În profaza mitozei are loc formarea. Mitoza, ciclul celular

Dintre toate subiectele interesante și destul de complexe din biologie, merită evidențiate două procese de diviziune celulară în organism - meioza si mitoza... La început poate părea că aceste procese sunt aceleași, deoarece în ambele cazuri are loc diviziunea celulară, dar de fapt există o mare diferență între ele. În primul rând, trebuie să înțelegeți mitoza. Care este acest proces, care este interfaza mitozei și ce rol joacă ele în corpul uman? Mai multe despre acest lucru și vor fi discutate în acest articol.

Un proces biologic complex, care este însoțit de diviziunea celulară și distribuția cromozomilor între aceste celule - toate acestea se pot spune despre mitoză. Datorită lui, cromozomii care conțin ADN sunt distribuiti uniform între celulele fiice ale corpului.

Există 4 faze principale în procesul de mitoză. Toate sunt interconectate, deoarece fazele trec fără probleme de la una la alta. Prevalența mitozei în natură se datorează faptului că el este cel care participă la procesul de diviziune a tuturor celulelor, inclusiv musculare, nervoase și așa mai departe.

Pe scurt despre interfaza

Înainte de a intra în starea de mitoză, celula care este divizată intră în perioada de interfază, adică crește. Durata interfazei poate dura mai mult de 90% din timpul total al activității celulei în modul normal.

Interfaza este împărțită în 3 perioade principale:

• faza G1;
• faza S;
• faza G2.

Toate au loc într-o anumită secvență. Să luăm în considerare fiecare dintre aceste faze separat.

Interfaza - componente principale (formula)

Faza G1

Această perioadă se caracterizează prin pregătirea celulei pentru diviziune. Acesta crește în volum pentru faza ulterioară a sintezei ADN-ului.

faza S

Aceasta este următoarea etapă a procesului de interfază, în timpul căreia are loc diviziunea celulară în organism. De regulă, sinteza majorității celulelor are loc pentru o perioadă scurtă de timp. După diviziune, celulele nu cresc în dimensiune, dar începe ultima fază.

Faza G2

Etapa finală a interfazei, în timpul căreia celulele continuă să sintetizeze proteine, în timp ce cresc în dimensiune. În această perioadă, celula încă mai conține nucleoli. De asemenea, în ultima parte a interfazei, are loc duplicarea cromozomilor, iar suprafața nucleului în acest moment este acoperită cu o membrană specială care are o funcție de protecție.

Pe o notă! La sfârșitul celei de-a treia faze, apare mitoza. De asemenea, include mai multe etape, după care are loc diviziunea celulară (acest proces se numește citochineză în medicină).

Stadiile mitozei

După cum sa menționat mai devreme, mitoza este împărțită în 4 etape, dar uneori pot fi mai multe. Mai jos sunt cele principale.

Masa. Descrierea principalelor faze ale mitozei.

Important! Durata procesului complet de mitoză, de regulă, nu este mai mare de 1,5-2 ore. Durata poate varia în funcție de tipul de celulă care este divizată. De asemenea, factorii externi, cum ar fi condițiile de lumină, temperatura și așa mai departe, afectează și durata procesului.

Care este rolul biologic al mitozei?

Acum să încercăm să înțelegem caracteristicile mitozei și importanța acesteia în ciclul biologic. Pentru inceput, asigură multe procese vitale ale organismului, inclusiv dezvoltarea embrionară.

De asemenea, mitoza este responsabilă pentru refacerea țesuturilor și a organelor interne ale corpului după diferite tipuri de leziuni, în urma cărora are loc regenerarea. În procesul de funcționare, celulele mor treptat, dar cu ajutorul mitozei, integritatea structurală a țesuturilor este menținută în mod constant.

Mitoza asigura conservarea unui anumit numar de cromozomi (corespunde numarului de cromozomi din celula mamei).

Video - Caracteristici și tipuri de mitoză

Creșterea și dezvoltarea organismelor vii este imposibilă fără procesele de diviziune celulară. Una dintre ele este mitoza - procesul de diviziune a celulelor eucariote, în timpul căruia informațiile genetice sunt transmise și stocate. În acest articol, veți afla mai multe despre caracteristicile ciclului mitotic, vă veți familiariza cu caracteristicile tuturor fazelor mitozei, care vor fi incluse în tabel.

Conceptul de „ciclu mitotic”

Toate procesele care au loc într-o celulă, de la o diviziune la alta și care se termină cu producerea a două celule fiice, se numesc ciclu mitotic. Ciclul de viață al unei celule este, de asemenea, o stare de repaus și o perioadă de îndeplinire a funcțiilor sale directe.

Principalele etape ale mitozei includ:

• Auto-duplicarea sau reduplicarea codului genetic, care este transmis de la celula mamă la două celule fiice. Procesul afectează structura și formarea cromozomilor.
• Ciclul celulei- constă din patru perioade: presintetică, sintetică, postsintetică și, de fapt, mitoză.

Primele trei perioade (presintetice, sintetice și postsintetice) se referă la interfaza mitozei.

Unii oameni de știință numesc perioada sintetică și post-sintetică prefaza mitozei. Deoarece toate etapele au loc continuu, trecând lin de la una la alta, nu există o separare clară între ele.

Procesul de diviziune celulară directă, mitoza, are loc în patru faze, corespunzătoare următoarei secvențe:

TOP-4 articolecare citesc împreună cu asta

• profază;
• Metafaza;
• anafaza;
• Telofază.

Orez. 1. Fazele mitozei

Vă puteți familiariza cu o scurtă descriere a fiecărei faze în tabelul „Fazele mitozei”, care este prezentat mai jos.

Tabelul „Fazele mitozei”

Procesul de citotomie într-o celulă animală are loc cu ajutorul unui șanț de diviziune, iar într-o celulă vegetală - cu ajutorul unei plăci celulare.

Forme atipice de mitoză

În natură, uneori se găsesc și forme atipice de mitoză:

• Amitoza - o metodă de fisiune nucleară directă, în care se păstrează structura nucleului, nucleolul nu se dezintegrează, iar cromozomii nu sunt vizibili. Ca rezultat, obținem o celulă dual-core.

Orez. 2. Amitoza

• Politenia - Celulele ADN se înmulțesc, dar fără o creștere a conținutului de cromozomi.
• Endomitoza - în timpul procesului de după replicarea ADN-ului, nu există nicio separare a cromozomilor în cromatide fiice. În acest caz, numărul de cromozomi crește de zece ori, apar celule poliploide, care pot duce la mutații.

Orez. 3. Endomitoza

Ce am învățat?

Procesul de diviziune indirectă a celulelor eucariote are loc în mai multe etape, fiecare având propriile sale caracteristici. Ciclul mitotic este format din etapele de interfaza si diviziunea celulara directa, care consta din patru faze: profaza, metafaza, anafaza si telofaza. Uneori, în natură există metode atipice de divizare, acestea includ amitoza, politenia și endomitoza.

Testează după subiect

Evaluarea raportului

Rata medie: 4.4. Evaluări totale primite: 518.

Mitoza (cariokineza, diviziunea indirectă) este procesul de împărțire a nucleului celulelor umane, animale și vegetale cu diviziunea ulterioară a citoplasmei celulare. În procesul de diviziune a nucleului celular (vezi), se disting mai multe etape. În nucleu, situat în perioada dintre diviziunea celulară (interfaza), (vezi) sunt de obicei reprezentate prin fire subțiri, lungi (Fig., A), care se împletesc; învelișul nucleului și nucleolul sunt clar vizibile.

Nucleul în diferite stadii de mitoză: a - nucleu nedivizabil de interfaz; b - d - stadiul de profază; e - stadiul metafazei; e - stadiul anafazei; g și h - stadiu telofazic; şi - formarea a doi nuclei fiice.

În prima etapă a mitozei, așa-numita profază, cromozomii devin clar vizibili (Fig., Bd), se produce scurtarea și îngroșarea lor, de-a lungul fiecărui cromozom apare un gol, împărțindu-l în două părți complet similare una cu cealaltă, datorită la care fiecare cromozom se dovedește a fi dublu... În următoarea etapă a mitozei - metafază, membrana nucleului este distrusă, nucleolul se dizolvă și cromozomii se află în citoplasma celulei (Fig., E). Toți cromozomii sunt aranjați pe un rând de-a lungul ecuatorului, formând așa-numita placă ecuatorială (stadiul stelar). Centrozomul suferă, de asemenea, modificări. Este împărțit în două părți, divergând către polii celulei, între ele se formează filamente, formând un fus de acromatină cu două conuri (Fig. E. F).

Mitoza (din grecescul mitos - fir) este o diviziune celulară indirectă, care constă în distribuirea uniformă a numărului dublat de cromozomi între două celule fiice formate (Fig.). În procesul de mitoză sunt implicate două tipuri de structuri: cromozomii și aparatul de acromatină, care include centrii celulari și un fus (vezi Celulă).

Reprezentarea schematică a nucleului interfazelor și diferitelor etape ale mitozei: 1 - interfaza; 2 - profaza; 3 - prometafaza; 4 și 5 - metafaza (4 - vedere de la ecuator, 5 - vedere de la polul celular); 6 - anafaza; 7 - telofaza; 8 - telofaza târzie, începutul reconstrucției nucleare; 9 - celule fiice la începutul interfazei; YO - carcasă nucleară; YAK - nucleol; XP - cromozomi; C - centriol; B - fus.

Prima etapă a mitozei - profaza - începe cu apariția în nucleul celular a unor filamente subțiri - cromozomi (vezi). Fiecare cromozom de profază este format din două cromatide strâns adiacente una cu cealaltă în lungime; unul dintre ele este cromozomul celulei materne, celălalt este nou format din cauza reduplicării ADN-ului său pe ADN-ul cromozomului matern în interfază (o pauză între două mitoze). Pe măsură ce profaza progresează, cromozomii se spiralizează, drept urmare se scurtează și se îngroașă. Până la sfârșitul profazei, nucleolul dispare. În profază se dezvoltă și aparatul de acromatină. În celulele animale, centrii celulari (centrioli) se bifurcă; în jurul lor în citoplasmă există zone care refractează puternic lumina (centrosfere). Aceste formațiuni încep să diverge în direcții opuse, formând până la sfârșitul profezei doi poli ai celulei, care în acest moment capătă adesea o formă sferică. În celulele plantelor superioare, centriolii sunt absenți.

Prometafaza se caracterizează prin dispariția învelișului nuclear și formarea în celulă a unei structuri filamentoase fusiforme (fus de acromatină), unele dintre filamentele cărora leagă polii aparatului de acromatină (filamente interzonale), iar altele - fiecare dintre două cromatide cu poli opuși ai celulei (filamente de tragere). Cromozomii, situati aleatoriu în nucleul profazei, încep să se deplaseze în zona centrală a celulei, unde sunt localizați în planul ecuatorial al fusului (metachineză). Această etapă se numește metafază.

În timpul anafazei, partenerii fiecărei perechi de cromatide diverg către polii opuși ai celulei datorită contracției firelor de tragere ale fusului. Din acel moment, fiecare cromatidă primește numele unui cromozom fiică. Cromozomii care s-au separat de poli sunt asamblați în grupuri compacte, ceea ce este caracteristic următoarei etape a mitozei - telofaza. În acest caz, cromozomii încep să se despire treptat, pierzându-și structura densă; în jurul lor apare un înveliș nuclear – începe procesul de reconstrucție nucleară. Există o creștere a volumului de nuclee noi, în ei apar nucleoli (începutul interfazei sau stadiul „nucleului de repaus”).

Procesul de separare a substanței nucleare a celulei - cariokineza - este însoțit de divizarea citoplasmei (vezi) - citokineza. În celulele animale din telofază, apare o constricție în zona ecuatorială, care, adâncindu-se, duce la divizarea citoplasmei celulei originale în două părți. În celulele vegetale din planul ecuatorial, un sept celular este format din mici vacuole ale reticulului endoplasmatic, separând două noi corpuri celulare unul de celălalt.

Endomitoza este, în principiu, apropiată de mitoză, adică procesul de dublare a numărului de cromozomi din celule, dar fără divizarea nucleilor. În urma endomitozei, poate apărea diviziunea directă a nucleilor și a celulelor, așa-numita amitoză.

Vezi și Cariotip, nucleu celular.

Profaza... În profază, cromozomii se condensează și devin vizibili la microscopie cu lumină. Cromozomii, pe măsură ce DNP este compactat, capătă structura unor filamente bine colorate. Numărul de cromozomi este 4n, ceea ce corespunde cantității de ADN 4c. În legătură cu inactivarea genelor în regiunea organizatorului nucleolar și inhibarea sintezei ARN în profază, se constată dispariția nucleolilor. Învelișul nuclear se dezintegrează treptat în fragmente și vezicule membranare mici. În acest caz, centriolii diverg către polii opuși ai celulei.
În satelit situsul centriolului maternîncepe formarea microtubulilor din care se formează filamentele fusului de fisiune.

Metafaza... Un eveniment caracteristic pentru metafază este mișcarea cromozomilor în planul ecuatorial al fusului. Aici sunt amplasate strict regulat, formând o placă metafază (când se privește axul de fisiune din lateral). Dacă luăm în considerare un grup de cromozomi metafazici din partea polilor fusului, atunci apare clar o figură asemănătoare cu o stea (așa-numita stea mamă). In aceasta perioada se poate determina numarul, forma si marimea cromozomilor (cromozomi d, cromozomi dubli) care alcatuiesc placa metafazata.
Spre sfarsitul metafazei jumătățile longitudinale ale cromozomilor (cromatide surori) sunt separate pe toată lungimea, cu excepția zonei de constricție primară.

Pentru fiecare fel animalelor este caracteristic un număr strict constant de cromozomi în celulele somatice. Pentru om, este egal cu 46. Pe lungimea cromozomilor se distinge o alternanță de zone colorate și nepătate. În plus, fiecare cromozom se distinge printr-un model unic de colorare diferențială. Cromozomii umani sunt împărțiți în 7 grupe în funcție de dimensiunea și caracteristicile lor structurale (A, B, C, D, E, F, G) și fiecare cromozom are propriul său număr. Setul de semne ale structurii cromozomilor, dimensiunea și numărul lor formează ceea ce se numește cariotip.

Anafaza include procesul de separare a cromozomilor la polii unei celule în diviziune. Mecanismul mișcării cromozomilor este explicat prin ipoteza filamentului de alunecare, conform căreia filamentele fusului formate din microtubuli interacționează între ele și cu proteinele contractile și trag cromozomii către poli. Viteza de mișcare a cromozomilor ajunge la 0,2-0,5 μm/min, iar întreaga anafază durează 2-3 minute. Anafaza se termină cu deplasarea a două seturi identice de cromozomi (cromozomi s, sau cromozomi unici) către poli, unde converg, formând forme care seamănă în aparență (când sunt privite de la pol) stelelor. Aceste forme se numesc stele copil.

pentru că stele cromozomiale se formează la fiecare dintre poli, această etapă a mitozei este uneori numită stadiul unei stele duble (diaster) sau stadiul stelelor fiice. Telofază- stadiul final al mitozei, în care nucleii fiice sunt reconstruiți la polii fusului. Rearanjarea cromozomilor telofazici seamănă cu procesele schimbării lor în profază, dar care au loc în direcția opusă. Când cromozomii interacționează cu veziculele membranare ale citoplasmei, se formează o înveliș nuclear. Odată cu trecerea cromozomilor la starea de interfază, se formează noi nucleoli. Telofaza se termină cu diviziunea corpului celular - citotomie, sau citokineza, care duce la formarea a două celule fiice.

O parte din celule poate părăsi ciclul de reproducere și intra pe calea diferențierii. Unele celule pot ieși din ciclul celular în perioada G1 sau după perioada S și pot rămâne în repaus (perioada Go). Astfel de celule latente își păstrează capacitatea de a se diviza și pot intra din nou în ciclul de reproducere.

Video instrucțional: mitoza celulară și etapele acesteia

Ce sunt mitoza și meioza și ce faze au? celule cu unele diferențe. În timpul meiozei, din nucleul matern se formează patru fiice, în care numărul de cromozomi este redus (la jumătate). În timpul mitozei, apare și, dar la acest tip se formează doar două celule fiice cu aceiași cromozomi, ca la părinți.

Deci este meioza? Acestea sunt proceduri de diviziune biologică în timpul cărora se formează celule cu cromozomi specifici. Reproducerea prin mitoză are loc în organismele vii complexe, pluricelulare.

Etape

Mitoza are loc în două etape:

1. Dublarea informațiilor la nivel genetic. Aici, celulele mamă distribuie informații genetice între ele. În această etapă, cromozomii se schimbă.
2. Stadiul mitotic. Este format din perioade de timp.

Formarea celulară are loc în mai multe etape.

faze

Mitoza este împărțită în mai multe faze:

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

Aceste faze se desfășoară într-o anumită succesiune și au propriile lor caracteristici.

În orice organisme multicelulare complexe, mitoza implică cel mai adesea diviziunea celulară în funcție de un tip nediferențiat. În timpul mitozei, celula mamă se împarte în celule fiice, de obicei două dintre ele. Una dintre ele devine o tulpină și continuă să se divizeze, în timp ce cealaltă încetează să se divizeze.

Interfaza

Interfaza este pregătirea celulară pentru separare. Această etapă durează de obicei până la douăzeci de ore. În acest moment, au loc multe procese diferite în timpul cărora celulele sunt pregătite pentru mitoză.

În această perioadă, are loc divizarea proteinelor, numărul de organele din structura ADN-ului crește. Până la sfârșitul diviziunii, moleculele genetice sunt dublate, iar numărul de cromozomi nu se modifică. ADN-urile identice sunt îmbinate și sunt două cromatide într-o moleculă. Cromatidele rezultate sunt identice și surori.

După terminarea interfazei, începe mitoza propriu-zisă. Se compune din profază, metafază, anafază și telofază.

Profaza

Prima fază a mitozei este profaza. Durează aproximativ o oră. În mod convențional, este împărțit în mai multe etape. În stadiul inițial, în profaza mitozei, nucleolul se mărește, în urma căruia se formează molecule. Până la sfârșitul fazei, fiecare cromozom este deja format din două cromatide. Nucleolii și membranele nucleare se dizolvă, toate elementele sunt în dezordine în celulă. În plus, în profaza mitozei, se formează diviziunea acromatinei, unele dintre filamente trec prin întreaga celulă, iar unele sunt conectate la elementele centrale. În acest proces, conținutul codului genetic rămâne neschimbat.

Numărul de cromozomi din profaza mitozei nu se modifică. Ce se mai întâmplă? În profaza mitozei, învelișul nuclear se dezintegrează, drept urmare cromozomii spiralați ajung în citoplasmă. Particulele învelișului nuclear dezintegrat formează mici vezicule membranare.

În profaza mitozei se întâmplă următoarele: celula animalului devine rotundă, dar la plante nu își schimbă forma.

Metafaza

După profază, apare metafaza. În această fază, spiralizarea cromozomilor atinge apogeul. Cromozomii scurtați încep să se deplaseze spre centrul celulei. În timpul mișcării, acestea sunt situate la fel în ambele părți. Aici se formează o placă metafază. Când se examinează o celulă, cromozomii sunt clar vizibili. În metafază sunt ușor de numărat.

După formarea plăcii metafazate, se efectuează o analiză a setului de cromozomi inerenti acestui tip de celulă. Face acest lucru prin blocarea separării cromozomilor cu alcaloizi.

Fiecare organism are propriul său set de cromozomi. De exemplu, porumbul are 20 dintre ele, iar căpșunile de grădină au 56. Corpul uman are mai puțini cromozomi decât fructele de pădure, doar 46.

Anafaza

Toate procesele care au loc în profaza mitozei se termină și începe anafaza. În timpul acestui proces, toate conexiunile cromozomiale sunt rupte și încep să se miște în direcții opuse una față de cealaltă. În anafază, cromozomii înrudiți devin independenți. Ele ajung în celule diferite.

Faza se termină cu o divergență către polii celulei cromatide. Tot aici este distribuția informațiilor ereditare între fiică și celula mamă.

Telofază

Cromozomii sunt localizați la poli. La microscop, devin greu de văzut, deoarece în jurul lor se formează învelișul nucleului. Axul de fisiune este complet distrus.

La plante, o membrană se formează în centrul celulei, răspândindu-se treptat spre poli. Ea împarte celula mamă în două părți. Odată ce membrana este complet crescută, apare un perete de celuloză.

Caracteristicile mitozei

Diviziunea celulară poate fi inhibată din cauza temperaturilor ridicate, a expunerii la otrăvuri, a radiațiilor. În timpul studiului mitozei celulare în diferite organisme multicelulare, pot fi utilizate otrăvuri care inhibă mitoza în stadiul de metafază. Acest lucru vă permite să studiați cromozomii în detaliu, să efectuați cariotopi.

Mitoza în tabel

Luați în considerare fazele diviziunii celulare din tabelul de mai jos.

Procesul etapelor mitozei poate fi de asemenea urmărit în tabel.

Mitoza la animale si plante

Caracteristicile acestui proces pot fi descrise în tabelul comparativ.

Deci, am examinat procesul de diviziune celulară în organismele animale și plante, precum și caracteristicile și diferențele acestora.