi nalaze se u ekvatorijalnom području stanice u blizini. Na njihove centromere pričvršćena su dva filamenta vretena. U mitozi, metafaza je najduža faza.

Treća faza mitoze je anafaza. U ovoj fazi kromatide svakog kromosoma su odvojene jedna od druge i zbog niti koje ih vuku diobena vretena se pomiču na različite polove. Mikrotubule više ne rastu, već se rastavljaju. Anafaza je relativno brza faza mitoze. S divergencijom kromosoma, organele stanice u približno jednakom broju također divergiraju bliže polovima.

Četvrti stadij mitoze telofaza- u mnogočemu obrnuto od profaze. Kromatide se okupljaju na polovima stanice i odmotavaju, tj. despiraliziraju. Oko njih se formiraju nuklearne membrane. Nastaju jezgrice i počinje sinteza RNK. Vreteno podjele počinje se urušavati. Zatim se citoplazma dijeli citokineza. U životinjskim stanicama to se događa zbog invaginacije membrane prema unutra i stvaranja suženja. U biljnim stanicama membrana se počinje formirati iznutra u ekvatorijalnoj ravnini i ide prema periferiji.

Mitoza- glavna metoda diobe eukariotskih stanica, u kojoj se prvo događa udvostručenje, a zatim ravnomjerna raspodjela nasljednog materijala između stanica kćeri.

Mitoza je kontinuirani proces, u kojem se razlikuju četiri faze: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Prije mitoze stanica se priprema za diobu ili interfazu. Razdoblje pripreme stanice za mitozu i sama mitoza zajedno čine mitotski ciklus. Sljedeće je kratak opis faze ciklusa.

Interfaza sastoji se od tri razdoblja: presintetskog ili postmitotskog, - G 1, sintetskog - S, postsintetskog ili premitotskog, - G 2.

Presintetsko razdoblje (2n 2c, Gdje n- broj kromosoma, S- broj molekula DNA) - rast stanica, aktivacija procesa biološke sinteze, priprema za sljedeće razdoblje.

Sintetičko razdoblje (2n 4c) je replikacija DNK.

Postsintetsko razdoblje (2n 4c) - priprema stanice za mitozu, sintezu i nakupljanje proteina i energije za nadolazeću diobu, povećanje broja organela, udvostručenje centriola.

Profaza (2n 4c) - rastavljanje nuklearnih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje niti fisijskih vretena, "nestanak" jezgrica, kondenzacija dvokromatidnih kromosoma.

metafaza (2n 4c) - poravnanje najzgusnutijih dvokromatidnih kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini stanice (metafazna ploča), pričvršćivanje vlakana vretena jednim krajem na centriole, a drugim - na centromere kromosoma.

Anafaza (4n 4c) - podjela dvokromatidnih kromosoma u kromatide i divergencija tih sestrinskih kromatida na suprotne polove stanice (u ovom slučaju kromatide postaju neovisni jednokromatidni kromosomi).

Telofaza (2n 2c u svakoj stanici kćeri) - dekondenzacija kromosoma, stvaranje jezgrinih membrana oko svake skupine kromosoma, raspadanje niti fisijskih vretena, pojava jezgrice, dioba citoplazme (citotomija). Citotomija u životinjskim stanicama nastaje zbog fisijske brazde, u biljnim stanicama - zbog stanične ploče.

1 - profaza; 2 - metafaza; 3 - anafaza; 4 - telofaza.

Biološki značaj mitoze. Stanice kćeri nastale kao rezultat ove metode diobe genetski su identične majčinim. Mitoza osigurava trajnost kromosomski set kroz generacije stanica. U pozadini je procesa kao što su rast, regeneracija, bespolna reprodukcija i tako dalje.

- To je poseban način diobe eukariotskih stanica, uslijed čega dolazi do prijelaza stanica iz diploidnog stanja u haploidno. Mejoza se sastoji od dvije uzastopne diobe kojima prethodi jedna replikacija DNK.

Prva mejotička dioba (mejoza 1) zove se redukcija, jer se upravo tijekom te diobe broj kromosoma prepolovi: od jedne diploidne stanice (2 n 4c) tvore dva haploida (1 n 2c).

Interfaza 1(na početku - 2 n 2c, na kraju - 2 n 4c) - sinteza i nakupljanje tvari i energije potrebnih za provedbu obje diobe, povećanje veličine stanice i broja organela, udvostručenje centriola, replikacija DNA, koja završava u profazi 1.

Profaza 1 (2n 4c) - rastavljanje nuklearnih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje filamenata fisijskih vretena, "nestanak" jezgrica, kondenzacija dvokromatidnih kromosoma, konjugacija homolognih kromosoma i crossing over. Konjugacija- proces konvergencije i ispreplitanja homolognih kromosoma. Par konjugiranih homolognih kromosoma naziva se dvovalentan. Crossing over je proces izmjene homolognih regija između homolognih kromosoma.

Profaza 1 je podijeljena u faze: leptoten(završetak replikacije DNK), zigoten(konjugacija homolognih kromosoma, stvaranje bivalenata), pahiten(crossing over, rekombinacija gena), diploten(detekcija chiasmata, 1 blok ljudske oogeneze), dijakineza(terminalizacija kijazme).

1 - leptoten; 2 - zigoten; 3 - pahiten; 4 - diploten; 5 - dijakineza; 6 - metafaza 1; 7 - anafaza 1; 8 - telofaza 1;
9 - profaza 2; 10 - metafaza 2; 11 - anafaza 2; 12 - telofaza 2.

Metafaza 1 (2n 4c) - poravnanje bivalenata u ekvatorijalnoj ravnini stanice, pričvršćivanje niti fisijskih vretena na jednom kraju na centriole, a na drugom - na centromere kromosoma.

Anafaza 1 (2n 4c) - slučajna neovisna divergencija dvokromatidnih kromosoma na suprotne polove stanice (od svakog para homolognih kromosoma jedan kromosom prelazi na jedan pol, drugi na drugi), rekombinacija kromosoma.

Telofaza 1 (1n 2c u svakoj stanici) – stvaranje jezgrinih membrana oko skupina dvokromatidnih kromosoma, dioba citoplazme. U mnogim biljkama stanica iz anafaze 1 odmah prelazi u profazu 2.

Druga mejotička dioba (mejoza 2) nazvao jednadžbeni.

Interfaza 2, ili interkineza (1n 2c), kratki je prekid između prve i druge mejotičke diobe tijekom kojeg ne dolazi do replikacije DNA. svojstven životinjskim stanicama.

Profaza 2 (1n 2c) - rastavljanje nuklearnih membrana, divergencija centriola na različite polove stanice, stvaranje vretenastih vlakana.

Metafaza 2 (1n 2c) - poravnanje dvokromatidnih kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini stanice (metafazna ploča), pričvršćivanje vlakana vretena s jednim krajem na centriole, drugi - na centromere kromosoma; 2 blok oogeneze kod ljudi.

Anafaza 2 (2n 2S) - podjela dvokromatidnih kromosoma u kromatide i divergencija tih sestrinskih kromatida na suprotne polove stanice (u ovom slučaju kromatide postaju neovisni jednokromatidni kromosomi), rekombinacija kromosoma.

Telofaza 2 (1n 1c u svakoj stanici) - dekondenzacija kromosoma, stvaranje jezgrinih membrana oko svake skupine kromosoma, raspadanje niti fisijskih vretena, pojava jezgrice, dioba citoplazme (citotomija) uz stvaranje četiriju haploidnih stanica kao rezultat.

Biološki značaj mejoze. Mejoza je središnji događaj gametogeneze kod životinja i sporogeneze kod biljaka. Kao osnova kombinacijske varijabilnosti, mejoza osigurava genetsku raznolikost gameta.

Amitoza

Amitoza- izravna dioba interfazne jezgre stezanjem bez stvaranja kromosoma, izvan mitotskog ciklusa. Opisano za starenje, patološki promijenjene i osuđene na smrt stanice. Nakon amitoze, stanica se ne može vratiti u normalni mitotski ciklus.

staničnog ciklusa

staničnog ciklusa- život stanice od trenutka nastanka do diobe ili smrti. Obavezna komponenta staničnog ciklusa je mitotski ciklus koji uključuje razdoblje pripreme za diobu i samu mitozu. Osim toga, u životni ciklus postoje razdoblja odmora, tijekom kojih stanica obavlja vlastite funkcije i bira svoju daljnju sudbinu: smrt ili povratak u mitotski ciklus.

Ići predavanja №12"Fotosinteza. kemosinteza"

Ići predavanja №14"Razmnožavanje organizama"

Što su mitoza i mejoza i koje faze imaju? stanice s nekim razlikama. Tijekom mejoze iz materinske jezgre nastaju četiri jezgre kćeri u kojima se broj kromosoma smanjuje (napola). Kod mitoze se također javlja, ali kod ovog tipa nastaju samo dvije stanice kćeri s istim kromosomima kao kod roditelja.

Je li i mejoza? To su postupci biološke diobe tijekom kojih nastaju stanice s određenim kromosomima. Razmnožavanje mitozom događa se u višestaničnim, složenim živim organizmima.

faze

Mitoza se odvija u dvije faze:

1. Udvostručenje informacija na razini gena. Ovdje matične stanice među sobom distribuiraju genetske informacije. Na ovoj fazi kromosomi se mijenjaju.
2. mitotski stadij. Sastoji se od vremenskih razdoblja.

Stvaranje stanica odvija se u nekoliko faza.

Faze

Mitoza se dijeli u nekoliko faza:

• telofaza;
• anafaza;
• metafaza;
• profaza.

Te se faze odvijaju određenim slijedom i imaju svoje karakteristike.

U svakom složenom višestaničnom organizmu mitoza najčešće uključuje diobu stanice prema nediferenciranom tipu. Tijekom mitoze matična stanica se dijeli na stanice kćeri, obično dvije. Jedan od njih postaje stabljika i nastavlja se dijeliti, a drugi se prestaje dijeliti.

Interfaza

Interfaza je stanična priprema za diobu. Ova faza obično traje do dvadeset sati. U to vrijeme odvijaju se mnogi različiti procesi tijekom kojih se stanice pripremaju za mitozu.

U tom razdoblju dolazi do podjele proteina, povećava se broj organela u strukturi DNA. Do kraja diobe genetske molekule se udvostruče, ali se broj kromosoma ne mijenja. Identične DNA su spojene i dvije su kromatide u jednoj molekuli. Rezultirajuće kromatide su identične i sestrinske su.

Nakon završetka interfaze počinje prava mitoza. Sastoji se od profaze, metafaze, anafaze i telofaze.

Profaza

Prva faza mitoze je profaza. Traje oko sat vremena. Uvjetno je podijeljen u nekoliko faza. Na početno stanje u profazi mitoze, jezgrica se povećava, što rezultira stvaranjem molekula. Do kraja faze svaki se kromosom već sastoji od dvije kromatide. Otapaju se jezgrice i jezgrene membrane, u stanici su svi elementi u neredu. Nadalje, u profazi mitoze dolazi do formiranja akromatske diobe, neki od filamenata prolaze kroz cijelu stanicu, a neki su povezani sa središnjim elementima. U tom procesu sadržaj genetski kod ostaje nepromjenjen.

Broj kromosoma u profazi mitoze se ne mijenja. Što se još događa? U profazi mitoze dolazi do pucanja jezgrine ovojnice, uslijed čega su spiralni kromosomi u citoplazmi. Čestice dezintegrirane nuklearne membrane tvore male membranske vezikule.

U profazi mitoze događa se sljedeće: životinjska stanica postaje okrugla, dok kod biljaka ne mijenja oblik.

metafaza

Nakon profaze dolazi metafaza. U ovoj fazi spiralizacija kromosoma doseže svoj vrhunac. Skraćeni kromosomi počinju se pomicati prema središtu stanice. Tijekom kretanja nalaze se podjednako u oba dijela. Tu nastaje metafazna ploča. Kromosomi su jasno vidljivi gledajući stanicu. U metafazi ih je lako prebrojati.

Nakon formiranja metafazne ploče, provodi se analiza skupa kromosoma svojstvenih ovoj vrsti stanica. To se događa blokiranjem divergencije kromosoma uz pomoć alkaloida.

Svaki organizam ima svoj set kromosoma. Primjerice, kukuruz ih ima 20, a vrtne jagode 56. ljudsko tijelo Ima manje kromosoma nego bobica, samo 46.

Anafaza

Svi procesi koji se odvijaju u profazi mitoze završavaju i počinje anafaza. Tijekom tog procesa sve veze kromosoma se prekidaju i počinju se kretati u suprotnim smjerovima jedna od druge. U anafazi se srodni kromosomi osamostaljuju. Ulaze u različite stanice.

Faza završava divergencijom prema polovima kromatidne stanice. Ovdje je i raspodjela nasljednih informacija između stanica kćeri i majke.

Telofaza

Kromosomi se nalaze na polovima. Pod mikroskopom ih je teško vidjeti jer se oko njih formira nuklearna ljuska. Fisijsko vreteno je potpuno uništeno.

Kod biljaka se membrana formira u središtu stanice, postupno se šireći do polova. Dijeli stanicu majku na dva dijela. Nakon što je membrana potpuno izrasla, pojavljuje se celulozna stijenka.

Značajke mitoze

Dioba stanica može biti inhibirana zbog visoke temperature, izloženost otrovima, zračenje. Tijekom proučavanja stanične mitoze u različitim višestanični organizmi mogu se koristiti otrovi koji inhibiraju mitozu u fazi metafaze. To vam omogućuje da detaljno proučite kromosome, da izvršite kariotoping.

Mitoza u tablici

Razmotrite faze stanične diobe u donjoj tablici.

Proces faza mitoze također se može pratiti iz tablice.

Mitoza kod životinja i biljaka

Značajke ovog procesa mogu se opisati u usporednoj tablici.

Dakle, razmotrili smo proces diobe stanica u životinjskim organizmima i biljkama, kao i njihove značajke i razlike.