Mitose. Dens essens, faser, biologiske betydning. Amitose. Mitose og dens stadier. Betydningen af ​​mitose

Cellecyklus. Mitose

En af de vigtigste egenskaber liv er selvreproduktion af biologiske systemer, som er baseret på celledeling: ”Fra celledeling ikke kun arvelighedsfænomenerne afhænger, men også selve livets kontinuitet” (E. Wilson). Den universelle metode til at dele eukaryote celler er indirekte opdeling, eller mitose (fra det oldgræske "mitos" - tråd). Biologisk betydning mitose er at opretholde volumen og kvalitet arvelige oplysninger.

En kort historie om opdagelsen af ​​mitose

Celledeling (fragmentering af frøæg) blev først observeret af de franske videnskabsmænd Prevost og Dumas (1824). Denne proces blev beskrevet mere detaljeret af den italienske embryolog M. Rusconi (1826). Processen med nuklear deling under ægknusning søpindsvin beskrevet af K. Baer (1845). Den første beskrivelse af celledeling i alger blev lavet af B. Dumortier (1832). Separate faser af mitose blev observeret af den tyske botaniker W. Hofmeister (1849; celler af stamen filament af Tradescantia), russiske botanikere E. Russov (1872; moderceller af sporer af bregner, padderok, liljer) og I.D. Chistyakov (1874; sporer af padderok og mos), tysk zoolog A. Schneider (1873; knuste æg af fladorme), polske botaniker E. Strasburger (1875; spirogyra, mos, løg).

At angive bevægelsesprocesser komponenter nucleus foreslog den tyske histolog W. Schleichner udtrykket karyokinesis (1879), og den tyske histolog W. Flemming introducerede udtrykket mitose (1878). I 1880'erne. Kromosomernes generelle morfologi blev beskrevet i Hoffmeisters værker, men først i 1888 introducerede den tyske histolog W. Waldeyer udtrykket kromosom. Kromosomernes ledende rolle i lagring, reproduktion og overførsel af arvelig information blev først bevist i det tyvende århundrede.

Biologisk betydning

Mitoseprocessen sikrer en strengt ensartet fordeling af kromosomer mellem to datterkerner, således at alle celler i en flercellet organisme har nøjagtig de samme (i antal og karakter) sæt kromosomer. Kromosomer indeholder genetisk information kodet i DNA, og derfor sikrer den regelmæssige, velordnede mitotiske proces også, at al information overføres fuldstændigt til hver af datterkernerne; som følge heraf har hver celle al den genetiske information, der er nødvendig for at udvikle alle organismens egenskaber. I den forbindelse bliver det klart, hvorfor én celle taget fra en fuldt differentieret voksen plante under passende forhold kan udvikle sig til en hel plante. Vi beskrev mitose i en diploid celle, men denne proces forekommer på lignende måde i haploide celler, for eksempel i cellerne i den gametofytiske generation af planter.

De der. Mitoses biologiske betydning er, at mitose sikrer arvelig overførsel af karakteristika og egenskaber i en række cellegenerationer under udviklingen af ​​en flercellet organisme. På grund af den præcise og ensartede fordeling af kromosomer under mitose er alle celler i en enkelt organisme genetisk identiske.

Mitotisk celledeling ligger til grund for alle former aseksuel reproduktion i både encellede og flercellede organismer. Mitose bestemmer livets vigtigste fænomener: vækst, udvikling og genopretning af væv og organer og aseksuel reproduktion af organismer.

Den vigtigste komponent i cellecyklussen er den mitotiske (proliferative) cyklus. Det er et kompleks af indbyrdes forbundne og koordinerede fænomener under celledeling, såvel som før og efter det. Mitotisk cyklus- dette er et sæt af processer, der foregår i en celle fra en deling til den næste og ender med dannelsen af ​​to celler af den næste generation. Hertil kommer konceptet livscyklus omfatter også den periode, hvor cellen udfører sine funktioner og hvileperioder. På dette tidspunkt er den videre cellulære skæbne usikker: cellen kan begynde at dele sig (gå ind i mitose) eller begynde at forberede sig på at udføre specifikke funktioner.

Hovedstadier af mitose.

1. Reduplikation (selvduplikation) af modercellens genetiske information og dens ensartede fordeling mellem datterceller. Dette er ledsaget af ændringer i strukturen og morfologien af ​​kromosomer, hvor mere end 90% af informationen om en eukaryot celle er koncentreret.

2. Den mitotiske cyklus består af fire på hinanden følgende perioder: præsyntetisk (eller postmitotisk) G1, syntetisk S, postsyntetisk (eller præmitotisk) G2 og selve mitose. De udgør den autokatalytiske interfase (forberedelsesperiode).

Cellecyklus faser:

1) præsyntetisk (G1) (2n2c, hvor n er antallet af kromosomer, c er antallet af molekyler) . Opstår umiddelbart efter celledeling. DNA-syntese er endnu ikke fundet sted. Cellen vokser aktivt i størrelse og lagrer stoffer, der er nødvendige for deling: proteiner (histoner, strukturelle proteiner, enzymer), RNA, ATP-molekyler. Opdeling af mitokondrier og kloroplaster (dvs. strukturer, der er i stand til selvreproduktion) forekommer. Interfasecellens organisatoriske egenskaber gendannes efter den tidligere opdeling;

2) syntetisk (S) (2n4c). Genetisk materiale duplikeres gennem DNA-replikation. Det forekommer på en semi-konservativ måde, når den dobbelte helix af DNA-molekylet divergerer i to kæder, og en komplementær kæde syntetiseres på hver af dem.

Resultatet er to identiske DNA-dobbeltspiraler, der hver består af en ny og en gammel DNA-streng. Mængden af ​​arvemateriale fordobles. Derudover fortsætter syntesen af ​​RNA og proteiner. Også en lille del af mitokondrielt DNA gennemgår replikation (hoveddelen af ​​det replikeres i G2-perioden);

3) postsyntetisk (G2) (2n4c). DNA syntetiseres ikke længere, men de defekter, der er lavet under dets syntese i S-perioden, korrigeres (repareres). Energi og næringsstoffer akkumuleres også, og syntesen af ​​RNA og proteiner (hovedsageligt nukleare) fortsætter.

S og G2 er direkte relateret til mitose, så de er nogle gange adskilt i en separat periode - præprofase.

Herefter opstår den egentlige mitose, som består af fire faser. Opdelingsprocessen omfatter flere på hinanden følgende faser og er en cyklus. Dens varighed varierer og varierer fra 10 til 50 timer i de fleste celler I menneskekroppens celler er mitosens varighed 1-1,5 timer, G2-perioden for interfase er 2-3 timer, S-perioden for interfase er 6-10. timer.

Stadier af mitose.

Mitoseprocessen er normalt opdelt i fire hovedfaser: profase, metafase, anafase Og telofase(Fig. 1–3). Da det er kontinuerligt, udføres ændringen af ​​faser jævnt - den ene går umærkeligt over i den anden.

I profeti Kernens volumen øges, og på grund af spiraliseringen af ​​kromatin dannes kromosomer. Ved slutningen af ​​profasen er det klart, at hvert kromosom består af to kromatider. Nukleolerne og kernemembranen opløses gradvist, og kromosomerne forekommer tilfældigt placeret i cellens cytoplasma. Centrioler divergerer mod cellens poler. Der dannes en achromatin fissionsspindel, hvor nogle af trådene går fra pol til pol, og nogle er knyttet til kromosomernes centromerer. Indholdet af genetisk materiale i cellen forbliver uændret (2n4c).

Ris. 1.Ordning for mitose i løgrodceller

Ris. 2.Skema for mitose i løgrodceller: 1- interfase; 2.3 - profase; 4 - metafase; 5.6 - anafase; 7,8 - telofase; 9 - dannelse af to celler

Ris. 3.Mitose i cellerne i spidsen af ​​løgroden: EN- interfase; b- profase; V- metafase; G- anafase; l, e- tidlige og sene telofaser

I metafase kromosomer når maksimal spiralisering og er arrangeret på en ordnet måde ved cellens ækvator, så de tælles og studeres i denne periode. Indholdet af genetisk materiale ændres ikke (2n4c).

I anafase hvert kromosom "deles" i to kromatider, som fra dette tidspunkt kaldes datterkromosomer. Spindelstrengene knyttet til centromererne trækker sig sammen og trækker kromatiderne (datterkromosomerne) mod modsatte poler af cellen. Indholdet af genetisk materiale i cellen ved hver pol er repræsenteret af et diploid sæt kromosomer, men hvert kromosom indeholder et kromatid (4n4c).

I telofase Kromosomerne placeret ved polerne despiral og bliver dårligt synlige. Omkring kromosomerne ved hver pol af membranstrukturer Kernemembranen dannes i cytoplasmaet, og nukleoler dannes i kernerne. Fissionsspindlen er ødelagt. Samtidig deler cytoplasmaet sig. Datterceller har et diploid sæt kromosomer, som hver består af et kromatid (2n2c).

Atypiske former for mitose

TIL atypiske former Mitose omfatter amitose, endomitose, polyteny.

1. Amitose er den direkte opdeling af kernen. Samtidig bevares kernens morfologi, nukleolus og nuklear membran er synlige. Kromosomerne er ikke synlige og er ikke jævnt fordelt. Kernen er opdelt i to relativt lige store dele uden dannelse af et mitotisk apparat (et system af mikrotubuli, centrioler, strukturerede kromosomer). Hvis delingen afsluttes, vises en binukleær celle. Men nogle gange er cytoplasmaet også snøret.

Denne type deling findes i nogle differentierede væv (i celler skeletmuskler, hud, bindevæv), såvel som i patologisk ændrede væv. Amitose forekommer aldrig i celler, der har brug for at bevare fuldstændig genetisk information - befrugtede æg, celler fra et normalt udviklende embryo. Denne opdelingsmetode kan ikke betragtes som en fuldgyldig metode til reproduktion af eukaryote celler.

2. Endomitose. Med denne type deling adskilles kromosomerne efter DNA-replikation ikke i to datterkromatider. Dette fører til en stigning i antallet af kromosomer i en celle, nogle gange ti gange sammenlignet med det diploide sæt. Sådan opstår polyploide celler. Normalt foregår denne proces i intensivt fungerende væv, for eksempel i leveren, hvor polyploide celler er meget almindelige. Men fra et genetisk synspunkt er endomitose en genomisk somatisk mutation.

3. Polyteni. Der sker en multipel stigning i DNA-indholdet (chromonemata) i kromosomerne uden en stigning i indholdet af selve kromosomerne. I dette tilfælde kan antallet af kromonem nå op på 1000 eller mere, og kromosomerne får gigantiske størrelser. Med polyteni går alle faser af den mitotiske cyklus tabt, bortset fra reproduktionen af ​​de primære DNA-strenge. Denne type deling observeres i nogle højt specialiserede væv (leverceller, spytkirtelceller fra dipteran-insekter). Drosophila polytene kromosomer bruges til at konstruere cytologiske kort over gener i kromosomer.

Biologisk betydning af mitose.

Den består i, at mitose sikrer den arvelige overførsel af karakteristika og egenskaber i en række cellegenerationer under udviklingen af ​​en flercellet organisme. På grund af den præcise og ensartede fordeling af kromosomer under mitose er alle celler i en enkelt organisme genetisk identiske.

Mitotisk celledeling ligger til grund for alle former for aseksuel reproduktion i både encellede og flercellede organismer. Mitose bestemmer de vigtigste fænomener i livet: vækst, udvikling og genopretning af væv og organer og aseksuel reproduktion af organismer.

Mitose-mitos (græsk - tråde) - indirekte celledeling, en universel metode til at dele eukaryote celler.

Hovedbegivenheder i den mitotiske cyklus bestå i reduplikation (selvduplikation) arveligt materiale af modercellen og i ensartet fordeling af dette materiale mellem datterceller. Disse begivenheder er ledsaget af naturlige ændringer i den kemiske og morfologiske organisation kromosomer- nukleare strukturer, hvor mere end 90 % af det genetiske materiale i en eukaryot celle er koncentreret (hoveddelen af ​​ekstranukleært DNA dyrecelle placeret i mitokondrier).

Kromosomer, i samspil med ekstrakromosomale mekanismer, tilvejebringer: a) opbevaring af genetisk information; b) at bruge disse oplysninger til at skabe og vedligeholde cellulær organisation; c) regulering af læsning af arvelig information; d) fordobling af genetisk materiale; d) overføre det fra modercellen til dattercellerne.

mitose - kontinuerlig proces, som er opdelt i faser.

I mitose kan vi skelne fire faser. De vigtigste begivenheder for de enkelte faser er præsenteret nedenfor.

Biologisk betydning af mitose: dannelsen af ​​celler med arvelig information, der er kvalitativt og kvantitativt identisk med modercellens information. Sikring af karyotypens konstanthed over et antal cellegenerationer. Mitose tjener cellulær mekanisme processer af vækst og udvikling af kroppen, dens regenerering og aseksuel reproduktion. Mitose er således en universel mekanisme til at reproducere den cellulære organisation af den eukaryote type i individuel udvikling.

Mitoses patologi

Forstyrrelser i en eller anden fase af mitose fører til patologiske ændringer celler. Afvigelse fra det normale forløb af spiraliseringsprocessen kan føre til hævelse og sammenklæbning af kromosomer. Nogle gange observeres et fragment af et kromosomsnit, som, hvis det er frataget en centromer, ikke deltager i anafasebevægelse til polerne og går tabt. Individuelle kromatider kan sakke bagud under bevægelse, hvilket fører til dannelsen af ​​datterkerner med ubalanceret kromosomsæt. Skader på spindlen fører til en forsinkelse i mitose i metafase og kromosomspredning. Når antallet af centrioler ændres, opstår multipolære eller asymmetriske mitoser. Krænkelse af cytotomi fører til udseendet af bi- og multinukleære celler.

Baseret på den mitotiske cyklus er der opstået en række mekanismer, hvorved mængden af ​​genetisk materiale og dermed intensiteten af ​​stofskiftet i et bestemt organ kan øges, samtidig med at et konstant antal celler opretholdes.

Endomitose. Fordoblingen af ​​en celles DNA er ikke altid ledsaget af dens opdeling i to. Da mekanismen for en sådan fordobling falder sammen med præmitotisk DNA-reduplikation, og den er ledsaget af en multipel stigning i antallet af kromosomer, kaldes dette fænomen endomitose. Når celler udsættes for stoffer, der ødelægger spindelmikrotubuli, stopper delingen, og kromosomerne vil fortsætte cyklussen af ​​deres transformationer: replikere, hvilket vil føre til den gradvise dannelse af polyploide celler - 4n, 8n osv. Denne transformationsproces kaldes ellers endoreproduktion. Fra et genetisk synspunkt er endomitose en genomisk somatisk mutation. Cellernes evne til at gennemgå endomitose bruges i planteavl til at opnå celler med et multiple sæt kromosomer. Til dette formål anvendes colchicin og vinblastin, som ødelægger filamenterne i achromatinspindelen. Polyploide celler (og senere voksne planter) er forskellige store størrelser, vegetative organer af sådanne celler er store med en stor reserve næringsstoffer. Hos mennesker forekommer endoreproduktion i nogle hepatocytter og kardiomyocytter.

Polyteni. Under polyteny i S-perioden, som et resultat af replikation og ikke-disjunktion af kromosomale strenge, dannes en flerstrenget polytenstruktur. De adskiller sig fra mitotiske kromosomer i deres større størrelser (200 gange længere). Sådanne celler findes i spytkirtler dipteran-insekter, i makrokernerne af ciliater. På polytenkromosomer er hævelser og pust (transskriptionssteder) synlige - et udtryk for genaktivitet. Disse kromosomer er det vigtigste objekt genetisk forskning. Endomitose og polyteny fører til dannelsen polyploide celler, karakteriseret ved en multipel stigning i mængden af ​​arveligt materiale. I sådanne celler, i modsætning til diploide celler, gentages gener mere end to gange. I forhold til stigningen i antallet af gener, øges cellemassen, hvilket øger dens funktionalitet. I pattedyrets krop er polyploidisering med alderen karakteristisk for leverceller.

Mitotisk cyklus abnormiteter. Den mitotiske rytme, som normalt er tilstrækkelig til behovet for genoprettelse af ældning, døde celler, kan ændres under patologiske forhold. En opbremsning af rytmen observeres i ældning eller dårligt vaskulariseret væv, en stigning i rytmen observeres i væv med forskellige typer betændelse, hormonelle påvirkninger, i tumorer mv.

Anomalier i udviklingen af ​​mitoser. Nogle aggressive midler, der virker på S-fasen, forsinker DNA-syntese og duplikering. Disse omfatter ioniserende stråling, forskellige antimetabolitter (metatrexat, mercapto-6-purin, fluor-5-uracil, procarbozin, etc.). De bruges til antitumor kemoterapi. Andre aggressive midler virker på mitosens faser og forstyrrer dannelsen af ​​den akromatiske spindel. De ændrer plasmaets viskositet uden at spalte kromosomstrengene. En sådan cytofysiologisk ændring kan medføre en blokade af mitose i metafase, og derefter - akut død celler eller mitonekrose. Mitonekrose observeres ofte, især i tumorvæv, i foci af visse inflammationer med nekrose. De kan forårsages ved hjælp af podophyllin, som bruges til behandling af ondartede neoplasmer.

Abnormiteter i mitotisk morfologi. Ved betændelse, udsættelse for ioniserende stråling, kemiske midler og især i ondartede tumorer morfologiske abnormiteter af mitoser påvises. De er forbundet med alvorlige metaboliske ændringer celler og kan betegnes som "abortive mitoser". Et eksempel på en sådan abnormitet er mitose med et unormalt antal og form af kromosomer; tre-, fire- og multipolære mitoser.

Multinukleære celler. Celler, der indeholder mange kerner, findes også i i god stand fx: osteoklaster, megakaryocytter, syncytiotrofoblaster. Men de ordineres ofte ved patologiske tilstande - for eksempel: Langhans-celler i tuberkulose, kæmpeceller fremmedlegemer, mange tumorceller. Cytoplasmaet af sådanne celler indeholder granuler eller vakuoler, antallet af kerner kan variere fra nogle få til flere hundrede, og volumenet afspejles i navnet - kæmpeceller. Deres oprindelse er variabel: epitelial, mesenchymal, histiocytisk. Mekanismen for dannelse af gigantiske multinukleerede celler er anderledes. I nogle tilfælde skyldes deres dannelse fusionen af ​​mononukleære celler, i andre udføres den på grund af deling af kerner uden deling af cytoplasmaet. Det menes også, at deres dannelse kan være en konsekvens af visse mitotiske anomalier efter bestråling eller administration af cytostatika såvel som under malign vækst.

Amitose

Direkte opdeling eller amitose- Dette er delingen af ​​en celle, hvor kernen er i en interfasetilstand. I dette tilfælde forekommer kromosomkondensation og spindeldannelse ikke. Formelt skulle amitose føre til fremkomsten af ​​to celler, men oftest fører det til deling af kernen og fremkomsten af ​​to- eller flerkernede celler.

Amitotisk deling begynder med fragmentering af nukleolerne, efterfulgt af deling af kernen ved indsnævring (eller invagination). Der kan være flere nuklear fission, normalt af forskellig størrelse (med patologiske processer). Talrige observationer har vist, at amitose næsten altid forekommer i celler, der er forældede, degenererende og ude af stand til at producere fuldgyldige grundstoffer i fremtiden. Normalt forekommer amiotisk deling i de embryonale membraner hos dyr, i follikulære celleræggestok, i gigantiske trofoblastceller. Positiv værdi amitose opstår i processen med vævs- eller organregenerering (regenerativ amitose). Amitose i aldrende celler er ledsaget af forstyrrelser i biosyntetiske processer, herunder replikation, DNA-reparation samt transkription og translation. er under forandring fysisk-kemiske egenskaber kromatinproteiner i cellekerner, sammensætning af cytoplasma, organellers struktur og funktioner, hvilket medfører funktionelle lidelser på alle efterfølgende niveauer - cellulært, væv, organ og organisme. Efterhånden som ødelæggelsen øges, og genopretningen falmer, opstår naturlig celledød. Amitose opstår ofte når inflammatoriske processer Og ondartede neoplasmer(induceret amitose).

Der er ret mange interessante og mystiske emner i biologi, og et af dem er cellens struktur og dens vitale processer. I viden om cellen betragtes deling med rette som den mest spændende begivenhed. Hvad er mitose (deling), hvad er dens essens og betydning? Dette er, hvad denne artikel handler om.

Typer af celle reproduktion

Reproduktion er en integreret del af alt liv på vores planet. Denne egenskab er iboende i alle levende organismer og celler som den mindste strukturel enhed legeme. Fremhæv følgende typer celledeling:

Cellecyklus

Til celle-reproduktion er DNA-replikation (fordobling) nødvendig, fordi dette er den eneste måde at opdele en celle i to identiske datterceller. Det er, hvad mitose er (mitose, fra græsk mitos - tråd) - det er en metode til celledeling med den præcise deling af genetisk materiale mellem datterceller. I dette tilfælde adskilles processen med replikation af genetisk materiale og dets fordeling mellem datterceller i tid.

Perioden forud for celle mitose kaldes interfase. Det er i denne periode, at DNA-replikation finder sted.

Perioden mellem celledeling (mitose) eller celledød kaldes cellecyklus.

Interfaseperioden er den længste i cellecyklussen. Det sørger for akkumulering af energi og strukturelle komponenter, som er nødvendige for deling, og syntesen af ​​nukleotider, der er nødvendige for replikationen af ​​deoxyribonukleinsyrer.

Cytologi af processen

Dannelsen af ​​to identiske moderceller er, hvad mitose er. Denne type deling er karakteristisk for alle somatiske celler i en flercellet organisme og er blevet en af ​​metoderne til ikke-seksuel reproduktion af encellede organismer. Mitoseprocessen er opdelt i fire faser, som følger efter hinanden. Faserne adskilles i overensstemmelse med den fysisk-kemiske tilstand af cytoplasmaet og placeringen og udseende kromosomer. Varigheden og funktionerne i disse faser varierer for forskellige typer af celler, men sekvensen og hovedtræk forbliver uændret for enhver mitose. Hvad er stadierne af denne type opdeling, og hvad er deres forskelle, vil vi overveje yderligere.

Den første fase er profase

På dette stadium sker spiraliseringen af ​​kromosomer (kondensering og komprimering), som blev fordoblet i interfase. Det er på dette stadium, at kromosomerne bliver synlige under et lysmikroskop. Cellens cytoplasma bliver tyktflydende, kernemembranerne ødelægges, og centriolerne danner en spindel - et system af mikrotubuli lavet af proteinet tubulin, der strækker sig fra cellens poler til dens ækvator. Det er spindlen, der vil være ansvarlig for den klare divergens af kromosomer.

Metafase og anafase er de næste stadier af mitose

Hvad sker der nu? Disse to faser betragtes som de vigtigste under celledeling. I metafase stiller kromosomerne sig op langs cellens ækvator og danner en ækvatorplade, som kaldes moderstjernen. Hvert kromosom er knyttet til spindelmikrotubulierne ved dets centromerer. I anafase begynder trådene af myofibriller, der fikserer spindlen, at trække sig sammen og strække kromatiderne mod cellens poler. Anafase kaldes datterstjernernes stadie. Før afslutningen af ​​anafasen samles et diploid sæt kromosomer ved hver pol.

Sidste fase af mitose

Det kaldes telofase. På dette stadium begynder processen med cytokinesis - fysisk celledeling. Kromosomer ved polerne despiral (slap af og binder til proteiner), der dannes en kernemembran og en forsnævring, som vil dele cellen i to. I en plantecelle dannes denne indsnævring fra den intracellulære plade, og i dyreceller sker der deling på grund af dannelsen af ​​en spaltningsfure.

Varighed af faser og regulering af processen

Varigheden af ​​en sådan opdeling varierer afhængigt af forskellige typer celler. I dyreceller varer det 30-60 minutter, i planteceller - 2-3 timer. Varigheden af ​​mitosestadierne er også forskellig og afhænger af mange faktorer (cellestørrelse, ploiditet, forhold ydre miljø). Imidlertid er delingsfaserne forbundet med syntesen af ​​stoffer længere - pro- og telofase. For eksempel, i pattedyrceller varer mitotisk profase 25-30 minutter, metafase og anafase varer omkring 15 minutter hver, og telofase kan vare op til 40 minutter. I flercellede organismer styres cellernes mitotiske aktivitet neurohumoralt. Nervesystemet og organhormonerne deltager i det indre sekretion(for eksempel binyre-, hypofyse-, skjoldbruskkirtel- og kønshormoner). I tilfælde af overtrædelse neurohumoral regulering der er en ændring i mitotisk aktivitet, som vi observerer i cellerne i forskellige tumorer.

Kritiske punkter

Cellecyklussen er vanskelig proces, hvilket kræver streng kontrol af cellen. Etaperne skal gennemføres strengt efter hinanden, og den fuldstændige gennemførelse af den foregående er vigtig. Kontrolpunkter er punkter, der garanterer overgangen til efterfølgende faser og sikrer nøjagtigheden af ​​informationsoverførslen. Der er tre sådanne punkter i cellecyklussen.

Den første er begyndelsen på DNA-replikationsprocessen og forberedelse til deling. Hvis der opstår forstyrrelser på dette tidspunkt, vil dette føre til DNA-brud og forstyrrelse af kromosomintegriteten.

Den anden er kontrol af kvaliteten og fuldstændigheden af ​​replikering af arveligt materiale. I tilfælde af forstyrrelser på dette tidspunkt forstyrres cellernes karyotype.

Den tredje er begyndelsen på anafase af mitose, når divergensen af ​​kromosomer til polerne skulle forekomme.

At studere de processer, der forekommer på disse punkter, vil hjælpe med at forbedre metoder til vævs- og organregenerering, finde måder at forhindre cellecyklusforstyrrelser på og forhindre ukontrolleret celledeling. Cellecyklusforstyrrelser og patologisk mitose kan også være forårsaget af eksponering for giftstoffer eller toksiner, ekstreme faktorer (overophedning, iltsult, ioniserende stråling). Patologisk mitose kan også være forårsaget af virale infektioner.

Biologisk betydning af mitose

Denne type celledeling sikrer nøjagtig transmission af arvelig information i en række på hinanden følgende cellecyklusser. Denne transmission bevarer karyotypen (sæt af kromosomer) af organismer af hver art og stabiliteten af ​​arter i evolutionsprocessen (historisk udvikling).

Alle somatiske celler i en flercellet organisme deler sig mitotisk, hvilket sikrer organismens vækst. Derudover er vigtigheden af ​​mitose at sikre regenerering af væv og organer og udskiftning af celler. For eksempel, Knoglemarv fornyer konstant sammensætningen af ​​blodceller.

Mange dyr og planter har valgt netop denne metode til ikke-seksuel reproduktion (encellet, coelenterater og ikke kun). Naturligt bevis for den fuldstændige identitet af celler dannet af mitose er enæggede tvillinger, som stammer fra en zygote, opdelt ved mitose i tidlige stadier embryonal udvikling.

Mitose er en metode til at dele eukaryote celler, hvilket resulterer i dannelsen af ​​2 datterceller, der har samme sæt kromosomer og en modercelle.

Under mitose sker der én celledeling, som består af fire faser: profase, metafase, anafase og telofase. Sættet af kromosomer i celler før og efter deling er diploid. Status for arvelige oplysninger forbliver uændret efter adskillelse. Mitose i planteceller blev opdaget i 1874 af I. D. Chistyakov, og i dyreceller blev mitotisk deling opdaget lidt senere - i 1878 - af W. Fleming og P. I. Peremezhko.

mitose faser

Profase - fase af spiralisering af dichromatidkromosomer. Følgende processer forekommer i prophase:

■ spiralisering (kondensation), dvs. afkortning og fortykkelse af dichromatidkromosomer;

■ forskelle mellem centrioler mod polerne;

■ reduktion og forsvinden af ​​nukleolus (nucleoli)

■ opløsning til fragmenter atomkappe;

■ dannelse spindler - mikrotubulisystem i en celle, der deler sig. Giver kromosomsegregation i mitose og meiose. Spindlen indeholder to typer mikrorør: dem, der strækker sig fra polerne (polære) og fra kromosomernes centromerer (kromosomale). Kromosomdivergens opstår som et resultat af reduktion af kromosommikrorør. Spindlen danner sammen med mikrotubulusopsamlingscentrene det mitotiske apparat.

Metafase- arrangementsfasen af ​​dichromatidkromosomer ved cellens ækvator. I metafase er kromosomerne placeret ved ækvator

I-III- profase; IV- metafase; V-VI - anafase; VII-VIII- telofase.

celler i lige stor afstand fra kernens poler i samme plan, der danner den såkaldte metafaseplade. Det er vigtigt at bemærke, at de forbliver i denne position i ret lang tid. I denne henseende er metafase praktisk til at tælle antallet af kromosomer i en celle.

Anafase- fase af differentiering af enkeltkromatidkromosomer til cellernes poler. I anafase adskilles kromosomerne i individuelle kromatider og bevæger sig mod cellens poler.

Telofase - fase af despiralisering af enkeltkromatidkromosomer. det kaldes også "profase omvendt", da processer forekommer, der er det modsatte af profaseprocesser: despiralisering enkeltkromatidkromosomer, placeringen af ​​centrioler nær kernen, dannelsen af ​​nucleolus (nucleoli), dannelsen af ​​kernekappen og ødelæggelsen af ​​spindlen.

Mitoses biologiske betydning: 1) sikrer den præcise fordeling af arvemateriale mellem to datterceller; 2) sikrer karyotypens konstanthed under aseksuel reproduktion; 3) ligger til grund for aseksuel reproduktion, regenerering og vækst.

BIOLOGI +Colchicin- et alkaloid, der har en stærk antimyotisk effekt. Denne forbindelse hæmmer dannelsen af ​​mitotiske spindelfilamenter ved at forhindre dens opsamling fra tubulinproteinunderenheder. Colchicin bruges i biologien til at studere karyotype og til klinisk diagnostik kromosomafvigelser, i avl for at opnå polyploide odds, i medicin for at reducere smerter ved gigt osv. Colchicin fås fra knoldene på efterårskrokusen (Colchicum autumnale L.) , som tilhører familien Melanthia i ordenen Liliaceae. Colchicum er meget giftig, men samtidig vigtig lægeplante og en interessant prydplante.