Cell division. Mitosis at meiosis, mga yugto ng paghahati

Ang pagpaparami ng cell ay isa sa pinakamahalaga biological na proseso, ay isang kinakailangang kondisyon pagkakaroon ng lahat ng nabubuhay na bagay. Ang pagpaparami ay nangyayari sa pamamagitan ng paghahati sa orihinal na selula.

Cell ay ang pinakamaliit na morphological structural unit ng anumang buhay na organismo, na may kakayahang mag-self-production at self-regulation. Ang panahon ng pagkakaroon nito mula sa paghahati hanggang kamatayan o kasunod na pagpaparami ay tinatawag na cell cycle.

Ang mga tisyu at organo ay binubuo ng iba't ibang mga selula na may sariling panahon ng pag-iral. Ang bawat isa sa kanila ay lumalaki at umuunlad upang matiyak ang mahahalagang tungkulin ng katawan. Ang tagal ng panahon ng mitotic ay naiiba: ang mga selula ng dugo at balat ay pumapasok sa proseso ng paghahati tuwing 24 na oras, at ang mga neuron ay may kakayahang magparami lamang sa mga bagong silang, at pagkatapos ay ganap na mawawala ang kanilang kakayahang magparami.

Mayroong 2 uri ng dibisyon - direkta at hindi direkta. Ang mga somatic cell ay hindi direktang nagpaparami ng mga gametes o germ cell na sumasailalim sa meiosis (direktang paghahati).

Mitosis - hindi direktang paghahati

Mitotic cycle

Kasama sa mitotic cycle ang 2 sunud-sunod na yugto: interphase at mitotic division.

Interphase(resting stage) - paghahanda ng cell para sa karagdagang paghahati, kung saan ang orihinal na materyal ay nadoble, na sinusundan ng pare-parehong pamamahagi nito sa pagitan ng mga bagong nabuong mga cell. Kabilang dito ang 3 panahon:

• • Presynthetic(G-1) G – mula sa English gar, iyon ay, ang gap, ang paghahanda ay isinasagawa para sa kasunod na DNA synthesis, ang paggawa ng mga enzyme. Sa eksperimento, ang pagsugpo sa unang panahon ay isinagawa, bilang isang resulta kung saan ang cell ay hindi pumasok sa susunod na yugto.
  • Sintetiko(S) ay ang batayan ng cell cycle. Ang pagtitiklop ng mga chromosome at centrioles ng cell center ay nangyayari. Pagkatapos lamang nito ay maaaring magpatuloy ang cell sa mitosis.
  • Postsynthetic(G-2) o premitotic period - nangyayari ang akumulasyon ng mRNA, na kinakailangan para sa simula ng mitotic stage mismo. Sa panahon ng G-2, ang mga protina (tubulins) ay synthesize - ang pangunahing bahagi ng mitotic spindle.

Pagkatapos ng pagtatapos ng premitotic period ay nagsisimula mitotic division. Kasama sa proseso ang 4 na yugto:

1. Prophase- sa panahong ito, ang nucleolus ay nawasak, ang nukleyar na lamad (nucleolem) ay natutunaw, ang mga centriole ay matatagpuan sa magkasalungat na mga poste, na bumubuo ng isang division apparatus. May dalawang subphases:
   • maaga- ang mga katawan na tulad ng sinulid (chromosome) ay nakikita, hindi pa sila malinaw na hiwalay sa isa't isa;
   • huli na- maaaring masubaybayan ang mga indibidwal na bahagi ng chromosome.
2. Metaphase- nagsisimula mula sa sandali ng pagkawasak ng nucleolem, kapag ang mga chromosome ay nakahiga ng chaotically sa cytoplasm at nagsisimula lamang na lumipat patungo sa equatorial plane. Ang lahat ng mga pares ng chromatid ay konektado sa isa't isa sa sentromere.
3. Anaphase- sa isang sandali ang lahat ng mga chromosome ay naghihiwalay at lumipat sa tapat na mga punto ng cell. Ito ay isang maikli at napakahalagang yugto dahil sa yugtong ito nangyayari ang tiyak na paghahati ng genetic na materyal.
4. Telofase- huminto ang mga chromosome, nabuo muli ang nuclear membrane at nucleolus. Nabubuo ang constriction sa gitna; hinahati nito ang katawan ng mother cell sa dalawang anak na cell, na kumukumpleto sa mitotic na proseso. Sa mga bagong nabuong cell, ang G-2 period ay magsisimula muli.

Meiosis - direktang paghahati

Mayroong isang espesyal na proseso ng pagpaparami na nangyayari lamang sa mga sex cell (gametes) - ito ay meiosis (direktang paghahati). Natatanging tampok dahil ito ay ang kawalan ng interphase. Ang Meiosis mula sa isang orihinal na cell ay gumagawa ng apat, na may haploid set mga chromosome. Ang buong proseso ng direktang paghahati ay kinabibilangan ng dalawang magkakasunod na yugto, na binubuo ng prophase, metaphase, anaphase at telophase.

Bago ang simula ng prophase, ang mga cell ng mikrobyo ay doble ang kanilang paunang materyal, kaya nagiging tetraploid.

Prophase 1:

1. Leptotene- Ang mga chromosome ay nakikita sa anyo ng manipis na mga thread, nagpapaikli sila.
2. Zygotene- ang yugto ng conjugation ng mga homologous chromosome, bilang isang resulta, ang mga bivalents ay nabuo. Conjugation mahalagang punto Ang Meiosis, ang mga chromosome ay malapit sa isa't isa hangga't maaari upang magawa ang pagtawid.
3. Pachytena- ang mga chromosome ay lumapot, sila ay lalong umikli, ang pagtawid ay nangyayari (pagpapalitan ng genetic na impormasyon sa pagitan ng mga homologous na chromosome, ito ang batayan ng ebolusyon at namamana na pagkakaiba-iba).
4. Diplotena– yugto ng dobleng mga hibla, ang mga kromosom ng bawat bivalent ay naghihiwalay, pinapanatili ang koneksyon lamang sa rehiyon ng krus (chiasma).
5. Diakinesis— Nagsisimulang mag-condense ang DNA, ang mga chromosome ay nagiging napakaikli at hiwalay.

Nagtatapos ang prophase sa pagkasira ng nucleolem at pagbuo ng spindle.

Metaphase 1: ang bivalents ay matatagpuan sa gitna ng cell.

Anaphase 1: Ang mga duplicated na chromosome ay lumipat sa magkabilang pole.

Telofase 1: ang proseso ng paghahati ay nakumpleto, ang mga cell ay tumatanggap ng 23 bivalents.

Nang walang kasunod na pagdodoble ng materyal, ang cell ay pumapasok ikalawang yugto dibisyon.

Prophase 2: ang lahat ng mga proseso na nasa prophase 1 ay nauulit muli, lalo na ang paghalay ng mga chromosome, na kung saan ay chaotically matatagpuan sa pagitan ng mga organelles.

Metaphase 2: dalawang chromatids na konektado sa crossover (univalents) ay matatagpuan sa equatorial plane, na lumilikha ng isang plate na tinatawag na metaphase.

Anaphase 2:- ang univalent ay nahahati sa magkakahiwalay na chromatids o monads, at sila ay nakadirekta sa iba't ibang pole ng cell.

Telofase 2: ang proseso ng paghahati ay nakumpleto, nabuo nuklear na sobre, at ang bawat cell ay tumatanggap ng 23 chromatids.

Ang Meiosis ay isang mahalagang mekanismo sa buhay ng lahat ng organismo. Bilang resulta ng paghahati na ito, nakakakuha tayo ng 4 na mga haploid na selula na mayroong kalahati ng kinakailangang hanay ng mga chromatids. Sa panahon ng pagpapabunga, dalawang gametes ang bumubuo ng isang ganap na diploid cell, na pinapanatili ang likas na karyotype nito.

Mahirap isipin ang ating pag-iral nang walang meiotic division, kung hindi, ang lahat ng mga organismo ay makakatanggap ng dobleng set ng mga chromosome sa bawat susunod na henerasyon.

Paghahanda para sa cancer. Biology.
Tandaan 34. Cell cycle. Mitosis. Meiosis

Ikot ng cell

Ikot ng cell- ang buhay ng isang cell mula sa sandali ng paglitaw nito hanggang sa paghahati o kamatayan. Ang isang mahalagang bahagi ng cell cycle ay ang mitotic cycle, na kinabibilangan ng panahon ng paghahanda para sa paghahati at mitosis mismo. Mayroong dalawang malalaking yugto: interphase at cell division ( mitosis o meiosis).
Interphase binubuo ng tatlong yugto: presynthetic, o postmitotic, - G 1, synthetic - S, postsynthetic, o premitotic, - G 2.

Mitosis

Mitosis- ang pangunahing paraan ng paghahati ng mga eukaryotic cell, kung saan ang namamana na materyal ay unang nadoble at pagkatapos ay pantay na ipinamamahagi sa pagitan ng mga cell ng anak na babae.

Mayroong apat na yugto ng mitosis: prophase , metaphase , anaphase At telophase . Bago ang mitosis, naghahanda ang cell para sa paghahati, o interphase.
Panahon ng presynthetic (2n 2c, Saan n- bilang ng mga chromosome, Sa- bilang ng mga molekula ng DNA) - paglaki ng cell, pag-activate ng mga proseso biological synthesis, paghahanda para sa susunod na yugto.
Sintetikong panahon (2n 4c) – pagtitiklop ng DNA.
Panahon ng postsynthetic (2n 4c) - paghahanda ng cell para sa mitosis, synthesis at akumulasyon ng mga protina at enerhiya para sa paparating na dibisyon, pagtaas sa bilang ng mga organelles, pagdodoble ng mga centrioles.
Prophase (2n 4c) - pagtatanggal-tanggal ng mga nukleyar na lamad, pagkakaiba-iba ng mga centrioles sa iba't ibang mga pole ng cell, pagbuo ng mga filament ng spindle, "pagkawala" ng nucleoli, condensation ng biromatid chromosomes.
Metaphase (2n 4c) – alignment ng maximally condensed bichromatid chromosomes sa equatorial plane ng cell (metaphase plate), attachment ng spindle filament sa isang dulo sa centrioles, ang isa sa centromeres ng chromosomes.
Anaphase (4n 4c) - paghahati ng dalawang-chromatid chromosome sa mga chromatid at ang divergence ng mga sister chromatid na ito sa magkatapat na pole ng cell (sa kasong ito, ang mga chromatid ay nagiging independiyenteng single-chromatid chromosome).
Telofase (2n 2c sa bawat cell ng anak na babae) - decondensation ng chromosome, pagbuo ng mga nuclear membrane sa paligid ng bawat pangkat ng mga chromosome, disintegration ng spindle thread, hitsura ng isang nucleolus, dibisyon ng cytoplasm (cytotomy). Ang cytotomy sa mga selula ng hayop ay nangyayari dahil sa cleavage furrow, in mga selula ng halaman– dahil sa cell plate.
Biological na kahalagahan ng mitosis. Ang mga cell ng anak na babae na nabuo bilang isang resulta ng pamamaraang ito ng paghahati ay genetically identical sa ina. Tinitiyak ng mitosis ang pagiging permanente set ng chromosome sa isang serye ng mga henerasyon ng cell. Pinagbabatayan nito ang mga proseso tulad ng paglaki, pagbabagong-buhay, asexual reproduction, atbp.

Meiosis

Meiosis ay isang espesyal na paraan ng paghahati ng mga eukaryotic cell, bilang isang resulta kung saan ang mga cell ay lumipat mula sa isang diploid na estado patungo sa isang haploid na estado. Binubuo ng dalawang sunud-sunod na mitotic division na pinangungunahan ng isang solong pagtitiklop ng DNA.
Unang meiotic division(meiosis 1) ay tinatawag na pagbabawas, dahil sa panahon ng paghahati na ito ang bilang ng mga chromosome ay nababawasan ng kalahati: mula sa isang diploid cell (2 n 4c) dalawang haploid (1 n 2c).
Interphase 1(sa simula - 2 n 2c, sa dulo - 2 n 4c) - synthesis at akumulasyon ng mga sangkap at enerhiya na kinakailangan para sa parehong mga dibisyon, pagtaas sa laki ng cell at bilang ng mga organelles, pagdodoble ng mga centrioles, pagtitiklop ng DNA, na nagtatapos sa prophase 1.
Prophase 1 (2n 4c) – pagtatanggal-tanggal ng mga nuclear membrane, divergence ng centrioles sa iba't ibang pole ng cell, pagbuo ng spindle filament, "pagkawala" ng nucleoli, condensation ng bichromatid chromosomes, conjugation ng homologous chromosome at crossing over. Conjugation– ang proseso ng pagsasama-sama at intertwining homologous chromosomes. Ang isang pares ng conjugating homologous chromosome ay tinatawag bivalent. tumatawid– ang proseso ng pagpapalitan ng mga homologous na rehiyon sa pagitan ng mga homologous chromosome.
Metaphase 1 (2n 4c) – pagkakahanay ng mga bivalents sa equatorial plane ng cell, pagkakabit ng mga spindle filament sa isang dulo sa centrioles, ang isa pa sa centromeres ng chromosomes.
Anaphase 1 (2n 4c) - random na independiyenteng pagkakaiba-iba ng dalawang-chromatid chromosome sa kabaligtaran ng mga pole ng cell (mula sa bawat pares ng homologous chromosome, isang chromosome ay papunta sa isang poste, ang isa sa isa), recombination ng mga chromosome.
Telofase 1 (1n 2c sa bawat cell) - ang pagbuo ng mga nuclear membrane sa paligid ng mga grupo ng dichromatid chromosome, dibisyon ng cytoplasm. Sa maraming halaman, ang cell ay agad na napupunta mula anaphase 1 hanggang prophase 2.
Pangalawang meiotic division (meiosis 2) tinatawag na equational.
Interphase 2 o interkinesis(1n 2c), ay isang maikling pahinga sa pagitan ng una at ikalawang meiotic division kung saan hindi nagaganap ang pagtitiklop ng DNA. Katangian ng mga selula ng hayop.
Prophase 2 (1n 2c) – pagtatanggal-tanggal ng mga nukleyar na lamad, pagkakaiba-iba ng mga centriole sa iba't ibang pole ng cell, pagbuo ng mga filament ng spindle.
Metaphase 2 (1n 2c) – pagkakahanay ng mga bichromatid chromosome sa equatorial plane ng cell (metaphase plate), pagkakabit ng mga spindle filament sa isang dulo sa centrioles, ang isa sa centromeres ng chromosomes; 2 bloke ng oogenesis sa mga tao.
Anaphase 2 (2n 2c) – paghahati ng dalawang-chromatid chromosome sa mga chromatids at ang divergence ng mga sister chromatid na ito sa magkasalungat na pole ng cell (sa kasong ito, ang mga chromatid ay nagiging independent single-chromatid chromosome), recombination ng mga chromosome.
Telofase 2 (1n 1c sa bawat cell) - decondensation ng chromosomes, pagbuo ng nuclear membranes sa paligid ng bawat pangkat ng chromosome, disintegration ng filament ng spindle, hitsura ng nucleolus, dibisyon ng cytoplasm (cytotomy) na may nagresultang pagbuo ng apat na haploid cells.
Biological na kahalagahan ng meiosis. Ang Meiosis ay ang pangunahing kaganapan ng gametogenesis sa mga hayop at sporogenesis sa mga halaman. Ang pagiging batayan ng combinative variability, ang meiosis ay nagbibigay ng genetic diversity ng gametes.

Amitosis

Amitosis– direktang paghahati ng interphase nucleus sa pamamagitan ng constriction nang walang pagbuo ng mga chromosome, sa labas ng mitotic cycle. Inilarawan para sa pagtanda, pathologically altered at doomed cells. Pagkatapos ng amitosis, ang cell ay hindi na makakabalik sa normal na mitotic cycle.

Ang pag-unlad at paglago ng mga buhay na organismo ay imposible nang walang proseso ng paghahati ng cell. Sa kalikasan, mayroong ilang mga uri at pamamaraan ng paghahati. Sa artikulong ito ay tatalakayin natin nang maikli at malinaw ang tungkol sa mitosis at meiosis, ipaliwanag ang pangunahing kahalagahan ng mga prosesong ito, at ipakilala kung paano sila naiiba at kung paano sila magkatulad.

Mitosis

Proseso hindi direktang paghahati, o mitosis, ay kadalasang matatagpuan sa kalikasan. Ito ang batayan para sa paghahati ng lahat ng umiiral na mga non-reproductive na selula, katulad ng kalamnan, nerve, epithelial at iba pa.

Ang mitosis ay binubuo ng apat na yugto: prophase, metaphase, anaphase at telophase. Ang pangunahing papel ng prosesong ito ay ang pare-parehong pamamahagi ng genetic code mula sa parent cell hanggang sa dalawang anak na cell. Kasabay nito, ang mga cell ng bagong henerasyon ay isa sa isa na katulad ng mga maternal.

kanin. 1. Scheme ng mitosis

Ang oras sa pagitan ng mga proseso ng paghahati ay tinatawag interphase . Kadalasan, ang interphase ay mas mahaba kaysa sa mitosis. Ang panahong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng:

• synthesis ng protina at Mga molekula ng ATP sa isang hawla;
• chromosome duplication at pagbuo ng dalawang kapatid na chromatids;
• pagtaas sa bilang ng mga organelles sa cytoplasm.

Meiosis

Ang dibisyon ng mga selula ng mikrobyo ay tinatawag na meiosis, sinamahan ito ng paghahati ng bilang ng mga kromosom. Ang kakaiba ng prosesong ito ay naganap ito sa dalawang yugto, na patuloy na sumusunod sa isa't isa.

TOP 4 na artikulona nagbabasa kasama nito

Ang interphase sa pagitan ng dalawang yugto ng meiotic division ay napakaikli na halos hindi napapansin.

kanin. 2. Meiosis scheme

Ang biological na kahalagahan ng meiosis ay ang pagbuo ng purong gametes na naglalaman ng isang haploid, sa madaling salita isang solong, set ng mga chromosome. Ang diploidy ay naibalik pagkatapos ng pagpapabunga, iyon ay, ang pagsasanib ng maternal at paternal cells. Bilang resulta ng pagsasanib ng dalawang gametes, nabuo ang isang zygote na may buong hanay ng mga chromosome.

Ang pagbaba sa bilang ng mga chromosome sa panahon ng meiosis ay napakahalaga, dahil kung hindi ay tataas ang bilang ng mga chromosome sa bawat dibisyon. Salamat sa pagbawas ng paghahati, ang isang pare-parehong bilang ng mga chromosome ay pinananatili.

Mga katangian ng paghahambing

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mitosis at meiosis ay ang tagal ng mga phase at ang mga prosesong nagaganap sa kanila. Sa ibaba ay nag-aalok kami sa iyo ng isang talahanayan na "Mitosis at Meiosis", na nagpapakita ng mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawang paraan ng paghahati. Ang mga yugto ng meiosis ay pareho sa mga yugto ng mitosis. Maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa mga pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng dalawang proseso sa paghahambing na paglalarawan.

kanin. 3. Comparative diagram ng mitosis at meiosis

Ano ang natutunan natin?

Sa likas na katangian, ang paghahati ng cell ay naiiba depende sa kanilang layunin. Halimbawa, ang mga di-reproductive na selula ay nahahati sa pamamagitan ng mitosis, at mga sex cell - sa pamamagitan ng meiosis. Ang mga prosesong ito ay may katulad na mga pattern ng paghahati sa ilang mga yugto. Ang pangunahing pagkakaiba ay ang pagkakaroon ng bilang ng mga kromosom sa nabuong bagong henerasyon ng mga selula. Kaya, sa panahon ng mitosis, ang bagong nabuo na henerasyon ay may isang diploid set, at sa panahon ng meiosis, isang haploid set ng mga chromosome. Ang tiyempo ng mga yugto ng fission ay magkakaiba din. Ang parehong paraan ng paghahati ay may malaking papel sa buhay ng mga organismo. Kung walang mitosis, hindi isang solong pag-renew ng mga lumang selula, ang pagpaparami ng mga tisyu at organo ay nagaganap. Tumutulong ang Meiosis na mapanatili ang isang pare-parehong bilang ng mga chromosome sa bagong nabuong organismo sa panahon ng pagpaparami.

Pagsubok sa paksa

Pagsusuri ng ulat

Average na rating: 4.3. Kabuuang mga rating na natanggap: 3417.

Ang Meiosis ay isang dibisyon sa zone ng sekswal na pagkahinog mga selula, na sinamahan ng paghati sa bilang ng mga chromosome. Binubuo ito ng dalawang magkakasunod na dibisyon na may parehong mga yugto ng mitosis. Gayunpaman, tulad ng ipinapakita sa talahanayan na "Paghahambing ng Mitosis at Meiosis", ang tagal ng mga indibidwal na yugto at ang mga prosesong nagaganap sa mga ito ay malaki ang pagkakaiba sa mga prosesong nagaganap sa panahon ng mitosis.

Ang mga pagkakaibang ito ay pangunahing ang mga sumusunod.

Sa meiosis, mas mahaba ang prophase I. Conjugation (pagsasama ng mga homologous chromosome) at pagpapalitan ng genetic na impormasyon ay nangyayari sa loob nito. Sa anaphase I, ang mga centromeres na humahawak sa mga chromatids ay hindi nahahati, at ang isa sa homologmeiosis Mitosis at ang mga phase nito ng mitosis at mga egg chromosome ay lumilipat sa mga pole. Ang interphase bago ang pangalawang dibisyon ay napakaikli, kung saan ang DNA ay hindi na-synthesize. Ang mga cell (halites) na nabuo bilang resulta ng dalawang meiotic division ay naglalaman ng isang haploid (solong) set ng mga chromosome. Ang diploidy ay naibalik sa pamamagitan ng pagsasanib ng dalawang selula - maternal at paternal. Ang fertilized na itlog ay tinatawag na zygote.

Ang mitosis, o hindi direktang paghahati, ay pinakalaganap sa kalikasan. Ang mitosis ay sumasailalim sa paghahati ng lahat ng hindi sekswal mga selula(epithelial, kalamnan, nerbiyos, buto, atbp.). Ang mitosis ay binubuo ng apat na magkakasunod na yugto (tingnan ang talahanayan sa ibaba). Tinitiyak ng mitosis na ang genetic na impormasyon ng parent cell ay pantay na ipinamamahagi sa mga daughter cell. Ang panahon ng buhay ng cell sa pagitan ng dalawang mitoses ay tinatawag na interphase. Ito ay sampung beses na mas mahaba kaysa sa mitosis. Ang isang bilang ng mga napakahalagang proseso ay nagaganap dito bago ang paghahati ng cell: Ang mga molekula ng ATP ay na-synthesize at mga protina, ang bawat chromosome ay nagdodoble, na bumubuo ng dalawang kapatid na chromatids na pinagsasama-sama ng isang karaniwang centromere, at ang bilang ng mga pangunahing organel ng cytoplasm ay tumataas.

Sa prophase, ang mga chromosome, na binubuo ng dalawang magkakapatid na chromatids na pinagsama ng centromere, ay spiral at bilang isang resulta ay lumapot. Sa pagtatapos ng prophase, ang nuclear membrane at nucleoli ay nawawala at ang mga chromosome ay nakakalat sa buong cell, ang mga centriole ay lumipat sa mga pole at bumubuo ng isang suliran. Sa metaphase, nangyayari ang karagdagang spiralization ng mga chromosome. Sa yugtong ito, ang mga ito ay malinaw na nakikita. Ang kanilang mga sentromer ay matatagpuan sa kahabaan ng ekwador. Ang mga spindle thread ay nakakabit sa kanila.

Sa anaphase, ang mga sentromere ay naghahati, ang mga kapatid na chromatids ay naghihiwalay sa isa't isa at, dahil sa pag-urong ng mga filament ng spindle, lumipat sa magkasalungat na pole ng cell.

Sa telophase, ang cytoplasm ay nahahati, ang mga chromosome ay nag-unwind, at ang nucleoli at nuclear membrane ay nabuo muli. Sa mga selula ng hayop, ang cytoplasm ay pinagsama-sama sa mga selula ng halaman, isang septum ang nabuo sa gitna ng selula ng ina. Kaya mula sa isang orihinal na selula (ina) dalawang bagong selulang anak na babae ang nabuo.

Meiosis at mitosis

Talahanayan - Paghahambing ng mitosis at meiosis

Hindi nagtatagal. Ang cytoplasm ay hindi palaging nahahati. Ang cytoplasm ay nahahati. Pagkatapos ng dalawang meiotic division, 4 na mga cell na may isang haploid set ng mga chromosome ay nabuo.

Ikot ng cell - ito ang panahon ng pagkakaroon ng isang cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa pamamagitan ng paghahati sa mother cell hanggang sa sarili nitong dibisyon.

Ang tagal ng cell cycle mga eukaryote Ang haba ng cell cycle ay nag-iiba sa iba't ibang mga cell. Mabilis na nagpaparami ng mga selula ng mga pang-adultong organismo, tulad ng hematopoietic o basal na mga selula ng epidermis at maliit na bituka, maaaring isama sa siklo ng cell, bawat 12-36 na oras ang mga maikling cell cycle (mga 30 minuto) ay sinusunod kapag ang mga itlog ay mabilis na nadudurog echinoderms mga amphibian at iba pang mga hayop. Sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kondisyon, maraming linya ng kultura ng cell ang may maikling cell cycle (mga 20 oras). Para sa karamihan ng aktibong naghahati ng mga cell, ang tagal ng panahon sa pagitan

mitoses - ito ang panahon ng pagkakaroon ng isang cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa pamamagitan ng paghahati sa mother cell hanggang sa sarili nitong dibisyon.

Hindi nagtatagal. Ang cytoplasm ay hindi palaging nahahati.- ito ang panahon ng pagkakaroon ng isang cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa pamamagitan ng paghahati sa mother cell hanggang sa sarili nitong dibisyon. ay humigit-kumulang 10-24 na oras.

Mga yugto ng cell cycle interphase", kung saan nangyayari ang synthesis DNA At mga protina at ang paghahanda para sa paghahati ng cell ay isinasagawa.

Ang panahon ng paghahati ng cell, na tinatawag na "phase M" (mula sa salitang mitosis - mitosis).

Ang interphase ay binubuo ng ilang mga panahon:

G 1 - mga yugto(mula sa Ingles gap- pagitan), o yugto paunang paglaki, kung saan nangyayari ang synthesis mRNA, mga protina, iba pang bahagi ng cellular;

S- mga yugto(mula sa Ingles synthesis- synthesis), kung saan ito napupuntaPagtitiklop ng DNA cell nucleus , nagaganap din ang pagdodoble centrioles(kung mayroon sila, siyempre).

G 2 - yugto kung kailan ang paghahanda para samitosis .

Sa magkakaibang mga cell na hindi na nahahati, maaaring walang G 1 phase sa cell cycle. Ang ganitong mga cell ay matatagpuan sa yugto ng pahinga G 0 .

Panahonpaghahati ng selula (phase M) ay may kasamang dalawang yugto:

-mitosis(dibisyon ng cell nucleus);

-cytokinesis(paghahati ng cytoplasm).

Sa turn, mitosis ay nahahati sa limang yugto.

Ang paglalarawan ng cell division ay batay sa light microscopy data kasama ng microcine photography at ang mga resulta liwanag At elektroniko mikroskopya naayos at may bahid na mga cell.

Regulasyon ng cell cycle

Ang natural na pagkakasunod-sunod ng mga pagbabago sa mga panahon ng cell cycle ay nangyayari sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga ito mga protina, Paano cyclin-dependent kinases At mga cyclin. Mga cell, na nasa G 0 phase, ay maaaring pumasok sa cell cycle kapag nalantad sa mga kadahilanan ng paglago. Iba't ibang salik ng paglago tulad ng platelet, epidermal, nerve growth factor, nagbubuklod sa nito mga receptor, mag-trigger ng intracellular signaling cascade, na humahantong sa huli mga transkripsyon mga gene mga cyclin At cyclin-dependent kinases. Mga kinase na umaasa sa cyclin maging aktibo lamang kapag nakikipag-ugnayan sa kaukulang mga cyclin. Mga nilalaman ng iba't ibang mga cyclin V kulungan mga pagbabago sa buong cell cycle. Cyclin ay isang regulatory component ng cyclin-cyclin-dependent kinase complex. Kinase ay din ang catalytic component ng complex na ito. Kinases hindi aktibo kung wala mga cyclin. Naka-on iba't ibang yugto siklo ng cell ay synthesized magkaiba mga cyclin. Oo, nilalaman cyclin B sa mga oocytes mga palaka umabot sa maximum nito sa ngayon mitosis kapag nagsimula ang buong kaskad ng mga reaksyon phosphorylation, na na-catalyze ng cyclin B/cyclin-dependent kinase complex. Sa pagtatapos ng mitosis, ang cyclin ay mabilis na nawasak ng mga proteinase.

Mga checkpoint ng cell cycle

Upang matukoy ang pagkumpleto ng bawat yugto ng cell cycle, nangangailangan ito ng pagkakaroon ng mga checkpoint. Kung ang cell ay "pumasa" sa checkpoint, pagkatapos ay patuloy itong "gumagalaw" sa pamamagitan ng cell cycle. Kung ang ilang mga pangyayari, tulad ng pagkasira ng DNA, ay pumipigil sa cell na dumaan sa isang checkpoint, na maaaring ihambing sa isang uri ng checkpoint, pagkatapos ay huminto ang cell at hindi na magaganap ang isa pang yugto ng cell cycle. kahit man lang hanggang sa maalis ang mga hadlang na pumipigil sa cell na dumaan sa checkpoint. Mayroong hindi bababa sa apat na checkpoint sa cell cycle: isang checkpoint sa G1, na sumusuri para sa buo na DNA bago pumasok sa S phase, isang checkpoint sa S phase, na tumitingin para sa tamang DNA replication, isang checkpoint sa G2, na nagsusuri kung may mga sugat na hindi nakuha kapag pagpasa sa mga nakaraang punto ng pag-verify, o nakuha sa mga kasunod na yugto ng cell cycle. Sa yugto ng G2, ang pagkakumpleto ng pagtitiklop ng DNA ay natukoy, at ang mga cell kung saan ang DNA ay kulang sa pagkopya ay hindi pumapasok sa mitosis. Sa spindle assembly checkpoint, sinusuri na ang lahat ng kinetochores ay nakakabit sa microtubule.

Mga karamdaman sa cell cycle at pagbuo ng tumor

Ang pagtaas sa synthesis ng p53 protein ay humahantong sa induction ng synthesis ng p21 protein, isang cell cycle inhibitor

Ang pagkagambala sa normal na regulasyon ng cell cycle ay ang sanhi ng karamihan sa mga solidong tumor. Sa cell cycle, tulad ng nabanggit na, ang pagpasa sa mga checkpoint ay posible lamang kung ang mga nakaraang yugto ay nakumpleto nang normal at walang mga breakdown. Ang mga selula ng tumor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga pagbabago sa mga bahagi ng mga checkpoint ng cell cycle. Kapag ang mga checkpoint ng cell cycle ay hindi aktibo, ang dysfunction ng ilang mga tumor suppressor at proto-oncogenes ay sinusunod, sa partikular p53, pRb, Myc At Ras. Ang p53 na protina ay isa sa mga salik ng transkripsyon na nagpapasimula ng synthesis ng protina p21, na isang inhibitor ng CDK-cyclin complex, na humahantong sa pag-aresto sa cell cycle sa mga panahon ng G1 at G2. Kaya, ang isang cell na ang DNA ay nasira ay hindi pumapasok sa S phase. Sa mga mutasyon na humahantong sa pagkawala ng p53 na mga gene ng protina, o sa kanilang mga pagbabago, ang blockade ng cell cycle ay hindi nangyayari, ang mga cell ay pumapasok sa mitosis, na humahantong sa paglitaw ng mga mutant cells, karamihan sa mga ito ay hindi mabubuhay, ang iba ay nagbibigay ng pagtaas sa mga malignant na selula.

Cell division

Lumilitaw ang lahat ng mga cell sa pamamagitan ng paghahati ng mga cell ng magulang. Karamihan sa mga cell ay may cell cycle na binubuo ng dalawang pangunahing yugto: interphase at mitosis.

Interphase binubuo ng tatlong yugto. Sa loob ng 4-8 na oras pagkatapos ng kapanganakan, ang cell ay nagdaragdag ng masa nito. Ang ilang mga cell (halimbawa, mga nerve cell sa utak) ay nananatili sa yugtong ito magpakailanman, habang ang iba ay doble ang kanilang chromosomal DNA sa loob ng 6-9 na oras. Kapag dumoble ang masa ng cell, magsisimula ito mitosis.

Isinasagawa anaphase ang mga chromosome ay lumilipat sa mga pole ng cell. Kapag ang mga chromosome ay umabot sa mga pole, ito ay nagsisimula telophase. Ang cell ay nahahati sa dalawa sa equatorial plane, ang mga spindle filament ay nawasak, at ang mga nuclear membrane ay bumubuo sa paligid ng mga chromosome. Ang bawat cell ng anak na babae ay tumatanggap ng sarili nitong hanay ng mga chromosome at babalik sa yugto ng interphase. Ang buong proseso ay tumatagal ng halos isang oras.

Ang proseso ng mitosis ay maaaring mag-iba depende sa uri ng cell. Walang mga centriole sa isang cell ng halaman, kahit na isang spindle ay nabuo. Sa fungal cells, ang mitosis ay nangyayari sa loob ng nucleus;

Ang pagkakaroon ng mga chromosome ay hindi isang kinakailangang kondisyon para sa paghahati ng cell. Sa kabilang banda, ang isa o higit pang mga mitoses ay maaaring huminto sa yugto ng telophase, na nagreresulta sa mga multinucleated na selula (halimbawa, sa ilang algae).

Ang pagpaparami sa pamamagitan ng mitosis ay tinatawag na asexual o vegetative, pati na rin pag-clone. Sa mitosis, ang genetic na materyal ng mga selula ng magulang at anak na babae ay magkapareho.

Meiosis, hindi tulad ng mitosis, ay isang mahalagang elemento sekswal na pagpaparami. Ang Meiosis ay gumagawa ng mga cell na naglalaman lamang ng isang set ng chromosome, na ginagawang posible ang kasunod na pagsasanib ng mga sex cell (gametes) ng dalawang magulang. Sa esensya, ang meiosis ay isang uri ng mitosis. Ito ay nagsasangkot ng dalawang magkakasunod na dibisyon ng cell, ngunit ang mga kromosom ay nadoble lamang sa una sa mga dibisyong ito. Ang biological essence ng meiosis ay upang bawasan ang bilang ng mga chromosome sa kalahati at bumuo ng haploid gametes (iyon ay, gametes na may isang set ng chromosome).

Bilang resulta ng meiotic division sa mga hayop, apat ang nabuo gametes. Kung ang mga male reproductive cell ay may humigit-kumulang na parehong laki, kung gayon kapag nabuo ang mga itlog, ang pamamahagi ng cytoplasm ay nangyayari nang hindi pantay: ang isang cell ay nananatiling malaki, at ang iba pang tatlo ay napakaliit na halos ganap na inookupahan ng nucleus. Ang mga maliliit na selulang ito ay nagsisilbi lamang sa paglalagay ng labis na genetic material.

Ang mga gametes ng lalaki at babae ay nagsasama upang mabuo zygote. Sa kasong ito, ang mga chromosome set ay pinagsama (ang prosesong ito ay tinatawag na syngamy), bilang isang resulta kung saan ang isang dobleng hanay ng mga chromosome ay naibalik sa zygote - isa mula sa bawat magulang. Ang random na paghihiwalay ng mga chromosome at ang pagpapalitan ng genetic material sa pagitan ng mga homologous chromosome ay humahantong sa paglitaw ng mga bagong kumbinasyon ng mga gene, na nagpapataas ng genetic diversity. Ang nagreresultang zygote ay bubuo sa isang malayang organismo.

Kamakailan lamang, isinagawa ang mga eksperimento sa artipisyal na pagsasanib ng mga cell ng pareho o iba't ibang uri. Ang mga panlabas na ibabaw ng mga selula ay pinagsama, at ang lamad sa pagitan ng mga ito ay nawasak. Sa ganitong paraan, posible na makakuha ng mga hybrid na selula ng isang daga at isang manok, isang tao at isang daga. Gayunpaman, sa panahon ng kasunod na mga dibisyon, ang mga cell ay nawala ang karamihan sa mga chromosome ng isa sa mga species.

Sa iba pang mga eksperimento, ang cell ay nahahati sa mga bahagi, tulad ng nucleus, cytoplasm, at lamad. Ang mga bahagi ng iba't ibang mga selula ay muling pinagsama, na nagreresulta sa isang buhay na selula na binubuo ng mga bahagi mula sa iba't ibang uri ng mga selula. Sa prinsipyo, ang mga eksperimento sa pag-assemble ng mga artipisyal na selula ay maaaring ang unang hakbang patungo sa paglikha ng mga bagong anyo ng buhay.